Расчет мощности сварочного аппарата

Обновлено: 28.04.2024

Без верного и наиболее точного расчёта потребляемой мощности сварочный аппарат из полнофункционального агрегата превратится в источник проблем. К ним относят выгорание проводки и электрики, повреждение счётчика, возможность возгорания и возникновения пожара.

Сколько киловатт потребляют разные виды?

Потребляемая мощность сварочных аппаратов – величина, приближённо определяемая простым умножением рабочего тока на напряжение сварочной дуги, минус потери на нагрев (с учётом КПД электроники агрегата). Бытовая сеть с одной фазой рассчитана на мощность, превышающую 3 киловатта в непрерывном режиме. Однако мощность более 3,5 кВт не может обеспечиваться непрерывно.

Традиционная схема – сварочный трансформатор – потребляет порядка 10 кВт электроэнергии ежечасно. Этот показатель соответствует прерывистой работе в режиме «минуту варим, минута – перерыв в работе». Старшее поколение технически подкованных людей помнит, как скакало напряжение по всей улице, когда кто-то из соседей занимался сваркой: оно падало во время сварки с 220 до 180-200 вольт.

Но уличные кабели с площадью сечения в 10 мм2 выдержат ток сварочной дуги до сотен ампер, чего не скажешь о межквартирной или внутридомовой проводке. Потери электричества на трансформаторе при электросварке переменным током могут достигать 40%. Соответственно, КПД сварочного трансформатора опускается до 60%, когда сварщик варит много мощных металлоконструкций по несколько часов без перерыва.

Сварочный инвертор, ставший наиболее популярным, вписывается в требования квартирной однофазной линии. Он работает с напряжением сварочной дуги от 25, а не 41 вольт, как сварочный трансформатор. С учётом потерь и КПД импульсных схем, достигающих 90%, ток при 220 вольтах, равный 16 амперам, указанным на предохранителях-автоматах, при напряжении от 25 В достигнет порядка 120 А, минус потери на нагрев силовой электроники и работу охлаждающего вентилятора. Тока в 120 А хватит, чтобы сварить детали толщиной в 4-5 мм, используя электрод со стержнем диаметром в 3-3,2 мм.

Опытный сварщик помнит, что напряжение дуги ниже 20 В может не позволить её зажечь. Либо дуга загорится, но тут же погаснет. Возможно частое «чирканье» – по сути, короткое замыкание: искра приплавляет электрод к детали. Из-за приваривания электрода к свариваемой поверхности его нередко отрывают до нескольких секунд, особенно когда выходную цепь закоротило на большом токе, а электрод слишком толст.

Если напряжения не хватает, а ток близок к максимальному, указанному на регуляторе аппарата, такие замыкания вредны: полупроводниковые силовые элементы быстро нагреваются. Кулер (вентилятор) не успевает охлаждать всю систему, происходит тепловой пробой. Сварочник отправляется на капремонт в сервисный центр.

Как рассчитать потребление?

Расчёт потребления сварочника начинается с напряжения дуги, равное 20 единицам, прибавляемым к сварочному току, умноженному на 4%. Эта формула – константа, и другого пути для импульсной сварки на постоянном токе не существует. Нетрудно прикинуть, что для тока в 120 А пользователь получит 24,8 В. Разделив 220 В на 24,8, получаем 8,87. С учётом потерь порядка 5-10% округляем полученную величину в меньшую сторону – до 8. Ток в 16 А, указанный на автомате, берём не максимальным, а несколько меньшим – 15, и умножаем его на эти 8 единиц. Выходит, что для относительно безопасной сварки с перерывами (10 минут варим, 10-30 минут – перерыв) получили рабочий сварочный ток в 120 А при потребляемой мощности в 3,5 кВт/ч от сети 220 вольт. Пересчёт потребляемых киловатт берётся с расчётом на суммарное фактическое время горения сварочной дуги. Предположим, работа в общем отняла 3 часа – реально же сварщик варил, скажем, час с небольшим.

Если запас мощности инверторного агрегата позволяет (берётся полупрофессиональная модель на сварочный ток в 250-300 А), то можно, выставив 100-120 А на регуляторе, работать непрерывно по нескольку часов. Дело в том, что мощная силовая электроника нагревается меньше – в лучшем случае охлаждаемый радиатор будет тёплый, а не как кипяток, что обеспечит долговечность и надёжность аппарата. Структура полупроводника (силовых диодов и транзисторных ключей) не так быстро теряет оптимальные рабочие параметры. А значит, в преждевременной замене эти детали не нуждаются.

