A hegesztő egyenirányítók osztályozása és berendezése
A hegesztő egyenirányító az egyenáram forrása. A hegesztő egyenirányító tartalmaz teljesítmény transzformátor, félvezető szelepek és hegesztőáram-szabályozó berendezés ellátása.
A gyártott hegesztő egyenirányítók osztályozása az áramforrás három fő funkciója közül a második (égetés, szabályozás, átalakítás) szerint. Az összes hegesztő egyenirányító a hegesztőáram beállításának módja szerint transzformátorvezérlésű, tirisztoros és telítő fojtótekercsekre osztható.
A transzformátorszabályozású egyenirányítók 3 fázisú transzformátorokkal rendelkeznek, ellentétben a hegesztő transzformátorokkal, amelyek egyfázisúak.
A lépésszabályozás csillag-delta kapcsolással történik, ami 3-szoros áramváltozást okoz. (Nagyobb áram a delta-deltával, mint a csillaggal.)
A hegesztő transzformátorokkal ellentétben még a legegyszerűbb egyenirányítók is tartalmaznak előtétet és védőberendezéseket, amelyek megvédik a szelepeket a túláramtól és a hűtési zavaroktól (ventilátor relé vagy víznyomás kapcsoló).
Ehhez az áramforrásnak tápkapcsolóval kell rendelkeznie, kézi vezérlése a START és STOP gombokkal történik. A VD-306 egyenirányítónál: elektromágneses áram elleni védelem, amely a megengedett áram 1,5-szeres túllépése esetén aktiválódik.
Rizs. 1. VD-306 hegesztő egyenirányító
A következő elemek különböztethetők meg bármely hegesztő egyenirányítóban: egy lecsökkentő teljesítménytranszformátor és egy egyenirányító. A hegesztő egyenirányítókban használt transzformátorok kissé eltérnek az itt leírtaktól - A hegesztő transzformátorok osztályozása és berendezése.
A fő különbség az, hogy a hegesztő egyenirányító transzformátorok háromfázisúak. Ez nemcsak az elektromos hálózat fázisainak egyenletes terhelését biztosítja, hanem az egyenirányított áram hullámzását is csökkenti.
A hegesztő egyenirányító gyakori eleme a fojtó... Ha az elektródatartó és az egyenirányító blokk között helyezkedik el (a hegesztőkör azon szakaszában, ahol az egyenáram folyik), akkor ez arra szolgál, hogy korlátozza az elektróda tartójának növekedési sebességét. rövidzárlati áram, azaz van. a hegesztési fröcskölés csökkentésére.
Ha a fojtó a teljesítménytranszformátor és az egyenirányító blokk között található (a hegesztőkör azon szakaszában, ahol a váltakozó áram folyik), akkor a hegesztőáram vagy a kimeneti feszültség szabályozására szolgál.
Az egyenirányító blokkokat ebből állítják össze teljesítmény diódák. Ellentétben az elektromos áramvezetőkkel, amelyek mindkét irányban egyformán jól vezetik az áramot, a diódák csak egy irányba vezetik az áramot. Lehetetlen szabályozni az áramerősséget diódával.
A diódák mellett hegesztő egyenirányítókat is használnak tirisztorok… Tirisztor segítségével szabályozhatja az áramot. A szabályozási lehetőségek azonban korlátozottak. A tirisztort nem lehet kikapcsolni, amíg a fő elektródák feszültsége nullára nem csökken. Ezért a tirisztorokat "nem teljesen szabályozható félvezetőknek" nevezik. A teljesen vezérelhető félvezetők tranzisztorok (triódák), de hegesztési forrásokban való felhasználásuk korlátozott.
A félvezető elemeket védeni kell a túlmelegedéstől. Ezért a diódákat és a tirisztorokat olyan radiátorokban helyezik el, amelyeket a ventilátorból kiáramló levegő hűtésre kényszerít.
