Eficiencia energética: fuente de alimentación del inversor

Las ventajas de las unidades de soldadura con inversor sobre los transformadores-rectificadores tradicionales son muchas. Los inversores son más portátiles y livianos, lo que los hace más fáciles de maniobrar en el lugar de trabajo. Además, los inversores ofrecen capacidades de soldadura multiproceso de alta calidad para que una máquina pueda manejar Stick, MIG, TIG, FCAW, ranurado por arco e incluso pulsación. Y lo que es aún más importante, los inversores aprovechan la tecnología Waveform Control Technology ™ de Lincoln para ofrecer un mayor control de las variables del arco y ajustar automáticamente el arco para crear la mejor soldadura posible, controlando problemas como las quemaduras.

Pero, ¿sabía que usar un inversor también puede ahorrarle dinero en costos de energía en comparación con una fuente de energía de tipo tradicional? Cada año se consumen alrededor de $ 15 millones en electricidad en los EE. UU. Y $ 99 millones en todo el mundo para soldadura. Para aumentar la eficiencia y reducir el dinero que su empresa gasta en electricidad relacionada con la soldadura, un inversor es una opción atractiva. De hecho, debido a su eficiencia, estas máquinas pueden proporcionar ahorros sustanciales en los costos de servicios públicos.

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Pero, ¿cómo puede un cambio a un inversor ahorrar en consumo de energía? En el diseño de soldadores con inversor, como el Invertec® V350 Pro de Lincoln, los núcleos del transformador, los devanados del transformador y los componentes de conmutación electrónica de potencia se eligen cuidadosamente para minimizar las pérdidas operativas. Aquí hay algunas otras razones por las que los inversores ahorran en costos de energía:

Se obtienen mayores eficiencias del transformador mediante el uso de núcleos de ferrita en el transformador de potencia del inversor. Esto reduce las pérdidas de corriente que resultan en corrientes inactivas más bajas en los conductores de suministro.

  • Las bobinas del transformador inversor son físicamente más pequeñas que los transformadores comunes. Una bobina más pequeña se traduce en menos alambre enrollado alrededor del núcleo, menos alambre
    significa menos pérdidas y mayor eficiencia
  • Los componentes electrónicos de potencia del inversor se han diseñado cuidadosamente para reducir las pérdidas y prolongar la vida útil.
  • Muchos inversores, como el Invertec V350 Pro de Lincoln, utilizan un conductor de cobre. El cobre tiene una conductividad térmica y eléctrica más alta en comparación con el aluminio,
    que minimizará las pérdidas y maximizará la eficiencia
  • Al operar a frecuencias más altas que las soldadoras convencionales, los inversores requieren menos inductancia de salida para un funcionamiento suave. La energía necesaria para la soldadura con electrodo revestido o para los procesos de soldadura de transferencia globular se almacena en condensadores que permiten reactancias de salida más pequeñas.
  • El diseño compacto y el tamaño físico relativamente pequeño de una soldadora inverter significa conductores y cables más cortos (o incluso conexiones directas) entre la energía
    componentes. Las trayectorias de corriente más cortas se traducen en resistencias más bajas y mejores eficiencias
  • Debido a que el inversor está diseñado para tener inherentemente bajas pérdidas, se requieren ventiladores de enfriamiento más pequeños. Esto significa que se necesita menos energía para mover el aire de enfriamiento y, nuevamente, una mayor eficiencia.
  • El tamaño más pequeño de los componentes dentro de la máquina inversora se traduce en menos calor para disipar y nuevamente, mayor eficiencia.

¿Cómo se puede calcular cómo un inversor puede ahorrarle dinero en comparación con un transformador rectificador tradicional y qué inversor es el mejor para generar eficiencias energéticas? Use la hoja de trabajo a continuación para hacer esa evaluación.

Paso #1 - Calcular la potencia de salida
Primero mire su máquina para determinar el voltaje de salida (Vout) que se da como voltios en su máquina. En nuestro ejemplo, esto es 32v. Luego multiplique eso por la corriente de salida (Iout), que se encuentra en su máquina en amperios. En este caso, los amperios se dan como 300.

Vout x Iout = Potencia de salida (Wout) en vatios
32v x 300 amperios = 9600 vatios O 9,6 KW (1000 vatios = 1 KW)

Paso #2 - Calcule la potencia de entrada
Ahora tome la potencia de salida de arriba (KWout) y divida por la eficiencia (Eff). La eficiencia viene dada por el fabricante de la máquina. Calcular esto le dará la potencia de entrada en kilovatios.

KWout ÷ Eff = Potencia de entrada en kilovatios (KWin)
9,6 KW ÷ 88,2% (o 0,882) = 10,88 KW

Paso # 3 - Calcule los costos operativos durante la soldadura
A) A continuación, calculará los kilovatios hora utilizados en un día (KWh1 / día) al multiplicar la potencia de entrada calculada en el Paso 2 (KWin) por las horas por día que la máquina funciona (para nuestro ejemplo, asumiremos la soldadura se realiza cuatro horas al día).

KWin x # Hrs / Day = Kilovatios hora usados en un día (KWh1 / día)
10.88 KW x 4 Hrs. = 43,52 KWHrs / día

B) Ahora tome su potencia de entrada calculada (KWin) multiplicada por el número de horas por día que funciona la máquina multiplicado por el precio por KW hora de la potencia. Nota: el precio de la energía se calcula en $ 0.12578, que es el promedio de la industria.

KWin x # Hrs / Día x Precio por KWHrs ($ / KWh) = Costos operativos diarios de soldadura
10,88 x 4 x $ 0,12578 = $ 5,47

Paso #4 - Calcule los costos operativos durante la inactividad
A) Ahora calculará el consumo inactivo por día (KWh2). Para hacer esto, tome la potencia de entrada (KWIdle) multiplicada por las horas de inactividad por día. (Suponemos que en un día de ocho horas, si la soldadura se realiza cuatro horas, las horas de inactividad también serán cuatro).

KW Inactivo x Inactivo Hrs. = Consumo inactivo por día (KWh2)
0.4 KW x 4 Hrs. = 1,6 KW horas

B) Ahora tome la potencia de entrada inactiva (KWIdle) que se da en el transformador de potencia en vatios, en este caso 400 vatios (o 0,4 KW), multiplicada por las horas de inactividad x el precio por kilovatio hora de energía.

KWidle x IdleHrs x Precio por KW Hrs = Costos operativos diarios inactivo
0.4 KW x 4 Hrs. x $ 0.12578 = $ 0.20

Paso #5 - Calcule los costos operativos totales
Ahora tome los costos operativos diarios de soldadura calculados en el Paso # 3 y agregue los costos operativos diarios inactivos del Paso # 4 anterior que es igual a los costos operativos diarios en dólares.

Costos operativos diarios + Costos operativos diarios Inactivo = Costos operativos diarios (Total $ / día)
$ 5.47 + $ 0.20 = $ 5.67

Al comparar este número con un transformador-rectificador tradicional u otro inversor de la competencia, puede saber fácilmente qué máquina proporcionará el ahorro de costes.

Un inversor con un precio de lista de $ 3200 y una eficiencia del 87 por ciento en comparación con un rectificador de transformador tradicional que tiene un precio de lista de $ 2800 y una tasa de eficiencia del 67 por ciento ahorraría aproximadamente $ 300 en costos de servicios públicos anualmente. La recuperación de la inversión por la diferencia de precio sería de uno a un año y medio.