В целях безопасности на корпусе инверторных аппаратов печатается таблица соответствия толщины свариваемой стали диаметру электрода и рабочему току.

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.

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:

Коэффициент мощности
Максимальные показатели силы тока
Наивысшее напряжение сварочной арки
Коэффициент полезного действия аппарата
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.

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!

Рейтинг сварочных аппаратов для дома и дачи: инвертор какой фирмы выбрать, технические характеристики аппаратов

Тема статьи затрагивает сварочный аппарат для дома и дачи, а именно, инвертор какой фирмы выбрать, на какие характеристики прибора надо обращать, делая выбор. Тема интересна тем, что сегодня многие владельцы частных домов некоторые виды работ по благоустройству участка стараются сделать самостоятельно. А, как показывает практика, без сварки здесь не обойтись. Поэтому будем разбираться в бытовых инверторах.

Что такое инвертор

По сути, это обычный выпрямитель тока, который отличается от сварочных трансформаторов тем, что он выдает высокую частоту, измеряемую в герцах. Как производится сварка инвертором:

его подключают к сети переменного тока, где частота равна 50 Гц;
ток в первую очередь попадает на выпрямитель, где выпрямляется, то есть становится постоянным;
затем он сглаживается фильтром;
а после попадает на инвертор, где опять преобразуется в переменный только с огромной частотой, равной 20-50 кГц;
переменное напряжение при этом падает до значения 70-90 В;
а сила тока возрастает до 100-200 А.

Все сварочные инверторы имеют небольшой вес и размеры. Потому что преобразование тока происходит не за счет ЭДС, которая образуется в катушках, а за счет высокочастотных токов. А для этого необходим маленький трансформатор.

Классификация сварочных инверторов

Итак, переходим теперь непосредственно к теме – как выбрать сварочный аппарат (инвертор). В классификации прибора три вида:

Бытовой, который нас интересует. Его сила тока варьируется в диапазоне 100-200 ампер. Оптимальный вариант выбора для начинающих сварщиков.
Профессиональный. Здесь сила тока варьируется от 200 до 300 ампер. Такие модели в основном используются работниками ЖКХ и сотрудниками мелких фирм и цехов.
Промышленный. Диапазон силы тока – 250-500 ампер. Такие сварочные агрегаты применяются там, где необходим высококачественный сварной шов. Поэтому их используют в строительстве, в работах, связанных с прокладкой и сваркой трубопроводов, работающих под средним и высоком давлением.

Разобравшись с видами сварочных аппаратов для ручной сварки, переходим к обозначению их преимуществ перед другими.

Преимущества инверторов

Все выше обозначенные сварочные аппараты обладают одинаковыми достоинствами. А именно:

Всегда выдают стабильный ток, даже при скачках напряжения в питающей сети. А это гарантия ровного сварочного шва с равномерной проваркой металла.
Небольших размеров шов, который по своим характеристикам не ниже сделанных трансформаторами. Отсюда минимальный показатель разбрызгивания.
В инверторах можно легко регулировать силу тока. То есть, сварка производится при оптимальных характеристиках для материалов разного происхождения.
Из предыдущего – универсальность прибора. То есть им можно варить разные металлы: сталь, нержавейку, алюминий и прочее.
Инверторы не перегреваются при работе, в них исключены перегрузки по току и прочее.
Небольшой вес и размеры.
Минимальное потребление электроэнергии. Этот показатель почти в два раза меньше, чем у сварочных трансформаторов.

Кроме этого рекомендуется при выборе сварочного аппарата для дома обратить внимание на следующие функциональные возможности агрегата.

Самая большая проблема для новичков-сварщиков – разжечь дугу. Поэтому в инверторах присутствует функция «Hot Start». По сути, когда сварка только начинается, аппарат просто кратковременно увеличивает силу тока.
Следующая функция – Antistick. Она решает проблему прилипания электрода к свариваемому металлу. То есть, если электрод все-таки прилип, оторвать его не проблема.
И третья функция – Arc Force. Это практически тоже самое, что и Antistick. Отличие – электрод никогда не прилипает за счет повышения силы сварочного тока.

Выбираем сварочный инвертор по техническим характеристикам

Перед тем как выбрать сварочный аппарат для дома и дачи на 200 в, необходимо определиться, для каких целей он будет использован. Если нужно собрать дачные ворота и калитку, или приварить петли, или сварить конструкцию для теплицы и так далее, то выбирается прибор из категории бытовых. То есть со знанием силы тока, не превышающего 200 ампер. Не будем рассматривать другие варианты, потому что ими пользуются профессионалы.

