Мощность сварочного аппарата

Расчет потребляемой мощности сварочного аппарата

В настоящее время, как профессиональные сварщики, так и новички этого дела используют современные инверторы, которые радикально отличаются от трансформаторов, применяемых еще несколько десятилетий назад. Высокотехнологичных инверторов профессионального и бытового уровня сегодня достаточно много. При этом данное оборудование может значительно отличаться потребляемой мощностью.

Выходная мощность такого сварочного аппарата может зависеть от целого ряда разнообразных аспектов, от мощности самого устройства, до допустимого диапазона подводимого напряжения. По этой причине актуальным всегда остается вопрос о том, как определить мощность сварочного аппарата, какая мощность нужна или какой мощности инвертор следует использовать.

Поспешим вас успокоить. Дело в том, что коэффициент мощности сварочного аппарата, а также максимальную и номинальную мощность инверторного оборудования можно рассчитать посредством простой формулы. При этом не избежать определенных погрешностей, но они будут незначительными. А сама формула поможет любому сварщику, беспокоящемуся о счетах за электричество своего домохозяйства или же организации.

Далее рассмотрим главные факторы, оказывающие влияние на потребляемую мощность при работах с применением инверторной сварки, а также расскажем, как сделать необходимые расчеты по мощности оборудования, используемого в быту.

Основные факторы влияния

Приступая к расчетам потребляемой мощности, необходимо понимать, что конкретно может повлиять на данный параметр. Дело в том, что многие полагают, что среди этих аспектов значение имеет лишь мощность оборудования. Однако это ошибочное мнение, которое мешает корректно выполнить расчет мощности сварочного аппарата.

Разумеется, данная характеристика является важным фактором, требующим учета. Но он далеко не единственный. Поэтому для правильных вычислений того, какую мощность потребляет сварочный аппарат, потребуется еще несколько дополнительных параметров, а именно:

• диапазон входного напряжения;
• напряжение дуги;
• сварочный ток;
• рабочее время.

Эти характеристики, в купе с параметрами самого инверторного сварочного аппарата, позволяют сделать расчет того, какой мощности оборудование конкретной модели.

Кроме того, имеются и косвенные аспекты, среди которых: условия проведения работ, а также состояние электросети и питающих кабелей. Но они оказывают минимальное влияние на расчеты, а потому ими можно пренебречь.

Отметим и тот факт, что добиться напряжения в 220В от стандартной бытовой электрической сети удается очень редко. Чаще всего вы можете получить значения в 200В или ниже. Это значит, что доступный диапазон сварочного тока при подключении аппарата в такую сеть заметно уменьшится. А если применяется мощное оборудование, то расчет потребления в таком случае существенно усложняется. Более точными будут значения для аппаратов, работающих в пределах 150-250В, ведь их мощность сопоставима с параметрами сети электропитания.

Не все так просто и со значениями продолжительности эксплуатации оборудования. При этом данная характеристика является важнейшей, поскольку отображает то, как долго может работать аппаратура без перерывов.

У большинства инверторов отрезки времени на работу и остывание равны. При этом, чем больше перевес в сторону рабочего времени, тем выше потребление. И этот фактор для конкретной модели следует обязательно учитывать.

Расчет потребления

Дабы определить потребление сварочного инвертора, следует изучить инструкцию к данному аппарату, где указаны технические характеристики модели. Для корректного расчета потребуются:

• максимальная сила тока (А);
• КПД (B);
• коэффициент мощности (C);
• напряжение дуги (D);
• время работы (T).

Сам расчет будет выполняться по формуле:

В данном случае «Е» и является значением потребляемой мощности во время сварки.

У большего количества бытовых инверторов коэффициент мощности равен примерно 0,6.

Пример расчета

В качестве примера возьмем максимальный ток в 160А, а напряжения – 25В. КПД при этом возьмем со значением 0,90, а время работы – 60-100% (3 и 2 минуты на работу и охлаждение, соответственно).

