Генератор для зварювального апарата
Апарату на 160 А не потрібен генератор на 160 А — йому потрібна потужність, яку він бере з мережі, і запас на те, що бере він її стрибками. Нижче рахуємо за табличкою, бо правду каже лише вона.
Звідки беруться ці числа
Повну потужність апарата рахують просто за табличкою:
S = U₁ · I₁max за однофазного живлення і
S = √3 · U₁ · I₁max за трифазного. Це та потужність, яку апарат
справді витягує з розетки, — а не зварювальний струм, написаний на корпусі
великими цифрами.
Перерахунок «зварювальний струм → споживання з мережі» через ККД і коефіцієнт потужності дає розкид майже вдвічі, бо обидві величини залежать від конструкції апарата. Тому цей калькулятор про зварювальний струм не питає взагалі.
Запас: звідки три значення
| Тип апарата | Запас | Чому |
|---|---|---|
| Інвертор із PFC | ×1,3 | Коректор згладжує споживання, навантаження близьке до лінійного |
| Інвертор без PFC | ×1,8 | Вхідний випрямляч бере струм голками, генератор має їх витягти |
| Трансформатор | ×2,5 | Низький коефіцієнт потужності й жорсткий удар за кожного запалювання |
Коефіцієнти — округлення досвіду, і ставитися до них треба так само. Інструкція апарата та інструкція генератора мають перевагу: частина виробників прямо вказує мінімальну потужність джерела, і тоді суперечка закінчена. Якщо два числа розходяться, беріть більше.
AVR — не опція
Генератор без автоматичного регулювання напруги тримає напругу лише за сталого навантаження. Зварювання — навантаження стрибкоподібне: запалювання, коротке замикання краплі, пауза. Без AVR напруга скаче разом із ними, а вхідна електроніка інвертора приймає ці стрибки на себе.
Другий параметр, про який варто спитати до купівлі, — спотворення напруги. Інверторні генератори дають чистішу форму напруги й безпечніші для апарата, ніж звичайні синхронні, хоч і коштують дорожче.
Три речі з практики
Цикл роботи треба врахувати двічі. Генератор, дібраний упритул, гріється разом з апаратом, а гарячий втрачає потужність. Якщо плануєте варити довгими серіями, рахуйте запас від верхньої межі, а не від нижньої — допоможе калькулятор циклу роботи.
Кабель від генератора теж втрачає вольти. Десять метрів подовжувача з малим перерізом здатні звести нанівець запас потужності, за який ви заплатили. Скільки саме — падіння напруги на кабелі.
Заземлення генератора — окреме питання. Робота в полі з генератором не скасовує правил захисту від ураження струмом, а в багатьох схемах змінює їх — подробиці в електробезпеці.
Чотири приклади з таблички
Ті самі розрахунки, що в калькуляторі вище, для чотирьох типових табличок. Значення I1max — приблизні, підставте свої.
- Інвертор із PFC, 230 В, I1max = 16 А. S = 230·16 = 3,7 кВА, із запасом ×1,3 — близько 4,8 кВА.
- Інвертор без PFC, 230 В, I1max = 24 А. S = 5,5 кВА, запас ×1,8 — близько 9,9 кВА. Зварювальна потужність схожа, а генератор майже вдвічі більший, ніж із PFC.
- Трансформатор, 230 В, I1max = 40 А. S = 9,2 кВА, запас ×2,5 — близько 23 кВА. Тому трансформаторний апарат від переносного генератора практично не живлять.
- Трифазний інвертор без PFC, 400 В, I1max = 10 А. S = √3·400·10 = 6,9 кВА, запас ×1,8 — близько 12,5 кВА; із PFC вистачить близько 9,0 кВА.
Для звірки з іншим калькулятором: за калькулятором ТВ інвертор MMA на 200 А бере з мережі близько 30 А, це близько 6,9 кВА і з запасом 30 % близько 9,0 кВА. Це варіант для апарата з PFC; без коректора той самий апарат потребуватиме близько 12,5 кВА.
кВт чи кВА — як читати табличку генератора
Калькулятор видає результат у кВА, бо зварювальний апарат навантажує генератор повною потужністю. На табличці генератора часто стоять обидві величини: кВА і кВт. Різниця між ними — коефіцієнт потужності, у трифазних станцій зазвичай 0,8, тобто 10 кВА — це 8 кВт. Порівнюйте кВА з кВА. Якщо виробник дає лише кВт, запитайте, за якого cos φ.
Друга пастка — дві потужності на одній табличці: максимальна (короткочасна) і номінальна (тривала). Для зварювання важлива тривала. Стандарт ISO 8528-1 розрізняє кілька класів потужності, а в каталогах їх називають по-різному: «макс.», «LTP», «резервна» — для короткої роботи, «COP» і «PRP» — для тривалої. Результат калькулятора порівнюйте з другою.
