Вычисление потребляемой мощности сварочного инвертора

Потребляемая мощность сварочного инвертора довольно просто вычислить по нехитрой формуле. Для понимания всех нюансов, связанных с работой сварочника, и аспектов вычисления его мощности нужно прояснить несколько моментов, которые необходимо знать всем, кто занимается сваркой. И неважно где вы проводите сварочные работы, у себя дома, в гараже, на даче или в профессиональном коллективе большого цеха или завода.

Типы сварочных инверторов

Аппараты инверторного типа делятся на три категории. Бытовые инверторы рассчитаны на небольшую продолжительность включения и работу от однофазной сети переменного тока 220 В. Это означает, что работать таким аппаратом на предельных мощностях можно лишь непродолжительное время - минут 20-30, давая ему отдых, равный этому времени либо превышающий его на порядок. Полупрофессиональные аппараты позволяют увеличивать время работы от 5 до 8 часов без перерыва. Для полупрофессиональных инверторов время отдыха снижено благодаря особенностям конструкции. Профессиональные инверторы рассчитаны на потребление тока 220/380 В зачастую от трехфазной сети электрического тока.

Современные типы сварочных аппаратов

Современные типы сварочных аппаратов.

Бытовые, полупрофессиональные и некоторые профессиональные сварочные агрегаты бывают рассчитаны на работу от сети 220 В. Однако следует помнить, что для бытовых электросетей ток максимальной нагрузки не может превышать 160 А. Потребляемая мощность всей фурнитуры, такой как розетки, штепсельные вилки и силовые автоматы не рассчитана на превышение этого порога.

Поэтому подключение инверторного сварочного аппарата с более высокими показателями либо спровоцирует срабатывание автоматов, либо вызовет выгорание контакта на стыке вилка-розетка, либо что самое опасное, приведет к выгоранию электрической проводки. Это противоречит всем правилам техники безопасности. Так что запитывая профессиональный агрегат от бытовой электросети для работы со сварочным током более 160 А, будьте готовы к проблемам. Но лучше этого не допускать.

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

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%.

Что нужно знать?

Перед тем как начать подсчет потребляемой мощности инверторного сварочного аппарата, нужно узнать следующее:

  1. Диапазон входного напряжения.
  2. Диапазон сварочного тока.
  3. Напряжение сварочной дуги.
  4. Коэффициент полезного действия конкретной модели сварочного аппарата.
  5. Продолжительность включения.
  6. Коэффициент мощности конкретной модели.
Характеристики инвертора

Характеристики инвертора

Диапазон сварочного тока нужен для того, чтобы узнать при каких характеристиках сети электрического тока нам придется работать. Наверняка ни для кого не является тайной, что часто в наших электросетях не наблюдается номинального напряжения 220 В. Часто оно едва дотягивает до 200 В. Следует запомнить: просадка напряжения при подключении сварочного инвертора бытового типа составляет 5-10% от общего номинала сети. Потому лучшие показатели мощности будут у таких инверторов, которые рассчитаны на напряжение питания от 150-170 В и до 220-250 В.

Диапазон сварочного тока дает нам значения максимального и минимального уровня, мощность аппарата напрямую зависит от этих параметров. Для бытовых инверторов эти показатели в нижней границе разнятся от 10 до 50 А, а в верхней 100-160 А. Напряжение выходного тока, оно же может называться напряжением сварочной дуги, колеблется для недорогих бытовых моделей от 20 до 30 В. Коэффициент полезного действия у инверторов с максимальным показателем выходного тока160 А, как правило, редко превышает 0,85%. Высокий КПД сварочного агрегата напрямую зависит от продолжительности включения.

Вычисление мощности

Продолжительность включения - это характеристика, которая показывает, насколько качественный аппарат вы собираетесь использовать. Обычно это процентный показатель времени непрерывной работы инвертора относительно общего времени его использования. Показатель на уровне 50% скажет о том, что при работе 2,5 минуты аппарат должен отдыхать 2,5 минуты. Чем ниже показатель, тем дольше должны отдыхать цепи и тем быстрее сработает автоматическое реле отключения при перегреве.

Напротив, высокий процент покажет, что аппарат можно использовать достаточно долго, прерываясь лишь на замену электродов и проверку сварочного шва.

Схема работы сварочного инвертора

Схема работы сварочного инвертора.