Проведя нехитрые расчеты (160*25/90), получаем потребление электричества в размере 4445 Вт или 4,4 кВт. Это будет примерной мощностью инвертора во время непрерывной работы. Если же учитывать простой оборудования, то потребуется использовать вышеупомянутые 60% (4,4*0,6), что даст нам в итоге 2,7кВт, которые являются более точным показателем средней мощности сварочного аппарата во время его эксплуатации с учетом пауз.

Зная параметры потребления мощности, вы сами определяете оптимальные условия работы. При этом следует отметить, что при использовании полуавтоматического оборудования, потребление будет выше примерно на 20-25 процентов. Если же для вас критически важно максимально снизить расход электроэнергии, тогда следует присмотреть обычные инверторы малой мощности. Их характеристик вполне достаточно для ремонта и сооружения небольших металлоконструкций, а также решения большинства мелких бытовых сварочных работ.

Мощность сварочного аппарата

Сварочный аппарат является незаменимым инструментом в любой мастерской. Многообразие конструкций может поставить в тупик мастера-новичка. Аппараты различаются по типу преобразователя, виду тока, параметрам регулятора и по мощности. Одним из ключевых параметров является именно мощность. Чтобы понять, на что она влияет и как определяется, надо рассмотреть основные понятия.

На что влияет?

В первую очередь мощность сварочного аппарата влияет на возможность работы электродами большого диаметра. Это позволяет производить сварку массивных деталей, в том числе листовых материалов толщиной более 3 мм. Кроме того, работа сварочника на пределе мощности приводит к перегреву. После непродолжительной работы маломощный аппарат потребует перерыва для охлаждения. В то же время агрегат, имеющий запас мощности, может длительное время работать без остановки.

С другой стороны, бытовые аппараты ограничены мощностью, которую может отдавать бытовая электросеть 220 вольт. При подключении мощного аппарата в обычную розетку в лучшем случае «выбьет» автомат защиты в электрощитке, в худшем — может оплавиться сама розетка или даже возникнуть пожар. Большинство современных сварочных аппаратов построены по «инверторной схеме». Это означает, что в их схеме переменный ток бытовой электросети сперва преобразуется в постоянный. Для этого используются мощные диоды. Пульсации сглаживаются конденсатором.

В цепи постоянного тока работает электронный регулятор, который управляется специальной схемой. Она контролирует фактический ток в цепи сварки и поддерживает его в установленных пределах. После этого постоянный ток ещё раз преобразуется в переменный («инвертируется»), и уже затем напряжение понижается до необходимого для сварки. На выходе стоят цепи контроля, измеряющие фактический ток в дуге и напряжение на электродах. Кроме того, схема управления может работать с током по особому алгоритму.

Такая конструкция позволяет достичь сразу нескольких целей:

• понижающий трансформатор становится компактнее и легче;
• электронный регулятор может более точно отслеживать и поддерживать параметры сварки;
• использование электронного регулятора позволяет не только регулировать мощность, но и задействовать специальные режимы сварки;
• автоматика регулятора позволяет реализовать такой сервисный режим, как «неприлипание электрода»;
• параметры сварки перестают зависеть от напряжения электросети.

Стандартные параметры

Последний пункт в преимуществах инверторных аппаратов может показаться неочевидным. Проблема в том, что в электросетях стандартные параметры напряжения практически никогда не соблюдаются. Например, бытовые электросети формально рассчитаны на подачу напряжения 220 В. При этом правилами допускается напряжение от 210 до 235 В. Фактически же оно может оказаться как 190 В, так и 250 В.

Маломощный сварочный аппарат может включаться прямо в бытовую розетку. При этом можно не опасаться превышения допустимой потребляемой мощности. Мощный профессиональный аппарат тоже можно запитать от бытовой розетки и нормально работать с ним.

Но при ошибочном превышении фактического тока сварки (например, при работе электродом большого диаметра) может быть превышен предельный ток, допустимый в цепях 220 вольт.

Как определить мощность?

