ВЫЧИСЛЕНИЕ ПОТРЕБЛЯЕМОЙ МОЩНОСТИ СВАРОЧНОГО ИНВЕРТОРА

Мощность сварочного инвертора – важнейший параметр, на который необходимо обращать внимание при покупке данного устройства.

Сколько киловатт потребляют разные виды?

Если напряжения не хватает, а ток близок к максимальному, указанному на регуляторе аппарата, такие замыкания вредны: полупроводниковые силовые элементы быстро нагреваются. Кулер (вентилятор) не успевает охлаждать всю систему, происходит тепловой пробой. Сварочник отправляется на капремонт в сервисный центр.

Основные типы сварочных аппаратов

Устройство инвертора для сварки.

Инверторные сварочные аппараты подразделяются на три категории:

• бытовые;
• полупрофессиональные;
• профессиональные.

Отмеченное разделение выполнено, в первую очередь, исходя из области и частоты использования устройства. Чтобы понять, какой нужен аппарат для сварки, необходимо определиться с условиями его применения.

Бытовые рассчитаны на непродолжительное время работы. Использовать подобные приборы для постоянной и длительной сварки не представляется возможным. Уже после 5-10 минут использования аппарату необходимо дать «отдохнуть» в течение такого же, а иногда большего, промежутка времени.

В то же время возможность подключения подобного инвертора в бытовую однофазную сеть делает его весьма удобным для использования в домашних целях. Для быстрой сварки металлических конструкций на даче или для домашней работы не столь критично, сколько сварочный инвертор сделает перерывов.

Инверторы полупрофессионального класса способны функционировать дольше, что достигается благодаря особенностям их конструкции. Подобные устройства используют при ремонте труб, изготовлении каркасов и металлоконструкций. Питаются они, как правило, от трехфазной сети.

Аппараты профессионального класса способны работать без перерыва на протяжении суток. Их сварочный ток может достигать 500 ампер. Это значит, что потребляемая мощность сварочного инвертора подобного типа будет наибольшей.

Все бытовые, некоторые полупрофессиональные и профессиональные аппараты способны питаться от сети 220 вольт. В то же время не стоит забывать, что ток электросети не может превышать 160 ампер.

Приобретая инвертор необходимо заранее рассчитывать, какая мощность ему необходима и какой ток он будет потреблять.

Подключение устройства с более высокими показателями может привести к выключению автомата, либо к выгоранию контактов розетки, так как оборудование рассчитано на большее количество киловатт.

Итак, на что же следует обращать внимание при выборе бытового инвертора? В первую очередь на сварочный ток, характеристика которого указывается производителем в паспорте или руководстве к прибору.

Данный критерий показывает при каком токе будет обеспечена нормальная работа инвертора без перегрузок, с учетом продолжительной нагрузки. Конечно лучше отдать предпочтение аппаратам с запасом по мощности на 30-50% к показателю рабочего тока.

Зависимость сварочного тока от толщины металла и диаметра электрода.

В обычной городской электросети часто бывают скачки напряжения. Как правило, такие перепады происходят в обе стороны на 15-20 % от номинального значения в 220 вольт.

Обычно бытовые и профессиональные инверторы не столь чувствительны к подобным скачкам. Даже при их наличии они способны эффективно работать.

Однако во время подключении к генератору колебания могут быть существенно больше. В связи с этим лучше выбрать сварочный аппарат с защитой от перепадов напряжения.

[box type=”info”]Последний, но не менее важный фактор – цена. Купить недорогой инвертор с необходимыми параметрами – задача непростая. Это связано с тем, что некоторые производители указывают ложные характеристики в паспортах устройств.[/box]

Проверить все параметры приборов непосредственно при покупке достаточно сложно, даже при наличии в аппаратах цифровых дисплеев. Даже они могут выводить неправильную информацию и ввести покупателя в заблуждение.

Факторы, влияющие на потребление энергии

Перед проведением подсчетов, вы должны четко понимать, из каких величин складывается общее потребление электричества. Мощность, указанная на коробке, тоже учитывается в просчете, это важная составляющая, но она не является единственной. Также нужно знать несколько величин, чтобы более точно составить формулу.

Из основных факторов, влияющих на напряжение, выделяют:

• мощность аппарата;
• диапазон входящего напряжения;
• максимальный сварочный ток, на который способен инвертор;
• параметры напряжения электрической дуги;
• коэффициент полезного действия конкретной модели;
• длительность работы.