Процент мощности вычисляется путем деления времени непрерывной работы на сумму времени непрерывной работы и времени паузы до следующего включения аппарата. Результат умножается на 100. Например, аппарат исправно работал 3 минуты, пока не сработала защита от перегрева, затем он находился в покое 2 минуты, после чего вновь был готов к работе:

3 мин / (2 мин + 3 мин) х 100 = 60

Коэффициент мощности для бытовых или полупрофессиональных сварочных аппаратов инверторного типа редко превышает порог 0,6-0,7. Это необходимо просто запомнить.

Все нужные для вычисления значения легко можно найти в технической документации для данного устройства, на сайте производителя либо на кожухе самого сварочного аппарата.

Представим, что для примера мы имеем сварочный аппарат, питающийся от сети переменного тока 160-220 В, имеющий максимальное значение тока 160 А при максимальном напряжении сварочной дуги в 23 В. КПД этой модели инвертора 0,89, а показатель ПВ, продолжительность включения, составляет 60%.

Теперь вычисляем максимальную потребляемую мощность инвертора с приведенными выше параметрами. Для этого сначала умножаем максимальное значение выходной силы тока на максимальное выходное напряжение. Получившийся результат разделим на значение КПД аппарата.

https://youtube.com/embed/UX81XigBgBY

160 А х 23 В / 0,89 = 4135 Ватт

4,1 кВт - это мощность, которую аппарат потребляет непосредственно при сварке. Средняя мощность вычисляется путем умножения значения максимальной мощности на показатель продолжительности включения:

4135 Ватт х 0,6 = 2481

Средняя мощность инвертора является наиболее актуальным показателем, потому что сварка обычно не происходит непрерывно на протяжении многих часов или дней. Случаются паузы, когда сварщику требуется сменить электрод или подготовить детали к последующей обработке. Нередко сварочные работы можно провести на более низком показателе силы тока, в этом случае снизится и общая мощность, потребляемая инвертором. Подставляем в первую формулу значения, которые можно выставить на консоли сварочного агрегата и находим нужные параметры мощности.

Подбираем электроды

Таблица разновидностей электродов

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.

https://youtube.com/embed/2Q6BEjCp_t8

Использование электросварки может оказаться в данном случае нерентабельной и высокозатратной.

Power consumption of the welding inverter is quite simple to calculate by a straightforward formula. In order to understand all the nuances associated with the work svarochnika, and aspects of the calculation of its power is necessary to clarify a few things that you must know all those involved in welding. And no matter where you spend welding work, at home, in the garage, in the country or in a professional team of a large workshop or factory.

Types of welding inverters

Inverter devices are divided into three categories. Household inverters are designed for short duty cycle and operation of single-phase AC 220 V. This means that the work in this unit at maximum capacity can only be a short time - 20-30 minutes, giving him a rest, this time equal to or greater than its order of magnitude. Semi devices allow an increase in operating time from 5 to 8 hours without a break. For semi-inverters rest time reduced thanks to its special design. Professional inverters are designed for current consumption 220/380 V three-phase network often by electric current.

Modern types of welding machines

Modern types of welding machines.

Domestic, semi-professional and some professional welding machines are designed to operate on 220 V. However, it should be remembered that for household electric current maximum load can not exceed 160 A. Power consumption all accessories such as sockets, plugs and power machines not designed to exceed that threshold.

therefore connection of inverter welding machine with higher rates or trigger automatic trigger or cause burning of contact at the interface of the plug-socket, or the most dangerous lead to burning electrical wiring. This is contrary to all the rules of safety. So powering the unit from a professional household power for the welding current 160 A, be prepared for problems. But it is better to prevent this.

inverter device

Inverter welding apparatus is such that the first alternating voltage of 220 V, 50 Hz is converted to DC, and after a high-voltage alternating working vibration frequency indicator 200 Hz. After this voltage is converted back to the constant and fed to the welding arc. Quality control of the arc occurs automatically through the microprocessor filling inverter control unit. Sticking electrode such frequent during welding transformer by almost come to naught.

Driving the internal inverter device

Scheme inland inverter device.

In short circuits lasting less than 0.5 seconds, the control unit generates a sequence of short time, but a very powerful current pulses. This leads to the destruction of the webs resulting liquid metal. With the closure duration of 0.5 seconds the inverter simply turns off without primorazhivaya electrode and without overheating the circuit unit. This unit is the base for all types of inverter and distinguishes them from the transformer and rectifier diode bridge based.

The most important property of the welding inverter - it's energy consumption. No matter what the input power inverter system, it is almost entirely spent on welding. It can be concluded that the efficiency of the inverter unit is very high. From 85 to 95%.

