Podjela i uređaj zavarivačkih ispravljača

Zavarivački ispravljač je izvor istosmjerne struje zavarivanja. Zavarivački ispravljač sadrži energetski transformator, dovod poluvodičkih ventila i uređaja za kontrolu struje zavarivanja.

Klasifikacija zavarivačkih ispravljača proizvedenih prema drugoj od tri glavne funkcije izvora energije (izgaranje, regulacija, transformacija). Svi zavarivački ispravljači, prema načinu podešavanja struje zavarivanja, mogu se podijeliti na transformatorski upravljane, tiristorske i zasićene prigušnice.

Transformatorski regulirani ispravljači imaju 3-fazne transformatore, za razliku od transformatora za zavarivanje koji su jednofazni.

Koračna regulacija se vrši preklapanjem zvijezda-trokut, što uzrokuje promjenu struje 3 puta. (veća struja s delta-delta nego zvijezda-zvijezda.)

Za razliku od transformatora za zavarivanje, čak i najjednostavniji ispravljači sadrže prigušnice i zaštitnu opremu za zaštitu ventila od prekomjerne struje i smetnji hlađenja (relej ventilatora ili presostat vode).

Da biste to učinili, izvor napajanja mora imati kontaktor napajanja, njime se ručno upravlja tipkama START i STOP. Za ispravljač VD-306: zaštita od elektromagnetske struje koja se aktivira kada je dopuštena struja prekoračena 1,5 puta.

Riža. 1. Ispravljač za zavarivanje VD-306

U bilo kojem ispravljaču za zavarivanje mogu se razlikovati sljedeći elementi: silazni energetski transformator i ispravljač. Transformatori koji se koriste u ispravljačima za zavarivanje malo su drugačiji od ovdje opisanih — Podjela i uređaj transformatora za zavarivanje.

Glavna razlika je u tome što su zavarivački ispravljački transformatori trofazni. Ovo ne samo da osigurava ravnomjerno opterećenje faza mreže, već i smanjuje valovitost u ispravljenoj struji.

Uobičajeni element zavarivačkog ispravljača je prigušnica... Ako se nalazi između držača elektrode i ispravljačkog bloka (u dijelu kruga zavarivanja gdje teče istosmjerna struja), tada služi za ograničavanje brzine porasta struja kratkog spoja, tj. je. kako bi se smanjilo prskanje pri zavarivanju.

Ako se prigušnica nalazi između energetskog transformatora i bloka ispravljača (u dijelu kruga zavarivanja gdje teče izmjenična struja), služi za regulaciju struje zavarivanja ili izlaznog napona.

Blokovi ispravljača sastavljeni su od energetske diode. Za razliku od vodiča električne struje, koji podjednako dobro provode struju u oba smjera, diode propuštaju struju samo u jednom smjeru. Nemoguće je kontrolirati količinu struje pomoću diode.

Osim dioda, koriste se i ispravljači za zavarivanje tiristori… Pomoću tiristora možete kontrolirati struju. Međutim, mogućnosti kontrole su ograničene. Tiristor se ne može isključiti prije nego što napon na glavnim elektrodama padne na nulu. Stoga se tiristori nazivaju "neupravljivim poluvodičima". Potpuno upravljivi poluvodiči su tranzistori (triode), ali je njihova upotreba u izvorima za zavarivanje ograničena.

Poluvodički elementi moraju biti zaštićeni od pregrijavanja. Zbog toga se diode i tiristori postavljaju u radijatore koji se prisilno hlade strujanjem zraka iz ventilatora.

U zavarivanju lanaca zahvaljujući EMF samoindukcije ponekad se javljaju skokovi napona (prenaponi) koji mogu uzrokovati preokret poluvodiča. Da bi se to spriječilo, poluvodiči premošćuju R — S krugom... Kada se na stezaljkama poluvodiča pojavi povećani napon, kondenzator se puni, a zatim prazni kroz poluvodič u smjeru naprijed.

Riža. 2. Poluvodički zaštitni krug protiv induktivnog napona

U zavarivačkim ispravljačima poluvodički elementi se sastavljaju u obliku različitih krugova. Dijeli se na 1- i 3-faznu korekciju.

Jednofazni krugovi korekcije Koriste se u upravljačkim krugovima gdje je potrošnja energije niska, stoga je uz pomoć kapacitivnih filtara za izglađivanje moguće dobiti napon blizu konstante na izlazu.

Trofazni ispravljački krugovi

Zavarivački ispravljači obično koriste trofazni ispravljački krugovikoji daju značajno nižu valovitost ispravljene struje u usporedbi s jednofaznim krugovima.

Trofazni Larionov ispravljački mostni krug

U trofaznim ispravljačima diodni blokovi najčešće su izvedeni u mosnom krugu. U ovom slučaju valovitost ispravljenog napona iznosi 300 Hz.

Riža. 3. Larionov trofazni mosni ispravljački krug (a), faza i ispravljeni napon (b)

Rad u strujnom krugu: Ventili s najvećim faznim potencijalom spojeni su na anodnu skupinu i obrnuto na katodnu skupinu. Ventili su cijelo vrijeme otvoreni, spojeni na faze s najvećim pozitivnim i najvećim negativnim potencijalom. Osim toga, svaki ventil jedne skupine tijekom jedne trećine razdoblja radi u seriji s dva ventila druge skupine.