Трифазний генератор і однофазний апарат
З розетки 230 В трифазного генератора зазвичай доступна потужність лише однієї фази, а не вся потужність із таблички. Станція «на 12 кВА» може віддати однофазному апарату помітно менше. Виробник зазначає потужність на 230 В окремо — саме її порівнюйте з результатом калькулятора за живлення 230 В. Деякі станції мають перемикач режиму, у якому вся потужність іде на 230 В.
Режим ECO і холості оберти
Багато генераторів знижують оберти за малого навантаження (режим ECO, авто-холостий хід). Для зварювання це проблема: у момент запалювання навантаження зростає стрибком, а двигуну спершу треба набрати оберти. Напруга просідає, дуга гасне, інвертор може видати помилку зниженої напруги. Перед зварюванням режим ECO вимикають і працюють на повних обертах — так радять багато інструкцій генераторів і зварювальних апаратів.
Як перевірити генератор на ділі
- Вимкніть ECO, відключіть інших споживачів, дайте двигуну прогрітися кілька хвилин.
- Поставте струм, на якому справді працюватимете, і спаліть цілий електрод або пройдіть шви тієї довжини, що зазвичай у вашій роботі.
- Дивіться: чи помітно «просідає» двигун під час запалювання, чи рівна дуга, чи не показує апарат помилку живлення.
- Повторіть на максимальному струмі, якщо збираєтеся його використовувати.
Якщо під час запалювання двигун важко набирає оберти, а дуга м’яка лише від генератора, а від мережі нормальна, — запасу мало. Крок униз за діаметром електрода (наприклад, з 3,2 на 2,5 мм) зазвичай розв’язує справу швидше, ніж купівля нового генератора.
Типові помилки під час підбору
- Підбір за зварювальним струмом. «Апарат 200 А, генератор 2 кВт» — важливий I1max, а не цифра на корпусі.
- Порівняння з максимальною потужністю генератора замість тривалої.
- Розетка 230 В трифазної станції так, ніби це вся потужність.
- Болгарка і компресор від того самого генератора під час зварювання — їхній пусковий струм накладається на кидок під час запалювання дуги.
- Довгий тонкий подовжувач від генератора. Як порахувати його втрати, показано в статті вибиває автомат під час зварювання, у розділі про подовжувач.
Якщо апарат тільки купуєте з розрахунком на роботу від генератора, шукайте в паспорті PFC і позначку про сумісність із генераторами — докладніше в статті про вибір зварювального апарата.
Часті питання
Звідки взяти струм I₁max?
З таблички на апараті. Він там указаний двічі: I₁max — споживання з мережі за максимального зварювального струму, I₁eff — значення, усереднене за циклом роботи. Для добору генератора беруть I₁max: генератор має витягти пік, а не середнє.
Чому генератор має бути потужніший за апарат?
Бо зварювальний апарат — навантаження нелінійне й імпульсне. Струм він бере стрибками, у такт запалювання й коротких замикань краплі, а генератор відповідає на такий ритм просіданням напруги й обертів. Запас покриває ці стрибки; без нього напруга сідає, дуга гасне, а для інвертора все може закінчитися ремонтом електроніки.
Чи можна варити від генератора без AVR?
Трансформаторним апаратом — важко, але можна. Інвертором — не варто. Генератор без стабілізації видає стрибки напруги за зміни навантаження, а вхідна електроніка інвертора цього не пробачає; ремонт зазвичай дорожчий за різницю в ціні генератора з AVR.
Який генератор потрібен для зварювального апарата на 200 А?
Залежить від I1max з таблички. Інвертор MMA на повних 200 А бере з мережі 230 В близько 30 А, тобто близько 6,9 кВА. Із PFC (запас ×1,3) потрібен генератор приблизно на 9 кВА тривалої потужності, без PFC (×1,8) — близько 12,5 кВА. На меншому струмі вистачить меншого.
Чи вистачить генератора на 3 кВт для зварювання?
Лише для найтонших електродів і лише з інвертором із PFC. На електроді 2,5 мм (близько 85 А) інвертор бере близько 11 А, це близько 2,5 кВА; із запасом ×1,3 — близько 3,2 кВА, без PFC — близько 4,4 кВА. Електрод 3,2 мм потребує вже близько 4,5–6,3 кВА.
Порівнювати кВт чи кВА генератора?
кВА — так рахує калькулятор. Якщо в генератора вказано лише кВт, перерахуйте через коефіцієнт потужності з його таблички (у трифазних зазвичай 0,8: 8 кВт — це 10 кВА). І порівнюйте з тривалою потужністю, а не з максимальною.
Оновлено: