ГОСТ Р МЭК 60974-1-2023. Национальный стандарт Российской Федерации. Оборудование для дуговой сварки. Часть 1. Сварочные источники питания
Приложение M
(справочное)
ИЗМЕРЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ И МОЩНОСТИ В РЕЖИМЕ ХОЛОСТОГО ХОДА
M.1 Общие условия измерения
M.1.1 Общие положения
Измерения проводят в условиях испытаний и с применением оборудования согласно МЭК 62301, если не указано иное.
Примечание - Настоящее приложение разработано в развитие EU 2019/1784. В приложении содержится подробная ссылка на МЭК 62301 "Бытовые электроприборы. Измерение мощности в режиме ожидания", который был подготовлен в соответствии с мандатом EC согласно ЕН 50564 в поддержку директивы по экодизайну.
Испытания проводят на новых, просушенных и полностью собранных сварочных источниках питания.
M.1.2 Помещение для испытаний
Испытания проводят в помещении со скоростью движения воздуха вблизи испытуемого изделия <= 0,5 м/с. Температуру окружающей среды поддерживают на уровне 23 +/- 5 °C в течение всего испытания.
Если изделие оснащено датчиком внешней освещенности, влияющим на потребляемую мощность, испытание проводят при контролируемых условиях внешней освещенности. Если уровни освещенности определяются извне (в инструкциях по эксплуатации), то должны использоваться эти значения. В противном случае применяют эталонные уровни освещенности более 300 лк и менее 10 лк.
Информацию о методе, применяемом для достижения вышеуказанных уровней освещенности, где это уместно, записывают в протоколе испытания, см. M.4. Там, где приведены значения освещенности, они должны быть измерены как можно ближе к датчику освещенности изделия.
Примечание 1 - На измеряемую мощность некоторых изделий могут влиять условия окружающей среды, например освещенность, температура.
Во время испытаний источник питания для дуговой сварки не должен принудительно охлаждаться внешними средствами.
Примечание 2 - Размещение источника питания для дуговой сварки на металлической поверхности во время испытаний является примером охлаждения внешними средствами.
M.1.3 Источник питания
M.1.3.1 Напряжение и частота питания
Если напряжение и частота питания не определены иными стандартами или нормами, то напряжение и частота питания должны находиться в диапазоне для номинального напряжения +/- 5% и номинальной частоты +/- 1%, в зависимости от страны, в которой проводится измерение, см. таблицу M.1.
Таблица M.1
Типичные данные о номинальном электроснабжении
для некоторых регионов
Страна/регион | Номинальное напряжение и частота | |
Однофазная система | Двухфазные или трехфазные системы | |
Европа | 230 В, 50 Гц | 400 В, 50 Гц |
Северная Америка | 120 В, 60 Гц | 208 В, 60 Гц; 240 В, 60 Гц; 480 В, 60 Гц; 600 В, 60 Гц |
Япония <a> | 100 В, 50/60 Гц | 200 В, 50/60 Гц; 220 В, 50/60 Гц; 400 В, 50/60 Гц |
Китай | 220 В, 50 Гц | 380 В, 50 Гц |
Австралия и Новая Зеландия | 230 В, 50 Гц | 400 В, 50 Гц |
<a> 50 Гц применимо для восточной и 60 Гц для западной частей. | ||
M.1.3.2 Форма сигнала напряжения питания
Для измерения потребляемой мощности в режиме холостого хода, равной или менее 5 Вт, все высшие гармоники сигнала напряжения питания при запитывании испытуемого изделия не должны превышать 2% (до 13-й гармоники включительно); гармоники сигнала определяют, как суммирование среднеквадратических (RMS) значений отдельных компонентов с принятием основной гармоники как 100%.
При измерении потребляемой мощности в режиме холостого хода более 5 Вт и при измерении эффективности сварочного источника питания все высшие гармоники сигнала в напряжении питания могут превышать 2%.
Значение всех высших гармоник сигнала напряжения питания регистрируют во время испытания и отражают в отчете, см. M.4.
Отношение пикового значения к среднеквадратическому значению напряжения питания (т.е. коэффициент амплитуды) при подаче питания на испытуемое изделие должно составлять от 1,34 до 1,49.
Примечание - Источники питания, соответствующие МЭК 61000-3-2, скорее всего будут соответствовать вышеуказанным требованиям.
M.1.4 Приборы для измерения мощности
Требования МЭК 62301:2011, 4.4 применяют к измерению питающей и выходной мощностей.
