Сколько потребляет электроэнергии инвертор в режиме сварки и резки металла

Сварочное оборудование инверторного типа сегодня широко применяется в разных отраслях промышленности, в коммунальных хозяйствах, в быту. Модельный ряд агрегатов довольно большой, включает аппараты с разными техническими характеристиками, функциональными возможностями. Чтобы подобрать наиболее оптимальное решение, необходимо проанализировать различные параметры. В частности нужно рассчитать, какую мощность потребляет сварочный аппарат. Эти данные можно легко вычислить, используя специальную формулу.

Опытные сварщики детально ознакомлены с особенностями сварочных аппаратов, понимают механизм работы оборудования. Если вы только начинаете работать с инвертором, не забудьте детально изучить руководство по эксплуатации. При расчете потребляемой мощности следует учитывать условия эксплуатации оборудования, цели применения.

Разновидности инверторных аппаратов

Первым делом рекомендуем ознакомиться с разновидностями инверторных агрегатов. Все модели этого типа разделяются на три больших группы. Каждая имеет свои особенности. Рассмотрим подробнее.

• Бытовые или любительские. Сюда относят модели, которые питаются от обычной однофазной сети 220В. На предельных мощностях сваривать таким агрегатом можно всего лишь 20-30 минут. После нужно дать устройству возможность отдохнуть. Для выполнения разовых операций в быту или в гараже этого времени вполне хватает. К тому же и стоят бытовые инверторы недорого, отличаются компактными габаритами и незначительным весом.
• Полупрофессиональные. Более мощные устройства по сравнению с агрегатами из первой категории. Они способны работать до 8 часов без перерыва, их приобретают для эксплуатации в автомастерских, на небольших предприятиях.
• Профессиональные. Сварочное оборудование предназначено для частого применения в сложных условиях. Их закупают для крупных предприятий, заводов по изготовлению металлических конструкций. Они эффективно сваривают детали из разных металлов, работают долго без перерыва, не перегреваются, питаются от трехфазной сети 380В. Но и стоят модели дорого.

Если покупаете оборудование для эксплуатации в домашнем хозяйстве, учитывайте один важный нюанс: ток максимальной нагрузки должен быть не выше 160А. Силовые автоматы и электрическая фурнитура, которые устанавливаются в частных домах и квартирах, не рассчитаны на ток выше этого значения.

Нельзя подключать к бытовой сети оборудование, сила тока которого превышает 160А. Это может привести не только к срабатыванию автоматов, но и к выгоранию контактов либо возгоранию электрической проводки. Лучше этого не допускать. В линейках производителей есть достаточно моделей любительского класса, выбирайте для домашнего применения аппарат из этой категории, а профессиональные покупайте только в том случае, если можно подсоединить оборудование к 3-хфазной сети на 380В.

Выпрямитель

Этот аппарат относится к устройствам трансформаторного типа, работающим по принципу преобразования переменного напряжения в требуемую для сварки постоянную величину.

В отличие от типового преобразовательного прибора при работе с выпрямителем удаётся получать более стабильную дугу с хорошими качественными показателями и лучшими характеристиками.

Благодаря этому на нём удаётся варить не только обычные стальные изделия, но и цветные металлы, включая заготовки небольшой толщины. При работе с выпрямителем особого опыта проведения сварочных работ не требуется.

При определении требуемого показателя мощности этого аппарата обычно исходят из значения напряжения электрической дуги (для выпрямителя оно составляет 24 Вольта). Затем эта величина умножается на значение рабочего тока (обычно – 160 Ампер), что в результате даёт так называемую «мощность на дуге».

При необходимости точно оценить энергопотребление приобретаемого прибора в расчёты вводится поправка на непроизводительный нагрев оборудования (показатель полезного действия, равный примерно 0,65-0,7). Для устройств с бестрансформаторным выходом также должен учитываться коэффициент мощности (обычно он равен 0,95…1).

