محولات اللحام بالقوس الكهربائي poste de soudage

محولات اللحام بالقوس الكهربائي poste de soudage

 تعتمد نظرية اللحام بالقوس الكهربى على إيجاد قوس كهربي بين قطب اللحام Electrode والشغلة المراد لحامها .. وتكون درجة حرارة القوس الكهربى عالية بدرجة تؤدى إلى انصهار القطب وتساقطه على الشغلة التى ترتفع حرارتها بفعل القوس الكهربى إلى درجة قريبة من الانصهار .. وبالتالى تندمج وتتداخل الأجزاء المنصهرة من القطب مع الشغلة ويحدث التماسك القوى بين أجزاء الشغلة المراد لحامها .
ويكون القطب عادة من نفس معدن الشغلة .. ويغطى بطبقة من البودرة المساعدة على اللحام والمانعة للأكسدة . ويكون قطر القطب قريبا من سمك الشغلة المراد لحامها .. وبالتالي فإن التيار الكهربى المسبب لقوس اللحام يتزايد مع زيادة قطر القطب أى مع زيادة سمك الشغلة . ويوضح الشكل رقم (48) المدى الذى يمكن أن يتغير فيه تيار اللحام المناسب لقطر القطب .. وإذا نقص تيار اللحام عن القيمة الصغرى ينطفئ القوس الكهربى .. أما إذا زاد تيار اللحام عن القيمة الكبرى فإن القوس الكهربى يكون شديداً بدرجة تؤدي إلى انصهار الشغلة بدلاً من لحامها .. وهو ما يتم عند استخدام القوس فى عمليات القطع بالإضافة إلى عمليات اللحام .


وللحصول على القوس الكهربى .. يستخدم محول اللحام – الذى يختلف عن المحول الكهربى التقليدي – حيث يجب أن تتحقق فيه الشروط التالية :
1 ) يعمل على المصدر الكهربى المتاح والذى يكون جهده عادة إما 220 أو 380 فولت .
2 ) يعطي تياراً فى ملفات الثانوى لا يقل عن 100 أمبير .. ويمكن أن يصل إلى 600 أمبير .
3 ) لا يقل فيه جهد الثانوى عند اللاحمل عن 50 ف .. وتكون أقصى قيمة له فى حدود 70 ف .
4 ) يمكن تغيير تيار الثانوى من أقل قيمة إلى أقصى قيمة لكى يمكن لحام عدة مقاسات من المعدن ذات سماكات مختلفة .
وتنتج المحولات بقدرات مختلفة .. منها ما يعطي تيار لحام حتى 600 أمبير ليفي بكافة الاحتياجات .. ومنها ما يعطي تياراً متوسطاً أو منخفضاً فى حدود 100 أمبير ليسهل حمله ونقله إلى أي مكان للحام أية شغلة ذات سمك صغير فى حدود 1 أو 2مم .

- مكونات محول اللحام :

يتكون محول اللحام – مثل أي محول – من قلب حديدى من رقائق الصلب السليكوني .. وملفان من الأسلاك النحاسية وأحياناً من الألومنيوم أحدهما ابتدائي والآخر ثانوي . ونظراً لأن طبيعة اللحام بالقوس الكهربى لا يمكن أن تكون مستمرة لحين الانتهاء من عملية اللحام .. لأنه يتم التوقف لدقائق إما لتغيير قطب اللحام أو للنظر فى الجزء الذى تم لحامه للتأكد من سلامة اللحام .. فإن محول اللحام يعمل على فترات متقطعة بما يسمى بالأداء المتقطع Duty Cycle . وتقدر نسبة الأداء المتقطع .. بنسبة مجموع أزمنة التشغيل فى فترة عشر دقائق مقسومة على عشر دقائق .. وتتراوح قيمتها فى عمليات اللحام بين 55 – 60% .. وفي عمليات القطع بالقوس الكهربى بين 25 – 35% وبسبب هذا الأداء المتقطع لهذه المحولات .. فإن أسلاك الملفات تصمم بمساحة مقطع أقل من مثيلتها فى المحولات التقليدية .. حيث تصل كثافة التيار إلى 10 أمبير / مم2 وترتفع إلى 20 أمبير / مم2 باستخدام مروحة تبريد .. بينما تكون كثافة التيار فى المحولات التقليدية فى حدود 5 أمبير / مم2 .