A hegesztőláncokban köszönhetően Az önindukció EMF néha feszültségcsúcsok (túlfeszültségek) lépnek fel, amelyek a félvezető megfordítását okozhatják. Ennek megakadályozására a félvezetők áthidalják az R-t — Az áramkörrel... Amikor a félvezető kapcsain megnövekedett feszültség jelenik meg, a kondenzátor feltöltődik, majd a félvezetőn keresztül előrefelé kisüt.
Rizs. 2. Félvezető védőáramkör induktív feszültség ellen
A hegesztő egyenirányítókban a félvezető elemeket különféle áramkörök formájában szerelik össze. 1- és 3-fázisú korrekcióra oszlik.
Egyfázisú korrekciós áramkörök Olyan vezérlőáramkörökben használatosak, ahol alacsony a teljesítményfelvétel, ezért a simító kapacitív szűrők segítségével állandó közeli feszültséget lehet elérni a kimeneten.
Háromfázisú egyenirányító áramkörök
Általában hegesztő egyenirányítókat használnak háromfázisú egyenirányító áramkörökamelyek az egyfázisú áramkörökhöz képest lényegesen kisebb egyenirányított áram hullámzást biztosítanak.
Háromfázisú Larionov egyenirányító híd áramkör
A háromfázisú egyenirányítókban a diódablokkokat leggyakrabban hídáramkörben valósítják meg. Ebben az esetben az egyenirányított feszültség hullámzása 300 Hz.
Rizs. 3. Larionov háromfázisú híd egyenirányító áramköre (a), fázis és egyenirányított feszültség (b)
Áramköri működés: A legnagyobb fázispotenciállal rendelkező szelepek az anódcsoporthoz és fordítva a katódcsoporthoz csatlakoznak. A szelepek mindig nyitva vannak, a legnagyobb pozitív és legnagyobb negatív potenciállal rendelkező fázisokhoz kapcsolódnak. Ezenkívül egy csoport minden szelepe az időszak egyharmadában sorba kapcsolva működik egy másik csoport két szelepével.
A hegesztőberendezésekben ezt a sémát szinte minden egyenirányítóban használják kézi ívhegesztéshez, legfeljebb 500 A névleges áramerősséggel.
Gyűrűs háromfázisú egyenirányító áramkör
A megvalósításhoz az egyenirányító transzformátornak két azonos szekunder tekercskészlettel kell rendelkeznie, amelyek egy csillaghoz vannak csatlakoztatva, és a hálózati frekvencia periódusának felével kell bekapcsolni. Ebben az esetben az egyenirányított feszültség hullámzása 300 Hz.
Rizs. 4. Gyűrűs háromfázisú egyenirányító áramkör
Áramkör működése: Ebben az áramkörben, amikor a szelep be van kapcsolva, az egyenirányító áramkör két tekercsének egyike is bekapcsolódik.Ezenkívül egy csoport minden tekercse az időszak egyharmadában sorba kapcsolva működik egy másik csoport két tekercsével.
Ennek az egyenirányító áramkörnek a fő hátránya, hogy bonyolultabb és drágább transzformátort igényel, amelyet az áram egyenáram-komponensének eltérése figyelembevételével terveztek.
Hatfázisú egyenirányító áramkör kiegyenlítő reaktorral
Megvalósításához az egyenirányító transzformátornak két azonos szekunder tekercscsoporttal kell rendelkeznie, amelyeket csillagba kell kötni, és a hálózati frekvencia periódusának felével kell bekapcsolni. Ezenkívül a két fázis párhuzamos működésének biztosításához a terhelésen egy kiegyenlítő reaktor szükséges - szimmetrikus fojtó.
Hatfázisú egyenirányító áramkör túlfeszültség reaktorral
Áramkör működése: Minden csillagnál a legnagyobb pozitív fázispotenciállal rendelkező szelepek kapcsolódnak be, hasonlóan a háromfázisú nulla áramkörhöz. Kiegyenlítő reaktor nélkül hatfázisú egyenirányítás érhető el minden fázis és egy 1/6 periódusú szelep működtetésével.