Совокупность всех значений будет определять суммарную мощность агрегата.

Из дополнительных составляющих потребляемой мощности учитывают:

• состояние вашей проводки;
• условия и режимы сварки;
• надежность проводов.

Также нужно обратить внимание, что бытовая электросеть не всегда выдает общепризнанное напряжение в 220 вольт. В лучшем случае, вы получите 200. Когда вы включаете сварочный аппарат, то снижается диапазон сварочного тока, необходимый при работе. Это затрудняет произвести точный расчет. В первую очередь это касается не мощных инверторов. Если же аппарат рассчитан на работу в пределах 150-250 вольт, то подсчеты производятся с более точными показателями. Так как среднее арифметическое значение примерно равно напряжению электросети.

Теперь поговорим о продолжительности работы аппарата. Она относится к основным условиям расчета мощности. Эта важная характеристика показывает, сколько времени может работать инвертор непрерывно. У каждой модели разные значения работы и отдыха. Например, сварочник работает в течение четырех минут, а для охлаждения ему потребуется такое же время. Но есть сварочные инверторы, которые работают 5 минут, а отдыхают 2 минуты. В этом случае, расход потребления будет выше. Этот факт нужно запомнить в последующих расчетах.

Устройство инвертора

Устройство сварочного инвертора таково, что вначале переменное напряжение 220 В с частотой 50 Гц преобразуется в постоянное, а после того в переменное высокочастотное напряжение с рабочим показателем частоты колебания до 200 Гц. После этого напряжение вновь преобразуется в постоянное и подается на сварочную дугу. Контроль качества дуги происходит автоматически, с помощью микропроцессорной начинки блока управления инвертора. Залипания электрода, такие частые при сварке посредством трансформатора, практически сходят на нет.

Схема внутреннего устройства инвертора.

При коротких замыканиях длительностью менее 0,5 секунды управляющий блок генерирует последовательность коротких по времени, но очень мощных импульсов тока. Это приводит к разрушению возникающих перемычек из жидкого металла. При замыкании длительностью 0,5 секунды инвертор попросту отключается, не примораживая электрод и не перегревая цепи агрегата. Это устройство является базовым для всех типов инверторов и отличает их от трансформаторов и выпрямителей на базе диодного моста.

Самое главное свойство сварочного инвертора – это потребление энергии. Неважно, какова потребляемая мощность аппарата инверторного типа, она практически полностью расходуется на сварку. Отсюда можно сделать вывод, что коэффициент полезного действия инверторного агрегата очень высок. От 85 до 95%.

Шаг 2: учитываем полезные дополнения

Итак, чем же производители оснащают современные сварочные инверторы? Вот что Вам может встретиться в описании моделей:

• Защита от перегрева – у большинства инверторов воплощается за счет принудительного туннельного охлаждения, предотвращая поломки силовой части даже при продолжительных работах. У некоторых устройств имеется еще и электронная система защиты, которая срабатывает при угрозе перегрева и отключает питание.
• Защита от перегрузок в сети – реализуется благодаря системе защиты от колебаний напряжения в электросети и защиты от короткого замыкания. Такие аппараты способны стабильно работать в местах, где некачественные показатели в электросети, например, на даче.
• ANTI STICK (защита от прилипания) – силовая часть прекращает подачу сварочного тока на электрод в момент его прилипания к металлу. Это помогает избежать перегрева электрода и осыпания с него обмазки.
• HOT START (горячий старт) – облегчает розжиг сварочной дуги.
• ARCFORCE (форсирование дуги) – помогает поддерживать стабильное горение дуги за счет того, что при уменьшении дугового промежутка происходит автоматическое увеличение сварочного тока, и дуга не затухает.

Последние три функции будут особенно полезны новичку, который только научился «прихватывать» и хочет освоить разные виды швов. Хотя эти дополнения по достоинству оценят и профи – ведь это позволяет значительно сократить время работ. Вообще, каждый решает сам, какие дополнения для него принципиальны, а без каких можно и обойтись. Сегодня существует столько моделей, что можно выбрать наиболее оптимальную модификацию, которая подойдет Вам и по характеристикам, и по наличию вспомогательных систем, и по цене. И тут уже нужно рассматривать ассортимент продукции разных фирм и сравнивать модели инверторов. 