Для того чтобы определить необходимую мощность сварочного аппарата, необходимо знать потребный сварочный ток и коэффициент мощности. Напряжение стабильно горящей дуги для большинства применений мало отличается, и стандартным считается значение 24 В. Величина потребного тока дуги зависит от толщины свариваемого материала, точнее, диаметра электрода. Маломощные аппараты позволяют использовать электроды диаметром до 3 мм — это означает потребный ток 160 А. Аппараты для профессионального применения подразумевают работу с электродами диаметром до 6 мм. Это означает величину тока 220 А.

Второй параметр в расчёте — коэффициент мощности. В электроэнергетике он обычно является синонимом «косинуса фи». Но в случае расчёта мощности сварочного аппарат имеет совершенно иной смысл и вычисляется по определённой формуле. Чтобы узнать коэффициент мощности сварочника, необходимо знать предельно допустимое время его непрерывной работы на максимальном токе и время, необходимое для перерыва на охлаждение. Отношение времени непрерывной сварки к длительности полного цикла (работа + охлаждение) в данном случае называется коэффициент мощности сварочного аппарата.

Для дешёвых бытовых инверторов коэффициент составляет около 0,5. Профессиональные сварочные аппараты имеют коэффициент мощности от 0,6 до 0,75. Промышленные сварочные установки обладают коэффициентом мощности от 0,8 до 0,97. Для определения предельной потребляемой мощности необходимо также знать КПД аппарата. Трансформаторные сварочные агрегаты имеют КПД от 0,9 до 0,98. Аппараты, построенные по инверторной схеме, имеют КПД от 0,7 до 0,85. При этом маломощный бытовой инвертор вряд ли будет иметь КПД выше 0,65.

Кроме того, на КПД влияет длина сварочных проводов. На проводах длиннее 5 метров падение напряжения может достигать 5–10 вольт, что снижает общий КПД аппарата до 0,45.

Рассчитываем необходимую мощность сварочного агрегата — формулы, последовательность, коэффициенты

Объем мощности инверторного аппарата бывает разный. На показатели влияет мощность самого механизма, а также объем входящего тока. Невзирая на существующие моменты, расход возможно измерить и рассчитать, используя простую формулу.

Учитывайте, что результат может быть неточным, с малой погрешностью. Формула скорее будет полезна во время бытовых действий. Вы сможете не так переживать о квитанциях за электричество.

В нашей статье хотим рассказать, от чего зависит мощность работы инвертора. Вам станет известно, как провести расчет показателя мощности оборудования для сварки при работе дома.

Мы научим вас пониманию того, как экономить при использовании сварочного аппарата.

Введение

А вы задумывались над тем, от чего зависит потребление электричества? Речь идет именно о сварке. Вы удивитесь, но объем зависит не только от того, какую мощность определил производитель.

Да, этот момент играет роль, но он – далеко не основной и не единый. Формула расчета мощности сварочного аппарата зависит от нескольких переменных.

Вот факторы влияния на потребление электричества:

• мощность агрегата;
• диапазон входящего напряжения;
• импульс, который выдает механизм;
• напряжение арки;
• коэффициент полезного действия агрегата;
• период работы механизма.

Базовые факторы, что влияют на конечную цифру расчета, именно такие.

Непрямые причины влияют меньше, но они также присутствуют:

• состояние электрической сети;
• условия работы сварщика;
• характеристики используемого кабеля.

Особенности и нюансы

Нужно помнить о том, что бытовая электрическая сеть далеко не всегда обеспечивает 220В. В 8 случаях из 10 эти показатели снижаются до 180-200 Вольт. Это приводит к тому, что при подключении инвертора снижается напряжение, которое нужно для работы.

Становится труднее произвести необходимые расчеты. Особенно этот момент относится к мощным агрегатам. Цифра будет точной, когда механизм рассчитан на 150-250 Вольт. Чаще всего мощность машины будет сравнима с обычной электрической сетью.

Читайте также: Как правильно провести подготовку металла перед сваркой

Мы сказали, что на ток влияет не один фактор. Важный из них – это длительность сварочных работ. От нее зависит то, как долго аппарат способен работать непрерывно. Как правило, инверторы имеют одинаковое время и работы, и отдыха.