Rizs. 5. Hatfázisú egyenirányító áramkör kiegyenlítő reaktorral
Ezt a sémát nagy teljesítményű (1000 A és több) egyenirányítókban használják, főleg alacsony feszültségű tápellátáshoz.
Ennek az egyenirányító áramkörnek a fő hátránya, hogy bonyolultabb és drágább transzformátort igényel, amelyet az áram egyenáram-komponensének eltérését figyelembe véve tervezték, valamint egy további fojtótekercset.
Hegesztő egyenirányítók transzformátoros szabályozással
A hegesztő egyenirányítók lelógási karakterisztikáját különböző módokon érjük el.A legegyszerűbb, ha a hegesztő egyenirányítót lelógó karakterisztikus teljesítménytranszformátorral látjuk el.A VD-306 hegesztő egyenirányítót ennek az elvnek megfelelően tervezték.
Rizs. 6. Transzformátorral vezérelt hegesztő egyenirányító fokozott diszperzióval: a, b — elektromos áramkörök, c, d — transzformátor felépítése.
Tartalmaz egy transzformátort mozgatható tekercseléssel vagy sönttel, egy egyenirányítót és egy indításvédelmet. A durva áramszabályozás a primer és szekunder tekercsek egyidejű átkapcsolásával történik a «csillag» (λ / λ) «delta» áramkörbe (∆ / ∆). Az első esetben kis áramok fokozatát állítják be, a másodikban pedig nagyokat. Minden szakaszon belül az áram zökkenőmentes beállítását hajtják végre az elsődleges és a szekunder tekercs közötti távolság megváltoztatásával.
Az egyenirányító blokk szilíciumdiódákra van felszerelve, amelyeket ventilátor kényszerhűt. Az egyenirányító be- és kikapcsol. mágneses indító.
A védőfelszerelés nem teszi lehetővé az egyenirányító bekapcsolását, ha a diódákhoz nem jut levegő, valamint ha valamelyik dióda nem működik, vagy a doboz hálózati feszültsége megszakad. A leírt indításgátló berendezés hagyományos hegesztő egyenirányítóknál.
A szóban forgó típusú hegesztő egyenirányítók könnyen gyárthatók és működtethetők. Hátrányuk az üzemmód stabilizálásának hiánya a hálózati feszültség megváltozásakor és a távvezérlés lehetetlensége.
Rizs. 7. A VD-306 hegesztő egyenirányító elektromos sematikus rajza
Rizs. 8. A VD-313 hegesztő egyenirányító elektromos sematikus rajza
Hegesztő egyenirányítók tirisztoros vezérléssel
A tirisztoros egyenirányítók a transzformátoron és a szelepblokkon kívül szűrőfojtót is tartalmaznak a tápáramkörben, valamint érzékelőket és elektronikus blokkokat a vezérlőrendszerben.
Rizs. 9. A tirisztoros hegesztő egyenirányítók vázlatai: a — háromfázisú híddal, b — hatfázisú kiegyenlítő fojtással, c — gyűrűs egyenirányító áramkörrel
Telítési fojtóval állítható hegesztő egyenirányítók
A telített fojtótekercseket a hegesztő egyenirányítók lelógási jellemzőinek elérésére is használják. A teljesítménytranszformátor és az egyenirányító egység közé induktív reaktáns fojtótekercs kerül. Az egyenirányítóban lévő teljesítménytranszformátor merev külső karakterisztikával rendelkezik. Az egyenirányító lelógó karakterisztikáját az induktor induktív ellenállása biztosítja.
Többállomásos hegesztő egyenirányítók
A merev külső jellemzőkkel rendelkező hegesztő egyenirányítókat többállomásos hegesztéshez használják - félautomata és kézi. Az első esetben lehetőséget biztosítanak a kimeneti feszültség beállítására, a másodikban pedig nem. Így a többállomásos hegesztő egyenirányító a legegyszerűbb kialakítású.