Калькулятор ТВ, автомата захисту та потужності генератора
Три питання, які зазвичай ставлять окремо, а розв’язуються вони одним розрахунком: скільки хвилин можна варити без зупинки, який автомат поставити і який генератор потягне апарат.
Як перераховується ТВ
Нагрів джерела пропорційний квадрату струму, тому тривалість вмикання перераховується так:
ПВ₂ = ПВ₁ · (I₁ / I₂)²
Апарат із паспортними 60 % за 160 А на струмі 120 А дає
0,6 · (160/120)² = 1,07, тобто більше за одиницю — отже, варити
можна безперервно. На 200 А той самий апарат видасть лише 38 %:
трохи менше чотирьох хвилин роботи і шість хвилин паузи.
За EN 60974-1 його визначають за 40 °C. Влітку в закритому приміщенні під дахом буває і 45, і заявлене ТВ до кінця не вибирається. Запилений радіатор діє так само. Якщо апарат іде в захист раніше за розрахунок, почніть із продування, а не з претензій до виробника.
Струм із мережі
Зварювальний струм і струм із розетки — різні величини. Потужність у дузі
дорівнює U₂ · I₂, де напруга дуги для ручного зварювання приблизно
20 + 0,04 · I₂. Поділивши її на ККД джерела й на мережеву напругу,
отримуємо споживаний струм.
У паспорті вказують два значення. I₁max — максимальний струм у момент горіння дуги, за ним підбирають генератор і переріз кабелю. I₁eff — діючий струм з урахуванням ТВ, за ним підбирають автомат. Саме тому для апарата 160 А за ТВ 60 % калькулятор пропонує C20, а не C25, хоча I₁max близько 23 А: дуга горить не весь час.
Автомат і проводка
- Характеристика C, а не B. Інвертор дає кидок при вмиканні; B-шка на ньому спрацьовує, хоча перевантаження немає.
- Переріз за довжиною. На подовжувачі 25 м переріз 1,5 мм² уже замалий: напруга просяде, апарат додасть струм, і грітися почне провід. Рахуйте переріз зварювального кабелю.
- Розмотуйте подовжувач повністю. Змотана бухта гріється як обмотка трансформатора.
Якщо автомат вибиває регулярно, розбір причин зібрано на сторінці чому вибиває автомат під час зварювання.
Характеристика автомата
| Характеристика | Спрацьовує за | Годиться для зварювання |
|---|---|---|
| B | 3–5 номіналів | Ні: вибиває на пускових кидках |
| C | 5–10 номіналів | Так, звичайний вибір для майстерні |
| D | 10–20 номіналів | Для потужних апаратів і верстатів, ставиться за проєктом |
Приклади з калькулятора крок за кроком
Інвертор 200 А, ТВ 35 % за 200 А, мережа 230 В
- На повних 200 А: ТВ 35 %, тобто 3,5 хв зварювання і 6,5 хв паузи. Струм із мережі I1max близько 30,2 А, діючий I1eff близько 17,8 А, автомат C20, генератор від 9,0 кВА.
- На 140 А (електрод 3,2 мм у верхній частині діапазону): ТВ 0,35·(200/140)² ≈ 71 %, тобто близько 7,1 хв роботи і 2,9 хв паузи. I1max близько 19,3 А, I1eff близько 16,3 А, як і раніше C20, генератор від 5,8 кВА.
Висновок: той самий апарат, якщо скинути 60 А, із «коротких ривків» переходить майже в безперервну роботу, а потрібний генератор зменшується на третину.
Трифазний напівавтомат 250 А, ТВ 40 % за 250 А
- На 250 А: 4 хв роботи, 6 хв паузи; з кожної фази I1max близько 13,4 А, I1eff близько 8,5 А — калькулятор пропонує C10; генератор від 12,1 кВА.
- На 180 А: ТВ близько 77 %, I1max близько 8,8 А на фазу.
Ці цифри показують, чому потужні джерела трифазні: за більшого зварювального струму з кожної фази береться менше, ніж маленький апарат бере з однієї. Калькулятор рахує напругу дуги за формулою для MMA, тому для MIG/MAG результат із запасом — про це нижче.
Як читати табличку апарата
Табличка за EN 60974-1 зазвичай має кілька стовпців. Головні рядки:
- X — ТВ у відсотках (наприклад, 35 %, 60 %, 100 %);
- I2 — зварювальний струм для кожного стовпця X;
- U2 — умовна напруга навантаження за цього струму;
- U0 — напруга холостого ходу;
- U1, I1max, I1eff — бік мережі;
- IP — ступінь захисту корпусу, наприклад IP23S.
Найчесніша цифра — струм у стовпці 100 %: стільки джерело дасть без пауз. Якщо виробник дав лише один стовпець, інші порахуєте тією самою формулою, що й калькулятор. Приклад: 200 А за 30 % — це близько 141 А за 60 % і близько 110 А за 100 %. Значення з таблички, якщо воно є, головніше — виробник вимірює кожен стовпець окремо.
