逆變焊機(jī)優(yōu)缺點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn)
①體積小、重量輕,節(jié)約制造材料,攜帶、移動(dòng)方便。
弧焊逆變器的基本特點(diǎn)是工作頻率高,由此而帶來很多優(yōu)點(diǎn)。這是因?yàn)樽儔浩?,無論是原繞組還是副繞組,其電勢E與電流的頻率f、磁通密度B、鐵芯截面積S及繞組的匝數(shù)W有如下關(guān)系:
E=4.44fBSW
而繞組的端電壓U近似地等于E,即:
U≈E=4.44fBSW
當(dāng)U、B確定后,若提高f,則S減小,W減少,因此,變壓器的重量和體積就可以大大減小。
由于逆變焊割設(shè)備中的逆變頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于工頻(是工頻的300~2000倍),因此,其變壓器的體積和重量會(huì)大大減小。同理,工作頻率大幅度提高,電抗器的體積和重量也會(huì)大幅度減小。
變壓器和電抗器體積、重量的大幅度減小,使逆變焊割設(shè)備本身的體積和重量大幅度減小,重量僅為傳統(tǒng)焊機(jī)的 1/10~1/5,方便生產(chǎn)、運(yùn)輸和使用,并能在焊割設(shè)備制造中大量節(jié)約金屬材料(主要為銅、硅鋼片、鋁等)的耗用。
②節(jié)能、高效
逆變焊割設(shè)備變壓器和電抗器的體積和重量大大減小,相應(yīng)的功率損耗(主要為鐵心磁損耗和導(dǎo)線耗能)也隨之大幅減小,其有效功率輸出可達(dá)到 82%~93%。而傳統(tǒng)焊割設(shè)備的有效功率輸出只有 40%~60%,嚴(yán)重浪費(fèi)電力資源。
③動(dòng)特性好、控制靈活
逆變焊割設(shè)備采用電子驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體功率器件,可以在微秒級(jí)的時(shí)間范圍精確控制電流的大小,控制精度的提高大幅提升了焊割精度,可以滿足各種弧焊方法的需要。 傳統(tǒng)焊割設(shè)備的焊接電流只能通過手動(dòng)調(diào)節(jié)變壓器的抽頭和鐵芯進(jìn)行粗略調(diào)整,導(dǎo)致電弧穩(wěn)定性較差,無法對(duì)焊接過程進(jìn)行準(zhǔn)確控制,對(duì)焊縫成形、飛濺量的控制較差,難以滿足制造業(yè)焊接精細(xì)化要求。
④輸出電壓、電流的穩(wěn)定性好
逆變焊割設(shè)備抗干擾能力強(qiáng),不易受電網(wǎng)電壓波動(dòng)和溫度變化的影響。傳統(tǒng)焊割設(shè)備采用交流電源,由于電流和電壓方向頻繁改變,每秒鐘電弧要熄滅和重新引燃100~120次,電弧不能連續(xù)穩(wěn)定燃燒,使得工件加熱時(shí)間較長,降低了焊縫的的強(qiáng)度,難以滿足高質(zhì)量焊接的要求。
缺點(diǎn)
逆變焊割設(shè)備缺點(diǎn)主要為涉及的電子元器件較多,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的調(diào)試、檢測、參數(shù)設(shè)定難度較大。
設(shè)備對(duì)比
逆變焊割設(shè)備與傳統(tǒng)焊割設(shè)備相關(guān)指標(biāo)對(duì)照如下:
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序號(hào)
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傳統(tǒng)焊割設(shè)備
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逆變焊割設(shè)備
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1
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效率約40%~60%。
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高效、節(jié)能,效率可達(dá) 80%以上。
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2
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工藝性能較差;引弧困難,粘連,維弧性能
差;電流調(diào)節(jié)范圍窄,電弧不溫和、飛濺大;
焊縫成形一般,抗拉強(qiáng)度不高。
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工藝性能優(yōu)良;引弧容易、不粘連、
維弧性能好;電流調(diào)節(jié)范圍寬,電
弧溫和、飛濺小;焊縫成形美觀,
抗拉強(qiáng)度高。
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3
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體積大,重量大,笨重。
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體積小,重量輕,體積僅為傳統(tǒng)焊
機(jī)的1/5到1/3,攜帶及操作方便。
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4
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性能價(jià)格比低。
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產(chǎn)品價(jià)格合理,性能價(jià)格比高。
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5
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噪音高,電磁干擾強(qiáng)。
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噪音低,電磁干擾較小。
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以工業(yè)生產(chǎn)中常用的 400A手工焊機(jī)進(jìn)行比較,傳統(tǒng)交流焊機(jī)與逆變焊機(jī)的具體數(shù)據(jù)如下表:
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對(duì)比項(xiàng)目
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傳 統(tǒng) 交 流 弧 焊 機(jī)
(BX1-400)
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逆變焊機(jī)(瑞
凌ZX7-400G
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對(duì)比結(jié)果
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主變壓器工作頻率(Hz)
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50
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15,000
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15,000
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額定輸入功率(KW)
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22.432
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10.953
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額定輸入功率少 51%
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空載損耗(W)
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3,230
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228
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減少損耗 93%
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效率(%)
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65.39
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84.53
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效率提高 29%
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功率因數(shù)(COSφ )
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0.722
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0.915
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功率因數(shù)提高 27%
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年耗電量(度)
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28,912
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13,059
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節(jié)電 55%
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外形尺寸(mm)
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610*410*532
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480*230*390
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體積約為 1/3
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銅線長度(m)
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263.7
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8.2
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長度約為 1/32
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銅線重量(kg)
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41.7
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1.027
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重量約為 1/40
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主變壓器重量(kg)
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65
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2.065
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重量約為 1/31
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機(jī)器總重量(kg)
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75
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20
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重量約為 1/4
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主要材料
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銅、鋼等金屬材料占
整機(jī)成本90%以上
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電子元器件
占整機(jī)成本
約 50%
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每臺(tái)節(jié)約銅 41公斤、鋼25 公斤
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備注:年耗電量按每年工作 245天,每天工作 8小時(shí)(負(fù)載持續(xù)率60%,負(fù)載 4.8小時(shí),
空載 3.2小時(shí))計(jì)算;電費(fèi)按0.79元/度計(jì)算。
經(jīng)測算,以300A/30V焊機(jī)為例,一臺(tái)逆變焊機(jī)每年可節(jié)電6075.9度,節(jié)約電費(fèi)4800元。
歐美等發(fā)達(dá)國家逆變焊割設(shè)備占整個(gè)電弧焊比重約為 60%~70%,而我國這一比重只有28%左右,適應(yīng)國家節(jié)能減排要求,全面推廣使用逆變焊割設(shè)備,到 2015 年如將逆變焊割設(shè)備的使用比重從 2009 年的 28%提高到 50%,按國內(nèi)電弧焊機(jī)容量 500 萬臺(tái)、設(shè)備利用率 60%保守推算,每年將在全國范圍內(nèi)節(jié)
約工業(yè)用電 70 億千瓦時(shí)(僅按替代傳統(tǒng)焊割設(shè)備產(chǎn)生的節(jié)能效應(yīng)計(jì)算,未考慮焊割設(shè)備市場容量未來增長情況),相當(dāng)于兩座百萬千瓦裝機(jī)容量火電廠全年發(fā)電量,可減少280萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤消耗和 700萬噸二氧化碳排放,并可為國家節(jié)約銅材約4.5萬噸、鋼材約 2.8萬噸。
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