Generaattori ja akku hitsaukseen: mitoitus, melu ja käyttö

Mikä on siirrettävä virransyöttölaite?

Siirrettävä virransyöttölaite on salkkumallinen akkupohjainen voimalaitos: litiumakku, invertteri, joka syöttää verkkovatatuista 230 V AC / 50 Hz -sähköä, sekä pistorasiat tai CEE-lähdöt koneille. Pienimmät laitteet tuottavat noin 2-4 kWh ja 3-4 kW jatkuvaa tehoa korkealla huipputeholla, kun taas suuret yksiköt ovat kooltaan 8-10 kWh ja tarjoavat 10-11 kW jatkuvaa tehoa.

Ero generaattoriin on työmaalla ratkaiseva: ei pakokaasuja, ei polttoainetta, ei käynnistysmenettelyä. Laite kytkeytyy päälle, tuottaa tasaista jännitettä ja taajuutta ja pitää alle 10 dB(A) melua – vertailun vuoksi herätyskello pitää noin 40 dB(A) ääntä.

Miksi käyttää akkua generaattorin sijasta?

Verkkolaatuinen sähkö: laadukas invertteri syöttää vakaata jännitettä ja taajuutta kuormituksesta riippumatta. Tämä on tärkeää sähköistyshitsauslaitteille ja puskuhitsauskoneille, jotka laskevat ja dokumentoivat syöttölaadun perusteella, sekä elektroniikalle, joka saattaa vikaantua epävakaasta generaattorisähköstä.

Melu ja ympäristö: laitetta voidaan käyttää sisätiloissa, asutettujen kiinteistöjen kaivannoissa, yöllä ja alueilla, joilla vaaditaan matalaa melutasoa – ilman pakokaasuja, jotka muuten pitäisi tuulettaa pois kaivannosta.

Ei polttoainelogistiikkaa: ei dieseliä tai bensiiniä työmaalla, ei polttoainekannuja autossa eikä vuotoriskiä. Lataus tapahtuu kotitalousverkosta (230 V) tai nopeammin kolmivaihevirrasta (400 V), tyypillisesti 2-5 tunnissa lataustehosta riippuen.

Huolto ja käyttö: ei öljynvaihtoja, ei sytytystulppia, ei kylmäkäynnistystä. Laite seisoo ladattuna ja on valmiina käyttöön myös pidemmän tauon jälkeen.

Generaattori: mitoita käynnistysvirran, älä tyyppikilven mukaan

Generaattorin on pystyttävä tuottamaan sekä jatkuva teho että ne virtapiikit, jotka lämmityselementti ja hydrauliikka aiheuttavat käynnistyksessä. Hyötyteho laskee, kun samaan aikaan on käynnissä muuta varustetta, ja alhaisissa lämpötiloissa sekä suurella kuormituksella se laskee entisestään.

Valitse generaattori, jossa on hyvä säätö, jos sillä käytetään ohjattua konetta tai sähköistyshitsausautomaattia. Huono säätö aiheuttaa jännitevaihteluita, jotka ohjausjärjestelmä tulkitsee virheeksi, ja hitsaus keskeytyy – usein keskellä lämmitystä.

Älä koskaan käynnistä suuria kuluttajia, kuten kompressoria tai kuumailmalaitetta, samanaikaisesti hitsauksen kanssa. Järjestä työvaiheet mieluummin peräkkäin, jotta generaattorin kuormitus pysyy tasaisena. Jos kone katkaisee jatkuvasti virran, tarkastuta se – katso huolto ja kunnossapito.

Siirrettävä tehoakku on todellinen vaihtoehto generaattorille silloin, kun tehtävä ei vaadi tehoa koko päivää: ei moottorimelua, ei pakokaasuja työmaalla eikä joutokäyntikulutusta. Edut, varaukset ja mitoitus on kuvattu alla osiossa siirrettävistä tehoakuista.

