Сколько потребляет сварочный аппарат. Расчет потребляемой мощности сварочного аппарата

Для корректного определения мощности следует перемножить силу тока на напряжение дуги. Полученный результат необходимо разделить на коэффициент полезного действия (КПД), указанный в паспорте устройства. Кроме того, важно не забыть умножить итог на коэффициент мощности. Только при соблюдении всех этих условий можно получить достоверные данные о реальной мощности, потребляемой сварочным аппаратом.

Расчет потребляемой мощности сварочного аппарата

В современном мире как опытные сварщики, так и начинающие мастера все чаще прибегают к использованию инверторных сварочных аппаратов, которые кардинально отличаются от традиционных трансформаторов, применявшихся несколько десятилетий назад. На сегодняшний день существует множество высокотехнологичных инверторов, как профессионального, так и бытового уровня. Эти устройства значительно варьируются по показателям потребляемой мощности.

Выходная мощность сварочного аппарата зачастую зависит от множества факторов, начиная от внутренней характеристики самого устройства и заканчивая допустимым диапазоном входного напряжения. По этой причине очень актуальным остается вопрос: как правильно определить мощность сварочного аппарата, а также какая мощность необходима или какой мощности инвертор следует выбрать для выполнения тех или иных задач.

В самом деле, не стоит паниковать. Именно коэффициент мощности сварочного аппарата, а также его максимальная и номинальная мощность могут быть вычислены по простой формуле. Хотя в ходе расчетов неизбежны некоторые погрешности, они обычно оказываются незначительными. Эта формула поможет любому сварщику, который беспокоится о счетах за электроэнергию в своем доме или на предприятии.

Далее мы разберем основные факторы, влияющие на потребляемую мощность при выполнении работ с использованием инверторной сварки, а также расскажем, как правильно произвести необходимые расчеты по мощности оборудования, применяемого в быту.

Основные факторы влияния

Приступая к расчету потребляемой мощности, важно осознать, что множество факторов могут оказать влияние на этот параметр. Многие ошибочно считают, что главным аспектом является лишь мощность самого оборудования. Это заблуждение может затруднить процесс точного вычисления мощности сварочного аппарата.

Несомненно, данная характеристика имеет важное значение и должна учитываться. Тем не менее, это далеко не единственный фактор. Для корректного вычисления потребляемой мощности сварочного аппарата потребуется учесть еще несколько параметров, таких как:

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

Эти характеристики в совокупности с параметрами самого инверторного сварочного аппарата позволят точно рассчитать необходимую мощность для конкретной модели оборудования.

Также следует учитывать косвенные факторы, такие как условия проведения работ и состояние электросети, а также качество питающих кабелей. Эти аспекты могут незначительно повлиять на результаты расчетов, поэтому на них можно не акцентировать внимание.

Важно отметить, что добиться напряжения в 220В от стандартной бытовой электрической сети бывает крайне сложно. В большинстве случаев доступные значения могут составлять 200В или даже меньше. Это предполагает значительное снижение доступного диапазона сварочного тока при подключении аппарата к такой сети. Если используется более мощное оборудование, расчет потребляемой мощности в данном случае серьезно усложняется. В более точных расчетах можно опираться на значения для аппаратов, работающих в диапазоне 150-250В, так как их мощность более релевантна параметрам сети электроснабжения.

Кроме того, стоит учесть, что не все так просто с показателями продолжительности работы аппарата. Эта характеристика является одной из важных, поскольку она показывает, как долго аппарат может функционировать без перерывов.

Для большинства инверторов продолжительность рабочего времени и времени на охлаждение равны. Поэтому чем больше смещение в сторону рабочего времени, тем выше будет потребление электроэнергии. И этот фактор обязательно должен быть учтен для каждой конкретной модели.

Разновидности инверторных аппаратов

Прежде всего, стоит ознакомиться с основными типами инверторных агрегатов. Все модели данного типа делятся на три большие категории, каждая из которых обладает своими уникальными особенностями. Давайте рассмотрим каждую из этих групп более детально.