- طرق تغيير تيار اللحام :

توجد عدة طرق لتغيير تيار اللحام لكى يتواءم مع سمك الشغلة .. تمثل كل منها أحد أنواع هذه المحولات كالآتي :

1 ) ممانعة متغيرة بدائرة الثانوى Variable Reactance :
في هذه الطريقة .. توصل ممانعة متغيرة بالتوالي فى دائرة الثانوى لمحول اللحام كما بالشكل رقم (49) . وتتكون هذه الممانعة من قلب حديدى من رقائق الصلب السليكونى وملف متعدد الأطراف بنفس مساحة مقطع أسلاك الثانوى .. ويكون حجم هذه الممانعة حوالي ربع حجم محول اللحام . ونحصل على أكبر تيار لحام عندما تخرج كل الممانعة من الدائرة .. بينما يتناقص تيار اللحام بإضافة جزء من هذه الممانعة . ونحصل على أقل تيار عندما تدخل كل الممانعة فى دائرة الثانوى .

ويلاحظ .. أن معظم محولات اللحام تكون ذات وجه واحد وتعمل على جهد وجه 220 فولت أو جهد خط 380 فولت كما بالشكل .. إلا أنه يفضل عملها على جهد 380 فولت – فى حالة توافره – لكى يتوزع حملها الكبير على خطين من خطوط محول التوزيع بدلا من تحميله على خط واحد فى حالة 220 فولت .. وذلك لتحسين أداء محول التوزيع للشبكة الكهربية وعدم إحداث تدهور أو تذبذب فى جهد الشبكة أثناء اللحام - يؤثر على مستخدمي الشبكة .

2 ) الملف الثانوى المتحرك Moving Secondary :
يصمم المحول فى هذه الحالة بحيث يتواجد فراغ بين الملف الابتدائى والملف الثانوى كما بالشكل رقم (50) .. وبحيث يسمح هذا الفراغ بتحريك الملف الثانوى ليكون قريباً من الملف الابتدائى .. وعندئذ نحصل على تيار لحام بأعلى قيمة . وكلما ابتعد الملف الثانوى عن الملف الابتدائى .. نقص تيار اللحام . وتعتمد هذه الطريقة .. على أن قرب الملف الثانوى من الملف الابتدائى ينقص ممانعة الهروب لكل من الابتدائى والثانوى .. بينما يؤدى تباعد الملف الثانوى عن الابتدائى إلى زيادة ممانعة الهروب للملفين مما يؤدى إلى إنقاص تيار اللحام . وفي هذه الطريقة .. يزداد حجم المحول لزيادة طول القلب الحديدى اللازم لإيجاد فراغ كبير بين الملفين الابتدائى والثانوى .


3 ) القلب الحديدى المتحرك Moving Limb :
في هذه الحالة .. يصمم المحول بحيث توجد مسافة صغيرة بين الملفين الابتدائى والثانوى .. يوضع فيها قلب حديدى من نفس رقائق الصلب السليكوني للمحول .. وبحيث يتم تحريك هذا القلب لإبعاده عن القلب الحديدى الرئيسي للمحول أو إدخاله بين أجزائه كما بالشكل رقم (51) . وعندما يكون هذا القلب المتحرك بعيداً عن قلب المحول .. يكون تيار اللحام بأكبر ما يمكن .. لأن ذلك يؤدى إلى إنقاص ممانعة الهروب لكل من الملفين الابتدائى والثانوى عند أقل قيمة .. وبإدخال القلب المتحرك بأي نسبة .. تتزايد ممانعة الهروب للملفين .. وتكون بأكبر قيمة لها عندما يتواجد القلب المتحرك بالكامل داخل حديد المحول .. وعندها يكون تيار اللحام بأقل قيمة ممكنة . وتعتبر هذه الطريقة هي أكثر الطرق شيوعاً . لبساطتها وعدم وجود نقاط تماس متعددة .. وصغر حجم المحول وبالتالي تكلفته .. مقارناً بالطريقة السابقة – وكذا حساسية هذه الطريقة للحصول على أي قيمة لتيار اللحام بين القيمتين الصغرى والقيمة العظمى .


