Например, допустим, у нас есть сварочный аппарат, который работает от сети переменного тока 160-220 В, с максимальным значением тока 160 А при максимальном напряжении дуги 23 В. КПД этой модели инвертора составляет 0,89, а рабочий цикл, рабочий цикл, составляет 60%.
Расчет потребляемой мощности сварочного аппарата
Сегодня и профессиональные сварщики, и новички используют современные инверторы, которые принципиально отличаются от трансформаторов, использовавшихся несколько десятилетий назад. Количество высокотехнологичных конвертеров для профессионального и частного использования сегодня достаточно велико. Энергопотребление этих устройств может сильно различаться.
Выходная мощность такого сварочного аппарата может зависеть от нескольких аспектов, начиная от мощности самого аппарата и заканчивая допустимым диапазоном приложенного напряжения. По этой причине всегда возникает вопрос о том, как определить мощность сварочного аппарата, какая мощность необходима или какую мощность должен потреблять инвертор.
Это делается для того, чтобы успокоить вас. Факт, что коэффициент мощности сварочного аппарата, а также максимальную и номинальную мощность инверторов можно рассчитать по простой формуле. Есть некоторые неясности, но они будут незначительными. А сама формула поможет любому сварщику, озабоченному счетами за электроэнергию в своем доме или на предприятии.
Далее мы рассмотрим основные факторы, влияющие на потребление электроэнергии в сварочных установках с инверторами, и как выполнить необходимые расчеты электроэнергии для оборудования, используемого в быту.
Основные факторы влияния
Когда вы начинаете рассчитывать потребление электроэнергии, важно точно знать, что влияет на этот параметр. Это связано с тем, что многие считают, что в этих аспектах важна только мощность прибора. Однако это заблуждение, которое мешает правильно рассчитать выходную мощность сварочного аппарата.
Конечно, это важный фактор, который необходимо учитывать. Но это не единственный вариант. Поэтому для правильного расчета мощности, потребляемой сварочным аппаратом, необходимо несколько дополнительных параметров, а именно:
- диапазон входного напряжения;
- напряжение дуги;
- сварочный ток;
- рабочее время.
Используя эти характеристики в сочетании с параметрами самого инверторного сварочного аппарата, можно рассчитать мощность, потребляемую конкретной моделью.
Кроме того, существуют косвенные аспекты, такие как условия труда и состояние электросети и силовых кабелей. Однако в расчетах эти эффекты минимальны, поэтому ими можно пренебречь.
Стоит также отметить, что очень редко обычная бытовая электросеть выдает напряжение 220 В. Чаще всего можно получить значения 200 В или меньше. Это означает, что при подключении аппарата к такой сети значительно сокращается доступный диапазон сварочного тока. А если используется оборудование большой мощности, то расчет потребления становится намного сложнее. Значения более точны для оборудования, работающего в диапазоне 150-250 В, так как его выходная мощность сопоставима с мощностью сети.
Время работы также не так просто. Однако эта характеристика является наиболее важной, поскольку она показывает, как долго устройство может работать без перерыва.
Для большинства преобразователей время работы и охлаждения одинаково. Однако, чем больше преимущество в плане времени работы, тем выше потребление. Это фактор, который необходимо учитывать для каждой модели.
Расчет потребления
Чтобы определить потребление сварочного конвертера, необходимо обратиться к руководству пользователя конвертера и ознакомиться с техническими характеристиками модели. Для правильного расчета необходима следующая информация:
- максимальная сила тока (А);
- КПД (B);
- коэффициент мощности (C);
- напряжение дуги (D);
- время работы (T).
Сам расчет производится по формуле:
В данном случае «E» — это потребляемая мощность во время сварки.
Большинство бытовых инверторов имеют коэффициент мощности около 0,6.
Разновидности инверторных аппаратов
Прежде всего, необходимо ознакомиться с различными типами инверторных устройств. Все модели этого типа делятся на три основные группы. Каждый из них имеет свои особенности. Давайте 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.
Приобретая приборы для использования в домашнем хозяйстве, следует учитывать один важный нюанс: Максимальный ток нагрузки не должен превышать 160 A. Выключатели и электрические компоненты, установленные в частных домах и квартирах, не рассчитаны на токи выше этого значения.
Не подключайте к домашней сети приборы с номинальным током более 160 А. Это может не только перегореть предохранитель, но и обжечь контакты или вызвать пожар в электропроводке. Этого лучше избегать. Для бытового использования в ассортименте производителей есть несколько любительских моделей этой категории, но профессиональные модели покупайте только в том случае, если прибор можно подключить к трехфазной сети 380 В.
Устройство инверторного аппарата
Знакомство с устройством и функционированием инвертора не только облегчает его использование, но и помогает избежать отказов и неисправностей. Поэтому сначала напряжение 220 В 50 Гц преобразуется из переменного в постоянное, а затем снова в переменное, но уже на высокой частоте. Затем это напряжение преобразуется в постоянный ток и передается на рабочую дугу. Качество дуги контролируется автоматически. За это отвечает специальный микропроцессор, встроенный в блок управления. В преобразователях практически никогда не происходит вспышек дуги, что является значительным преимуществом по сравнению с трансформаторными моделями.
При возникновении короткого замыкания, длящегося не более 0,5 секунды, электроника генерирует сильные импульсы. Это разрушает расплавленные металлические мостики и препятствует их склеиванию. Если короткое замыкание длится дольше, устройство полностью отключается. Электрод не прилипает к заготовке, а контур машины не перегревается. Это фундаментальное различие между машинами с инверторами и машинами с трансформаторами. Характерные особенности сварочных аппаратов, изготовленных по 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.
Еще одной важной характеристикой инверторных машин является потребляемая мощность. Независимо от того, сколько энергии потребляется, вся она используется только для рабочего процесса. КПД инверторов составляет 85-95 %. Эти цифры довольно высоки.
Изучаем технические характеристики
Чтобы выбрать подходящее инверторное устройство, необходимо обязательно изучить технические характеристики рассматриваемых моделей и прочитать отзывы о них. На основе этих параметров рассчитывается потребляемая мощность устройств 220 В:
- 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. Прежде чем покупать сварочный аппарат, узнайте, что означает каждый термин и как он влияет на потребление энергии.