Бытовые или любительские аппараты. Они разрабатываются для питания от стандартной однофазной сети на 220В. На предельных мощностях устройство может выполнять сварочные работы не более 20-30 минут, после чего требуется время для его охлаждения. Тем не менее, для выполнения разовых операций в домашнем хозяйстве или в гараже такого времени совершенно достаточно. Кроме того, бытовые инверторы отличаются приемлемой ценой, компактными размерами и легким весом.
Полупрофессиональные аппараты. Эти устройства обладают более высокой мощностью по сравнению с любительскими моделями. Они способны работать без перерывов до 8 часов и зачастую используются в автомастерских или на небольших производственных линиях.
Профессиональные аппараты. Эти сварочные устройства предназначены для частого использования в сложных условиях производства. Их не только покупают для крупных предприятий и заводов, занимающихся производством металлических конструкций, но и активно используют для сварки деталей из различных металлов. Они могут работать длительное время без перегрева, подключаются к трехфазной сети 380В и, как правило, имеют высокую стоимость.

Читайте ещё: Шерхебель – тяжелая артиллерия в обработке древесины

Если вы планируете приобретать оборудование для домашнего использования, важно учитывать один ключевой момент: ток максимальной нагрузки не должен превышать 160А. Силовые автоматы и электрическая арматура, устанавливаемые в частных домах и квартирах, не рассчитаны на ток больше данного значения.

Подключение оборудования, сила тока которого превышает 160А, к бытовой сети может привести не только к срабатыванию защитных автоматов, но и к повреждению контактов или даже возгоранию проводки. Избежать таких ситуаций можно, выбирая аппараты от производителей, относящихся к классу любительских. Профессиональные модели следует рассматривать только в том случае, если имеется возможность подключения к трехфазной сети на 380В.

Устройство инверторного аппарата

Знание устройства и принципа работы инверторного сварочного аппарата не только облегчит процесс его эксплуатации, но также может предотвратить поломки и сбои в работе. Итак, на начальном этапе переменный ток на 220В с частотой 50 Гц преобразуется в постоянный, затем снова в переменный, но уже увеличенной частоты. После этого напряжение вновь превращается в постоянное и передается на работу с дугой. Автоматический регулировщик контролирует качества дуги. За эту задачу отвечает встроенный микропроцессор, находящийся в блоке управления. У инверторов практически не возникает таких проблем, как залипание дуги, что является их значительным преимуществом по сравнению с трансформаторными моделями.

В случае короткого замыкания, которое длится не более 0,5 секунды, электроника создает мощные импульсы, позволяющие разрушить перемычки из расплавленного металла, что предотвращает возникновение залипания. Если короткое замыкание продолжается дольше, аппарат автоматически отключается, предотвращая прилипание электрода к заготовке и перегрев цепи аппарата. Это принципиальное отличие инверторных устройств от трансформаторных агрегатов. Характерные особенности инверторных сварочных аппаратов следующие:

высокие показатели производительности — до 95%;
отсутствие индуктивных потерь во время сварочных работ;
устойчивость к перепадам напряжения и коротким замыканиям;
возможность точной регулировки рабочих параметров;
в качестве расходных материалов можно использовать электроды различных размеров и составов;
безопасность при эксплуатации — устройства оснащены высокоэффективными защитными механизмами;
мгновенный розжиг электрической дуги;
компактные размеры;
малый вес.

Еще одной важной особенностью инверторных аппаратов является низкое потребление электроэнергии. Независимо от мощности, вся энергия, которую они расходуют, идет исключительно на рабочий процесс. КПД инверторов составляет 85-95%, что является достаточно высоким показателем.

От чего зависит мощность

При выборе сварочного аппарата необходимо ориентироваться только на данные, указанные в техническом паспорте, но такие данные иногда могут быть ненадежными. Даже устройства с цифровыми дисплеями могут ввести вас в заблуждение. Поэтому для правильного расчета требуемой мощности сварочного аппарата на 220 В необходимо тщательно изучить ключевые характеристики, которые влияют на мощность.

На мощность сварочного аппарата влияют следующие параметры:

Диапазон сварочного тока и выходного напряжения;
Напряжение, создаваемое сварочной дугой;
Коэффициент полезного действия (КПД) агрегата;
Максимальная длительность непрерывной работы (коэффициент мощности).