What you need to know?

Before you start counting consumed power inverter welding machine, You need to know the following:

  1. Input voltage range.
  2. Welding current range.
  3. arc voltage.
  4. The efficiency of a particular model of welding machine.
  5. Activation.
  6. Power factor specific model.
inverter Specifications

inverter Specifications

Welding current range need to know under which electric current characteristics of the network we have to work. Certainly for anybody not a secret that it is often in our power grids are not observed nominal voltage of 220 V. Often it is barely up to 200 V. It should remember: when you connect a voltage sag welding inverter household type is 5-10% of the total nominal value network. Because the best power in these indicators will inverters, which are designed for the power supply of 150-170 V and up to 220-250 V.

welding current range gives us the value of the maximum and minimum level, the power of the apparatus depends on these parameters. For domestic inverters in these figures are lower boundary range from 10 to 50 A, and the top 100-160 A. output voltage, it can also be called the arc voltage ranges for low-cost consumer models from 20 to 30 V. Efficiency at inverters with a maximum output indicator toka160 And, as a rule, rarely exceeds 0.85%. High efficiency welding machine depends on the duty cycle.

Calculation of power

Activation - a characteristic that shows how well the device you want to use. Typically this percentage of time of continuous operation of the inverter relative to the total time of its use. The indicator at the level of 50% say that at work 2.5 minutes the device should rest 2.5 minutes. The lower the index, the longer the chain should have a rest, and the faster the work automatically switch off when overheated.

On the other hand, a high percentage indicates that the device can be used long enough, punctuated only by the replacement of electrodes and weld inspection.

The scheme of the welding inverter

The scheme of the welding inverter.

power percentage is calculated by dividing the time of continuous work for the amount of time of continuous operation and pause time until the next turning on the unit. The result is multiplied by 100. For example, the device is working properly for 3 minutes, until triggered overheating protection, then he was alone for 2 minutes, then again I was ready to go:

3 min / (m 2 + m 3) x 100 = 60

The power factor for domestic or semi-professional welders inverter type rarely exceeds a threshold of 0.6-0.7. It must be easy to remember.

All the dates for the calculation of the value can be easily found in the technical documentation for this device, the manufacturer's website or on the housing of the welding apparatus.

Imagine that for example we have a welding machine, powered by AC 160-220 V, having a maximum current of 160 A at a maximum voltage of the arc at 23 V. efficiency of this model of the inverter 0.89, and index px, duty cycle, It is 60%.

Now we calculate the maximum power consumption of the inverter to the parameters listed above. To do this, first multiply the maximum value of the output current to the maximum output voltage. The obtained result is divided by the value of the unit efficiency.

https://youtube.com/embed/UX81XigBgBY

160 A x 23 V / 0.89 = 4135 watt

4.1 kW - a power that the device consumes just when welding. The average power is calculated by multiplying the maximum power indicator on the duty cycle:

4135 W x 0.6 = 2481

Average power inverter is the most relevant indicator because welding is not usually taken continuously for many hours or days. It happens pause when the welder is required to replace the electrode or to prepare parts for subsequent processing. Often welding work can be carried out at lower rates of current, in this case the decline and the total power consumed by inverter. Substitute into the first formula the values that can be set on the welding machine console and find the necessary power settings.

We select electrodes

Table varieties of electrodes

Table species electrodes.

For starters, welders often the question arises, what diameter electrodes used in certain settings, the output current and the thickness of the metal?

  1. With a thickness of 1.4 mm using metal electrodes to 2 mm in diameter. The current strength, put up at the outlet should be chosen optimally in the range of 20 to 90 A.
  2. With a thickness of 5.7 mm, a metal electrode 3 mm in diameter. Current is set in the range of 90-130 A.
  3. If the metal has a thickness of 8.12 mm, 4 mm electrodes used. The current strength in the range of 140-180 A.
  4. Metal thickness 12-16 mm welded electrodes 5 mm in diameter with a current of 180-220 A.
  5. Metal in excess of 15 mm should be exposed electrodes from 6 mm at a current of 220 A at the inverter output.

Metal thicknesses greater than 15 mm better be welded using gas welding machine.

https://youtube.com/embed/2Q6BEjCp_t8

The use of electric welding may be in this case, unprofitable and costly.

Споживана потужність зварювального інвертора досить просто обчислити за нехитрою формулою. Для розуміння всіх нюансів, пов'язаних з роботою сварочніка, і аспектів обчислення його потужності потрібно прояснити кілька моментів, які необхідно знати всім, хто займається зварюванням. І неважливо де ви проводите зварювальні роботи, у себе вдома, в гаражі, на дачі або в професійному колективі великого цеху або заводу.

Типи зварювальних інверторів

Апарати інверторного типу діляться на три категорії. Побутові інвертори розраховані на невелику тривалість включення і роботу від однофазної мережі змінного струму 220 В. Це означає, що працювати таким апаратом на граничних потужностях можна лише нетривалий час - хвилин 20-30, даючи йому відпочинок, рівний цього часу або перевищує його на порядок. Напівпрофесійні апарати дозволяють збільшувати час роботи від 5 до 8 годин без перерви. Для напівпрофесійних інверторів час відпочинку знижено завдяки особливостям конструкції. Професійні інвертори розраховані на споживання струму 220/380 В найчастіше від трифазної мережі електричного струму.

Сучасні типи зварювальних апаратів

Сучасні типи зварювальних апаратів.

Побутові, напівпрофесійні і деякі професійні зварювальні агрегати бувають розраховані на роботу від мережі 220 В. Однак слід пам'ятати, що для побутових електромереж ток максимального навантаження не може перевищувати 160 А. Потужність всієї фурнітури, такої як розетки, штепсельні вилки і силові автомати не розрахована на перевищення цього порога.

Тому підключення инверторного зварювального апарату з більш високими показниками або спровокує спрацьовування автоматів, або викличе вигоряння контакту на стику вилка-розетка, або що найнебезпечніше, призведе до вигоряння електричної проводки. Це суперечить усім правилам техніки безпеки. Так що запітивая професійний агрегат від побутової електромережі для роботи зі зварювальним струмом понад 160 А, будьте готові до проблем. Але краще цього не допускати.

пристрій інвертора

Пристрій зварювального інвертора таке, що спочатку змінну напругу 220 В з частотою 50 Гц перетворюється в постійне, а після того в змінне високочастотну напругу з робочим показником частоти коливання до 200 Гц. Після цього напруга знову перетвориться в постійну і подається на зварювальну дугу. Контроль якості дуги відбувається автоматично, за допомогою мікропроцесорної начинки блоку управління інвертора. Залипання електрода, такі часті при зварюванні за допомогою трансформатора, практично сходять нанівець.

Схема внутрішньої будови інвертора

Схема внутрішньої будови інвертора.

При коротких замикань тривалістю менше 0,5 секунди керуючий блок генерує послідовність коротких за часом, але дуже потужних імпульсів струму. Це призводить до руйнування виникають перемичок з рідкого металу. При замиканні тривалістю 0,5 секунди інвертор просто відключається, що не приморожуючи електрод і не перегріваючи ланцюга агрегату. Цей пристрій є базовим для всіх типів інверторів і відрізняє їх від трансформаторів і випрямлячів на базі діодного моста.

Найголовніше властивість зварювального інвертора - це споживання енергії. Неважливо, яка споживана потужність апарату інверторного типу, вона практично повністю витрачається на зварювання. Звідси можна зробити висновок, що коефіцієнт корисної дії инверторного агрегату дуже високий. Від 85 до 95%.

Що потрібно знати?

Перед тим як почати підрахунок споживаної потужності инверторного зварювального апарату, потрібно дізнатися наступне:

  1. Діапазон вхідної напруги.
  2. Діапазон зварювального струму.
  3. Напруга зварювальної дуги.
  4. Коефіцієнт корисної дії конкретної моделі зварювального апарату.
  5. Тривалість включення.
  6. Коефіцієнт потужності конкретної моделі.
характеристики інвертора

характеристики інвертора

Діапазон зварювального струму потрібен для того, щоб дізнатися за яких характеристиках мережі електричного струму нам доведеться працювати. Напевно ні для кого не є таємницею, що часто в наших електромережах не спостерігається номінальної напруги 220 В. Часто воно ледь дотягує до 200 В. Слід запам'ятати: просадка напруги при підключенні зварювального інвертора побутового типу становить 5-10% від загального номіналу мережі. Тому кращі показники потужності будуть у таких інверторів, які розраховані на напругу живлення від 150-170 В і до 220-250 В.

