Efficacité énergétique: source d'alimentation de l'onduleur

Les avantages des postes de soudage inverter par rapport aux transformateurs-redresseurs traditionnels sont nombreux. Les onduleurs sont plus portables et plus légers, ce qui les rend plus faciles à manœuvrer sur le chantier. En outre, les onduleurs offrent des capacités de soudage multi-procédés de haute qualité, de sorte qu'une seule machine peut gérer le bâton, le MIG, le TIG, le FCAW, le gougeage à l'arc et même la pulsation. Et plus important encore, les onduleurs tirent parti de la Waveform Control Technology ™ de Lincoln pour offrir un meilleur contrôle des variables de l'arc et régler automatiquement l'arc pour créer la meilleure soudure possible, en contrôlant les problèmes tels que les brûlures.

Mais saviez-vous que l'utilisation d'un onduleur peut également vous faire économiser de l'argent en coûts d'énergie par rapport à une source d'alimentation de type traditionnel? Chaque année, environ 15 millions de dollars d'électricité sont consommés aux États-Unis et 99 millions de dollars dans le monde pour le soudage. Pour augmenter l'efficacité et réduire les dépenses d'électricité de votre entreprise liées au soudage, un onduleur est une option intéressante. En fait, en raison de leur efficacité, ces machines peuvent permettre des économies substantielles sur les coûts des services publics.

Mais comment le passage à un onduleur peut-il économiser de l'énergie? Dans la conception des soudeuses à onduleur, telles que l'Invertec® V350 Pro de Lincoln, les noyaux de transformateur, les enroulements de transformateur et les composants de commutation électronique de puissance sont tous soigneusement choisis pour minimiser les pertes d'exploitation. Voici quelques autres raisons pour lesquelles les onduleurs réduisent leurs coûts énergétiques:

  • Une plus grande efficacité du transformateur est obtenue grâce à l'utilisation de noyaux de ferrite dans le transformateur de puissance de l'onduleur. Cela réduit les pertes de courant résultant en des courants de repos plus faibles dans les conducteurs d'alimentation
  • Les bobines des transformateurs de l'onduleur sont physiquement plus petites que les transformateurs courants. Une bobine plus petite se traduit par moins de fil enroulé autour du noyau - moins de fil
    signifie moins de pertes et une plus grande efficacité
  • Les composants électroniques de puissance de l'onduleur ont été soigneusement conçus pour réduire les pertes et prolonger la durée de vie
  • De nombreux onduleurs, tels que l'Invertec V350 Pro de Lincoln, utilisent un conducteur en cuivre. Le cuivre a une conductivité thermique et électrique plus élevée que l'aluminium,
    ce qui minimisera les pertes et maximisera l'efficacité
  • Fonctionnant à des fréquences plus élevées que les soudeurs conventionnels, les onduleurs nécessitent moins d'inductance de sortie pour un fonctionnement en douceur. L'énergie nécessaire pour le soudage à la baguette ou pour les processus de soudage par transfert globulaire est stockée dans des condensateurs permettant des selfs de sortie plus petites
  • La conception compacte et la taille physique relativement petite d'une soudeuse à onduleur signifient des fils et des câbles plus courts (ou même des connexions directes) entre l'alimentation
    Composants. Des chemins de courant plus courts se traduisent par des résistances plus faibles et une meilleure efficacité
  • Étant donné que l'onduleur est conçu pour avoir intrinsèquement de faibles pertes, des ventilateurs de refroidissement plus petits sont nécessaires. Cela signifie que moins d'énergie est nécessaire pour déplacer l'air de refroidissement et, encore une fois, une plus grande efficacité
  • La plus petite taille des composants à l'intérieur de la machine à onduleur se traduit par moins de chaleur à dissiper et, encore une fois, une plus grande efficacité

Comment pouvez-vous calculer comment un onduleur peut vous faire économiser de l'argent par rapport à un transformateur-redresseur traditionnel et quel onduleur est le meilleur pour créer des économies d'énergie? Utilisez la feuille de travail ci-dessous pour faire cette évaluation.

Étape # 1 - Calculer la puissance de sortie
Regardez d'abord votre machine pour déterminer la tension de sortie (Vout) qui est donnée en volts sur votre machine. Dans notre exemple, c'est 32v. Multipliez ensuite cela par le courant de sortie (Iout), trouvé sur votre machine en ampères. Dans ce cas, les amplis sont donnés à 300.

Vout x Iout = Puissance de sortie (Wout) en watts
32v x 300 ampères = 9600 watts OU 9,6 KW (1000 watts = 1 KW)


Étape # 2 - Calculer la puissance d'entrée
Maintenant, prenez la puissance de sortie d'en haut (KWout) et divisez par l'efficacité (Eff). L'efficacité est donnée par le fabricant de la machine. Le calcul de cela vous donnera la puissance d'entrée en kilowatts.

KWout ÷ Eff = Puissance d'entrée en kilowatts (KWin)
9,6 KW ÷ 88,2% (ou 0,882) = 10,88 KW


Étape # 3 - Calculez les coûts d'exploitation pendant le soudage
A) Ensuite, vous calculerez les kilowattheures utilisés en une journée (KWh1 / jour) en prenant la puissance d'entrée calculée à l'étape 2 (KWin) multipliée par les heures par jour que la machine fonctionne (pour notre exemple, nous supposerons le soudage est effectué quatre heures par jour.)

KWin x # Hrs / Day = Kilowattheures utilisé en un jour (KWh1 / jour)
10,88 kW x 4 heures. = 43,52 KWH / jour


B) Maintenant, prenez votre puissance d'entrée calculée (KWin) multipliée par le nombre d'heures par jour de fonctionnement de la machine multiplié par le prix par KW heure de la puissance. Remarque: le prix de l'électricité est calculé à 0,12578 $, soit la moyenne de l'industrie.

KWin x # Hrs / Day x Prix par KWHrs ($ / KWh) = Coûts de fonctionnement journaliers Soudage
10,88 x 4 x 0,12578 USD = 5,47 USD

Étape # 4 - Calculez les coûts d'exploitation pendant l'inactivité
A) Vous allez maintenant calculer la consommation en veille par jour (KWh2). Pour ce faire, prenez la puissance d'entrée (KWIdle) multipliée par les heures d'inactivité par jour. (Nous supposons que dans une journée de huit heures, si le soudage est effectué quatre heures, les heures d'inactivité seront également quatre.)

KWIdle x heures d'inactivité. = Consommation en veille par jour (KWh2)
0,4 kW x 4 heures. = 1,6 KW heures


B) Maintenant, prenez la puissance d'entrée au repos (KWIdle) qui est donnée sur le transformateur de puissance en watts - dans ce cas 400 watts (ou 0,4 KW) - multipliée par les heures d'inactivité x le prix du kilowattheure de puissance.

KWidle x IdleHrs x Prix par KW Hrs = Coûts de fonctionnement journaliers en veille
0,4 kW x 4 heures. x 0,12578 USD = 0,20 USD


Étape # 5 - Calculez les coûts d'exploitation totaux
Maintenant, prenez les coûts d'exploitation quotidiens de soudage calculés à l'étape 3 et ajoutez les coûts d'exploitation quotidiens inactifs de l'étape 4 ci-dessus égale aux coûts d'exploitation quotidiens en dollars.

Coûts d'exploitation quotidiens + coûts d'exploitation quotidiens Inactivité = coûts d'exploitation quotidiens (Total $ / jour)
5,47 USD + 0,20 USD = 5,67 USD


En comparant ce nombre à un transformateur-redresseur traditionnel ou à un autre onduleur concurrent, vous pouvez facilement déterminer quelle machine permettra de réaliser des économies.

Un onduleur avec un prix catalogue de 3200 $ et une efficacité de 87% par rapport à un redresseur à transformateur traditionnel qui a un prix catalogue de 2800 $ et un taux d'efficacité de 67% permettrait d'économiser environ 300 $ en coûts de services publics sur une base annuelle. Le remboursement de la différence de prix serait alors d'un an à un an et demi.