Следует учесть, что в электрической сети могут происходить колебания напряжения, по данным, снизившиеся до 10% от номинальных значений при подключении аппарата к сети. Вместе с тем целесообразно приобретать приборы с рабочим напряжением в пределах 150-250 Вольт. Такие показатели обеспечат хорошую производительность.

Мощность также зависит от минимального и максимального значений силы тока. Для бытовых инверторов минимальное значение может варьироваться от 10 до 50 ампер, в то время как максимальное устанавливается в пределах от 100 до 160 ампер.

Читайте ещё: Лучшие шуруповерты для ледобура 2024 года

Но стоит помнить, что более дешевым аппаратам, выдающим напряжение сварочной дуги всего в 20-30 В, трудно обеспечить достаточную мощность. А в отношении КПД у устройств с максимальным током 160 А он обычно не превышает 0,85.

Как мы уже упоминали, большинство бытовых сварочных аппаратов требуют периодов отдыха между работой. Поэтому стоит обратить внимание на параметры, указанные в паспорте, которые определяют длительность непрерывной эксплуатации. Если этот параметр равен 50%, то время, отведенное на отдых, будет таким же, как период непрерывной работы. Чем меньшая величина этого показателя, тем более продолжительный будет необходимый прибору период на восстановление.

Эти параметры также отражают коэффициент мощности. Если в паспорте указано значение 0,6, это означает, что аппарату, проработавшему три минуты перед срабатыванием защиты от перегрева, потребуется не более двух минут для восстановления.

В приведенном видео представлена информация о потребляемой мощности инверторного сварочного аппарата на 220 В:

Пример расчета мощности сварочного инвертора

Давайте произведем расчет, чтобы узнать, сколько кВт будет потреблять сварочный аппарат, основываясь исключительно на паспортных данных. Допустим, у нас есть устройство, работающее от городской сети. В документации указано, что максимальная сила тока составляет 160 А, а на дуге выдается напряжение в 23 В. Объявленный КПД равен 0,8, а время непрерывной работы составляет 70%.

Для начала мы перемножаем силу тока на напряжение дуги. Затем полученный результат делим на КПД. Таким образом, мы выясняем, что в процессе работы аппарат потребляет 4,6 кВт в течение часа. Однако не забывайте о времени на охлаждение. Следовательно, полученный результат нужно дополнительно умножить на коэффициент 0,7.

Таким образом, мы находим, что в среднем за час работы сварочный аппарат потратит лишь 3,22 кВт. Такие расчеты считаются наиболее достоверными и максимально приближенными к действительности. Если учитывать время на замены электродов и подготовку компонентов к сварке, то паузы между непрерывной работой могут оказаться значительно больше. Однако обычно такие данные не учитываются в расчетах.

В этом видео содержится информация о том, как правильно рассчитать, сколько киловатт потребляет сварочный аппарат:

На что еще обратить внимание

A — 105°C
E — 120°C
B — 120°C
F — 155°C
H — 180°C

Оптимальные уровни — это F и H. Они означают, что сварочный аппарат отключается при температуре 155–180°C. Хотя до аварийного отключения не рекомендуется доводить работу устройства, необходимость в этом сигнализирует о наличии явных ошибок в использовании техники.

Защита от пыли и влаги. Согласно стандарту IEC-952, сварочные аппараты должны быть защищены от проникновения посторонних предметов и воды внутрь корпуса. Уровень защиты обозначается буквой IP (Индекс Защиты) и двумя цифрами. Первая цифра указывает на степень защиты от твердых предметов, а вторая — от влаги.

Для сварочных аппаратов уровень защиты должен быть не менее IP21. Это означает, что в аппарат не попадет объект длиной больше 8 см, например пальцы, мелкие камни, куски земли или крупные гайки диаметром свыше 12 мм. К тому же, прибору не страшны капли воды, падающие на крышку корпуса сверху. Такой класс защиты есть у, например, недорогого аппарата начального уровня под маркой Парма АС-01-180И.

Функция горячего старта. Она облегчает старт сварки, когда образуется электрическая дуга в начальный момент. Аппарат на короткий промежуток времени автоматически увеличивает мощность, когда электрод или горелка приближаются к свариваемой заготовке. Это гарантирует, что дуга обязательно зажжётся, что избавляет пользователя от необходимости дополнительно тратить время на преодоление этой стадии. Функция горячего старта присутствует, например, у аппаратов Сибртех ИДС-190.

Принцип антистик (Anti-Stick) для MMA-сварки. Несмотря на название, которое переводится как «антизалипание», эта функция не защищает от прилипания электрода к заготовке. Она распознает затяжные короткие замыкания и при этом снижает силу сварочного тока. Это позволяет избежать перегрева электрода и минимизирует вероятность потери обмазки, а также улучшает качество сварного шва. Аналогичная функция имеется у устройства Ресанта САИ-160Т LUX.

Читайте ещё: Все о скотч-брайте

Функция форсажа дуги (Arc Force). Она повышает силу сварочного тока в момент, когда дуговой промежуток становится слишком малым. Эту ситуацию часто можно наблюдать, когда сварщик подносит электрод слишком близко к поверхности металла. Благодаря форсажу электрическая дуга сохраняет стабильность, а электрод не прилипает к металлу. Модели с такой функцией включают универсальный аппарат Зубр СА-220К или базовый Победа АС 180.

Технические характеристики: важность напряжения, силы тока и продолжительности нагрузки

При выборе сварочного инвертора следует ориентироваться на следующие ключевые параметры:

Тип тока – инверторы могут использовать либо переменный, либо постоянный ток;
Номинальное напряжение – объем потребляемой энергией аппаратом для функционирования. Бытовые модели используют стандартное значение 220 вольт, тогда как промышленные аппараты работают с показателем 380-400 вольт;
Начальная величина тока – этот показатель влияет на диаметр электрода, который будет применяться для сварки;
Мощность – определяется как сила тока на дуге;
Напряжение холостого хода – оказывает влияние на скорость запуска устройства и зажигание дуги;
Конструктивные особенности устройства – важны также его вес и размеры. Компактные модели часто имеют меньшую мощность по сравнению с более крупными промышленными аппаратами;
Продолжительность нагрузки – этот параметр указывает, насколько долго аппарат может работать без перерывов до перегрева.

Как рассчитать потребляемую мощность

Существует широко распространенное мнение, что для расчета мощности сварочного аппарата нужна лишь его мощность, однако это не совсем так. Да, этот параметр необходимо учитывать, но для верного расчета Power нужно брать во внимание также и следующие величины:

Время непрерывной эксплуатации;
Диапазон входного напряжения;
Сила сварочного тока;
Сила тока на дуге.

Эти параметры позволят рассчитать мощность для конкретного аппарата. Все вышеперечисленные характеристики указаны в инструкции к аппарату, а также доступны в интернете. Кроме того, существуют такие моменты, как условия работы, состояние кабелей и электросети, однако их влияние незначительно.

Чтобы отметить, значение напряжения в бытовой электросети, вероятнее всего, не достигнет стандартных 220 вольт: фактические значения чаще всего находятся в районе 200 вольт в наиболее оптимальном сценарии, что подразумевает уменьшение необходимого диапазона. Поэтому более точные расчеты будут получены на базе аппаратов с показателями 150-250 вольт, поскольку их мощность легче соотносится с параметрами электросети.

Большинство инверторных сварочных аппаратов имеют схожие показатели продолжительности работы и охлаждения, однако чем больше устройство отводит времени на рабочие циклы, тем больше у него потребление электроэнергии.

Основные факторы и методика расчета

Для проведения расчетов вам понадобится учесть следующие параметры:

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

Для расчетов можно использовать следующее уравнение:

Расчет потребляемой мощности на примере

В качестве примера возьмем показания максимального тока 160 ампер и напряжение в 25 вольт. КПД составляет 0,90, а время работы — от 60 до 100% (3 минуты работы и 2 минуты на охлаждение).

Расчет выглядит следующим образом: 160 умножаем на 25 и делим на 0,90, в результате чего получаем 4445 ватт (что составляет 4,4 киловатта) — мощность аппарата в режиме непрерывной работы. При расчетах с применением аппарата следует учитывать полученные 4,4 кВт, которые нужно умножить на 0,6 (что соответствует 60% времени работы) – и мы получаем 2,7 киловатта. Если вы рассматриваете возможность приобретения полуавтоматического аппарата, учитывайте его потребление энергии, которое в среднем выше на 20%.