M.2 Измерения
M.2.1 Общие положения
Эффективность источника питания для дуговой сварки определяют при нагрузке, которая обеспечивает максимальную выходную мощность, как указано производителем в инструкции по эксплуатации или на заводской табличке. Потребляемую мощность измеряют в режиме холостого хода, если режим холостого хода существует и описан в инструкции по эксплуатации.
Измерения на сварочных источниках питания для дуговой сварки проводят без учета мощности, потребляемой внешними устройствами или вспомогательными источниками питания, см. 11.5 и 11.6, и если они являются частью сварочного источника питания:
- система жидкостного охлаждения;
- механизм подачи проволоки;
- устройства зажигания и стабилизации дуги;
- газовая консоль;
- горелка;
- воздушный компрессор.
В инструкции по эксплуатации производитель должен указать процедуру выключения или отключения исключенных устройств.
Если для полноценной работы сварочного источника питания необходимо внешнее устройство, то оно должно быть подключено к сварочному источнику питания.
Испытания проводят с измерением питающей и выходной мощности.
M.2.2 Подготовка источника питания для дуговой сварки
Процедуру измерения выполняют на одном и том же источнике питания для дуговой сварки.
Выполняют и документируют в отчете об испытаниях, если возможно, следующее:
- измерения выходной мощности выполняют на соединениях сварочной цепи сварочного источника питания. Для сварочных источников питания, оснащенных неразъемными сварочными кабелями, измерения напряжения нагрузки выполняют на выходе из корпуса источника питания;
- для измерения эффективности выбирают процесс, обеспечивающий максимальную выходную мощность;
- для источника питания для дуговой сварки, работающего на переменном токе:
измеряют при постоянном токе и оценивают по пределу переменного
тока или
если работа на постоянном токе не предусмотрена, выбирают настройку
самой низкой частоты, но не ниже 50 Гц, и устанавливают
прямоугольную форму волны или указанную производителем;
- для источника питания для дуговой сварки на постоянном токе с быстрым отключением тока с использованием дополнительного переключателя для прерывания сварочного тока применяют ограничение переменного тока;
- применяют стандартный режим сварки, приведенный в 3.1.17, и стандартное напряжение нагрузки, установленное в 11.2;
- измеряют напряжение питания подключенного к питающей сети сварочного источника питания в точке подключения сварочного источника питания к питающей сети. Если источник питания поставляется без кабеля питания, то подсоединяют кабель в соответствии с техническими требованиями производителя, длиной 2 + 0,1 м от точки выхода из корпуса, как указано в 10.9.
M.2.3 Условия стандартной нагрузки
Источник питания для дуговой сварки испытывают в условиях нагрузки, указанных в таблице M.2.
Таблица M.2
Условия нагрузки источника питания для дуговой сварки
Установленные условия | |
Условие нагрузки | Описание |
1 | Режим холостого хода |
2 | Номинальный цикл нагрузки (при номинальной температуре 40 °C) при максимальной выходной мощности |
Применяют допуски +/- 2% для напряжения нагрузки и сварочного тока. Если допуск по напряжению нагрузки и сварочному току не может быть соблюден из-за ограничений по нагрузке, необходимо провести два измерения, максимально приближенные к условиям стандартной нагрузки, одно выше и одно ниже, результаты должны быть линейно интерполированы с учетом условий стандартной нагрузки и использованы для расчета эффективности по M.2.8.
M.2.4 Нагрузка испытания
Условия нагрузки, указанные в таблице M.2, должны быть достигнуты с помощью резистивной нагрузки. Резистивной нагрузкой может быть переменный резистор, электронная нагрузка испытания или их комбинация согласно 3.1.18.
M.2.5 Настройки испытания
Измерения выходной мощности источника питания для дуговой сварки, имеющего выход переменного тока, выполняют с помощью измерителя мощности.
Измерения выходной мощности источника питания для дуговой сварки, имеющего выход постоянного тока с размахом пульсаций напряжения менее 5% от среднеквадратического значения напряжения при полной нагрузке, могут быть выполнены с помощью подходящего измерителя мощности или с помощью отдельных вольтметра и амперметра. Применяя отдельные вольтметр и амперметр, напряжение должно быть отфильтровано путем применения фильтра нижних частот для сглаживания сигнала с частотой среза от 2 до 10 кГц или в соответствии с рекомендациями производителя. Характеристика фильтра может быть встроена в вольтметр или может использоваться отдельный фильтр. Если применяется отдельный фильтр, то затухание, вызванное фильтром, учитывают при измерении.
Измерения выходной мощности источника питания для дуговой сварки, имеющего выход постоянного тока с размахом пульсаций напряжения, превышающим или равным 5% от среднеквадратического значения напряжения при полной нагрузке, выполняют с помощью измерителя мощности со связью по постоянному току.
Нагрузка регулируется для достижения стандартной нагрузки согласно 11.2.
M.2.6 Погрешность измерений
Погрешность измерений при определении мощности питания, обусловленная измерительным прибором Ue, приведена в МЭК 62301:2011, 4.4.1 и МЭК 62301:2011, приложение D.
Измерение выходной мощности проводят таким образом, чтобы расчетная или измеренная мощность, полученная с помощью измерительного прибора, имела погрешность <= 2% со степенью достоверности 95%.
M.2.7 Процедура измерения
M.2.7.1 Потребляемая мощность в режиме холостого хода
Убедитесь, что оборудование находится в рабочем состоянии, соответствующем режиму холостого хода, как указано в инструкции по эксплуатации, см. примечание. Источники питания для дуговой сварки механизированных систем могут потребовать внешней настройки для перехода в режим холостого хода. Дождитесь завершения периода охлаждения источника питания, например, после остановки вентилятора и охлаждающего насоса, и подождите, пока источник питания не перейдет в режим холостого хода с низким энергопотреблением, если такой предусмотрен. Активную мощность источника питания контролируют в течение 5 мин для оценки стабильности. Если активная мощность источника питания не изменяется более чем на 5% в течение этих 5 мин, то измерение считают стабильным и измерения фиксируют через 5 мин. Если активная мощность источника питания нестабильна в течение 5 мин, стабильность определяют в соответствии с МЭК 62301:2011, 5.3.2.
Примечание - Если в режиме холостого хода превышено предельное значение мощности питания, то сварочная выходная мощность не является режимом холостого хода. Выбирают сварочные настройки, при которых сварочная цепь не запитана, то есть отсутствует сварочное напряжение, см. 3.1.66.
M.2.7.2 Эффективность сварочного источника питания
Мощность сварочного источника питания должна поддерживаться при цикле нагрузки 100%, при номинальной температуре 40 °C в течение не менее 20 мин, это период прогрева. После периода прогрева мощность источника питания контролируют 5 мин для оценки стабильности согласно M.2.7.1. Если уровень мощности источника питания стабилен, настраивают сварочный источник питания для достижения максимальной выходной мощности. Измерения проводят сразу после достижения максимальной выходной мощности, но не позднее, чем через 60 с после окончания периода оценки стабильности в течение 5 мин. Для машин, рассчитанных на цикл нагрузки в 100%, это измерение может быть произведено в конце пятиминутного периода оценки стабильности. Процедуру измерения см. на рисунке M.1.
- точка регистрации измерений
Рисунок M.1 - Процедура измерения
M.2.8 Расчет эффективности
Коэффициент полезного действия рассчитывают делением измеренной выходной активной мощности при заданном режиме нагрузки на потребляемую активную мощность, измеренную при этом режиме нагрузки.
M.3 Протокол испытаний
M.3.1 Сведения о продукте
Следующую информацию заносят в протокол испытаний:
- сведения об организации, несущей ответственность за продукт (например, производитель);
- марку, номер модели, версию или серийный номер;
- описание продукта, в зависимости от обстоятельств;
- номинальное напряжение питания и номинальную частоту питания. Условия стандартной нагрузки, указанные в спецификации или на заводской табличке.
M.3.2 Параметры испытаний
Должна быть запротоколирована следующая информация:
- температура окружающей среды;
- напряжение и частота питания;
- коэффициент нелинейных искажений формы сигнала напряжения системы электроснабжения (%UTHD);
- информация для описания тестовой настройки при нагрузке (например, режим холостого хода, режим стандартной нагрузки 11.2, настройка постоянного тока, тип и настройка формы сигнала переменного тока, сечение и длина питающего кабеля, информация об уровнях освещенности, если необходимо, другие важные параметры).
Если какое-либо из указанных значений меняется во время испытания, то регистрируют минимальное и максимальное значения.
Примечание - Для трехфазной системы питания указывают среднее значение всех трех измерений напряжения между фазами.
M.3.3 Сведения об испытаниях и лабораториях
Всю нижеследующую информацию заносят в протокол испытаний:
- номер протокола испытаний/ссылка;
- дату испытания;
- наименование и адрес лаборатории;
- лицо, проводящее испытания;
- применяемое при испытаниях оборудование;
- дату выполнения калибровки.
