COMANDA AUTOMATA A PROCESULUI DE SUDARE

O solutie pentru reducerea consumurilor energetice este limitarea la mersul in gol a masinilor electrice (motoare, transformatoare, transformatoare pentru sudare, etc). Inca se mai folosesc transformatoare pentru sudura, fara automatizare, la care timpii tehnologici de sudura depind de operator.

Transformatorul pentru sudura trebuie sa aiba o tensiune de mers in gol joasa, nepericuloasa, dar suficienta pentru amorsarea arcului electric (de ordinul 70V) si caracteristici voltamper externe, U = f(I), mult inclinate (descrescatoare) pentru ca intensitatea curentului sa nu se modifice mult la variatii ale lungimii (si deci tensiunii) arcului electric de sudura din timpul procesului tehnologic, astfel incat sa se obtina un arc electric stabil.
Tensiunea arcului electric de sudura de ordinul 15 - 35V variaza liniar cu lungimea sa, impusa de distanta dintre electrozi, si aproximativ invers proportional cu intensitatea curentului electric.
Caracteristicile esterne mult descrescatoare se obtin cu ajutorul unui sunt magnetic care creste reactanta de dispersie sau cu bobine de reactanta serie ce determina caderi de tensiune importante la cresterea curentului de sarcina.
Reglarea curentului de sudura insemana modificarea caracteristicilor esterne ale transformatorului si se efectueaza prin schimbarea in trepte a numarului de spire, prin variatia continua a reactantei de dispersie influentata de pozitia suntului magnetic sau prin modificarea reluctantei miezului bobinei de inductanta conectata in serie.
Regimul de lucru al transformatorului de sudura este intermitent, cu durata de sudare de 30 - 50% din durata de lucru, iar factorul de putere este relativ mic, cos fi = 0.3 - 0,5. Din acest motiv pierderile sunt insemnate, necesitand masuri rapide si obligatorii pentru reducerea lor. Fie prin inlocuirea efectiva a transformatoarelor cu alte echipamente de sudura performante, fie montatrea limitatoarelor de mers in gol si compensarea energiei reactive.
Schema electrica a dispozitivului pentru comanda automata a transformatorului de sudura.

Schema permite decuplarea de la retea a transformatorului pentru un timp de mers in gol mai mare decat un timp de referinta (care poate fi reglat prin Rt) si recuplarea transformatorului in momentul cand electrodul atinge piesa de sudare.
Simplitatea schemei, fiabilitatea cat si pretul scazut o recomanda in multe aplicatii unde se mai lucreaza, inca, cu transformatoare de sudura.

SOLUŢII ALTERNATIVE DE ÎNCĂLZIRE A LOCUINŢEI

1. ÎNCĂLZIREA ELECTRICĂ ÎN PARDOSEALĂ
Incalzirea electrica in pardoseala se realizeaza prin montarea elementelor incalzitoare, cabluri electrice sau covorase in pardoseala casei.  Pentru casele aflate in constructie se recomanda montarea acestor sisteme de  incalzitoare direct in sapa.  Dac se doreste doar repararea sau modificarea sistemului de incalzire atunci se recurce la o mica inaltare a pardoselii prin montareacovoraselor incalzitoare care se poate aplica peste stratul de sapa si se incorporeaza direct in adezivul gresiei ce urmeaza a fi montata. Daca decizi sa folosesti parchet laminat ca finisaj, atunci se recomanda folia incalzitoare cu o putere mai scazuta, dar cu rezultate la fel de bune.
Cu incalzirea in pardoseala obtinem o suprafata radianta foarte mare, dar cu o temperatura foarte joasa, reprezentand o solutie buna atat  pentru decoratori cat si pentru beneficiar. Elementele incalzitoare nu se afla la vedere, spatiul putandu-se folosi in intregime iar mobilierul se poate aseza dupa bunul plac.
Incalzirea in pardoseala intretine suprafata pardoselei uscand-o atunci cand apa este prezenta pe suprafata acesteia, impiedicand totodata formarea condensului si infiltrarea acestuia in structura casei. Pe timpul noptii cand energia electrica este mai ieftina se poate folosi cu precadere pardoseala pentru a inmagazina caldura Incalzirea electrica prin pardoseala poate fi folosita atat ca sursa unica de caldura sau ca sursa suplimentara pentru casele care au o izolatie termica mai redusa.
Gama de produse este variata si adaptabila oricarui tip de locuinta sau incapere. Sistemul este potrivit pentru orice tip de incapere de la bai, dormitoare pana la sali de muzeu sau biserici.