На что необходимо обратить внимание в первую очередь – на мощность агрегата, а точнее на номинальную силу тока. Эта характеристика обязательно производителем указывается в паспорте изделия. Что обозначает данное значение – максимальную силу тока, при котором прибор будет работать корректно, не перегреваться. Конечно, с учетом периода постоянной работы и времени отдыха.

К примеру, если свариваются стальные заготовки толщиною 3-4 мм электродом диаметром 3 мм. Для этого подойдет сварка аппаратом, у которого сила тока – 120 ампер. Но не стоит сразу приобретать его. Все дело в том, что:

сварочный инвертор в этом случае будет работать на пределе своих возможностей, а это приведет к быстрому снижению эксплуатационного его ресурса;
перепады напряжения в частных домах и на дачах – дело обычное, и в этом случае вместо 220 вольт напряжения на выходе, вы получите всего 180 в, а значит, номинальное значение сварочного тока будет ниже заявленной в паспорте.

Поэтому рекомендуется приобретать сварочный инвертор мощностью на 30% выше. То есть, если по расчетам вам потребуется прибор со сварочным током 120 А, то лучше купить агрегат на 160 А.

Внимание! Сварочные кабели длиною свыше 4 м также снижают силу сварочного тока. И это надо учитывать в обязательном порядке.

Для выполнения бытовых сварочных работ лучше приобретать аппараты с силой тока не меньше 160 А. В любом случае не прогадаете.

Сетевое напряжение

К сожалению, на загородных участках и дачах напряжение питающей сети оставляет желать лучшего. И оно может отличаться от номинального на 20% и выше. И здесь при выборе сварочного инвертора для дома необходимо обратить внимание на некоторые пометки в паспорте. А именно:

может ли он подключаться к генератору, с помощью которого повышается напряжение в сети;
или каков диапазон рабочего напряжения, будет ли он совпадать с понижением на 20%.

Если таких пометок нет, то такой прибор для дачи лучше не приобретать. Такие агрегаты подойдут для работы в городе, где напряжение более или менее стабильно.

И еще один момент. Опытные сварщики знают, что от качества сварочного инвертора зависит качество самой сварки. Поэтому свое предпочтение они отдают серьезным производителям, давно зарекомендовавших себя на рынке. Поэтому идем дальше, и, отвечая на вопрос, как выбрать сварочный инвертор, переходим к рейтингу агрегатов.

Видео описание

В видеоролике специалист отвечает на вопрос, как правильно выбрать сварочный аппарат:

Рейтинг бытовых сварочных инверторов

Все рейтинги обычно составляются на отзывах специалистов и обычных потребителей. И наш основан на них.

WESTER IWT200

Этот сварочный инвертор располагается в среднем ценовом диапазоне, поэтому не все домашние сварщики его выбирают. А зря. Вот его технические характеристики:

сила тока максимальная – 200 А;
работает при напряжении 170 В;
мощность агрегата – 4,8 кВт;
диаметры используемых электродов: 1,6-5 мм;
вес – 5,87 кг;
есть все функциональные возможности.

Очень важный момент – плата управления является отдельным элементом, что дает возможность упростить ремонт прибора. Единственный недостаток – прибор не предназначен для выполнения сложных сварочных работ.

Aurora MINIONE 1800

Это более дешевая модель, чем предыдущая, отсюда ее серьезная популярность среди дачников. Но это сварочный инвертор со стандартным набором функций и технических характеристик:

номинальное потребляемое напряжение – 220 В ±10%;
максимальная сила сварочного тока – 180А, его можно понижать до 20 А, что очень удобно;
весит агрегат 5 кг.

Сварог PRO ARC 160

Ценовая составляющая средняя. Эту модель изготовили специально для того, что с ее помощью можно было проводить не только электросварку, но и аргонодуговую. Правда, для этого надо дополнительно прикупить вентильную горелку. Она в комплектацию инвертора не входит.

Что касается технических характеристик:

напряжение в сети – 220 ±15%;
сила сварочного тока от 10 до 160 А;
диаметр используемых электродов от 1,5 до 3,2 мм;
вес 4,7 кг;
все функциональные возможности присутствуют.