Устройство инверторного аппарата

Ознакомление с устройством и механизмом действия инвертора не только упростит эксплуатацию, но и поможет предупредить возникновение поломок и сбоев. Итак, первым делом напряжение 220В с частотой 50 Гц из переменного превращается в постоянное, а после – опять в переменное, но уже высокочастотное. Далее это напряжение опять переходит в постоянное и передается на рабочую дугу. Качественные характеристики дуги контролируются автоматически. За это отвечает специальный микропроцессор, встроенный в блок управления. В инверторах практически не возникает залипания дуги, и это его весомое преимущество перед моделями трансформаторного типа.

При возникновении короткого замыкания, которое длится не более 0,5 секунды, электроника генерирует мощные импульсы. За счет этого перемычки из расплавленного металла разрушаются, что позволяет избежать залипания. Если короткое замыкание длится дольше, оборудование и вовсе отключается. Электрод не прилипает к заготовке, цепь аппарата не перегревается. Это принципиальное отличие устройств инверторного типа от агрегатов, которые работают на трансформаторах. Характерные особенности сварочных аппаратов, изготовленных с применением инверторной технологии:

• повышенные показатели производительности – до 95%;
• нет индуктивных потерь в ходе сваривания;
• устойчивость к перепадам напряжения и коротким замыканиям;
• возможность точной регулировки рабочих параметров;
• в качестве расходных материалов можно использовать электроды разного размера, изготовленные из различного сырья;
• безопасность эксплуатации, в устройстве предусмотрены высокоэффективные защитные механизмы;
• моментальный розжиг электрической дуги;
• компактные габариты;
• небольшой вес.

Ещё одна важная особенность инверторных аппаратов – потребление электроэнергии. Вне зависимости от потребляемой мощности вся энергия расходуется только на рабочий процесс. КПД инверторов – 85-95%. Это довольно высокие показатели.

Определение расхода электроэнергии, электродов, флюсов и газов

Расход электроэнергии. При дуговой сварке расход электро­энергии подсчитывается по количеству наплавленного металла. В зависимости от типа агрегата, применяемого для питания сва­рочных постов, примерный расход энергии на 1 кг наплавленного металла составляет:

При ручной сварке однофазным пере­менным током от однопостового сварочного

При сварке под флюсом одной прово­локой на переменном токе. . . . • . .

При однопостовой сварке трехфазной

При сварке постоянным током от одно — постового преобразователя при 60 в. . . . 8—9

Расход электродов и проволоки. При дуговой сварке весовая потребность в электродах определяется по общему весу наплавлен­ного металла шва, к которому прибавляется 20—30% для электро­дов с тонким покрытием и 40—60% для электродов с толстым пок­рытием. Количество потребных электродов в штуках подсчиты­вается делением общего веса электродов на вес одного электрода с учетом веса покрытия.

При сварке под флюсом расход электродной проволоки можно подсчитать следующим образом: сначала подсчитывают вес на­плавленного металла, исходя из геометрических размеров шва, затем к полученной величине прибавляют 2%, учитывающие по­тери проволоки при наладке режима, на вывод кратера шва н пр.

Для упрощения подсчета количества наплавленного металла швов, выполненных в стык, можно пользоваться следующей формулой

где G — вес наплавленного металла в граммах на 1 лі шва;

s — толщина свариваемого металла, мм.

Значения коэффициента С берут по данным табл. 75.

При газовой сварке для определения общего расхода проволоки к полученному значению С прибавляют 10—15% на потери от уга­ра и разбрызгивания.

Например, нужно сварить медные листы толщиной s= 10 мм односторонним швом с V-образной подготовкой кромок; угол скоса 40°. Из табл. 75 находим значение С = 14. Тогда G = 14 X 102 = = 1400 г на 1 м шва, или 1,4 кг на 1 лі шва-

Учитывая потери на угар и разбрызгивание в размере 1096, получаем общий расход присадочной проволоки:

Сварщик и резчик должны экономить кислород, ацетилен (кар­бид) или другой горючий газ присадочную проволоку, не допускать их перерасхода против установленных норм, обеспечивая в то же время высокое качество выполнения работ по сварке и резке.

источник

Изучаем технические характеристики

Чтобы выбрать подходящий инверторный аппарат, следует обязательно изучить технические характеристики рассматриваемых моделей, почитать о них отзывы. Потребляемая мощность оборудования 220В рассчитывается с учётом таких параметров:

• входное напряжение (минимум и максимум);
• диапазон силы тока;
• напряжение рабочей дуги;
• КПД рассматриваемой модели сварочного оборудования;
• ПВ или время непрерывного включения;
• максимальная мощность.