Sistemul se compune din  urmatoarele elemente:
   - cablu incalzitor (folie/plasa incalzitoare);
   - banda de fixare;
   - termostat reglabil cu senzori de temperatura atat in pardoseala cat si in ambient.
Alimentarea sistemul de incalzire electrica in pardoseala se face la tensiune monofazica, faza + nul + nul de
protectie,  220V prin intermediul unor conductoare din cupru cu sectiunea de 2,5 mmp si protejate cu sigurante de protectie.      
Preturile: cabluri incalzitoare 20…35 euro/mp iar cel prin covoras incalzitor 30…50 euro/mp. Diferentele apar de la firma la firma si sunt date de calitatea materialelor cat si de grosimea materialelor. Aceste preturi sunt  cam 30%-50% din costuri de achizitie si montaj  ale unui sistem de incalzire classic( cu centrala pe gaze).

Pretul de montare (manopera) al sistemului reprezinta un procent de 25 - 30% din valoarea materialelor. Suma difera in functie de firma care face lucrarea. Este recomandabila ca montajul sistemului sa se faca de o firma agreata sau supravegheata de furnizorul de echipamente, pentru a primi garantia produsului: intre 10 ani si 20 de ani. 

Consumul este direct proportional cu pierderile de caldura ale fiecarei locuinte. Calculele pentru o casa noua, izolata normal, arata un consum mediu orar de 20 – 25 Wh/mp incalzit, in perioada de iarna.
Consumul se poate diferentia pentru doua cazuri distincte: Sistemul de incalzire  functioneaza ca instalatie suplimentara (adica lucreaza impreuna cu alt sistem de incalzire), in acest caz puterea este de 60 W/mp, iar in cazul  incalzirii totale de 100 – 150 W/mp.   Raportand acest consumul la consumul unui bec clasic de 100W se constata eficacitatea sistemului.

 Avantaje:
-        caldura este uniforma, nu creaza curenti de convectie, nu produce miscari de aer si nu ridica praful (benefic persoanelor alergice);
-        nu ocupa spatiu, nu este la vedere,se monteaza direct in sapa,
-        usureaza miscarea.
-        in functie de configurare se pot obtine puteri de pina la 250W/m²;
-        datorita constructiei bifilare nu creeaza camp electromagnetic;
-        este total lipsit de mentenanta, totul rezumandu-se la consumul de energie;
-        temperatura se poate urmari si modifica cu +/- 0,5° C pentru fiecare camera
-        durata de viata este egala cu cea a cladirii;
-        confortul este mult imbunatatit prin dispersia uniforma a caldurii in pardoseala;
-        creste valoarea proprietatii.
Dezavantajele apar de la lipsa de profesionalism a persoanelor care monteaza sistemul. sau fac evaluarea termica a casei sau a pardoselii. Astfel pot sa apara pierderi de caldura necalculate, fapt ce va mari consumul de energie electrica considerabil. Doar o echipa specializata va poate recomanda sistemul potrivit precum si termostatul compatibil pentru a face aceasta investitie profitabila si pentru a reduce costurile lunare de intretinere cu pana la 25%.


2. INCALZIREA CU PANOURI RADIANTE
Radiatia termica este o radiatie de unda lunga. Lungimea acestei unde se situeaza undeva intre cea a luminii vizibile si a radiatiei de microunde. Elementel de incalzit cedeaza caldura prin radiatie termica in infrarosu. Elementul de baza fiind o rezistenta termica nemetalica. Acesta produce radiatie termica, cu un randament ridicat fara electrosmog. Transmiterea caldurii se face fara pierdere de energie.
Undele termice realizate electromagnetic transmit energia termica direct si fara pierderi de transport catre toate corpurile solide din zona de radiatie. Temperatura optima a spatiului se obtine prin temperatura de suprafata a materialelor inconjuratoare si a obiectelor din incapere iar conductele, tevile de apa, calorifere, convectoare dispar in adevaratul sens al cuvantului ai astfel, se poate economisi de patru ori, si anume la :