Большое количество потребителей отметили, что инвертор часто отключается, если напряжение в сети падает, а сам процесс сварки проводился с использованием кабеля длиною больше 5 м. То есть два фактора играют здесь большую роль.

Ресанта САИ 190ПРОФ

Это один из самых дорогих сварочных аппаратов. Но он обладает отличными техническими характеристиками:

минимальное напряжение питающей сети – 100 В;
максимальная сила тока для сварки – 190 А;
можно варить электродами до 5 мм;
можно подключать к генератору мощностью до 4,6 кВт;
все функциональные возможности присутствуют.

Эта марка в России очень популярна. И эта модель одна из лучших. Но в нашем рейтинге она не на самой вершине. Причина – несколько отрицательных отзывов на строительных форумах.

MARS MMA 2000

Многие могут сказать, что популярность этой модели зависит от стоимости, которая находится в низком ценовом сегменте. Но это не так на самом деле, потому что этот сварочный инвертор проявил себя только с положительной стороны. И об это свидетельствуют отзывы.

Что касается технических характеристик, то:

сила сварочного тока в диапазоне 10-160 А;
напряжение 220±10%;
вес – 7 кг.

По сути, это модель со стандартными характеристиками, но очень надежна. У нее один из самых высоких коэффициентов полезного действия – 85%.

КЕДР MMA 220F

Один из самых надежных аппаратов, цена которого находится в среднем сегменте. У него стандартная комплектация, но если отдельно приобрести горелку и баллон с газом, то можно получить аргоновую сварку.

работает при минимальном напряжении в сети – 140 В;
сила сварочного тока в диапазоне от 20 до 220 А;
диаметр используемых электродов 1,6-5 мм;
вес – 5 кг;
функции присутствуют в полном объеме.

Итак, мы обозначили рейтинг, который отвечает на поставленный темой вопрос, а именно, какой сварочный инвертор лучше. Конечно, рейтингом нельзя утверждать, что остальные модели и марки, присутствующие на рынке, хуже описанных выше.

И еще один момент. Ценовая составляющая, разделенная на сегменты, никоим образом не влияет на качество сварочных аппаратов. Просто в дешевых инверторах отсутствуют какие-то функции, ниже технические характеристики, слабее защита и так далее. Во всем остальном, это все те же сварочные приборы, которыми можно на дачах проводить сварочные работы без потери качества соединения.

Сравнительная таблица сварочных аппаратов

Модель	Сила тока, А	Напряжение, В	Мощность max, кВт	Диаметр электродов, мм	Вес, кг
WESTER IWT200	200	170	4,8	1,6-5	5,87
Aurora MINIONE 1800	20-180	220	6,1	4	5
Сварог PRO ARC 160	10-160	220	7,2	4	4,7
Ресанта САИ 190ПРОФ	190	100-260	4,6	до 5	8,55
MARS MMA 2000	10-160	220	7,3	4	7
КЕДР MMA 220F	20-220	220	5,94	1,6-5	5

В видео специалист составил свой рейтинг ТОП-5 сварочных инверторов:

Коротко о главном

На что рекомендуют обратить внимание специалисты, перед тем как выбрать инверторный сварочный аппарат. Если это касается технических характеристик, то на вилку питающего напряжения. Чем шире диапазон, при которых инвертор может работать, тем лучше. На силу тока. Чем больше этот показатель, тем шире предел проводимых сварочных операций. Функциональные возможности упрощают сварку для новичков.

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.

Типы сварочных инверторов и расчет их мощности

Оборудование

Мощность сварочного аппарата – это одна из основных характеристик, на которые необходимо обращать внимание при его выборе.

Чтобы лучше разобраться во всех тонкостях, связанных со сварочными устройствами и понять основные моменты для расчета данного параметра, необходимо прояснить несколько важных аспектов. Информацию будет полезно знать всем тем, кто занимается сваркой.

Основные типы сварочных аппаратов

Устройство инвертора для сварки.

Инверторные сварочные аппараты подразделяются на три категории:

бытовые;
полупрофессиональные;
профессиональные.

Отмеченное разделение выполнено, в первую очередь, исходя из области и частоты использования устройства. Чтобы понять, какой нужен аппарат для сварки, необходимо определиться с условиями его применения.

Бытовые рассчитаны на непродолжительное время работы. Использовать подобные приборы для постоянной и длительной сварки не представляется возможным. Уже после 5-10 минут использования аппарату необходимо дать «отдохнуть» в течение такого же, а иногда большего, промежутка времени.