Полезные функции

Определенные функции этих аппаратов делают их незаменимыми помощниками начинающих сварщиков:

• Опция Hot Start – облегчает розжиг дуги за счет увеличения силы тока.
• Опция Antistick – предотвращает прилипание электрода к детали за счет прекращения подачи тока. Опция начинает действовать в случае касания кончика электрода поверхности заготовки.
• Опция Arc Force – исключает вероятность прилипания электрода, увеличивая для этого силу подаваемого тока. Опция начинает свое действие как только электрод оказывается слишком близко к поверхности заготовки.

Теперь перейдем к ключевому пункту статьи – методике подбора сварочного агрегата.

Расчет расхода электроэнергии электросварочными установками

Расход электроэнергии на сварку в общем виде определяются по формулам

Эсв= + Рх.х(?-T), кВт.ч (4.1.1)

где: U — напряжение сварочной дуги, принимаемое по технологическому режиму, В;

J — сила тока (определяется замером или по технологическому режиму), А;

T — время горения дуги,ч;

? — КПД источника питания дуги (определяется по паспортным данным);

— мощность холостого хода источника питания дуги (определяется опытным путем. При сварке на переменном токе расход электроэнергии на холостой ход незначителен и им можно пренебречь), кВт;

? — полное время работы источника дуги (определяется расчетом), ч.

Время горения дуги для наплавки 1 кг металла определяется по формуле:

где: — коэффициент наплавки, представляющий собой количество металла в граммах, наплавляемого за 1 час горения дуги при J=1А (при электросварке на переменном токе электродами с толстым покрытием kн= 6 — 18 г/(А.ч), при автоматической электросварке под флюсом kн= 11 — 24 г/(А.ч)).

Расход электроэнергии при ручной дуговой электросварке определяется на 1 кг наплавляемого металла по формуле:

где: Сх — коэффициент, учитывающий потери холостого хода источника питания (при переменном токе и при питании аппарата через сварочный трансформатор и отключении его на холостом ходу коэффициент Сх может быть принят равным 1; на постоянном ходе Сх=1,17).

Вес наплавленного металла подсчитывается по формуле:

где: F — площадь поперечного сечения шва, см2;

L — длина шва, см;

? — удельный вес наплавленного металла (для малоуглеродистых сталей ?= 7,8 г/см3).

Таблица 4.1.1 — Удельный расход электроэнергии при ручной дуговой электросварке, автоматической и полуавтоматической, электрошлаковой сварке

При приобретении оборудования для электродуговой сварки мощность сварочного аппарата в большинстве случаев является определяющим фактором выбора подходящей модели. От значения этого параметра зависит величина рабочего тока устройства, а также толщина металлических заготовок, с которыми оно способно работать.

Инвертор

При покупке и выборе такой известной разновидности сварочного оборудования, как инверторный аппарат, также следует обращать внимание на показатель его мощности. При этом обязательно учитывается номинальное значение тока, при котором электронный прибор сможет интенсивно работать длительное время и не перегреваться.

Для обоснования правильности выбора инвертора рассмотрим пример работы с трёхмиллиметровым электродом и величиной рабочей нагрузки, равной 120-ти Ампер. В этом режиме удаётся сваривать металлические заготовки толщиной порядка 3-4 мм.

Из этого следует, что для расширения функциональных возможностей и мощности сварки инвертором желательно обеспечить небольшой запас по токовому параметру (до 160-180 Ампер).

Это позволит работать не в предельном (критическом), а в щадящем режиме, что заметно снижает вероятность выхода сварочного аппарата из строя и продлит его работоспособность.

При выборе размера запаса по току важно рассчитать не только величину рабочей нагрузки на сварочный аппарат, но и возможные отклонения питающего напряжения от номинала.

Запас по мощности может потребоваться и в тех случаях, когда длина используемых для подводки тока кабелей превышает 5 метров. При этом критичной считается их протяжённость, достигающая 15-ти метровой отметки.

Реальная сила тока в сварочных аппаратах инверторного типа

Выбирая перед покупкой сварочный инвертор, одним из первых параметров, на который обращают внимание покупатели, является сила тока аппарата. Так уж сложилось, что украинский потребитель отдает предпочтение инструментам по-мощнее. И сегодня этим активно пользуется большинство производителей.

В этой статье мы хотим разобраться с указанной и реальной силой тока сварочных инверторов, рассказать, какие маркетинговые ходы используют производители, что бы вы отдали предпочтение именно их товару, а так же мы попробуем подсказать, какая реальная сила тока в сварочном инверторе потребуется, в зависимости от поставленных задач и условий работы сварочного аппарата.