Generaattorivaatimukset puskuhitsaukselle: kW, kVA ja AVR

Puskuhitsaus asettaa generaattorille erilaiset vaatimukset kuin sähköistyshitsaus: kyseessä ei ole lyhyt virtapiikki, vaan lämmityselementti, höylä ja hydrauliikka, jotka toimivat samanaikaisesti pitkän aikaa. Generaattorin jatkuvan tehon on siksi vastattava vähintään koneen yhteenlaskettua nimellistehoa, ja siinä on oltava pelivaraa käynnistysvirralle höylän ja hydrauliikan käynnistyessä.

Teho kasvaa halkaisijan myötä. Koneiden tehot ovat tyypillisesti alkaen n. 2,65 kW (Ø160) n. 5,4 kW:iin (Ø355) 230 V:lla, ja n. 6,5 kW:sta (Ø500) aina 21-43 kW:iin suurimmissa kooissa 400 V:lla. Nyrkkisääntönä generaattorin tulisi pystyä tuottamaan noin 1,5-kertainen teho koneen nimellistehoon verrattuna, jotta käynnistysvirta ja jännitehäviö eivät aiheuta keskeytyksiä kesken liitoksen.

kVA saadaan jakamalla kW tehokerroin huomioiden, tässä laskettu arvolla 0,8: 3,65 kW vastaa n. 4,6 kVA:ta ja 11,65 kW n. 14,6 kVA:ta. Taulukon luvut on pyöristetty ylöspäin, koska generaattorin hyötyteho laskee sen lämmetessä ja koska työmaalla on harvoin käynnissä vain yhtä konetta.

Säätö on ratkaisevaa, kun koneessa on WeldControl tai CNC. Ohjausjärjestelmä valvoma syöttöjännitettä ja pysähtyy, jos se heilahtelee, joten generaattorissa on oltava AVR-säätö tai sen on oltava invertterigeneraattori puhtaalla siniaallolla. Säädytön generaattori saattaa tuottaa riittävästi tehoa ja silti keskeyttää hitsauksen lämmityksen aikana. Manuaalisille ja mekaanisille koneille vaatimukset ovat lievemmät, mutta vakaa jännite takaa silti tasaisemman hitsaustapahtuman.

Sähköistyshitsauksen vaatimukset ovat pienemmät ja ne löytyvät kohdasta sähköistyshitsauslaitteiden generaattorivaatimukset, jossa voit myös laskea todellisen muhvikoon. Jos konetta on tarkoitus käyttää generaattorilla koko päivä, tarkista myös polttoaine, maadoitus ja että kaapeli on kelattu kokonaan auki ennen pistokkeen kytkemistä.

Siirrettävät tehoakut: virtaa ilman generaattorin melua

Siirrettävä tehoakku on akku, jossa on sisäänrakennettu invertteri, joka syöttää 230 V – ja suuremmissa malleissa myös 400 V – hitsauskoneelle. Se korvaa generaattorin työmailla, joissa ei ole sähköä ja joissa ei ole tilaa tai halua moottorille, joka käy koko päivän.

Selvin etu on ääni. Generaattori käy myös silloin, kun ei hitsata, ja hiljaisella pientakakadulla, jätevedenpuhdistamolla tai asuinalueella naapurit ja viranomaiset kiinnittävät huomiota juuri tähän meluun. Tehoakun kanssa voit kuulla lintujen laulun liitosten välissä ja voit puhua normaalisti kollegoiden tai puhelimen kanssa ilman huutamista. Tämä tekee myös työpäivistä lyhyempiä, kun melu ei kuluta viestintää ja keskittymistä.

Ympäristön kannalta saavutetaan kaksi hyötyä: ei pakokaasuja työmaalla eikä joutokäyntikulutusta. Generaattori polttaa polttoainetta riippumatta siitä, hitsataanko vai ei, ja pakokaasut on pidettävä poissa kaivannoista, kellareista ja suljetuista tiloista, joihin hiilidioksidi voi kerääntyä. Tehoakku ei päästä mitään käytön aikana ja se voidaan ladata verkosta tai varikoiden ja varastojen aurinkopaneeleilla.