В то же время возможность подключения подобного инвертора в бытовую однофазную сеть делает его весьма удобным для использования в домашних целях. Для быстрой сварки металлических конструкций на даче или для домашней работы не столь критично, сколько сварочный инвертор сделает перерывов.

Инверторы полупрофессионального класса способны функционировать дольше, что достигается благодаря особенностям их конструкции. Подобные устройства используют при ремонте труб, изготовлении каркасов и металлоконструкций. Питаются они, как правило, от трехфазной сети.

Аппараты профессионального класса способны работать без перерыва на протяжении суток. Их сварочный ток может достигать 500 ампер. Это значит, что потребляемая мощность сварочного инвертора подобного типа будет наибольшей.

Все бытовые, некоторые полупрофессиональные и профессиональные аппараты способны питаться от сети 220 вольт. В то же время не стоит забывать, что ток электросети не может превышать 160 ампер.

Приобретая инвертор необходимо заранее рассчитывать, какая мощность ему необходима и какой ток он будет потреблять.

Подключение устройства с более высокими показателями может привести к выключению автомата, либо к выгоранию контактов розетки, так как оборудование рассчитано на большее количество киловатт.

Итак, на что же следует обращать внимание при выборе бытового инвертора? В первую очередь на сварочный ток, характеристика которого указывается производителем в паспорте или руководстве к прибору.

Данный критерий показывает при каком токе будет обеспечена нормальная работа инвертора без перегрузок, с учетом продолжительной нагрузки. Конечно лучше отдать предпочтение аппаратам с запасом по мощности на 30-50% к показателю рабочего тока.

Зависимость сварочного тока от толщины металла и диаметра электрода.

В обычной городской электросети часто бывают скачки напряжения. Как правило, такие перепады происходят в обе стороны на 15-20 % от номинального значения в 220 вольт.

Обычно бытовые и профессиональные инверторы не столь чувствительны к подобным скачкам. Даже при их наличии они способны эффективно работать.

Однако во время подключении к генератору колебания могут быть существенно больше. В связи с этим лучше выбрать сварочный аппарат с защитой от перепадов напряжения.

Последний, но не менее важный фактор – цена. Купить недорогой инвертор с необходимыми параметрами – задача непростая. Это связано с тем, что некоторые производители указывают ложные характеристики в паспортах устройств.

Проверить все параметры приборов непосредственно при покупке достаточно сложно, даже при наличии в аппаратах цифровых дисплеев. Даже они могут выводить неправильную информацию и ввести покупателя в заблуждение.

Расчет мощности аппарата

Перед тем, как приступать к расчету мощности аппарата, необходимо знать следующие параметры:

диапазон входного напряжения и сварочного тока;
напряжение сварочной дуги;
КПД конкретного прибора;
продолжительность включения;
коэффициент мощности.

Интервал сварочного тока показывает, при каких параметрах сети можно работать. Это связано с тем, что на самом деле в бытовых электросетях не наблюдается заявленных 220 вольт. Иногда напряжение может быть меньше 200 В, а иногда – существенно превышать 220 В.

При подключении сварочного аппарата к электросети может наблюдаться падение напряжения на 5-10 процентов от номинального значения.

Принципиальная схема регулятора тока.

В связи с этим целесообразно обратить внимание на модели, для которых заявлен рабочий интервал от 150-170 до 220-250 вольт. Именно такие устройства способны обеспечить лучшие показатели мощности.

Диапазон сварочного тока определяет его наибольшее и наименьшее значение. От данной характеристики напрямую зависит мощность инвертора. Для бытовых моделей минимальные значения могут варьироваться от 10 до 50 А, а максимальные – от 100 до 160 А.

Напряжение выходного тока или напряжение сварочной дуги варьируется в интервале 20-30 В для дешевых моделей. КПД у приборов с максимальным током в 160 А обычно не превышает 0,85%.

Одной из важных характеристик инвертора является продолжительность включения. Данный параметр фактически свидетельствует о том, насколько качественно то или иное устройство. Смысл критерия сводится к соотношению времени работы к «отдыху».

Например, если данный показатель составляет 50%, то на каждые пять минут работы устройство должно охлаждаться такой же промежуток времени. Таким образом, чем ниже этот параметр, тем длиннее будут перерывы.

Высокий процент наоборот свидетельствует о том, что прибор можно использовать продолжительный период времени без перерывов.

Коэффициент мощности сварочного инвертора напрямую зависит от продолжительности включения. Расчет для определения данной характеристики определяется из соотношения времени непрерывной работы к общему времени.