Эти параметры указаны в руководстве по эксплуатации. Перед тем как купить сварочное оборудование, ознакомьтесь, что значит каждый из них, как он влияет на потребляемую мощность.

От чего зависит мощность

При покупке придется довольствоваться только данными, указанными в техническом паспорте. Подобная информация далеко ненадежна. И даже аппарат, имеющий цифровой дисплей, может ввести в заблуждение. Поэтому, чтобы правильно рассчитать необходимую мощность сварочного аппарата на 220 В, необходимо изучить важные характеристики.

Параметры, которые влияют на мощность:

• Диапазон сварочного тока и выходного напряжения.
• Напряжение у сварочной дуги.
• КПД агрегата.
• Максимальная длительность непрерывной работы (коэффициент мощности).

Помимо скачков напряжения в городской сети, последнее может опуститься до 10 % от номинальной нормы при включении самого аппарата в розетку. Поэтому целесообразно приобретать прибор с рабочим интервалом от 150 до 250 Вольт. Именно такие показатели способны обеспечить хорошую мощность.

Последняя также напрямую зависит от минимального и максимального значения силы тока. Для бытовых приборов первая величина может колебаться от 10 до 50 ампер. Второе значение должно находится в пределах от 100 до 160 ампер.

Источник vtmstol.ru

Следует помнить, что дешевые аппараты, выдающие напряжение сварочной дуги всего в 20-30 В, не могут дать хорошей мощности. А что касается КПД прибора, то у устройств с силой тока максимум в 160 А, оно не превышает 0,85 %.

Как я уже говорил, всем бытовым сварочным аппаратам необходимы паузы в работе. Поэтому следует обратить внимание на данные в паспорте, указывающие на продолжительность включения. Если этот параметр составляет 50 %, то время на отдых будет равняться периоду непрерывного действия. И чем меньше этот показатель, тем больший срок потребуется прибору на восстановление.

Эти параметры также указывают на коэффициент мощности. И если в паспорте стоит цифра – 0,6, то это говорит, что прибору, проработавшему три минуты до срабатывания защиты от перегрева, потребуется не больше двух минут на отдых.

На видео показана потребляемая мощность инверторного сварочного аппарата на 220 В:

Напряжение

Начнем с первой характеристики – диапазон напряжений. Этот показатель нужен, чтобы определить, сможет ли работать устройство в той сети, к которой вы планируете его подключать. Если покупаете модель для бытового применения, выбирайте из однофазных моделей, если для промышленного – из трехфазных.

Важно, чтобы оборудование могло работать и на более низком напряжении, ведь в бытовых сетях 220В встречается редко. В большинстве случаев напряжение не превышает 200В. Отличные показатели мощности демонстрируют сварочные аппараты, которые исправно функционируют в сети с напряжением от 150-170В до 220-250В.

Расход электроэнергии сварочным аппаратом

Поставил наконец-то счётчик на сварочный аппарат. Чтоп быть вооруженным цифрами, если вдруг чего)) Итак, цифры эти следующие: при сварке трехфазным полуавтоматом на 5-ти килограммовую катушку проволоки диаметром 1.2мм уходит от 15 до 20 КВт*час энергии.

Почему такой разброс я не понял- объективных факторов вроде нет. Было сожжено две катушки- на одну ушло 20, на другую- 15 КВт*ч. Дале буду также продолжать засекать- возможно скорректирую цифры. Таким образом, на килограмм проволоки уходит 3-4 КВт*час электричества. На данный момент закупленные 135 килограмм проволоки подходят к концу (осталось килограмм 30) и большая часть корпуса судна уже проварена- на это было сожжено (если брать по 4 на кило) 400 КВт*час, что при стоимости в районе 6 руб/ КВт*ч составляет 2400 рублей. Также было в начале работ закуплено 230 кг эсабовских электродов esab ok 46.00, из которых порядка 130-150 кг, если я ничего не путаю, было сожжено на этапе сборочных работ. Потребление электричества при электродной сварке я еще не замерял, т.к. сейчас я варю всё только полуавтоматом, по справочным же данным максимум- это 10 КВт*ч на килограмм наплавленного металла (не путать я килограммом электродов) — тоесть еще максимум 1500 КВт*ч (но это очень завышено). Таким образом на данный момент сожжено порядка 2х тысяч киловатт-часовэлектричесва, что равняется 2000*6=12.000 руб. Тоесть расходы на электричество можно считать в целом пренебрежимо малыми при постройке железного корабля.