4 ) الثانوى متعدد الأطراف Secondary Tapping :
في هذه الطريقة .. يتم زيادة عدد لفات الملف الثانوى بعدد من اللفات يتوسطها طرف أو طرفان كما بالشكل رقم (52) . وبتوصيل طرفي اللحام بين بداية الثانوى والطرف النهائى – أي بأخذ جميع اللفات – يكون تيار اللحام بأقل قيمة . وبالنقل من الطرف النهائى إلى طرف متوسط .. يتزايد تيار اللحام .. ويكون أقصى تيار لحام مع أقل عدد لملفات الثانوى . ويلاحظ .. أن ذلك يتعارض مع فكرة أن اللفات الكثيرة للثانوى تعطي قوة دافعة كهربية كبيرة وبالتالي تيار لحام كبير والعكس لأن اللفات الكثيرة تعطي قوة دافعة كهربية كبيرة بنسبة عدد اللفات .. إلا أن ممانعة الهروب للثانوى سوف تزداد بنسبة أكبر لأنها تتناسب مع مربع عدد اللفات .. الأمر الذى يؤدى إلى نقص تيار اللحــام برغــم زيــادة القــوة الدافعــة الكهـربية للثانوى كما سيتضح فى خواص الأداء . 

وتستخدم هذه الطريقة لتغيير تيار اللحام فى المحولات متوسطة القدرة التي لا تحتاج لتغيير تيار اللحام بعدد مرات كثيرة وفيها يكون حجم وتكلفة المحول منخفضين عن الأنواع السابقة .

5 ) الابتدائى متعدد الأطراف Primary Tapping :
تستخدم هذه الطريقة مع المحولات صغيرة القدرة والتي تعطي تيار لحام بحد أقصى حوالي 100 أمبير . وتستغل اللفات اللازمة لتشغيل المحول على جهد 380 فولت بالإضافة إلى إمكانية تشغيله على 220 فولت .. حيث يتم خروج عدة أطراف من اللفات الزائدة عن لفات الجهد 220 فولت إلى جهد 380 ف كما بالشكل رقم (53) . وبهذا التصميم .. فإن المحول يعطي أعلى تيار لحام إذا عمل على الجهد 380 فولت بين خطين من خطوط الشبكة لتوزيع الحمل على هذين الخطين . أما إذا أريد الحصول على تيارات متعددة .. فإن المحول يوصل إلى جهد 220 فولت .. ويعطي نفس التيار الأعلى للحام عندما يكون المفتاح فى وضع أقل عدد لفات للابتدائي .. كما يعطي أقل تيار لحام عندما يوضع المفتاح على أكبر عدد لفات للابتدائي .. وبينهما يعطي تيار لحام متوسط . وهذا النوع من المحولات يكون اقتصادياً وذا حجم صغير ويمكن حمله باليد للعمل فى مناطق متعددة .. ويستخدم فيه مفتاح يدوي لتغيير عدد اللفات .. لأن تيار الملف الابتدائى يكون منخفضاً .. بينما يتم فك طرف من نقطة وتوصيله بالنقطة الأخرى فى الطريقة السابقة لأن تيار الثانوى يكون كبيراً .. ولا يستخدم مفتاح لعمل هذا التغيير 

تابع القراءة

صيانة وفحص المحولات الكهربائية

صيانة وفحص المحولات الكهربائية

صيانة وفحص المحولات الكهربائية 

من دراسة طرق وبرامج الصيانة الخاصة بالمحولات وجد انه لابد من عمل الفحوصات والاختبارات المختلفة بالدقة المطلوبة وعند تجميع المحول وقبل تشغيله يجب ملاحظة الأمور الآتية:

1.     صوت المحول

2.     مستوى الزيت ولونه وخلوة من الشوائب

3.     -سلامة العوازل الخارجية والتأكد من استمرارية الارضى

4.     التأكد من ربط المصهرات وصحة وجودة عمل أجهزة الوقاية

5.     صحة ربط مخارج الملفات وتوزيعها السليم على الاوجة الثلاثة وعمل مفتاح تحويل الضغط للرفع او الخفض

6.     تسجيل درجة الحرارة المحول عند التشغيل وكذا بعد مرور 10 دقائق من التشغيل للتأكد من صحة عمله

7.     فحص الزيت للتأكد من قوة عزله كهربيا ومكوناته الكيماوية وملاحظة مستوى الزيت ولونه .