Порівняння двох апаратів за ТВ
Реклама називає максимальний струм, а можливості в безперервній роботі визначає ТВ. Два апарати:
- «200 А» з ТВ 20 % за 200 А — на 100 % це близько 89 А;
- «160 А» з ТВ 60 % за 160 А — на 100 % це близько 124 А.
За безперервного зварювання електродом 3,2 мм (90–140 А за таблицею струму) виграє слабша на папері «160-ка». Порівнюючи, перевірте й температуру вимірювання: EN 60974-1 вимагає 40 °C. ТВ, вказане для 20 чи 25 °C, виглядає краще, але з чесною табличкою його не порівняти.
MIG/MAG і TIG у цьому калькуляторі
Калькулятор бере напругу дуги для MMA: U2 = 20 + 0,04·I2. Той самий стандарт дає умовні напруги для інших способів: MIG/MAG U2 = 14 + 0,05·I2, TIG U2 = 10 + 0,04·I2. За 160 А виходить відповідно 26,4 В, 22 В і 16,4 В. Струм із мережі падає пропорційно: де для MMA калькулятор показує близько 22,7 А, для MAG буде близько 19 А, а для TIG близько 14 А. Тож для напівавтомата і TIG результат калькулятора — безпечне завищення. ТВ береться без змін: воно залежить від струму, а не від способу.
Що відбувається, якщо перевищити ТВ
Загоряється термоіндикатор, апарат перестає давати струм, але вентилятор працює далі. Не вимикайте апарат: без вентилятора він остигає значно довше. Дочекайтеся, поки індикатор згасне, і продовжуйте на тому самому або меншому струмі. Якщо захист спрацював помітно раніше, ніж виходить за калькулятором, причиною бувають забитий пилом радіатор, закриті решітки або спека в приміщенні.
Типові помилки
- Плутати ТВ із часом одного шва. ТВ стосується кожного 10-хвилинного періоду, а не «6 хвилин — і на сьогодні все».
- Рахувати ТВ на максимальному струмі, коли працюєте на помітно меншому, — апарат тоді виглядає гірше, ніж є.
- Підбирати автомат за I1max. Для автомата — I1eff, для генератора й перерізу — I1max.
- Генератор за зварювальним струмом. Чесний підбір описує калькулятор генератора для зварювального апарата.
Обираючи апарат, порівнюйте стовпець 100 % і споживання з мережі — поради в статті про вибір зварювального апарата.
Часті питання
Що означає «ТВ 60 % за 160 А»?
Що з кожних десяти хвилин апарат тримає 160 А шість хвилин, а чотири охолоджується. Цикл саме десятихвилинний — так задано в EN 60974-1. Якщо варити довше, спрацює теплове реле і апарат вимкнеться сам, зазвичай у найнепідходящий момент.
Чому на меншому струмі можна варити довше?
Тому що нагрів пропорційний квадрату струму. Зниження струму зі 160 до 120 А — це лише на чверть менше, але тепла виділяється майже вдвічі менше, і ТВ зростає з 60 до 100 %. Звідси практичний висновок: апарат із запасом за струмом гріється менше й живе довше, навіть якщо ви ніколи не використовуєте його максимум.
Чому вибиває автомат, хоча струм із мережі менший за номінал?
Зазвичай через характеристику. Інвертор при вмиканні дає короткий кидок струму на заряджання конденсаторів, і автомат характеристики B сприймає його як коротке замикання. Той самий номінал, але характеристики C, тримає такий кидок спокійно. Другий частий випадок — довгий тонкий подовжувач: він не вибиває автомат, але просідає за напругою, і апарат починає споживати більше струму.
Який генератор потрібен для зварювального апарата?
За розрахунком — повна потужність плюс запас відсотків тридцять на пусковий кидок. Але є окрема вимога: генератор має бути інверторним або з доброю стабілізацією. Дешевий генератор із «плаваючою» напругою псує електроніку апарата, і це не гарантійний випадок.
Як перерахувати ТВ зварювального апарата на інший струм?
За формулою X₂ = X₁·(I₁/I₂)². Апарат із ТВ 35 % за 200 А на 140 А дає 0,35·(200/140)² ≈ 71 %, тобто близько 7 хвилин зварювання з кожних 10. Результат понад 100 % означає роботу без пауз.
Що краще: апарат 200 А з ТВ 20 % чи 160 А з ТВ 60 %?
Для безперервної роботи — другий. У перерахунку на ТВ 100 %: «200-ка» дає близько 89 А, «160-ка» — близько 124 А. Максимальний струм знадобиться лише на коротких швах.
Чому зварювальний апарат сам вимикається через кілька хвилин?
Спрацював термозахист — перевищено ТВ або апарат погано охолоджується. Не вимикайте його: вентилятор остудить швидше. Якщо це стається раніше, ніж показує калькулятор, почистьте радіатор і решітки.
Оновлено: