เครื่องเชื่อมประสิทธิภาพสูง 
(High  Efficiency  Welding Machine )

                งานเชื่อมไฟฟ้า นับว่าเป็นหัวใจของงานซ่อมบำรุง และงานผลิตเลยก็ว่าได้ เพราะไม่ว่าไปทางไหนก็ตาม จะได้เห็นว่าเครื่องเชื่อมไฟฟ้ามีใช้อยู่แทบทุกสถานประกอบการ โรงงาน ห้างร้าน และสถานศึกษา เครื่องเชื่อมไฟฟ้ามีอยู่หลายชนิด เช่น แบบมือหมุน แบบ Multi Point Switch แบบ Thyrister และเทคโนโลยีล่าสุดจะเป็นแบบ Inverter

เครื่องเชื่อมแบบเดิม (มือหมุน)
     ทำงานด้วยความถี่ 50 Hz  แกนหม้อแปลงเป็นเหล็กปรับกระแสไฟออกด้วยการปรับทิศทางความเข็มของสนามแม่เหล็ก เครื่องเชื่อมเทคโนโลยีนี้ผลิตกันมากที่สุดในประเทศไทย และมีใช้กันมากที่สุด คือ มีมากกว่าร้อยละ 80 ของเครื่องเชื่อมทั้งหมด ในแง่ของการใช้พลังงานแล้ว มีประสิทธิภาพต่ำ และไม่สามารถควบคุมกระแสเชื่อมได้อย่างแม่นยำซึ่งจำเป็นต้องทดแทนด้วยเครื่องเชื่อมที่มีประสิทธิภาพสูงกว่าให้เร็วที่สุด

        ปัญหาใหญ่ของการใช้ และมีเครื่องเชื่อมไฟฟ้าไว้ในครอบครอง คือ เครื่องเชื่อมจะกินพลังงานไฟฟ้าเป็นจำนวนมหาศาลตัวอย่างเช่นถ้าใช้เครื่องเชื่อมไฟฟ้า แบบมือหมุน (Stray Field) จำนวน 100 เครื่อง กระแสเชื่อมที่ 120 แอมป์ สำหรับลวดเชื่อม เตรียมงาน 4 ชั่วโมง

ข้อมูลจากการตรวจวัด และ Name Plate ของเครื่องเชื่อมไฟฟ้าแบบมือหมุน

กระแสไฟฟ้าเข้า (220 โวลท์) ขณะเชื่อม 45 แอม์
กระแสไฟฟ้าเข้า (220 โวลท์) ขณะเตรียมงาน 7 แอมป์
PF (Power Factor) 0.7
ประสิทธิภาพ % ไม่ระบุ

ในการเปรียบเทียบค่าความสูญเสียพลังงานในตัวเครื่องเชื่อมไฟฟ้าแบบมือหมุนและแบบอินเวอร์เตอร์นั้น จะเห็นได้ว่าเครื่องเชื่อมไฟฟ้าแบบมือหมุนและแบบอินเวอร์เตอร์นั้น จะเห็นได้ว่าเครื่องเชื่อมแบบอินเวอร์เตอร์มีประสิทธิภาพด้านการใช้พลังงานสูงกว่ามีพลังงานสูญเสียน้อย ความร้อนต่ำ จึงต้องการระบบระบายความร้อนขนาดเล็ก

ความเร็วในการตอบสนองต่อการอาร์ค ในการอาร์คจริงต้องการตอบสนองเร็วกว่า 1/50 วินาที เช่น 1/300, 1/500 วินาที ซึ่งความเร็วขนาดนี้ เครื่องเชื่อมไฟฟ้าแบบมือหมุนไม่สามารถให้การตอบสนองได้ ดังนั้นเครื่องเชื่อมแบบอินเวอร์เตอร์จะเชื่อมได้นิ่มนวลมาก เมื่อใช้ลวดเชื่อมชนิดต่าง ๆ

จะเกิดอะไรขึ้น เมื่อใช้เครื่องเชื่อมแบบอินเวอร์เตอร์ จำนวน 100 เครื่อง กระแสไฟฟ้าขณะเชื่อมที่ 120 แอมป์ สำหรับลวดเชื่อม 3.2 มม  ใช้เชื่อมงานวันละ 8 ชั่วโมง แบ่งเป็นเชื่อมงาน 4 ชั่วโมงเตรียมงาน 4 ชั่วโมง โดยเปิดเครื่องเชื่อมทิ้งไว้จากข้อมูลที่มีอยู่เราสามารถนำมาคำนวณหาพลังงานที่สูญเสียได้ดังนี้

 
พลังงานไฟฟ้าที่ใช้   P   =  N  x  V  x  I  x  PF/ 1000  กิโลวัตต์
      N  =  จำนวนเครื่องเชื่อม  100  เครื่อง
      V  =  แรงเคลื่อน (โวลท์)  220 โวลท์
         I  =  กระแสไฟฟ้าขณะเชื่อม (แอมป์) 120 แอมป์
พลังงานไฟฟ้าที่ใช้ในขณะเชื่อม P   =  (100 x  220  x  45  x  0.7)/ 1000  กิโลวัตต์
      =    693   กิโลวัตต์
พลังงานไฟฟ้าที่ใช้ขณะเตรียมงาน P   =  (100  x  220  x  7  x  0.7)/ 1000  กิโลวัตต์
       =    107.8    กิโลวัตต์
พลังงานไฟฟ้าที่ใช้ต่อวัน(8 ชั่วโมง) =    (4 x 693)  +  (4 x 107.8)
=     3,203.2 หน่วย
                     เราจะได้เห็นว่า  การเชื่อมงานด้วยเครื่องเชื่อมไฟฟ้าแบบมือหมุนนั้นจะทำให้เสียค่าใช้จ่าย ในเรื่องของพลังงานเป็นจำนวนเงินมหาศาล ซึ่งค่าใช้จ่ายเหล่านี้จะไม่ค่อยมีใครคำนึงถึง เพราะไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า ทำให้ต้นทุนในการผลิตเพิ่มขึ้น ข้อมูลจากการตรวจวัดและ  Name Plate  ของเครื่องดื่มเชื่อมไฟฟ้าแบบอินเวอร์เทอร์
กระแสไฟฟ้าเข้า (220 โวลท์) ขณะเชื่อม 18 แอมป์
กระแสไฟฟ้าเข้า (220 โวลท์) ขณะเตรียมงาน 0.3 แอมป์
PF (Power Factor) 0.95
ประสิทธิภาพ % 85

   เครื่องเชื่อมประสิทธิภาพสูง


 รูปแสดงวงจรจ่ายไฟฟ้าเชื่อมแบบ
Primary witching Inverter

           เป็นการนำ เทคโนโลยีอินเวอร์เตอร์ พัฒนามาใช้กับเครื่องเชื่อมไฟฟ้าโดยทำให้ชุดสำหรับจ่ายไฟเชื่อมทำงานด้วยความถี่สูง 5-10 KHz  ควบคุมด้วยอิเล็กทรอนิกส์ ไฟกระแสสลับ (AC) 220 โวลท์ จะถูกแปลงเป็นกระแสไฟฟ้าตรง (DC) และจะเก็บพลังสะสมไว้ในตัวเก็บประจุ (Capacitor) ไฟกระแสตรง (DC) จะถูกป้อนเข้าสู่หม้อแปลงด้วยพัลส์ (Pulse) ความถี่สูง ใช้ทรานซิสเตอร์ทำหน้าที่แทนสวิทช์ความถี่ดังกล่าวควบคุมด้วยระบบ PWM (Pulse Width Modulator) ไฟที่ผ่านเหมือแปลงไปแล้ว จะถูกแปลงกลับเป็นกระแสไฟฟ้าตรง (DC) อีกครั้ง  และทำการกรองกระแสให้เรียบด้วยโช้ค  ปัญหาที่เกิดขึ้นจากการเชื่อมจะถูกส่งกลับมายัง PWM โดยตรง

พลังไฟฟ้า
ที่ใช้ในขณะเชื่อม

P   =  (100  x  220  x  18  x  0.95)/ 1000 กิโลวัตต์
      =   376.2      กิโลวัตต์
พลังงานไฟฟ้า
ที่ใช้ในขณะเตรียมงาน		 P   = (100  x  220  x  0.3  x  0.95) /  1000 กิโลวัตต์
     =   6.27    กิโลวัตต์
พลังงานไฟฟ้า
ที่ใช้ต่อวัน(8 ชั่วโมง) 		=  (4 x 37602)  +  (4 x 6.27)
=  1,529.88   หน่วย

ความคุ้มค่าทางเศรษฐศาสตร์
 เปรียบเทียบระหว่างเครื่องเชื่อมไฟฟ้าแบบมือหมุนกับแบบอินเวอร์เตอร์

  พลังงานที่ประหยัดได้ต่อวัน =    3203.0 – 1529.88
                                            =    1,673.32  หน่วย
  ค่าไฟฟ้าที่ประหยัดได้ต่อไป (300 วัน) 
                                             =    1673.32  x  300
                                             =    501,996   หน่วย                                              =    1,000,000  บาท/ปี

ระยะเวลาคืนทุน ประมาณ 3 ปี

คุณสมบัติของเครื่องเชื่อมประสิทธิภาพสูง


    1.       ประหยัดพลังงานไฟฟ้าได้ 50 %
     2.       น้ำหนักเบา เคลื่อนย้ายง่าย
      3.       ใช้ได้กับลวดเชื่อมทุกชนิด
      4.       ลวดเชื่อมไม่ซ๊อตติดกับชิ้นงาน
      5.       ปรับกระแสเชื่อมได้แม่นยำ เชื่อมง่าย
      6.       ไม่มีเม็ดโลหะเกาะติดชิ้นงาน ไม่ต้องเจียร์งาน
  ที่มา : เอกสารเผยแพร่ความรู้เทคโนโลยีประหยัดพลังงาน การไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย