Kalkulator cyklu pracy, bezpiecznika i mocy agregatu
Trzy pytania zadawane zwykle osobno, a rozwiązywane jednym rachunkiem: ile minut można spawać bez przerwy, jaki bezpiecznik postawić i jaki agregat udźwignie spawarkę.
Jak przelicza się cykl pracy
Nagrzewanie źródła jest proporcjonalne do kwadratu prądu, więc cykl pracy przelicza się tak:
X₂ = X₁ · (I₁ / I₂)²
Urządzenie z tabliczkowymi 60 % przy 160 A na prądzie 120 A
daje 0,6 · (160/120)² = 1,07, czyli więcej niż jedność — można
spawać bez przerwy. Przy 200 A ta sama spawarka pokaże ledwie 38 %:
niecałe cztery minuty pracy i sześć minut przerwy.
Wg EN 60974-1 wyznacza się go przy 40 °C. Latem pod blaszanym dachem bywa 45 °C i deklarowany cykl nie wychodzi do końca. Zapylony radiator działa tak samo. Jeśli spawarka wchodzi w zabezpieczenie wcześniej niż z obliczeń, zacznij od przedmuchania, a nie od reklamacji.
Prąd z sieci
Prąd spawania i prąd z gniazdka to różne wielkości. Moc w łuku to
U₂ · I₂, gdzie napięcie łuku dla MMA wynosi mniej więcej
20 + 0,04 · I₂. Po podzieleniu przez sprawność źródła i napięcie
sieci wychodzi prąd pobierany.
Na tabliczce podaje się dwie wartości. I₁max to prąd maksymalny w chwili jarzenia łuku — po nim dobiera się agregat i przekrój przewodu. I₁eff to prąd skuteczny z uwzględnieniem cyklu pracy — po nim dobiera się bezpiecznik. Dlatego dla spawarki 160 A przy cyklu 60 % kalkulator proponuje C20, a nie C25, choć I₁max to ok. 23 A: łuk nie jarzy się przez cały czas.
Bezpiecznik i instalacja
- Charakterystyka C, nie B. Inwerter daje udar przy załączeniu; bezpiecznik B wyzwala, choć przeciążenia nie ma.
- Przekrój zależny od długości. Na przedłużaczu 25 m przekrój 1,5 mm² jest już za mały: napięcie spadnie, spawarka pobierze więcej prądu, a grzać zacznie się przewód. Policz przekrój przewodu spawalniczego.
- Rozwijaj przedłużacz do końca. Zwinięty krąg grzeje się jak uzwojenie transformatora.
Jeśli bezpiecznik wybija regularnie, przyczyny rozłożone są na stronie dlaczego spawarka wybija bezpiecznik.
Charakterystyka wyłącznika
| Charakterystyka | Zadziała przy | Nadaje się do spawania |
|---|---|---|
| B | 3–5 × prąd znamionowy | Nie: wybija na udarach rozruchowych |
| C | 5–10 × prąd znamionowy | Tak, zwykły wybór do warsztatu |
| D | 10–20 × prąd znamionowy | Do mocnych urządzeń i obrabiarek, dobierany projektowo |
Przykłady z kalkulatora krok po kroku
Inwerter 200 A, cykl 35 % przy 200 A, sieć 230 V
- Na pełnych 200 A: cykl 35 %, czyli 3,5 min spawania i 6,5 min przerwy. Prąd z sieci I1max ok. 30,2 A, skuteczny I1eff ok. 17,8 A, zabezpieczenie C20, agregat od ok. 9,0 kVA.
- Na 140 A (elektroda 3,2 mm w górnej części zakresu): cykl 0,35·(200/140)² ≈ 71 %, czyli ok. 7,1 min pracy i 2,9 min przerwy. I1max ok. 19,3 A, I1eff ok. 16,3 A, nadal C20, agregat od ok. 5,8 kVA.
Wniosek: w tym samym urządzeniu zejście o 60 A zamienia „krótkie zrywy” w pracę prawie ciągłą, a potrzebny agregat maleje o jedną trzecią.
Półautomat trójfazowy 250 A, cykl 40 % przy 250 A
- Na 250 A: 4 min pracy, 6 min przerwy; z każdej fazy I1max ok. 13,4 A, I1eff ok. 8,5 A — kalkulator proponuje C10; agregat od ok. 12,1 kVA.
- Na 180 A: cykl ok. 77 %, I1max ok. 8,8 A na fazę.
Te liczby pokazują, dlaczego mocne źródła są trójfazowe: przy większym prądzie spawania bierze się z każdej fazy mniej niż mała spawarka z jednej. Kalkulator liczy napięcie łuku wzorem dla MMA, więc dla MIG/MAG wynik jest z zapasem — o tym niżej.
Jak czytać tabliczkę znamionową
Tabliczka według EN 60974-1 ma zwykle kilka kolumn. Najważniejsze pozycje:
- X — cykl pracy w procentach (np. 35 %, 60 %, 100 %);
- I2 — prąd spawania dla każdej kolumny X;
- U2 — umowne napięcie obciążenia przy tym prądzie;
- U0 — napięcie biegu jałowego;
- U1, I1max, I1eff — strona sieciowa;
- IP — stopień ochrony obudowy, np. IP23S.
Najuczciwsza liczba to prąd w kolumnie 100 %: tyle źródło da bez przerw. Jeśli producent podał tylko jedną kolumnę, pozostałe policzysz tym samym wzorem co kalkulator. Przykład: 200 A przy 30 % to ok. 141 A przy 60 % i ok. 110 A przy 100 %. Wartość z tabliczki, jeśli jest, ma pierwszeństwo — producent mierzy każdą kolumnę osobno.