Давайте рассмотрим все на простом примере. Рассчитаем мощность инверторного аппарата для сварки, проработавшего 4 минуты до срабатывания защиты. Затем ему необходимо было остывать две минуты, прежде чем он стал готовым к работе.

Итак, чтобы узнать какой коэффициент у данного устройства, необходимо три разделить на пять – общее время работы, и умножить на сто. Получаем искомую величину. Для бытового мини варианта и полупрофессионального оборудования коэффициент не превышает 0,6-0,7.

Таблица характеристик сварочного аппарата.

Допустим, имеется прибор, для которого необходимо электроснабжение 160-220 В, а его максимальный ток равен 160 ампер при напряжении дуги 23 вольта. Пусть коэффициент полезного действия такого прибора составляет 0,89, а ПВ 60%.

Перечисленных выше параметров вполне достаточно для расчета потребляемой мощности. Необходимо умножить ток на напряжение дуги и разделить все это на КПД. В результате получиться 4135 Ватт.

Данное значение показывает мощность, потребляемую непосредственно во время работы. Однако, как уже было сказано ранее, необходимо учитывать также и продолжительность включения. Чтобы это сделать, нужно 4135 умножить на 0,6. Получится 2481.

Данная величина является средней мощностью. Она считается наиболее актуальной и правильной при определении расхода электроэнергии.

Подобный подход наиболее приближен к действительности. Ведь очень редко можно встретить ситуацию, когда инвертор работал бы сутками напролет без перерывов. Паузы и задержки случаются всегда, без них просто не обойтись.

Стоит хотя бы учесть время, необходимое для смены электродов или для подготовки деталей к сварке.

Таблица мощности

Выбирая сварочный инвертор необходимо принимать во внимание и другие факторы, кроме потребляемых кВт. Особенно это касается профессиональных моделей. К ним предъявляются более высокие запросы, чем к бытовым версиям.

Необходимая мощность инвертора для сварки разных металлов.

Необходимо учитывать толщину свариваемых материалов. От данного критерия будет также зависеть и мощность инверторного сварочного аппарата и толщина электродов. Необходимые параметры приведены в таблице ниже.

Она существенно упрощает расчет потребляемой мощности в зависимости от условий работы. Кроме того данная таблица пригодится новичкам, которые нередко задаются вопросом о выборе электрода правильного диаметра.

Толщина металла, мм	Сварочный ток, А	Диаметр электрода, мм
1,5	30-50	2
2	45-80	2,5
3	90-130	3
4	120-160	3
5	130-180	4
8	140-200	4
10	150-220	4-5
15 и более	160-320	4-6

Интенсивность и объем работ – критерий, по которому выбирают прибор с определенной продолжительностью включения. Как уже было описано выше, данный параметр показывает, какую продолжительность времени устройство сможет работать с проволокой определенной толщины при заданных режимах.

Условия эксплуатации инвертора определяют класс его защиты. Если использовать прибор предстоит в помещении, тогда достаточно будет сертификации по IP21, а вот в случае эксплуатации на улице, когда температура понижена или присутствует высокая влажность, понадобится защита класса IP21.

Принципиальная схема сварочного инвертора.

Что касается сети питания, то бытовые аппараты можно включать и в обычную розетку. Профессиональные инверторы работают, как правило, от трехфазной сети с напряжением 380 вольт.

Помимо приведенных выше критериев необходимо также обращать внимание и на дополнительные параметры. Функциональность инвертора может существенно упростить выполнение определенных операций.

Например форсаж дуги за счет оптимизации силы тока предотвратит залипание. Горячий старт позволяет быстро зажечь дугу. Антизалипание отключает инвертор в случае залипания электрода.

Наличие дисплея у аппарата никогда не будет лишним. На нем могут отображаться рабочие режимы, что значительно упрощает эксплуатацию прибора.

В некоторых устройствах присутствует возможность переключения на аргонодуговую сварку одним касанием. Такие инверторы являются наиболее универсальными и позволяют решать широкий спектр задач.

В данной статье описано, какими параметрами режима работы инвертора определяется мощность, показано, что на нее влияет напряжение сварочной дуги, сила тока, продолжительность включения и т.д.

Кроме того рассмотрены различные классы сварочных аппаратов, а также их особенности и отличия. Данный материал, однозначно, будет полезен начинающим сварщикам, которые еще только думают над приобретением сварочного аппарата.

Читайте также: