На прикладі потужних автономних джерел для промисловості, ми розглянемо особливості роботи зварювальних інверторів від автономних джерел електроживлення і розберемося, для чого необхідний запас по потужності, при підключенні зварювального інвертора до генератора.

Все частіше на виробництві стали з'являється автономні установки, які обладнані зварювальними постами. До них можна віднести різні аварійні автомобілі, автомобілі-майстерні по ремонту і т.п. При різних пристроях на шасі цих установок встановлені коробки відбору потужності з бензиновим генератором або дизельним генератором , А так само різні споживачі, до яких відносяться - зварювальні пости (місця зварників, оснащені обладнанням, пов'язаним між собою технологічно). Найчастіше перевагу, в таких конструкціях, віддають інверторним апаратів для зварювання, через їх досить високого ККД (8-15 кВт при зварювальному струмі до 250А), невеликій масі і розмірам. Але, на жаль, чимало виробників подібних пристроїв найчастіше до їх комплектації підходять формально, обмежуючись підбіркою генератора і джерел зварювання виходячи лише з потужних характеристик. І не рідко це призводить до поломки самих генераторів і зварювальних апаратів. До подібного прикладу можна, так само віднести і пристрої робочого місця для процесу зварювання від автономного джерела в місцях непристосованих до загальної мережі.

Зауважимо, що при роботі інверторів зварювальних від електромашинних автономних джерел електроживлення важливо враховувати особливості і характеристики як тих, так і інших. Так під впливом зварювального трансформатора (індуктивному навантаженні), зовнішня характеристика генератора (синхронного) має різко знижується характер, причому з падінням cos зниження напруги посилюється, це можна побачити на рисунку 1 (x> 0)

При U = 0 (короткому замиканні) все характеристики будуть перетинатися в одній точці, яка буде відповідати значенню струму 3-х фазного короткого замикання.

Так як, більшу кількість обладнання-споживачів мають індуктивно-активний характер струму, який вони споживають, то виробники генераторів вводять ще одну позитивну зворотний зв'язок струму для компенсації занепаду напруги при навантаженні. Таким чином, зі збільшенням струму при навантаженні генератор буде збільшувати напругу.

У інверторних джерел (як споживачів струму), технічно ємнісний характер системи, через це з підвищенням струму в навантаженні зростає саме напруга, а наявність зворотного позитивного зв'язку по струму, веде до ще більшого підвищення напруги. У зв'язку з цим, результатом може бути поломка інвертора або вихід з ладу генератора через перенапруження.

Структура (схематично) типового зварювального інверторного джерела зображена на рисунку 2.

3-х фазна напруга випрямляється некерованими випрямлячами В і його згладжує ємнісний фільтр CФ. Інвертор І перетворює постійну напругу в підвищеної частоти змінне, яке знижується трансформатором і випрямляється некерованими випрямлячами, а далі, через фільтр (індуктивний) Lф надходить в навантаження RН.

Далі, на рисунку 3 представлені осцилограми напруги (лінійного) на вході нескладного джерела інверторного типу (зварювальний струм 150А) при його живленні від генератора (синхронного) з потужністю в 30 кВт. Ємність конденсаторного фільтра CФ буде дорівнює 40 mkФ (микрофарад, в них вимірюють ємність у конденсаторів).

З графіка видно, що на кривій напруги (лінійного) маємо сильно спотворені, а амплітуда близько 700В. Зниження ємності фільтра в 3,5 - 4 рази знижує амплітуду напруги на 90В (до 610В), але в отриманої кривої утворюється високочастотна складова, яка дорівнює інвертованою частоті, що вельми не бажано може нашкодити зварювального инвертору.

При зростанні споживаного струму робоче значення генератора і його напруга зростає, важливо, що приріст його напруги буде залежати від співвідношення номінальної і споживаної потужності генератора.

Так при приєднанні і харчуванні, чотирьох звичайних інверторів з потужністю споживання в 35 кВт, до генератора з номінальною потужністю в 100 кВт і номінальним струмом 180А, напруга складе 10В, а при підключенні такої ж кількості апаратів інверторів до генератора з потужністю 60 кВт складе 40 В , при цьому амплітуда і значення лінійної напруги зросте з 540 до 695 В. А синхронний генератор в 30 кВт допустить нормальну роботу лише одного звичайного апарату інверторного типу без прийняття додаткових заходів.

Тому більшість виробників інверторних зварювальних джерел вказують в інструкціях, що сума споживаної потужності не повинна буде перевищувати 50% номінальної потужності генератора (джерела живлення). У зв'язку з цим виникає потреба замовляти і використовувати генератори, серійно випускаються, з подвійним запасом потужності, або використовувати генератори з адаптованими коректорами напруги для роботи з ємнісне-активним навантаженням або пристосовувати зварювальні інвертори для нормальної експлуатації і роботи самим.

Відзначимо, що перші два шляхи потребують більш значних грошових витрат, другий веде до великих витрат часу. Давайте ж розглянемо кілька розумних варіантів вирішення даної проблеми.

• Підключення додаткових апаратів або устаткування потужністю в 4 кВт знизить збільшення напруги генератора з потужністю 100 кВт на 4В, а при харчуванні від генератора на 60 кВт на 74В. При цьому бажано організувати роботу додатково під'єднаних апаратів зі стійкою навантаженням і споживанням електроенергії від генератора безперервно, для того, що б уникнути стрибків в напрузі.
• Зниження напруги при холостому ході генератора з 380 до 345-360В і підвищення до 52 Гц частоти дозволить забезпечити нормальну стійку роботу від генератора потужністю в 60 кВт, тому що його лінійна напруга зросте до властивих йому 380В. Це рішення для генераторів з потужністю від 60 кВт.
• Включення індуктивності послідовно в кожен шнур або збільшення в ємнісному розмірі Сф дозволить забезпечити роботу 2-х джерел зі споживанням 10-15 кВт від генератора потужністю в 30 кВт. Такий варіант вимагає втручання в зварювальне джерело і вбудовування додаткових фільтрів.
• Іноді необхідно модернізувати регулятори напруги генератора (блок коригування напруги), так як при ручного дугового зварювання можуть виникати низько частотні коливання напруги, при цих коливаннях миттєві значення напруги генератора, зможуть перевищити допустиме значення напруги для даного типу інвертора.
• Якщо, використовувати в инвертор LC-фільтр замість ємнісного, то це сприятливо позначиться на роботі генератора. Ці заходи дозволяють виключити перенапруження і використовувати генератор на повну потужність.