Porównanie dwóch spawarek po cyklu pracy
Reklama podaje prąd maksymalny, a o możliwościach w pracy ciągłej decyduje cykl. Dwie spawarki:
- „200 A” z cyklem 20 % przy 200 A — na 100 % to ok. 89 A;
- „160 A” z cyklem 60 % przy 160 A — na 100 % to ok. 124 A.
Przy ciągłym spawaniu elektrodą 3,2 mm (90–140 A według tabeli prądu) słabsza na papierze „160-tka” wygrywa. Porównując, sprawdź też temperaturę pomiaru: EN 60974-1 wymaga 40 °C. Cykl podany dla 20 czy 25 °C wygląda lepiej, ale nie da się go zestawić z uczciwą tabliczką.
MIG/MAG i TIG w tym kalkulatorze
Kalkulator przyjmuje napięcie łuku dla MMA: U2 = 20 + 0,04·I2. Ta sama norma podaje umowne napięcia dla innych metod: MIG/MAG U2 = 14 + 0,05·I2, TIG U2 = 10 + 0,04·I2. Przy 160 A wychodzi odpowiednio 26,4 V, 22 V i 16,4 V. Prąd z sieci maleje proporcjonalnie: tam, gdzie dla MMA kalkulator pokazuje ok. 22,7 A, dla MAG będzie to ok. 19 A, a dla TIG ok. 14 A. Dla półautomatu i TIG wynik kalkulatora jest więc bezpiecznym zawyżeniem. Cykl pracy liczy się bez zmian — zależy od prądu, nie od metody.
Co się dzieje po przekroczeniu cyklu
Zapala się lampka termiczna i spawarka przestaje dawać prąd, ale wentylator pracuje dalej. Nie wyłączaj urządzenia: bez wentylatora stygnie dużo wolniej. Poczekaj, aż lampka zgaśnie, i wróć do pracy na tym samym albo niższym prądzie. Jeśli zabezpieczenie zadziałało wyraźnie wcześniej, niż wynika z kalkulatora, przyczyną bywa zapchany kurzem radiator, zasłonięte kratki albo upał w pomieszczeniu.
Typowe błędy
- Mylenie cyklu z czasem jednej spoiny. Cykl dotyczy każdego okresu 10 minut, nie „6 minut i koniec dnia”.
- Liczenie cyklu przy prądzie maksymalnym, gdy pracujesz na dużo niższym — wtedy spawarka wypada gorzej, niż jest.
- Dobór bezpiecznika po I1max. Do bezpiecznika służy I1eff, do agregatu i przekroju — I1max.
- Agregat liczony z prądu spawania. Rzetelny dobór opisuje kalkulator agregatu do spawarki.
Planując zakup, porównuj urządzenia po kolumnie 100 % i po poborze z sieci — wskazówki w poradniku wyboru spawarki.
Częste pytania
Co oznacza „cykl pracy 60 % przy 160 A”?
Że z każdych dziesięciu minut urządzenie utrzymuje 160 A przez sześć minut, a przez cztery stygnie. Cykl jest właśnie dziesięciominutowy — tak określa go EN 60974-1. Przy dłuższym spawaniu zadziała zabezpieczenie termiczne i spawarka wyłączy się sama, zwykle w najgorszym momencie.
Dlaczego przy mniejszym prądzie można spawać dłużej?
Bo nagrzewanie jest proporcjonalne do kwadratu prądu. Zejście ze 160 na 120 A to tylko jedna czwarta mniej, ale ciepła wydziela się prawie o połowę mniej i cykl rośnie z 60 do 100 %. Praktyczny wniosek: urządzenie z zapasem prądu grzeje się mniej i żyje dłużej, nawet jeśli nigdy nie używasz jego maksimum.
Dlaczego wybija bezpiecznik, choć prąd z sieci jest mniejszy od nominału?
Zwykle przez charakterystykę. Inwerter przy załączeniu daje krótki udar prądu na ładowanie kondensatorów, a bezpiecznik o charakterystyce B odczytuje go jako zwarcie. Ten sam nominał, ale charakterystyka C, znosi taki udar spokojnie. Drugi częsty przypadek to długi cienki przedłużacz: napięcie na nim spada, więc urządzenie pobiera z sieci więcej prądu i bezpiecznik jest bliżej progu.
Jaki agregat do spawarki?
Z obliczeń — moc pozorna plus jakieś trzydzieści procent zapasu na rozruch. Ale jest osobny warunek: agregat powinien być inwerterowy albo dobrze stabilizowany. Tani agregat z „pływającym” napięciem niszczy elektronikę spawarki, a to nie jest przypadek gwarancyjny.
Jak obliczyć cykl pracy spawarki dla innego prądu?
Wzorem X₂ = X₁·(I₁/I₂)². Spawarka z 35 % przy 200 A na 140 A daje 0,35·(200/140)² ≈ 71 %, czyli ok. 7 minut spawania na każde 10 minut. Wynik powyżej 100 % oznacza pracę bez przerw.
Spawarka 200 A z cyklem 20 % czy 160 A z cyklem 60 %?
Do pracy ciągłej lepsza jest ta druga. Przeliczone na 100 % cyklu: „200-tka” daje ok. 89 A, „160-tka” ok. 124 A. Maksymalny prąd przyda się tylko do krótkich spoin.
Dlaczego spawarka wyłącza się sama po kilku minutach?
Zadziałało zabezpieczenie termiczne — przekroczony cykl pracy albo źle chłodzone urządzenie. Nie wyłączaj spawarki: wentylator schładza ją szybciej. Jeśli dzieje się to wcześniej, niż pokazuje kalkulator, wyczyść radiator i kratki.
Aktualizacja: