Calculer la consommation d'énergie de l'onduleur de soudage

La consommation électrique de l’onduleur de soudage est assez simple à calculer avec une formule simple. Pour comprendre toutes les nuances associées au travail du soudeur et les aspects du calcul de sa puissance, vous devez clarifier quelques points que toutes les personnes impliquées dans le soudage doivent connaître. Et peu importe où vous effectuez des travaux de soudure, à la maison, dans un garage, à la campagne ou dans l'équipe professionnelle d'un grand atelier ou d'une grande usine.

Dispositif inverseur de soudage

Le dispositif de soudage inverseur.

Types d'inverseurs de soudage

Les appareils de type onduleur sont divisés en trois catégories. Les onduleurs domestiques sont conçus pour un court temps d’allumage et fonctionnent à partir d’un réseau alternatif monophasé de 220 V. Cela signifie qu’il est possible de travailler avec un tel appareil à la puissance maximale pendant une courte période - 20 à 30 minutes, en lui laissant un temps de repos égal ou supérieur à ce temps. Les appareils semi-professionnels vous permettent d'augmenter la durée de fonctionnement de 5 à 8 heures sans interruption. Pour les onduleurs semi-professionnels, le temps de repos est réduit grâce aux caractéristiques de conception. Les onduleurs professionnels sont conçus pour une consommation de courant de 220/380 V, souvent à partir d’un réseau triphasé de courant électrique.

Types modernes de machines à souder

Types modernes de machines à souder.

Les appareils de soudage domestiques, semi-professionnels et certains professionnels sont conçus pour un fonctionnement sur secteur 220 V. Toutefois, rappelez-vous que pour les réseaux électriques domestiques, le courant de charge maximal ne peut pas dépasser 160 A. La consommation électrique de tous les accessoires, tels que prises, socles et automates d'alimentation n'est pas conçue dépasser ce seuil.

Par conséquent, la connexion d'un poste de soudage à inverseur avec des cadences plus élevées déclenchera soit un commutateur automatique, soit le contact situé au niveau de la jonction de la fiche, soit ce qui sera le plus dangereux, conduira à la décoloration du câblage électrique. Ceci est contraire à toutes les règles de sécurité. Ainsi, lorsque vous alimentez une unité professionnelle à partir d'un réseau électrique domestique afin de travailler avec un courant de soudage supérieur à 160 A, soyez prêt à affronter les problèmes. Mais il vaut mieux ne pas permettre cela.

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Dispositif inverseur

Le dispositif de l'onduleur de soudage est tel que, dans un premier temps, une tension alternative de 220 V d'une fréquence de 50 Hz est convertie en constante, puis d'une tension haute fréquence alternative avec un indicateur de fréquence de fonctionnement oscillant jusqu'à 200 Hz. Après cela, la tension est à nouveau convertie en une constante et envoyée à l'arc de soudage. Le contrôle de la qualité de l'arc s'effectue automatiquement, à l'aide d'un microprocesseur remplissant l'unité de contrôle du variateur. Les traces d'électrode, qui sont si fréquentes lors du soudage à l'aide d'un transformateur, disparaissent presque.

Disposition interne de l'onduleur

Schéma du dispositif interne de l'onduleur.

Pour les courts-circuits inférieurs à 0,5 seconde, l'unité de contrôle génère une séquence d'impulsions de courant courtes mais très puissantes. Cela conduit à la destruction des ponts résultants du métal liquide. Avec un circuit de 0,5 seconde, l’onduleur s’éteint simplement sans geler l’électrode ni surchauffer le circuit de l’appareil. Cet appareil est basique pour tous les types d’onduleurs et se distingue des transformateurs et des redresseurs basés sur un pont de diodes.

La propriété la plus importante de l'onduleur de soudage est la consommation d'énergie. Quelle que soit la consommation électrique de l'appareil de type onduleur, il est presque totalement utilisé pour le soudage. Nous pouvons en conclure que le rendement de l’unité de conversion est très élevé. De 85 à 95%.

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Qu'est-ce que vous devez savoir?

Avant de commencer à compter la consommation électrique d’un poste de soudage à inverseur, vous devez connaître les éléments suivants:

  1. Plage de tension d'entrée.
  2. Gamme de courant de soudage.
  3. Tension de soudage à l'arc.
  4. Efficacité d'un modèle spécifique de la machine à souder.
  5. Durée de l'inclusion.
  6. Le facteur de puissance d'un modèle particulier.
Spécifications de l'onduleur

Spécifications de l'onduleur

La gamme de courant de soudage est nécessaire afin de déterminer sous quelles caractéristiques du réseau de courant électrique nous devons travailler. Ce n’est sûrement pas un secret pour personne si, dans nos réseaux d’alimentation, la tension nominale de 220 V n’est pas respectée et atteint à peine 200 V. Rappelons-le: la chute de tension lorsqu'un onduleur à souder domestique est connecté représente 5 à 10% de la valeur nominale totale du réseau. Par conséquent, les meilleurs indicateurs de puissance seront dans de tels onduleurs, conçus pour une tension d'alimentation de 150-170 V à 220-250 V.

La plage du courant de soudage nous donne les valeurs des niveaux maximum et minimum, la puissance de l'appareil dépend directement de ces paramètres. Pour les onduleurs domestiques, ces indicateurs dans la limite inférieure varient de 10 à 50 A, et dans les 100-160A supérieurs. La tension de sortie, elle peut aussi être appelée tension d’arc, varie pour les modèles domestiques à faible coût de 20 à 30 V. Les onduleurs dont le courant de sortie maximal est de 160 A dépassent rarement 0,85% en règle générale. Le rendement élevé de l’unité de soudage dépend de la durée de l’inclusion.

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Calcul de puissance

La durée de l'inclusion est une caractéristique qui indique le niveau de qualité élevé du périphérique que vous allez utiliser. Il s’agit généralement d’un pourcentage du temps de fonctionnement continu de l’onduleur par rapport au temps total d’utilisation. L’indicateur au niveau de 50% indiquera que lorsqu’il travaille pendant 2,5 minutes, l’appareil doit reposer pendant 2,5 minutes. Plus l'indicateur est bas, plus les chaînes doivent reposer longtemps et plus le relais de surcharge automatique se déclenche rapidement.

Au contraire, un pourcentage élevé montrera que l'appareil peut être utilisé pendant assez longtemps, interrompu uniquement pour le remplacement des électrodes et l'inspection d'une soudure.

Le schéma de l'onduleur de soudage

Le schéma de l'onduleur de soudage.

Le pourcentage de puissance est calculé en divisant le temps de travail continu par la somme du temps de travail continu et du temps de pause jusqu'au prochain démarrage. Le résultat est multiplié par 100. Par exemple, l'appareil a fonctionné correctement pendant 3 minutes jusqu'à ce que la protection contre la surchauffe fonctionne, puis il est resté au repos pendant 2 minutes, après quoi il était prêt à fonctionner à nouveau:

3 min / (2 min + 3 min) x 100 = 60

Le facteur de puissance pour les machines à souder domestiques ou semi-professionnelles du type onduleur dépasse rarement le seuil de 0,6-0,7. Il faut juste se souvenir.

Toutes les valeurs nécessaires au calcul peuvent être facilement trouvées dans la documentation technique de cet appareil, sur le site Web du fabricant ou sur le boîtier de la machine à souder elle-même.

Imaginons, par exemple, que nous ayons une machine à souder alimentée par un réseau alternatif de 160-220 V, avec un courant maximal de 160 A à une tension maximale de l'arc de soudage de 23 V. constitue 60%.

Maintenant, nous calculons la consommation électrique maximale du variateur avec les paramètres ci-dessus. Pour ce faire, commencez par multiplier la valeur maximale du courant de sortie par la tension de sortie maximale. Le résultat obtenu est divisé par la valeur de l'efficacité de l'appareil.

160 A x 23 V / 0,89 = 4135 watts

4,1 kW est la puissance que l'appareil consomme directement pendant le soudage. La puissance moyenne est calculée en multipliant la valeur de puissance maximale par la durée d'activation:

4135 watts x 0,6 = 2481

La puissance moyenne de l'onduleur est l'indicateur le plus pertinent, car le soudage ne se produit généralement pas en continu pendant plusieurs heures, voire plusieurs jours. Il y a des pauses lorsque le soudeur doit changer l'électrode ou préparer des pièces pour un traitement ultérieur. Souvent, le soudage peut être effectué avec un indicateur d'intensité de courant plus faible, auquel cas la puissance totale consommée par l'onduleur diminue également. Dans la première formule, remplacez par des valeurs qui peuvent être définies sur la console de l’unité de soudage et recherchez les réglages de puissance souhaités.

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Nous sélectionnons des électrodes

Tableau de variations d'électrodes

Tableau des types d'électrodes.

Les soudeurs débutants ont souvent une question: quelles électrodes faut-il utiliser pour certains paramètres de courant de sortie et d'épaisseur de métal?

  1. Lorsque l'épaisseur du métal est comprise entre 1 et 4 mm, des électrodes d'un diamètre allant jusqu'à 2 mm sont utilisées. La force du courant réglé à la sortie doit être choisie de manière optimale dans la plage de 20 à 90 A.
  2. Lorsque l'épaisseur du métal est de 5-7 mm, les électrodes ont un diamètre de 3 mm. Le courant est réglé dans la plage 90-130 A.
  3. Si le métal a une épaisseur de 8 à 12 mm, des électrodes de 4 mm sont utilisées. Courant dans la gamme de 140-180 A.
  4. Le métal de 12-16 mm d'épaisseur est soudé par des électrodes de 5 mm de diamètre avec un courant de 180-220 A.
  5. Une épaisseur de métal supérieure à 15 mm doit être exposée à des électrodes allant de 6 mm à un courant de 220 A à la sortie de l'onduleur.

Il est préférable de souder un métal d’une épaisseur supérieure à 15 mm à l’aide d’une soudeuse au gaz.

L'utilisation de la soudure électrique peut dans ce cas être non rentable et coûteuse.

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