Запас мощности при подключении инвертора к генератору – необходимость или традиция?

24 мая 2018

Сохранить на память:


Довольно часто профессиональные сварщики при подборе генератора к инвертору, выбирают автономный источник питания с большим запасом по мощности. Давайте разберемся, зачем он нужен и можно ли без него обойтись?

 

Автономность и практичность

В последнее десятилетие на различных производствах всё чаще стали появляться сварочные установки автономного типа, собранные в готовые комплексы – посты, аварийный транспорт, самодостаточные мастерские «на колесах» и т.д. Они питают дизельные, бензиновые и иные генераторы, которые в свою очередь активизируют работу инверторных сварочных аппаратов. Почему именно инверторы? Они идеально подходят для портативной работы, имеют довольно высокий уровень коэффициента полезного действия и при этом компактны и легки.

 

Возможные проблемы

Однако основная «ахиллесова пята» таких комплексов даже не конструктивные особенности, а неправильный подбор генератора к инвертору, чаще всего выходя из их номинальных мощностных характеристик. Данная оплошность приводит к поломкам и простоям техники.

При правильной адаптации сварочных аппаратов вышеозначенного класса с автономными источниками-генераторами, необходимо обязательно учитывать обоюдные технические особенности и характеристики. Довольно часто при индуктивной нагрузке, обусловленной воздействием сварочного агрегата, внешние характеристики синхронного генератора имеют чрезвычайно резко снижающийся фон с существенным уменьшением напряжение, а в определенной точке случится трёхфазное короткое замыкание.

 

 

Причина такого эффекта вполне понятна профессионалам – инвертор в данном случае является потребителем индуктивно-активного типа и влияет на ЭТХ, поэтому практически все производители генераторов создают для устройств дополнительную положительную связь, увеличивающую напряжение с повышением тока при нагрузках. Однако тут же образуется и противоречие – инверторные источники имеют также ёмкостную характеристику и при увеличении тока здесь возрастает напряжение, которое в совокупности с положительно обратной связью генератора создают опасный эффект, выводящий со строя либо сам генератор, либо же сварочный аппарат.

 

Чтобы понять внутреннее устройство инвертора, следует более внимательно ознакомиться со следующей картинкой:

 

Тут трёхфазное напряжение исправляется и сглаживается сначала выпрямителями, а потом соответственно, ёмкостными фильтрами, после чего инвертор преобразует поток в переменное напряжение, занижаемое трансформатором и выпрямляемое опять же нерегулируемыми выпрямителями. Далее оно попадает в нагрузки, проходя через индуктивные фильтры.

 

Прямую связь между генератором и сварочным инвертором, можно уловить по следующему графику:

 

 

Здесь представлены осциллограммы входа инвертора со сварочным током до 150А, в процессе его подключения к синхронному генератору с мощностью в тридцать киловатт. При этом фильтр конденсаторного типа имеет ёмкость 40 микрофарад.

 

Невооруженным взглядом видно, что на графика линейного напряжения при подключении имеются чрезвычайно сильные искажения, а сама амплитуда существенно понижается при уменьшении ёмкости фильтра в три-четыре раза, в среднем до 600-620 Вольт, однако следует отметить, что при этом здесь образуется негативная высокочастотная составляющая, которая может стать причиной поломки инвертора.

 

Когда потребляемый ток увеличивается, попутно возрастает его напряжение. Насколько это опасно? Если подсоединить к генератору в 100 киловатт номинальной мощности, четыре инвертора с потреблением в 35 киловатт, то напряжение составит всего 10 В, а при подсоединении этих же устройств в шестидесятикиловатному генератору, уже 40 А, значение линейного напряжения и амплитуда в таком случае скачут с 540 почти до 700 В. Классический компактный генератор на 30 киловатт, сможет выдержать нормально только один сварочный аппарат инверторного типа.

 

Рекомендации и пути решения проблем

Профессионалы рекомендуют приобретать инверторы под генераторы, потребляемая мощность которых не будет превышать половину номинальной мощности источника питания – данный принцип получил название «двойного запаса». Альтернативный вариант – использование специальных генераторов с адаптирующимися корректорами напряжений, сконструированных специально под работы с активно-ёмкостными нагрузками, правда такого рода устройства практически не выпускаются серийно и чаще всего представляют собой самодельную технику.

 

Как всё же избежать дополнительных денежных затрат или же потери времени?

 

Можно воспользоваться несколькими хитростями:

  1. Одновременное подключение к генератору с инвертором оборудования с мощностью в 4 киловатта, снижает прирост напряжения стокиловаттного генератора на 4В и на 74В – шестидесятикиловаттного. При этом вышеозначенная нагрузка должна быть постоянной, чтобы нивелировать возможность скачков напряжения.

  2. Повышение частоты работы генератора до 52 Герц и понижение на холостом ходу напряжение до 250В позволяет организовать стабильную работу шестидесятикиловаттного устройства в пределах номинальных 380В.

  3. Если включить последовательно индуктивности на сетевые провода и соответственно интегрировать эти дополнительные фильтры в генератор, то два инвертора по 15 киловатт смогут работать стабильно от тридцатикиловаттного комплекса.

  4. Замена ёмкостного фильтра на LC аналог позволит избежать перенапряжения в генераторах и использовать устройство на максимальную мощность.