источник

Работа без перерыва

ПВ или продолжительность включения – это время, в течение которого сварочный аппарат способен варить детали без перерыва, определяется в процентах. Работу оборудования принято делить на циклы по 10 минут каждый. Но не все 10 минут можно сваривать без перерыва. Если ПВ равно 70%, значит, 7 из 10 минут можно работать непрерывно, затем следует сделать остановку. Как правило, производители обозначают разную ПВ для работы на разных сварочных токах.

Если игнорировать необходимость регулярно делать перерывы, пострадает само сварочное оборудование. При продолжительной работе без перерыва внутренние механизмы перегреваются, срабатывает автоматическое реле, агрегат отключается. Частая работа в таком режиме отрицательно сказывается на состоянии и функционировании важных комплектующих сварочного инвертора.

Полуавтомат

Такой распространённый тип оборудования, как сварочный полуавтомат позволяет работать в широком диапазоне токов и выполнять непростые операции по сварке листовых заготовок и цветных металлов.

С помощью сварочного полуавтоматического оборудования удаётся сплавлять сложные в обработке изделия из тонколистового материала, с которыми обычно работают в авторемонтных мастерских.

Читать также: Нагрузочное сопротивление для проверки батареек

Эта разновидность сварных аппаратов позволяет варить в защитной среде аргона или углекислого газа, что повышает эффективность и качество сварки за счёт блокирования содержащегося в воздухе кислорода.

Иногда в этих целях используется специальная порошковая проволока, выполняющая функцию присадочного материала и также улучшающая качество сварного шва.

Рабочая мощность полуавтомата выбирается с учётом всех уже рассмотренных ранее факторов, к которым следует добавить особенность этого устройства.

Дело в том, что в момент включения полуавтоматического устройства наблюдается импульсный скачок потребляемого тока, что обязательно должно учитываться при оценке приобретаемой техники.

Важно сориентироваться и по стоимости выбираемого сварочного аппарата, которая напрямую связана с показателем его мощности. Однако в случае, когда необходимо работать с тонколистовыми заготовками и цветными металлами с дополнительными издержками при приобретении полуавтомата вполне можно смириться.

При оценке параметра потребляемого агрегатом тока (независимо от модели и класса) специалистами учитывается и такой мало знакомый любителям параметр, как коэффициент мощности сварочного инвертора или любого другого сварочного устройства. Эта величина учитывает реактивный характер нагрузки на сеть при подключении к ней того или иного сварочного аппарата.

Для некоторых из них (инвертора, в частности) преобладают емкостные показатели реактивных потерь, а для трансформаторных схем заметнее проявляются индуктивные составляющие.

В итоге еще раз надо стоит отметить, что мощность любого сварочного агрегата является важнейшим показателем эффективности его работы в различных режимах эксплуатации. Именно поэтому выбору этого параметра должно уделяться повышенное внимание.

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.

Расчет по формуле

Теперь рассмотрим, как вычислить коэффициент мощности. Для этой цели используется формула: ПВ в минутах разделяем на сумму времени работы до и после остановки. Полученное число умножаем на 100. Допустим, устройство исправно сваривало металл в течение 6-ти минут без перерыва. Затем активировался защитный механизм, он остановил рабочий процесс, в течение 4-х минут аппарат «отдыхал», после чего опять начал работать. Вычисляем коэффициент по формуле:

6/(4+6) х 100 = 60%

Коэффициент мощности для инверторных аппаратов любительского и полупрофессионального классов не превышает 70%. Как правило, этот показатель находится в диапазоне 60-70%. Данные, которые могут потребоваться для вычисления потребляемой инверторным аппаратом мощности, есть в технической документации. Размещена нужная информация на сайте компании-изготовителя, в руководстве по эксплуатации или непосредственно на странице интернет-магазина, где вы собираетесь покупать инструмент, в разделе Характеристики.

