Pobór mocy falownika spawalniczego jest dość prosty do obliczenia za pomocą prostej formuły. Aby zrozumieć wszystkie niuanse związane z pracą spawacza oraz aspekty obliczania jego mocy, należy wyjaśnić kilka kwestii, które każdy, kto zajmuje się spawaniem, musi wiedzieć. Bez względu na to, gdzie wykonujesz prace spawalnicze, w domu, w garażu, w kraju lub w profesjonalnym zespole dużego sklepu lub fabryki.
Falownik spawalniczy.
Rodzaje falowników spawalniczych
Urządzenia typu falownika są podzielone na trzy kategorie. Przetwornice domowe przeznaczone są do krótkiego czasu włączania i pracy z jednofazowej sieci prądu zmiennego o napięciu 220 V. Oznacza to, że możliwa jest praca z takim urządzeniem przy maksymalnej mocy tylko przez krótki czas - 20-30 minut, co daje czas równy lub dłuższy niż ten czas. Urządzenia półprofesjonalne pozwalają zwiększyć czas pracy z 5 do 8 godzin bez przerwy. W przypadku falowników półprofesjonalnych czas odpoczynku jest krótszy dzięki cechom konstrukcyjnym. Profesjonalne falowniki są zaprojektowane do poboru prądu 220/380 V, często z trójfazowej sieci prądu elektrycznego.
Nowoczesne typy spawarek.
Urządzenia do spawania domowego, półprofesjonalnego i niektóre profesjonalne urządzenia spawalnicze są zaprojektowane do pracy z napięciem 220 V. Należy jednak pamiętać, że dla domowych sieci elektrycznych maksymalny prąd obciążenia nie może przekraczać 160 A. Zużycie energii przez wszystkie akcesoria, takie jak gniazda, wtyczki i maszyny elektryczne nie jest obliczane przekroczyć ten próg.
Dlatego podłączenie spawarki inwerterowej z wyższymi prędkościami spowoduje wyzwolenie automatycznego przełącznika, albo spowoduje spalenie styku na złączu wtyczki, albo, co najbardziej niebezpieczne, doprowadzi do zapłonu instalacji elektrycznej. Jest to sprzeczne ze wszystkimi przepisami bezpieczeństwa. Tak więc, zasilając profesjonalną jednostkę z domowej sieci elektrycznej do pracy prądem spawania większym niż 160 A, należy być przygotowanym na problemy. Ale lepiej na to nie pozwolić.
Urządzenie inwerterowe
Urządzenie inwertera spawalniczego jest takie, że najpierw napięcie przemienne 220 V z częstotliwością 50 Hz jest przekształcane w stałą, a następnie w przemienne napięcie o wysokiej częstotliwości ze wskaźnikiem częstotliwości pracy oscylacji do 200 Hz. Następnie napięcie jest ponownie przekształcane na stałe i doprowadzane do łuku spawalniczego. Kontrola jakości łuku odbywa się automatycznie, przy użyciu mikroprocesorowego napełnienia jednostki sterującej inwertera. Klejenie elektrod, które są tak częste podczas spawania za pomocą transformatora, prawie znikają.
Schemat wewnętrznego urządzenia falownika.
W przypadku zwarć krótszych niż 0, 5 sekundy jednostka sterująca generuje sekwencję krótkich, ale bardzo silnych impulsów prądowych. Prowadzi to do zniszczenia powstałych mostów z ciekłego metalu. Przy zamknięciu 0, 5 sekundy falownik wyłącza się bez zamarzania elektrody i bez przegrzania obwodu urządzenia. To urządzenie jest podstawowe dla wszystkich typów falowników i odróżnia je od transformatorów i prostowników opartych na mostku diodowym.
Najważniejszą właściwością falownika spawalniczego jest zużycie energii. Bez względu na zużycie energii przez urządzenie typu falownika, jest ono prawie całkowicie zużywane na spawanie. Na tej podstawie możemy stwierdzić, że wydajność jednostki inwertera jest bardzo wysoka. Od 85 do 95%.
Co musisz wiedzieć
Zanim zaczniesz liczyć zużycie energii przez spawarkę inwerterową, musisz wiedzieć, co następuje:
- Zakres napięcia wejściowego.
- Zakres prądu spawania.
- Łuk spawalniczy napięcia.
- Wydajność konkretnego modelu spawarki.
- Czas włączenia.
- Współczynnik mocy danego modelu.
Specyfikacje falownika
Zakres prądu spawania jest potrzebny, aby dowiedzieć się, w jakich charakterystykach sieci prądu elektrycznego musimy pracować. Z pewnością nikomu nie jest tajemnicą, że często w naszych sieciach zasilających nie obserwuje się napięcia znamionowego 220 V. Często osiąga ono zaledwie 200 V. Należy pamiętać: zapad napięcia, gdy podłączony jest inwerter do spawania domowego, stanowi 5-10% całkowitej oceny sieci. Dlatego najlepsze wskaźniki mocy będą w takich falownikach, które są zaprojektowane dla napięcia zasilania od 150-170 V i do 220-250 V.