Taloudellisesti laskelma on tehtävä työtä kohti: tehoakku maksaa hankinnassa enemmän kuin vastaava generaattori, mutta vastapainona ei ole polttoainekuluja, ei öljy- ja suodatinvaihtoja ja huoltotarve on paljon vähäisempi. Toistuvissa kaupunkitehtävissä, joissa generaattori muuten kävisi joutokäynnillä suurimman osan päivästä, ero maksaa itsensä usein takaisin. Jos suuria halkaisijoita on hitsattava koko päivä, generaattori tai kiinteä syöttö on edelleen halvin per kWh.

Käytännössä mitoitus on tehtävä kahden asian mukaan: koneen tehontarve (katso yllä olevat taulukot) ja energia per liitos, eli kuinka monta hitsausta joudut tekemään yhdellä latauksella. Tarkista lisäksi, että lähtö tuottaa vakaata siniaaltoa – WeldControl ja CNC valvovat syöttöjännitettä ja pysähtyvät vaihteluihin – ja että tehoakku pystyy syöttämään käynnistysvirran höylälle ja hydrauliikalle. Kapasiteetti laskee pakkasella, joten älä jätä sitä kylmään yön yli.

Yhdistelmä toimii usein parhaiten: tehoakku pieniin ja keskisuuriin töihin kaupungissa ja generaattori tai kiinteä 400 V -liitäntä suuriin halkaisijoihin ja koko päivän kesteviin töihin. Kysy meiltä, jos haluat laskea, mikä kannattaa tyypilliseen työhösi.

Mitä akulla voidaan hitsata?

Sähköistyshitsaus: ilmeinen tehtävä. Sähköistyshitsauslaite kuluttaa tyypillisesti alle 1 kW, ja tehontarve määräytyy ennen kaikkea muhvin halkaisijan mukaan: mitä suurempi muhvi ja lyhyempi hitsausaika, sitä enemmän virtaa kuluu liitosta kohti. Pieni 2-3 kWh yksikkö muodostaa siksi pohjan monille muhveille ja koko päivän työlle. Akku pitää jännitteen vakaana koko matkan kaivantoon saakka, myös viimeiselle muhville.

Puskuhitsaus: pienempien putkien koneet (tyypillisesti enintään Ø160-Ø200) kuluttavat 1,5-3,5 kW ja niitä voidaan tyypillisesti käyttää keskisuurella virransyöttöyksiköllä. Muista tarkistaa koneen suositeltu virtalähde: jotkut koneet vaativat kolmivaihevirtaa, jolloin laitteessa on oltava 400 V -lähtö (CEE 16/5) – pienimmät laitteet syöttävät vain yksivaiheista 230 V.

Työkalut ja apulaitteet: akkujen lataus, moottorilla varustetut kaavinvälineet, pumput, valaistus ja kannettavat tietokoneet – kaikki se, mikä muuten kuormittaa generaattoria, voidaan kytkeä pistokkeisiin. Suurissa yksiköissä on tyypillisesti sekä CEE 16/3 (230 V), CEE 16/5 (400 V) että liitännät kahden samanlaisen laitteen rinnankytkennälle, jos tehoa on tuplattava.

Näin löydät oikean koon

Laske ensin teho (kW): yhtäaikaisesti toimivien laitteiden summan on oltava yksikön jatkuvan tehon alapuolella. Sähköhuippukuormat (lämmityselementin, kompressorin tai moottorin käynnistys) voivat olla moninkertaisia nimellisvirtaan nähden, joten tarkista, että myös huipputeho on riittävä.

Laske sen jälkeen energia (kWh): koneen teho kerrottuna yhteenlasketulla hitsausajalla. Esimerkki: puskuhitsauskone, jonka keskiarvo on 2 kW ja työtä tehdään 4 tuntia, kuluttaa n. 8 kWh. Pidä myös turvamarginaali – kylmä, kostea teltta ja pitkä lämmitysjakso voivat lisätä kulutusta, eikä akkua tulisi koskaan tyhjentää kokonaan.

Lataus ja logistiikka: tarkista latausteho ja -aika. 4,4 kW latausteholla 8-9 kWh yksikkö on täynnä n. 2 tunnissa kolmivaihevirrasta ja n. 5 tunnissa 230 V:sta. Pyörästö ja kahvat ovat työmaalla arvokkaita, ja kahden samanlaisen yksikön välinen rinnankytkentäkaapeli on joustava tapa hankkia lisätehoa, kun tehtävä sitä vaatii.

Tehoakku käytössä: lataus, lämpötila ja kytkentä

Latausaika on osa suunnittelua. Kompakti 230 V yksikkö ladataan tavallisesta pistorasiasta ja se on taas valmis muutaman tunnin kuluttua, kun taas 230/400 V yksikkö voidaan tyypillisesti ladata n. 8 tunnissa 230 V:lla ja parissa tunnissa 400 V:lla. Jos sen voi ladata varikon aurinkopaneeli-invertteristä, säästät verkkovirtaa ja olet valmiina aamulla.

Lämpötila asettaa rajoituksia. Useimpia yksiköitä voidaan purkaa noin -10 - -15 °C lämpötilaan asti, mutta lataus vaatii tyypillisesti pakkasetonta lämpötilaa ja kapasiteetti laskee kylmässä. Älä siis jätä laitetta kylmään yön yli, vaan ota se sisälle ladattavaksi.

Jos työ kestää yhtä latausta pidempään, kaksi yksikköä voidaan usein kytkeä rinnan antamaan sekä suuremman tehon että suuremman kapasiteetin. Se on joustava tapa kasvaa tehtävien mukana ilman generaattorin ostoa.

Turvallisuus on sisäänrakennettu: akunhallintajärjestelmä valvoo kennoja, ja laitteissa on suojaus yli- ja alilämpötilaa, ylikuormitusta ja eristysvikoja vastaan sekä hätäpysäytys. Tarkista silti kotelointiluokka, jos laitetta on tarkoitus pitää ulkona ympäri vuoden – IP65 kestää sadetta ja pölyä, kun taas IP54 on tarkoitettu kevyempään ulkokäyttöön.

Käyttö ja turvallisuus

Työlämpötila: useimpia laitteita saa käyttää n. 0 °C ja 40-45 °C välillä. Talviolosuhteissa akku on säilytettävä ja ladattava pakkasettomassa paikassa, ja alhaiset lämpötilat heikentävät suorituskykyä – suunnittele kulutus tämän mukaan.

Kotelointi ja suojaus: etsi vähintään IP54-luokka, jotta sade ja lika eivät tuhoa laitetta kaivannossa. Älä aseta laitetta kaivantoon – pidä se kuivalla alustalla kaivantojen yläpuolella.

Sähköturvallisuus: käytä edelleen vikavirtasuojattuja (RCD) jakokeskuksia ja tarkkaile vaurioituneita kaapeleita kuten muunkin virransyötön yhteydessä. Virransyöttölaite ei korvaa työmaan sähkömääräyksiä, se vain korvaa generaattorin.

Lyhyesti yhteenvetona

Siirrettävä virransyöttölaite antaa hitsaustiimille verkkolaatuista sähköä ilman generaattorin melua, polttoainetta tai huoltoa. Sähköistyshitsaukseen se on erinomainen valinta, ja pienempien putkien puskuhitsauksessa se voi korvata generaattorin kokonaan. Valitse jatkuvan tehon, huipputehon, kWh:n ja latausajan mukaan, ja muista, että laitetta on voitava käyttää siinä ilmastossa, jossa työskentelet.