Рассмотрим, как вычислить мощность на примере агрегата с такими техническими параметрами:

• напряжение MIN – 160В;
• напряжение MAX – 220В;
• сила тока – 160А;
• напряжение дуги – 23В;
• КПД – 0,89%;
• ПВ – 60%.

Для начала определим максимальную мощность. Нужно умножить силу сварочного тока на напряжение рабочей дуги. Полученное значение разделяем на КПД. Вот что получилось:

160А х 23В / 0,89 = 4135 Ватт

Это показатель мощности, необходимой для питания агрегата непосредственно в процессе сваривания. Чтобы вычислить среднее значение, необходимо максимальную мощность умножить на ПВ и разделить на 100%.

4135 х 60 / 100 = 2481 Вт.

Получилось номинальное значение потребляемой мощности. Почему берется для расчетов номинальная мощность? Сварочный инвертор не будет все время работать на максимальном токе. Он останавливается, сваривает на более низком токе, поэтому нецелесообразно покупать модель с мощностью, которая практически в два раза превышает нужный показатель.

Кстати, самостоятельно потребляемую мощность можно не вычислять, производитель уже сделал это за вас. Эта характеристика указывается в технической документации наряду с другими показателями.

Расчет расхода электроэнергии электросварочными установками

Расход электроэнергии на сварку в общем виде определяются по формулам

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

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

? — 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;

? — 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

источник

Выбор электродов для сварочного инвертора

От мощности и силы тока зависит также то, какие электроды можно совместно с агрегатом использовать. Ассортимент расходных материалов очень широкий. Установка неподходящего электрода приводит не только к ухудшению качества сваривания, но и к поломке инверторного аппарата. Мы составили таблицу, которая поможет подобрать электроды.

Толщина металлической заготовки (мм)	Сила тока (А)	Диаметр электрода (мм)
1-4	20-90	до 2
5-7	90-130	3
8-12	140-180	4
12-16	180-220	5
от 15	от 220	от 6

Плавящиеся электроды, которые применяются для инверторной сварки, должны соответствовать требованиям ГОСТ 9467-75. Только такие расходники могут считаться безопасными в эксплуатации, они обеспечивают высокое качество сварочного процесса, оставляют после себя аккуратные, ровные швы. Электроды классифицируют на те, что используются для сварки обычных (АНО) и ответственных (УОНИ) конструкций.

ОЗС-12 – популярные электроды, которые позволяют работать на низких токах. Использовать их можно для работы с низкоуглеродистыми и углеродистыми сталями. АНО-36 также применяются часто, их поверхность обработана рутил-целлюлозным покрытием. Они легко зажигаются, их рекомендуют выбирать тем, кто ещё не имеет достаточного опыта в использовании сварочных аппаратов. Такие электроды подходят для сваривания деталей из нержавеющей и высоколегированной стали. В продаже доступны расходные материалы для сваривания алюминиевых полотен, чугуна и других металлов. От правильности выбора электрода зависит скорость и эффективность сварки, а также качество шва.

Сварочный трансформатор какой мощности выбрать?

Сварочный трансформатор представляет собой оборудование, которое может преобразовать ток, необходимый для работы устройства. Механизмы эти недорогие, надежные. Используется аппарат для того, чтобы выполнять сварку низколегированных сталей, для этого применяются плавящиеся электроды. При выборе устройства для сварки надо тщательно подходить к определению мощности.

Схема преобразования электрической энергии в сварочном аппарате.

Следует учитывать максимальные значения и некоторый запас, так как часто при включении этот предел бывает превышен. Например, если агрегат будет применяться для работы с однофазной сетью, то превысить значение тока в 200 А вряд ли получится, об этом нельзя забывать. На деле это оборачивается невозможностью использования аппарата для сварки.

При выборе надо помнить, что трансформатор изнашивается. Чем больше значение, тем выше нагрев и износ. Если не требуются сложные и длительные работы, то и высокие значения мощности совершенно не нужны. Предпочтение рекомендуется отдавать тому оборудованию, которое рассчитано на 120-130 А – это оптимальная золотая середина.