Например, вы проводите сварочные работы на протяжении 5 минут, и аппарату после этого нужно отдохнуть столько же. Важно не забывать об этой характеристике и учитывать ее во время работы. Она пригодится, когда мы будем проводить расчет данных по формуле.

Еще один значимый момент: чем шире разница между трудом и перерывом в сторону труда, тем больше будут показатели потребления. Давайте разберемся в этом вопросе детальнее.

Потребительский расчет

Для получения информации о потреблении вашего агрегата для сварки и расчета мощности, прочитайте инструкцию к инверторному механизму. Если ее нет – нужно поискать информацию, которая есть в открытом доступе.

Для этого понадобится знать модель агрегата. Но обычно к аппарату дают печатные технические характеристики.

Чтобы провести расчет мощности сварочного инвертора, необходима такая информация об аппарате:

1. Коэффициент мощности
2. Максимальные показатели силы тока
3. Наивысшее напряжение сварочной арки
4. Коэффициент полезного действия аппарата
5. Период работы агрегата

Формула для расчета мощности сварочного аппарата будет такой:

Максимальное значение тока*максимальные показатели напряжения / КПД = мощность аппарата (в период сварочных работ)

Коэффициент мощности обычно он одинаков для всех бытовых машин и равен 0,6. Запомните эту цифру. Максимальные показатели силы тока равны 160 А (например). Это значение возьмите из технической информации о вашем аппарате.

Допустим, наивысшим напряжением арки будет 25 В. Но вы должны указать свои данные.

Коэффициент полезного действия равен 0,90. Упоминая время работы, то оно соответствует 60% от всего объема. Эти показатели верны, если мы занимаемся сваркой 3 минуты, и затем отдыхаем 120 секунд.

Читайте также: Как оптимизировать уровень расхода углекислоты во время сварки при помощи полуавтомата

Можно просчитать объем электрической энергии, которую выдает инвертор. 160 А*25 В / 0.90 – 4445 Ватт. Приблизительно речь идет о 4.4 кВт. Мы говорим только о мощности аппарата, которая используется при работе.

Но сварочные труды не всегда проходят без пауз. Иногда случается так, что вам потребуется поменять электроды, силу тока либо подготовить аксессуары. И наш расчет становится не совсем точным.

Ранее мы упоминали, что эту проблему решают путем вычисления периода работы машины. Определено, допустим, что он равен 60%. Сделайте умножение 4.4 на 0.6 и у вас получится точный результат.

Для нашего аппарата он равен 2.7 кВт. Итоговая цифра говорит о средней мощности сварочного агрегата, которую он использует в период работ, учитывая отдых.

Оговоримся, что мы предложили свои расчеты. Вам нужно подставлять цифры, которые соответствуют вашему аппарату.

На этом процесс можно считать завершенным. Минутный расчет позволяет без труда узнать, какой же объем киловатт необходимо для сварочных работ.

У вас получится создать комфортные для себя условия. Отметим, что на полуавтомате все цифры при расчете будут примерно на 20% выше описанных нами. Но это уже дело случая и аппарата.

Подведем итоги

Это вся информация, которая будет актуальной при расчетах. Вы знаете обо всех процессах и этапах работы. Предлагаем самому рассчитать, получится ли варить дома без ущерба для кошелька.

Бывает так, что вы не уверены в цифрах – тогда купите агрегат невысокой мощности. Он станет спутником в проведении простых домашних работ и при этом сэкономит электроэнергию. У вас получится соорудить теплицу или произвести ремонт мелкого металла.

Может, вы знаете другие способы расчетов – просим оставить комментарий к нашей статье. Давайте поделимся опытом друг с другом!

Автор:
Professional

Профессиональный сварщик 6-го разряда с 15+ летним практическим опытом работы (не считая обучения) Регулярно проверяю опубликованные статьи и отвечаю на ваши вопросы! Спрашивайте, не стесняйтесь! =)