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逆变焊机优缺点

2018/06/19240 作者:佚名
导读: 优点 ①体积小、重量轻,节约制造材料,携带、移动方便。弧焊逆变器的基本特点是工作频率高,由此而带来很多优点。这是因为变压器,无论是原绕组还是副绕组,其电势E与电流的频率f、磁通密度B、铁芯截面积S及绕组的匝数W有如下关系:E=4.44fBSW而绕组的端电压U近似地等于E,即:U≈E=4.44fBSW当U、B确定后,若提高f,则S减小,W减少,因此,变压器的重量和体积就可以大大减小。

优点

①体积小、重量轻,节约制造材料,携带、移动方便。

弧焊逆变器的基本特点是工作频率高,由此而带来很多优点。这是因为变压器,无论是原绕组还是副绕组,其电势E与电流的频率f、磁通密度B、铁芯截面积S及绕组的匝数W有如下关系:

E=4.44fBSW

而绕组的端电压U近似地等于E,即:

U≈E=4.44fBSW

当U、B确定后,若提高f,则S减小,W减少,因此,变压器的重量和体积就可以大大减小。

由于逆变焊割设备中的逆变频率远远高于工频(是工频的300~2000倍),因此,其变压器的体积和重量会大大减小。同理,工作频率大幅度提高,电抗器的体积和重量也会大幅度减小。

变压器和电抗器体积、重量的大幅度减小,使逆变焊割设备本身的体积和重量大幅度减小,重量仅为传统焊机的 1/10~1/5,方便生产、运输和使用,并能在焊割设备制造中大量节约金属材料(主要为铜、硅钢片、铝等)的耗用。

②节能、高效

逆变焊割设备变压器和电抗器的体积和重量大大减小,相应的功率损耗(主要为铁心磁损耗和导线耗能)也随之大幅减小,其有效功率输出可达到 82%~93%。而传统焊割设备的有效功率输出只有 40%~60%,严重浪费电力资源。

③动特性好、控制灵活

逆变焊割设备采用电子驱动半导体功率器件,可以在微秒级的时间范围精确控制电流的大小,控制精度的提高大幅提升了焊割精度,可以满足各种弧焊方法的需要。 传统焊割设备的焊接电流只能通过手动调节变压器的抽头和铁芯进行粗略调整,导致电弧稳定性较差,无法对焊接过程进行准确控制,对焊缝成形、飞溅量的控制较差,难以满足制造业焊接精细化要求。

④输出电压、电流的稳定性好

逆变焊割设备抗干扰能力强,不易受电网电压波动和温度变化的影响。传统焊割设备采用交流电源,由于电流和电压方向频繁改变,每秒钟电弧要熄灭和重新引燃100~120次,电弧不能连续稳定燃烧,使得工件加热时间较长,降低了焊缝的的强度,难以满足高质量焊接的要求。

缺点

逆变焊割设备缺点主要为涉及的电子元器件较多,结构复杂,产品生产过程中的调试、检测、参数设定难度较大。

设备对比

逆变焊割设备与传统焊割设备相关指标对照如下:

序号

传统焊割设备

逆变焊割设备

1

效率约40%~60%。

高效、节能,效率可达 80%以上。

2

工艺性能较差;引弧困难,粘连,维弧性能

差;电流调节范围窄,电弧不温和、飞溅大;

焊缝成形一般,抗拉强度不高。

工艺性能优良;引弧容易、不粘连、

维弧性能好;电流调节范围宽,电

弧温和、飞溅小;焊缝成形美观,

抗拉强度高。

3

体积大,重量大,笨重。

体积小,重量轻,体积仅为传统焊

机的1/5到1/3,携带及操作方便。

4

性能价格比低。

产品价格合理,性能价格比高。

5

噪音高,电磁干扰强。

噪音低,电磁干扰较小。

以工业生产中常用的 400A手工焊机进行比较,传统交流焊机与逆变焊机的具体数据如下表:

对比项目

传 统 交 流 弧 焊 机

(BX1-400)

逆变焊机(瑞

凌ZX7-400G

对比结果

主变压器工作频率(Hz)

50

15,000

15,000

额定输入功率(KW)

22.432

10.953

额定输入功率少 51%

空载损耗(W)

3,230

228

减少损耗 93%

效率(%)

65.39

84.53

效率提高 29%

功率因数(COSφ )

0.722

0.915

功率因数提高 27%

年耗电量(度)

28,912

13,059

节电 55%

外形尺寸(mm)

610*410*532

480*230*390

体积约为 1/3

铜线长度(m)

263.7

8.2

长度约为 1/32

铜线重量(kg)

41.7

1.027

重量约为 1/40

主变压器重量(kg)

65

2.065

重量约为 1/31

机器总重量(kg)

75

20

重量约为 1/4

主要材料

铜、钢等金属材料占

整机成本90%以上

电子元器件

占整机成本

约 50%

每台节约铜 41公斤、钢25 公斤

备注:年耗电量按每年工作 245天,每天工作 8小时(负载持续率60%,负载 4.8小时,

空载 3.2小时)计算;电费按0.79元/度计算。

经测算,以300A/30V焊机为例,一台逆变焊机每年可节电6075.9度,节约电费4800元。

欧美等发达国家逆变焊割设备占整个电弧焊比重约为 60%~70%,而我国这一比重只有28%左右,适应国家节能减排要求,全面推广使用逆变焊割设备,到 2015 年如将逆变焊割设备的使用比重从 2009 年的 28%提高到 50%,按目前国内电弧焊机容量 500 万台、设备利用率 60%保守推算,每年将在全国范围内节

约工业用电 70 亿千瓦时(仅按替代传统焊割设备产生的节能效应计算,未考虑焊割设备市场容量未来增长情况),相当于两座百万千瓦装机容量火电厂全年发电量,可减少280万吨标准煤消耗和 700万吨二氧化碳排放,并可为国家节约铜材约4.5万吨、钢材约 2.8万吨。

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