M.3.4 Данные испытаний
Всю нижеследующую информацию заносят в протокол испытаний:
- измеренные и рассчитанные данные, как описано в таблице M.3;
- эффективность в процентах, округленную до двух значимых цифр;
- среднюю мощность в ваттах, округленную до трех значимых цифр;
- измеренный выходной ток и напряжение;
- идентификацию применяемого метода измерений, см. МЭК 62301:2011, 5.3.2, или МЭК 62301:2011, 5.3;
- расчетную погрешность результата, обусловленную измерительным прибором (Ue), см. МЭК 62301:2011, приложение D, соответствие результата МЭК 62301:2011, 4.4.1.
Таблица M.3
Требуемые заявленные данные (измеренные и рассчитанные)
Заявленные величины | Описание |
Выходной ток, А (среднее значение при постоянном токе или среднеквадратическое значение при переменном токе) | Измерено при режиме нагрузки 2 |
Выходное напряжение, В (среднее значение при постоянном токе или среднеквадратическое значение при переменном токе) | |
Выходная активная мощность, Вт | |
Среднеквадратическое напряжение питания, В | Измерено при режимах нагрузки 1 и 2 |
Активная мощность питания, Вт | |
Коэффициент нелинейных искажений напряжения питания, %UTHD | |
Потребляемая мощность источником питания для дуговой сварки в режиме холостого хода, Вт | Измерено при режиме нагрузки 1 |
Эффективность | Рассчитано при режиме нагрузки 2, см. M.2.8 |
M.4 Форма отчета об испытаниях
Испытуемый источник питания для дуговой сварки | |||||
Фирменное наименование, указанное на источнике питания для дуговой сварки |
|
|
|
| |
Организация, несущая ответственность за источник питания для дуговой сварки (например, производитель или импортер) | Наименование |
| Адрес |
| |
Идентификация модели |
| ||||
Версия или серийный номер |
| ||||
Описание продукта |
| Количество фаз питания |
| ||
Номинальное питание | Напряжение, В |
| Ток, А |
| Частота, Гц |
Номинальная мощность | Напряжение, В |
| Ток, А |
| AC/DC |
Сведения о лаборатории | |||||
Наименование лаборатории |
| ||||
Адрес |
| ||||
Номер протокола испытаний |
| Дата испытания |
| ||
Кем подготовлен |
| Кем одобрен |
| ||
Условия испытаний | |||||
Температура окружающей среды, °C |
| ||||
Информация, описывающая настройки для проведения испытаний в режиме нагрузки |
| ||||
Оборудование для испытаний | Производитель прибора для испытаний | Обозначение модели | Серийный номер | Дата калибровки | |
Источник напряжения |
|
|
|
| |
Прибор, применяемый для измерения мощности питания |
|
|
|
| |
Прибор(ы), применяемый(е) для измерения выходной мощности |
|
|
|
| |
Конфигурация испытаний | |||||
Номинальное напряжение питания при испытаниях, В |
| ||||
Частота питания, Гц |
| ||||
|
| Настройки, применяемые при испытаниях |
| ||
Длина и сечение питающего кабеля |
|
|
|
| |
Способ измерения потребляемой мощности в режиме холостого хода в соответствии с 5.3.2 МЭК 62301:2011 или 5.3.4 МЭК 62301:2011 |
|
|
|
| |
Результаты | |||||
| Условия нагрузки | ||||
Режим холостого хода | Цикл нагрузки | ||||
Выходной ток, А (среднее значение при постоянном токе или среднеквадратическое значение при переменном токе) |
|
| |||
Выходное напряжение, В (среднее значение при постоянном токе или среднеквадратическое значение при переменном токе) |
|
| |||
Выходная активная мощность, Вт |
|
| |||
| |||||
Среднеквадратическое напряжение питания, В |
|
| |||
Активная мощность питания, Вт |
|
| |||
Коэффициент нелинейных искажений напряжения питания (%UTHD) |
|
| |||
Эффективность |
|
| |||
Расчетная погрешность измерения |
|
| |||
Примечание - Для трехфазного источника питания указывают среднее значение всех трех измерений напряжения между фазами.
Заключение | |||
Потребляемая мощность в режиме холостого хода, Вт |
| ||
Применяемый предел режима холостого хода, Вт |
| Нормативная ссылка |
|
Заключение по режиму холостого хода (прошел/не прошел) |
| ||
|
| ||
Эффективность, % |
| ||
Применяемый предел эффективности, % |
| Нормативная ссылка |
|
Заключение по эффективности (прошел/не прошел) |
| ||
Подписаться на обновления