وتتلخص أعمال الصيانة التي تجرى مرة واحدة في السنة على تنظيف وملاحظة الأجزاء الخارجية التالية للمحول وهي :

1-    خلو عوازل مخارج التيار من أضرار الكسر أو التشقق أو التصدع وازالة الأتربة والأوساخ المتراكمة واستبدال غير الصالح منها .

2-    تنظيف وضبط ملامسات مصهرات الضغط العالي واستبدال المعطوب منها .

3-    انعدام رشح الزيت من مناطق اللحام والتأكد من الإحكام الجيد لها.

4-    ملاحظة عدم ارتفاع درجة حرارة الزيت عن المعدلات المسموح بها .

5-    التأكد من سلامة عمل مراوح التهوية ونظافة أنابيب التبريد والمشعاع (الريدياتير).

6-    يجب أن تكون التهوية جيدة في المحولات العاملة داخل غرف مسقوفة .

7-    يجب تسجيل الحمل بواسطة أجهزة القياس التابعة للمحول

8-    التأكد من سلامة عمل أجهزة الحماية وإشارات التحذير وكذا الإنارة الخارجية

9-     يجب التأكد من مطابقة مكونات المحول وأداءه للمواصفات والخصائص المذكورة في كتيب الشركة المصنعة .

أما الصيانة التي تجرى مرة واحدة كل 10 سنوات فتشمل العمال التالية :

1-    إخراج جسم المحول (القلب الحديدي) من خزانه الرئيسي وإجراء الفحوصات الكهربية علي ملفات المحول للتأكد من مقدار المقاومة وقوة العزل وعدم تواجد حالات قطع كاملة أو ناقصة .

2-    عند إخراج الملفات مت القلب الحديدي يتطلب فك الصفائح الحديدية السليكونية وتنظيفها والتأكد من سلامة عزلها ومن ثم تجميعها وربطها بإحكام .

3-    إعادة ربط التأريض بإحكام والتأكد استمرارية وتنظيف الدعامة الأمامية للمحول وربطها بإحكام .

4-    تجفيف الملفات وتستبدل عوازلها التالفة وتنظف من رواسب الزيت ويعاد تركيبها

5-     فك مفتاح تحويل الضغط وتنظيف ملامساته

6-    تنظيف نهايات الملفات واستبدال عوازلها التالفة والتأكد من متانة لحاماتها .

7-    تنظيف الخزان الرئيسي من رواسب الزيت وإعادة صب جدرانه الخارجية والداخلية بورق التنظيف الخاص والتأكد من عدم تواجد لحامات رديئة والتأكد من عمل عجلات الخزان واستبدال العزل المطاطي على حافة فوهته العلوية

8-    تنظيف الغطاء العلوي والخزان المساعد من الزيت والشوائب والتأكد من سلامة مبين درجة الحرارة ومستوى الزيت .

9-    فحص أجهزة الوقاية وملاحظة مدى انتظام عملها واستبدال الأجزاء التالفة منها

ثانيا الفحص الخارجي للمحولات

وفيه يتم الفحص على الأجزاء الظاهرية للمحول وفق نظام معين وبعناية ودقة عالية وتشمل فحص الأجزاء الآتية:

1-    الخزان الرئيسي : يقوم الفاحص بملاحظة وتسجيل حالة آداة الربط من الصواميل وسلامة سطح الخزان من الانبعاج تحت تأثير قوى خارجية وكذا سطح وأنابيب الإشعاع . أما اذا كان الخزان قد جري استبداله تحت ظروف معينة في هذه الحالة يجب التأكد من القياسات والأبعاد من ارتفاع وعرض وسمك الخزان وكذا عدد مواسير التبريد من أعدادها وترتيبها وأقطارها ، تعطى اهمية متزايدة للتأكد من عدم تواجد شقوق او ثقوب حتى وان كانت ضئيلة وبسيطة يحتمل رشح الزيت منها إلى جانب طلاء الخزان وتناسقه كوحدة كاملة.

2-    المشعاع : عند استبدال التالف منها بآخر جديد يجب أن يركز الإهتمام بعرفة عدد الأنابيب وقطرها والمسافة بين بعضها البعض ، خلو الرشح من مواضع الربط وكذا مواضع اللحام وسلامة عمل الصنابير .

3-    الخزان المساعد : يقوم الفاحص بملاحظة موقع الخزان المساعد والمسافة بينه وبين الأجزاء الحاملة للتيار ، خلو الخزان من الضرر الميكانيكي الخارجي ، عدم رشح الزيت في مواضع الربط واللحام وكذا ملاحظة سلامة مبين الزيت والصنابير والشكل العام للخزان

4-     ماسورة الحماية الغازية: ملاحظة أبعادها وزاوية ميلها وغطائها الزجاجي وكذا عدم رشح الزيت من مواضع الربط عند قاعدتها، وملاحظة جودة أدوات الربط.

5-    غطاء المحول:  ويشمل على ملاحظة الغطاء نفسه والتأكد من خلوه من الانبعاج أو أي ضرر ميكانيكي آخر وكذلك مناطق اللحام واحتمالات رشح الربط الى جانب فحص أجزاء المحول الأخرى القائمة على غطاء المحول مثل مخارج التيار للضغطين الابتدائي والثانوي خاصة سلامة العزل  من التشقق أو الخدش أو التصدع وربطه وإحكامه .

6-    ربط أطراف المخارج:التأكد من نوعية العزل المستخدم للضغط الإبتدائي وكذا للضغط الثانوي وعددها وخلو الأطراف من آثار الانصهار (القوس الكهربي ) أو القطع أو الحرارة العالية غير العادية وكذا وضع اللحام ونظافة العزل.

7-    مفتاح التحويل للضغط : تفحص ميكانيكية عمل المفتاح وسهولة تمييز أوضاعة الثلاثة

8-    نظام التبريد : إذا كان نظام التبريد يعتمد على الهواء المضغوط فتفحص محركات المراوح ويتم التأكد من سلامة عملها في ظروف الأحمال .

9-    أجهزة الحماية ومعداتها : ونعنى بالمتمم الغازي (بوقلز) والمصهرات والمنبه الصوتي( الإنذار) الحراري ، فيجري التأكد من سلامتها وصحة عملها في الظروف المطلوبة حيث يتم فحص كل جهاز أو معدة على حدة وكذا التأكد من سلامة عمله.

10-                      مفاتيح التشغيل : هل تشغل يدويا أو بواسطة محركات كهربية ، فعندما تفحص جيدا ويتأكد من سلامة عملها بحرية تامة وخلوها من الأضرار الميكانيكية الخارجية، تدون هذه الملاحظات في سجل الفحص الخارجي الدوري للمحول ويسجل تاريخ إجراء تلك الفحوصات وتاريخ ابتداء الفحص القادم مسبقا.

 ثالثا: خصائص الزيت الجيد للمحولات

تتوقف جودة زيت المحولات على الأمور الآتية:

1)    جهد انهيار العزل للزيت: يحدد هذا الجهد الخواص الكهربية للزيت كمادة عازلة ،اذ أن هذا الضغط الى حدود معينة  يدل على ارتفاع نسبة الرطوبة والأحماض بالزيت فالضغط يجب ألا يقل عن 35 ك .فولت للزيت الجديد الذي لم يستعمل بعد للمحولات ذات الجهد من  10 الى 35 ك.ف ، ويجب الأ يقل عن 40 ك.ف للمحولات جهد 220 ك.ف ، و50 ك.ف للمحولات جهد 500 ك.ف .

2)    درجة حرارة اشتعال الأبخرة والغازات :  درجات حرارة اشتعال الأبخرة والغازات الناتجة من الزيت حيث أن انخفاض هذه الدرجات يشير الى تحلل الزيت واحتمال اشتعاله، لذا يجب أن لا تقل حرارة اشتعال الأبخرة عن 135 درجة مئوية.

3)    لزوجة الزيت : إن زيادة هذه اللزوجة تعوق دورة التبريد وتحد من سرعته، لذا يجب ألا تتعدى درجة اللزوجة 4.2 وذلك عند 20 درجة مئوية ، ولا تتعدى درجة اللزوجة 1.8  وذلك عند 50 درجة مئوية.