·                Costurile pentru energie

·                Costurile de instalatii

·                Costurile pentru reparatii si pentru revizii

·                Costurile pentru proiecte

Instalarea elementelor de incalzire prin radiatie electromagnetica este foarte simpla si poate fi aleasa optim 
pentru orice spatiu individual. Se preteaza in aceeasi masura pentru spatii private, cladiri publice 
(aeroporturi, spitale, banci, hoteluri, cabinete medicale, muzee, birouri, hale de productie). Amplasarea se 
poate face pur si simplu dupa principii practice, rationale, sau se pot interpune si accente individuale 
(design personalizat).
Montajul poate fi facut de beneficiar dar pentru a beneficia de garantie, cat si de o fiabilitate in functionare 
este recomandabil ca  instalarea sa fie facut de un personal calificat sau supraveghearea acestuia.
Avantaje:
-        Se simte "caldura sobei de teracota".
-        Fara pierdere de oxigen sau umiditate a aerului.
-        Fara stratificare a caldurii.
-        Igienic, fara ridicarea prafului (pentru clinici, spitale, atmosfera sterila).
-         Pereti uscati, indeparteaza mucegaiul.
-         Fara smog electric, rezistenta de incalzire in fibra de carbon (fara metale).
-          Recomandat de medici pentru alergici, asmatici si reumatici.
-          Ocupa putin loc: elemente de incalzit plate si compacte.
-          Mareste suprafata utila: camera centralei poate fi folosita cu alta destinatie. Siguranta mare in 
exploatare: defectiunile sunt practic excluse, nu necesita revizie. Cel mai simplu mod de comanda si reglare.
-          Masurare exacta a consumului, poate fi permanent controlat. Decontare exacta a consumului, eventual 
pe spatiu si element de incalzire.
-         Ele sunt disponibile in diferite culori si marimi.
-          Termen de garantie 5-10 ani. Durata de viata: peste 25 ani
Costul panourilor radiante este in functie de puterea de incalzire si de ornamentele aferente. Astfel un 
panou radiant de 1000x300x32 standard, 350w/h, care incalzeste 32mc costa 250eu, iar un panou de 
1200x800x32, 2000w/h care incalzeste 130mc costa 550eu (fara thermostat sau rama).
Tensiune : 200-240 V, 50 Hz curent alternativ/continuu
Temperatura de suprafata : intre 95 - 105 grade in putere nominala

3. INCALZIREA CU SEMINEE ELECTRICE
Avantajul semineelor este ca creeaza o ambianta placuta, este portabil, usor de folosit, nu are nevoie de intretinere, poate fi mutat oriunde in casa si furnizeaza caldura rapid, la atingerea unui buton.           Semineele electrice confera majoritatea avantajelor unui semineu traditional, dar nu au nevoie de nici un fel de pregatire inainte de folosire si intretinere zero. Un alt avantaj al semineelor electrice este faptul ca se potrivesc in orice decor datorita gamei variate de mantale disponibile. Dintre variantele care le punem la dispozitia dvs amintim mantalele clasice din lemn, in diferite variante de modele si culoare, mantale moderne din mdf in culori care se potrivesc decorurilor contemporane, precum si modele de focare electrice care pot fi inzidite pentru un aspect mai realist al semineului. Un alt avantaj deloc neglijabil este pretul. Semineele clasice si pe gaz au costuri mari de instalare si in plus trebuie sa faceti modificari in planul casei pt cosul de fum; iar la apartamente acest lucru nu este posibil. De asemenea, costul de functionare al semineelor electrice este foarte mic: functionarea pe efect de flacara costa doar 3 bani/ora (0.03 RON/ora) (pentru un cost al curentului electric mediu la nivel national). Incalzirea impreuna cu efectul de flacara costa in jur de  30 bani/ora (0,3 RON/ora) (cu ciclu termostatat la 50%).
Siguranta este un alt factor important in alegerea oricarui obiect. 
Semineele electrice au avantajul sigurantei, nefiind vorba de flacara deschisa si fiind necesara doar o priza obisnuita. 