Подбираем электроды

Таблица разновидностей электродов.

У начинающих сварщиков нередко возникает вопрос, электроды каких диаметров использовать при определенных параметрах выходной силы тока и толщине металла?

1. При толщине металла 1-4 мм используют электроды диаметром до 2 мм. Сила тока, выставляемого на выходе, должна подбираться оптимально в диапазоне от 20 до 90 А.
2. При толщине металла 5-7 мм используют электроды 3 мм в диаметре. Сила тока выставляется в диапазоне 90-130 А.
3. Если металл имеет толщину 8-12 мм, используют электроды 4 мм. Сила тока в диапазоне 140-180 А.
4. Металл толщиной 12-16 мм сваривается электродами 5 мм в диаметре при силе тока 180-220 А.
5. Металл толщиной свыше 15 мм должен подвергаться воздействию электродов, начиная от 6 мм при силе тока от 220 А на выходе инвертора.

Металл толщиной более 15 мм лучше подвергать сварке с помощью газового сварочного аппарата.

Использование электросварки может оказаться в данном случае нерентабельной и высокозатратной

Как определиться с нужным видом сварочного инвертора

Чтобы разобраться в том, как выбрать сварочный инвертор для дома и дачи, нужно увидеть какие технологические задачи он способен решать. Это зависит от вида аппарата. Различают три категории сварочных инверторов.

ММА

Это простые модели, которые поддерживают только ручную сварку покрытыми электродами (РДС). Лучше всего подходят для повседневных задач в частном доме: приварить навес на калитке, соорудить мангал, устранить течь в трубе, изготовить теплицу.

Сварочный инвертор MMA.

MIG/MAG

Это более продвинутая категория сварочных инверторов, которая кроме электронного узла по преобразованию тока имеет и механический блок для подачи проволоки с катушки. Вместо коротких электродов, сгораемых и требующих частой замены на новые, проволока непрерывно подается в сварочную ванну через горелку. Это обеспечивает длинные и ровные швы.

Сварочный инвертор MIG/MAG.

Такие аппараты выбирают для ответственных соединений, где важна производительность и аккуратность (изготовление металлических дверей и ворот, баков и емкостей, кузовной ремонт машин). Стоят они значительно дороже, поэтому оправданы только в случае небольшого домашнего производства. Для защиты сварочной ванны в них используют инертный газ (углекислоту или аргон), подающийся по рукаву горелки от баллона с редуктором.

MMA/TIG

Такие модели кроме сварки плавящимся электродом имеют разъем для подключения горелки с газом и неплавящимся стержнем (вольфрамовым). Это позволяет выполнять сварку очень тонких металлов (от 0.8 мм) с аккуратными швами и даже без использования присадочной проволоки (только за счет расплавленных кромок).

Сварочный инвертор MMA/TIG.

Основным преимуществом TIG является возможность варить нержавейку, алюминий и медь. Это практично при изготовлении полотенцесушителей, ремонте радиаторов, заварке трещины блока двигателя или коробки передач. Такие модели тоже нуждаются в комплектации баллоном и редуктором.

Как рассчитать мощность дизельгенератора для сварки?

Чтобы рассчитать мощность дизель генератора для сварочного инвертора воспользуемся той же формулой, однако процент запаса в этом случае, как мы уже выяснили, будет немного выше, чем значения для бензиновых агрегатов. Для примера рассмотрим сварочный аппарат, максимальная сила тока которого составляет 500А.

500 х 25 / 0,85 =14705

Таким образом, мы рассчитали потребляемую мощность инвертора, которая равна 14,7кВт. Отметим, что в данном случае мы правильно выбрали именно дизельный генератор, так как для работы такого инвертора потребуется достаточно мощное устройство. Далее определим значения выходной мощности питающего агрегата, которое должно превышать показатель инвертора на 30-50%. Умножив значение потребляемой мощности на 30 и 50% получаем диапазон от 19 до 22 кВт, который соответствует критерию подбора дизельгенератора для сварки инвертором при максимальной силе тока 500А.

Благодаря таким простым расчётам можно с лёгкостью выбрать генератор для сварки любым инвертором и обеспечить полноценную и безопасную работу обоих агрегатов. Если же у вас возникают трудности при использовании формулы, или другие вопросы связанные с выбором и покупкой генераторного оборудования, то можете смело обращаться за консультацией к специалистам нашей компании.