4)    حمضية الزيت :  ينتج عن هذه الأحماض تلف العوازل للملفات ، وأكسدة وتآكل القضبان والصفائح الحديدية . ويجب ألا يتعدى الرقم الحمضي للزيت عن 0.05 ملليجرام [ مقدار المليجرام من ايدروكسيد البوتاسيوم التي تعادل حمضية واحد كيلوجرام من الزيت ].

5)    الشوائب الميكانيكية المختلفة :الشوائب الميكانيكية كثيرة ومختلفة ، الناتجة عن اتساخ الملفات ، ومجاري الزيت من جسيمات الكربون والشوائب الأخرى.

رابعا : مواعيد فحص الزيت ومواصفاته

تختلف مواعيد فحص الزيت من فترة لأخرى تبعا لاختلاف جهد المحولات بالطرق التالية :

1-    يجرى فحص الزيت مرة واحدة كل ثلاث سنوات للمحولات والمعدات ذات الجهد 11 ك.ف .

2-    بالنسبة للمحولات التي جهدها 35 ك.ف تختبر قوة العزل مرة واحدة في السنة ، ويجرى التحليل الكامل مرة كل ثلاث سنوات .

3-    يجرى تحليل الزيت للمعدات  مرة كل سنة لجهد اكبر من 35 ك.ف .

4-    يجرى تحليل الزيت مرة كل سنة بالنسبة لمخارج حاملة التيار المملوءة بالزيت .

5-    يجرى تحليل الزيت عقب كل عمرة للمحولات والمعدات الأخرى.

أما الحدود التالية للجهد الكهربائي الذي يجب أن يتحمله الزيت قبل انهياره فتعتبر حدود صغرى يجب المحافظة عليها،بحيث بدونها يعتبر الزيت غير صالح للاستخدام :

1-    يجب ألا يقل جهد الانهيار عن 20 ك.ف للمحولات ذات الجهد حتى 11 ك.ف .

2-    يجب ألا يقل جهد الانهيار عن 25 ك.ف للمحولات ذات الجهد حتى 35 ك.ف .

3-    يجب ألا يقل جهد الانهيار عن 35 ك.ف للمحولات ذات الجهد حتى 220 ك.ف .

4-    يجب ألا يقل جهد الانهيار عن 45 ك.ف للمحولات ذات الجهد حتى 500 ك.ف .

خامسا : طريقة إجراء الفحص الكهربي للزيت

اختبار عزل الزيت يتم وفق الخطوات التالية :

1-    الفحص يجرى بين كرتين ذات قطب مختلف على كل كرة قطر الكرة المعدنية 25 مم والمسافة بين الكرتين  2.5 مم .

2-    قنينة الزيت تمزج جيداّ بطريقة الرج دون توليد فقاعات هوائية .

3-    وعاء الفحص ينظف بزيت المحولات مرتين أو ثلاث مرات .

4-    يسكب الزيت في وعاء الفحص حتى يصل الى مستوى 20 مم من فوهته العليا  ، ويجب أن يجري السكب بالشكل الذي يمنع تكون  فقاعات هوائية . ثم يترك الوعاء على جهاز الفحص لمدة 10-15 دقيقة كي تتلاشى احتمالات وجود فقاعات هوائية .

5-    بعد سكون حركة الزيت في الوعاء الفاحص ، يفتح على الكرتين الجهد الكهربي تدريجيا بمعدل 2-5 ك.ف/ثانية ، مع ملاحظة جهاز الفولتميتر ويستمر الرفع حتى انهيار عزل الزيت، وعندها تفصل الدائرة الكهربية تلقائياّ ، ويسجل جهد انهيار العزل ، تعاد عملية الفحص من 2- 5 مرات بين فترات زمنية ما بين 5 الى 10 دقائق بين فحص وآخر والضغط المتوسط هو الذي يعمل به .

6-    لتأكيد أهمية الفحص يمنع منعا باتا لمس الزيت قبل الفحص أو لمس الكرتين بالأصابع ، ويمنع تنظيف وعاء الفحص بقطعة قماش لمنع احتمالات سقوط شعيرات القماش وتلاصقها بجدران الوعاء .

تابع القراءة