Se folosesc totusi pentru incalziri locale sau ca incalziri suplimentare sau ambientale. Pretul lor este
relative mic dar impreuna cu accesoriile (masca, support sisteme de prindere) se pare ca depasesc valoarea care l-ar putea recomanda ca un sistem de incalzire unic 

Sistemelor de incalzire electrice, ca sisteme alternative de incalzire, prezinta avantaje mari fata de sistemele clasice cu gaze naturale sau cu lemne. Amintesc doar cateva:
-       nu necesita proiecte costisitoare de gaz de alimentare cu apa, etc)
-       nu exista pericolul de inghet
-      sunt fiabile si au garantie mare
-      pot fi comandate de la distanta prin telefon (GPRS), radio, etc
-      consumul de energie electrica poate fi redus prin montarea unor micro centrale eoliene sau panouri solare (spre ex de 2kw) care sa acopere o parte din consumurile energiei electrice
-      ofera un conform mai mare
-      au un grad mai mare de protectie, adica sunt mai sigure (nu exista riscul de explozie, intoxicatii cu CO₂, etc)
-      nu sunt scumpe
-      se pot realiza temperaturi precise pentru fiecare camera in parte 
Ca la orice instalatie electrica, recomandam ca montajul si punerea in functiune sa se faca de personal 
calificat. Atat pentru alegerea sistemului optim cat si pentru siguranta in functionare. De asemenea alimentarea sistemelor preaentate trebuie sa se faca cu cabluri bine dimensionate si sa fie protejate prin sigurante dimensionate corespunzator.
Referitor la tendintele actuale am observat orientarea spre panouri radiante sis pre incalzirea electrica in pardoseala. Am intalnit seminee electrice mai mult ca décor, incalzire locala suplimentara si ca jocuri de lumini.

2011 - IN REVIEW

1. MASURATORI PRIZE DE PAMANT IMPOTRIVA SOCURILOR ELECTRICE

I7 - 2011
Priza de pamant este realizata dintr-unul sau mai multi electrozi
Sunt recomandate urmatoarele tipuri de electrozi:
 - bare rotunde, tevi sau profil cruce
 - banda sau cornier
 - placi
 - structura metalica ingropata in fundatii sau in sol
 - armatura metalica (sudata) a betonului ingropata in pamant
Nu trebuie utilizate ca electrozi conductele metalice pentru lichide inflamabile sau gaze
Obictele metalice cufundate in apa nu pot fi utilizate ca electrozi.
La alegerea tipului si a adancimii de montare a electrodului in sol trebuie acordata atentie conditiilor locale, stiind ca unui sol inghetat ii creste rezistenta la o asemenea valoare incat sa influenteze negativmasurile de protectie impotriva socurilor electrice.
Rezistenta prizei de pamant poate fi:
 - cel mult 4 ohmi atunci cand este folosita numai impotriva socurilor electrice
 - cel mult 1 ohm atunci cand acesta este comuna cu priza de pamant pentru instalatiile de protectie impotriva trasnetelor


2. COMPENSAREA ENERGIEI REACTIVE PRIN IMBUNATATIREA FACTORULUI DE PUTERE

I7 - 2011
In instalatiile electrice cu condensatoare pentru imbunatatirea factorului de putere, respectiv pentru compensarea energiei reactive absorbite de receptoarele inductive ale consumatorului electric, se utilizeaza condensataore derivatie, fixe sau in trepte.
Se recomanda utilizarea condensatoarelor cu dielectric biodegradabil si cu pierderi in dielectric cat mai mici.
Amplasarea bateriilor de condensatoare se face astfel incat pierderile de putere si energie sa fie cat mai mici:
 - centralizat
 - local
 - mixt
Valoarea bateriei de condensatoare se stabileste prin calcule tehnico-economice, de firme specializate, conform regulamentelor tehnice referitoare la compensara energiei reactive inductive in retelele electrice ale furnizorilor de energie, la consumatorii industriali si similari.
Nu se instaleaza baterii de condensatoare inaintea efectuarii unui studiu privind distorsiunea curbei de tensiune la locul de montare.
La consumatorii electrici cu regim deformant, bateriile de condensatoare se amplaseaza in puncte in care factorul de distorsiune si nivelul armonicelor nu conduc la solicitari ale instalatiilor peste limita admisibila:
 - Umax = 1,1Un
 - Imax = 1,3 In
 - Qmax = 1,42 Qn
In cazul in care rezulta depasiri ale valorilor de mai sus se vor lua masuri de filtrare, limitare, compensare a a rmonicelor perturbatoare.
In cazul compensarii centralizate bateriile de condensatoare trebuie prevazute cu aparate de comutatie pentru cuplare-decuplare de la reteaua electrica.
La consumatorii cu posturi de transformare proprii, in cazul compensarii centralizate automate, se interzice functionarea in gol a transformatorului cu bateria de condensatoare conectata.
In cazul compensarii locale (individuale) la receptoarele de putere mare puterea bateriei de condensatoare trebuie sa compenseze cel mult 90% din puterea de mers in gol a receptorului.
Circuitul de alimentare al bateriei de condensatoare (cabluri, aparate de actionare si protectie) se dimensioneaza la un curent electric de 1,5 ori curentul nominal al bateriei.
Daca circuitul se protejeaza cu intreruptor automat (disjunctor) acesta se regleaza astfel:
 - pentru protectie la suprasarcina de 1,5ori curentul nominal al bateriei
 - pentru protectia la scurtcircuit la cel putin 5 ori curentul nominal al bateriei.