U opremi za zavarivanje ova se shema koristi u gotovo svim ispravljačima za ručno zavarivanje s nazivnom strujom do 500A.

Prstenasti trofazni ispravljački krug

Za njegovu provedbu, ispravljački transformator mora imati dva identična seta sekundarnih namota spojenih u zvijezdu i uključenih s pomakom od polovice perioda mrežne frekvencije. U ovom slučaju valovitost ispravljenog napona iznosi 300 Hz.

Riža. 4. Kružni trofazni ispravljački krug

Rad strujnog kruga: U ovom krugu, kada je ventil uključen, jedna od dvije zavojnice u krugu ispravljača također se uključuje.Osim toga, svaki svitak jedne skupine jednu trećinu razdoblja radi u seriji s dva svitka druge skupine.

Glavni nedostatak ovog kruga ispravljanja je da zahtijeva složeniji i skuplji transformator, koji je dizajniran uzimajući u obzir odstupanje istosmjerne komponente struje.

Šestofazni krug ispravljanja s reaktorom za izjednačenje

Za njegovu provedbu ispravljački transformator također mora imati dvije istovjetne skupine sekundarnih namota spojene u zvijezdu i uključene s pomakom od polovice periode mrežne frekvencije. Osim toga, kako bi se osigurao paralelni rad dviju faza u isto vrijeme na opterećenju, potreban je izjednačujući reaktor - simetrična prigušnica.

Šestofazni ispravljački krug s prenaponskom prigušnicom

Rad strujnog kruga: Za svaku zvijezdu uključeni su ventili s najvećim pozitivnim faznim potencijalom, slično trofaznom neutralnom krugu. Bez reaktora za izjednačavanje postiže se šestofazno ispravljanje s radom svake faze i 1/6 periodnim ventilom.

Riža. 5. Šestofazni ispravljački krug s reaktorom za izjednačenje

Takva se shema koristi u ispravljačima velike snage (1000 A i više), uglavnom za niskonaponsko napajanje.

Glavni nedostatak ovog kruga ispravljanja je da zahtijeva složeniji i skuplji transformator, koji je dizajniran uzimajući u obzir odstupanje istosmjerne komponente struje, kao i dodatnu prigušnicu.

Zavarivački ispravljači s transformatorskom regulacijom

Padajuća karakteristika zavarivačkih ispravljača dobiva se na različite načine, a najjednostavniji je da se zavarivački ispravljač opremi energetskim transformatorom padajuće karakteristike.Zavarivački ispravljač VD-306 je dizajniran prema ovom principu.

Riža. 6. Zavarivački ispravljač upravljan transformatorom s povećanom disperzijom: a, b — električni krugovi, c, d — konstrukcija transformatora.

Sadrži energetski transformator s pomičnim namotima ili shuntom, ispravljač i startnu zaštitu. Gruba regulacija struje provodi se istovremenim prebacivanjem primarnog i sekundarnog namota iz "zvijezde" (λ / λ) u "delta" krug (∆ / ∆). U prvom slučaju postavlja se stupanj malih struja, au drugom - velike. Unutar svakog stupnja, glatka prilagodba struje provodi se promjenom udaljenosti između primarnog i sekundarnog namota.

Blok ispravljača je sastavljen na silikonskim diodama koje su prisilno hlađene ventilatorom. Ispravljač se uključuje i isključuje. magnetski pokretač.

Zaštitna oprema ne dopušta uključivanje ispravljača ako se protok zraka ne dovodi do dioda, kao i ako jedna od dioda ne radi ili postoji prekid mrežnog napona na kutiju. Opisana oprema za zaštitu od pokretanja je tradicionalna za ispravljače za zavarivanje.

Ispravljači za zavarivanje razmatranog tipa jednostavni su za proizvodnju i rad. Njihovi nedostaci su nedostatak stabilizacije načina rada kada se mrežni napon promijeni i nemogućnost daljinskog upravljanja.

Riža. 7. Električni shematski dijagram zavarivačkog ispravljača VD-306

Riža. 8. Električni shematski dijagram zavarivačkog ispravljača VD-313

Zavarivački ispravljači s tiristorskom regulacijom

Tiristorski ispravljači osim transformatora i ventilskog bloka sadrže filtersku prigušnicu u opskrbnom krugu te senzore i elektroničke blokove u sustavu upravljanja.

Riža. 9. Sheme tiristorskih ispravljača za zavarivanje: a — s trofaznim mostom, b — sa šestofaznim s prigušnicom za izjednačavanje, c — s krugom prstenastog ispravljača

Zavarivački ispravljači podesivi pomoću prigušnice zasićenja

Zasićene prigušnice također se koriste za dobivanje karakteristika pada u ispravljačima za zavarivanje. Između energetskog transformatora i ispravljačke jedinice postavljena je induktivna reaktancijska prigušnica. Energetski transformator u ispravljaču ima krutu vanjsku karakteristiku. Spuštena karakteristika ispravljača je osigurana induktivnim otporom induktora.

Višestanički ispravljači za zavarivanje

Zavarivački ispravljači s krutim vanjskim karakteristikama koriste se za zavarivanje na više stanica - poluautomatsko i ručno. U prvom slučaju, oni pružaju mogućnost podešavanja izlaznog napona, au drugom - ne. Stoga je ispravljač za zavarivanje s više stanica najjednostavniji u dizajnu.