Zakres prądu spawania daje nam wartości maksymalnego i minimalnego poziomu, moc urządzenia bezpośrednio zależy od tych parametrów. W przypadku inwerterów domowych wskaźniki te w dolnej granicy wahają się od 10 do 50 A, aw górnej 100-160 A. Napięcie prądu wyjściowego, nazywane również napięciem łuku, zmienia się dla tanich modeli domowych od 20 do 30 V. Skuteczność Falowniki o maksymalnym prądzie wyjściowym 160 A z reguły rzadko przekraczają 0, 85%. Wysoka sprawność urządzenia spawalniczego zależy od czasu włączenia.
Obliczanie mocy
Czas trwania włączenia jest cechą, która pokazuje, jak wysokiej jakości urządzenie będzie używane. Jest to zazwyczaj procent czasu ciągłej pracy falownika w stosunku do całkowitego czasu, w którym jest używany. Wskaźnik na poziomie 50% powie, że podczas pracy przez 2, 5 minuty urządzenie powinno spoczywać przez 2, 5 minuty. Im niższy wskaźnik, tym dłużej łańcuchy powinny spoczywać i tym szybciej uruchamia się automatyczny przekaźnik przeciążeniowy.
Schemat inwertera spawalniczego.
Procent mocy oblicza się, dzieląc czas pracy ciągłej przez sumę czasu pracy ciągłej i czasu przerwy do następnego włączenia zasilania. Wynik mnoży się przez 100. Na przykład urządzenie działało prawidłowo przez 3 minuty, aż zadziałało zabezpieczenie przed przegrzaniem, a następnie pozostawało w spoczynku przez 2 minuty, po czym było gotowe do pracy:
3 min / (2 min + 3 min) x 100 = 60
Współczynnik mocy dla domowych lub półprofesjonalnych spawarek inwerterowych rzadko przekracza próg 0, 6-0, 7. Trzeba tylko pamiętać.
Wszystkie niezbędne wartości do obliczeń można łatwo znaleźć w dokumentacji technicznej tego urządzenia, na stronie producenta lub w obudowie spawarki.
Wyobraźmy sobie na przykład, że mamy spawarkę, która jest zasilana z sieci prądu przemiennego 160-220 V, o maksymalnym prądzie 160 A przy maksymalnym napięciu łuku spawalniczego 23 V. Wydajność tego modelu falownika wynosi 0, 89, a wskaźnik PV na czas, wynosi 60%.
Teraz obliczamy maksymalny pobór mocy falownika z powyższymi parametrami. W tym celu należy najpierw pomnożyć maksymalną wartość prądu wyjściowego przez maksymalne napięcie wyjściowe. Wynikowy wynik jest dzielony przez wartość wydajności urządzenia.
160 A x 23 V / 0, 89 = 4135 W
4, 1 kW to moc, którą urządzenie zużywa bezpośrednio podczas spawania. Średnia moc jest obliczana przez pomnożenie maksymalnej wartości mocy przez czas trwania przełączenia:
4135 watów x 0, 6 = 2481
Średnia moc falownika jest najbardziej odpowiednim wskaźnikiem, ponieważ spawanie zwykle nie zachodzi w sposób ciągły przez wiele godzin lub dni. Są przerwy, gdy spawacz musi zmienić elektrodę lub przygotować części do dalszej obróbki. Często spawanie można wykonać przy niższym wskaźniku natężenia prądu, w którym to przypadku całkowita moc pobierana przez falownik również się zmniejszy. Zastąp wartości w pierwszej formule, które można ustawić na konsoli urządzenia spawalniczego i znajdź żądane ustawienia mocy.
Wybieramy elektrody
Tabela rodzajów elektrod.
Początkujący spawacze często mają pytanie, jakie elektrody powinny być używane do określonych parametrów prądu wyjściowego i grubości metalu?
- Gdy grubość metalu wynosi 1-4 mm, stosowane są elektrody o średnicy do 2 mm. Siła prądu wykazywana na wyjściu powinna być optymalnie dobrana w zakresie od 20 do 90 A.
- Gdy grubość metalu wynosi 5-7 mm, stosuje się elektrody o średnicy 3 mm. Prąd jest ustawiony w zakresie 90-130 A.
- Jeśli metal ma grubość 8–12 mm, stosowane są elektrody 4 mm. Prąd w zakresie 140-180 A.
- Metal o grubości 12-16 mm jest spawany elektrodami o średnicy 5 mm z prądem 180-220 A.
- Metal o grubości powyżej 15 mm powinien być wystawiony na działanie elektrod o wielkości od 6 mm przy prądzie 220 A na wyjściu falownika.
Metal o grubości większej niż 15 mm lepiej spawać za pomocą spawarki gazowej.
Zastosowanie spawania elektrycznego może być w tym przypadku nieopłacalne i kosztowne.