ELEGANTA PROFESIONALA

Masurarea curentilor continui intensi. Kiloampermetru cu ferofluide

1. Generalităţi
Măsurarea exactă a parametrilor instalaţiilor şi a mărimilor de stare ale unui sistem joacă un rol deosebit de important în cunoaşterea cantitativă şi calitativă a fenomenelor şi proceselor.
Operaţia de măsurare poate fi privită ca un proces a cărui scop este obţinerea unei informaţii cantitative asupra unei mărimi, pentru studiul evoluţiei unui fenomen (în ştiinţă) sau pentru luarea unei decizii (în tehnică).
Măsurarea se face cu ajutorul unor mijloace de măsurare. Instrumentele constituie cea mai simplă asociere de dispozitive şi elemente care pot furniza informaţii, în timp e aparatele sunt unităţi mai complexe care înglobează şi instrumentele.
2. Principiul de functionare
In multe aplicaţii industriale (instalaţii de vopsitorie, tracţiunea electrică, metalurgie, electroliză, etc) unde este folosit curentul continu de mare intensitate, apare necesitatea măsurării acestui curent.
În prezent se folosesc următoarele metode:
- şunt multiplu
- transformator de curent continu
- sondă Hall.
Aceste metode de măsurare nu reprezintă soluţia optimă datorită consumului mare, perturbaţiilor exterioare, precizie mică, instalaţii complexe.

Desfăşurându-mi activitatea în domeniul instalaţiilor electrice, am întâlnit echipamente sau procese tehnologice unde este necesara măsurarea curenţilor continui intensi. Studiind teoria ferofluidelor si comportarea lor în prezenţa câmpurilor magnetice propun realizarea unui kiloampermetru cu ferofluide pentru măsurarea curenţilor continui intenşi.
Principiul de funcţionare a kiloampermetrului cu ferofluide pentru măsurarea curenţilor continui intenşi constă în denivelarea acestora sub acţiunea forţelor care se exercită asupra lor când sunt introduse într-un câmp magnetic.
Din punct de vedere magnetic ferofluidele sunt materiale magnetice moi, având o comportare superparamagnetică. La aplicarea unui câmp magnetic ele răspund prin curgere.
Densitatea de volum şi de suprafaţă a forţelor de natură electromagnetică depinde de:
- intensitatea câmpului electric şi magnetic
- constante de material
- densitatea de curent de conducţie
- inducţia magnetică
- sarcinile de volum şi de suprafaţă
Introduse într-un câmp magnetic ferofluidele curg. Denivelarea produsă este în funcţie de intensitatea câmpului magnetic şi prin legea circuitului magnetic este funcţie de intensitatea curentului electric. Dependenţa dintre denivelarea produsă şi variaţia curentului electric determină curba de etalonare pe baza căreia se poate etalona scara unui aparat de măsură.
3. Aplicaţiile şi avantajele kiloampermetrului cu ferofluide
Aplicaţii:
- industria chimică
- instalaţiile de electroliză
- procesele metalurgice
- tracţiune electrică
- măsurări de laborator
- poate fi folosit în aplicaţiile de automatizări, reglare sau semnalizare
- poate fi folosit şi ca aparat înregistrator
Avanzaje:
- consum mic
- precizie ridicată (precizia este dată de precizia aparatului de măsură folosit)
- realizează o separare galvanică a circuitului de măsurare
- instalaţie simplă, ieftină, nu necesită personal specializat
- măsurarea se poate face fără a intervenii în circuitul de măsurare
- poate măsura curenţi aflaţi în mişcarea de rotaţie