Діапазон зварювального струму дає нам значення максимального та мінімального рівня, потужність апарату безпосередньо залежить від цих параметрів. Для побутових інверторів ці показники в нижній межі різняться від 10 до 50 А, а у верхній 100-160 А. Напруга вихідного струму, воно ж може називатися напругою зварювальної дуги, коливається для недорогих побутових моделей від 20 до 30 В. Коефіцієнт корисної дії у інверторів з максимальним показником вихідного тока160 А, як правило, рідко перевищує 0,85%. Високий ККД зварювального агрегату безпосередньо залежить від тривалості включення.

обчислення потужності

Тривалість включення - це характеристика, яка показує, наскільки якісний апарат ви збираєтеся використовувати. Зазвичай це процентний показник часу безперервної роботи інвертора щодо загального часу його використання. Показник на рівні 50% скаже про те, що при роботі 2,5 хвилини апарат повинен відпочивати 2,5 хвилини. Чим нижче показник, тим довше повинні відпочивати ланцюга і тим швидше спрацює автоматичне реле відключення при перегріванні.

Навпаки, високий відсоток покаже, що апарат можна використовувати досить довго, перериваючись лише на заміну електродів і перевірку зварювального шва.

Схема роботи зварювального інвертора

Схема роботи зварювального інвертора.

Відсоток потужності обчислюється шляхом ділення часу безперервної роботи на суму часу безперервної роботи та часу паузи до наступного включення апарату. Результат множиться на 100. Наприклад, апарат справно працював 3 хвилини, поки не спрацював захист від перегріву, потім він перебував у спокої 2 хвилини, після чого знову був готовий до роботи:

3 хв / (2 хв + 3 хв) х 100 = 60

Коефіцієнт потужності для побутових або напівпрофесійних зварювальних апаратів інверторного типу рідко перевищує поріг 0,6-0,7. Це необхідно просто запам'ятати.

Всі потрібні для обчислення значення легко можна знайти в технічній документації для даного пристрою, на сайті виробника або на кожусі самого зварювального апарату.

Уявімо, що для прикладу ми маємо зварювальний апарат, який живиться від мережі змінного струму 160-220 В, що має максимальне значення струму 160 А при максимальній напрузі зварювальної дуги в 23 В. ККД цієї моделі інвертора 0,89, а показник ПВ, тривалість включення, становить 60%.

Тепер обчислюємо максимальну споживану потужність інвертора з наведеними вище параметрами. Для цього спочатку множимо максимальне значення вихідний сили струму на максимальну вихідну напругу. Одержаний результат розділимо на значення ККД апарату.

https://youtube.com/embed/UX81XigBgBY

160 А х 23 В / 0,89 = 4135 Ватт

4,1 кВт - це потужність, яку апарат споживає безпосередньо під час зварювання. Середня потужність обчислюється шляхом множення значення максимальної потужності на показник тривалості включення:

4135 Ватт х 0,6 = 2481

Середня потужність інвертора є найбільш актуальним показником, тому що зварювання зазвичай не відбувається безперервно протягом багатьох годин або днів. Трапляються паузи, коли зварнику потрібно змінити електрод або підготувати деталі до подальшої обробки. Нерідко зварювальні роботи можна провести на більш низькому показнику сили струму, в цьому випадку знизиться і загальна потужність, споживана інвертором. Підставляємо в першу формулу значення, які можна виставити на консолі зварювального агрегату і знаходимо потрібні параметри потужності.

підбираємо електроди

Таблиця різновидів електродів

Таблиця різновидів електродів.

У початківців зварників нерідко виникає питання, електроди яких діаметрів використовувати при певних параметрах вихідний сили струму і товщині металу?

  1. При товщині металу 1-4 мм використовують електроди діаметром до 2 мм. Сила струму, що виставляється на виході, повинна підбиратися оптимально в діапазоні від 20 до 90 А.
  2. При товщині металу 5-7 мм використовують електроди 3 мм в діаметрі. Сила струму виставляється в діапазоні 90-130 А.
  3. Якщо метал має товщину 8-12 мм, використовують електроди 4 мм. Сила струму в діапазоні 140-180 А.
  4. Метал товщиною 12-16 мм зварюється електродами 5 мм в діаметрі при силі струму 180-220 А.
  5. Метал товщиною понад 15 мм повинен піддаватися впливу електродів, починаючи від 6 мм при силі струму від 220 А на виході інвертора.

Метал товщиною більше 15 мм краще піддавати зварюванні за допомогою газового зварювального апарату.

https://youtube.com/embed/2Q6BEjCp_t8

Використання електрозварювання може виявитися в даному випадку нерентабельною і високовитратною.


» » » Вычисление потребляемой мощности сварочного инвертора