Klassificering och anordning av svetslikriktare

En svetslikriktare är en källa till liksvetsström. Svetslikriktaren innehåller krafttransformator, försörjning av halvledarventiler och svetsströmkontrollanordning.

Klassificering av svetslikriktare tillverkade enligt den andra av strömkällans tre huvudfunktioner (förbränning, reglering, transformation). Alla svetslikriktare, enligt metoden för att justera svetsströmmen, kan delas in i transformatorstyrda, tyristor- och mättande chokes.

Transformatorreglerade likriktare har 3-fas transformatorer till skillnad från svetstransformatorer som är enfasiga.

Stegreglering görs genom stjärn-trekantomkoppling, vilket gör att strömmen ändras 3 gånger. (högre ström med delta-delta än stjärna-stjärna.)

Till skillnad från svetstransformatorer innehåller även de enklaste likriktarna ballaster och skyddsutrustning för att skydda ventilerna från överströms- och kylningsstörningar (fläktrelä eller vattentrycksbrytare).

För att göra detta måste strömkällan ha en strömkontaktor, den styrs manuellt med START- och STOP-knapparna. För likriktaren VD-306: skydd mot elektromagnetisk ström utlöses när den tillåtna strömmen överskrids med 1,5 gånger.

Ris. 1. Svetslikriktare VD-306

Följande element kan särskiljas i vilken svetslikriktare som helst: en krafttransformator för nedtrappning och en likriktare. Transformatorerna som används i svetslikriktare skiljer sig något från de som beskrivs här — Klassificering och anordning av svetstransformatorer.

Den största skillnaden är att svetslikriktartransformatorer är trefasiga. Detta säkerställer inte bara enhetlig belastning av faserna i kraftnätet, utan minskar också krusningar i den likriktade strömmen.

Ett vanligt inslag i svetslikriktaren är en choke... Om den är placerad mellan elektrodhållaren och likriktarblocket (i den del av svetskretsen där likström flyter), så tjänar den till att begränsa ökningshastigheten för kortslutningsström, d.v.s. för att minska svetsstänk.

Om choken är placerad mellan krafttransformatorn och likriktarblocket (i den del av svetskretsen där växelströmmen flyter) tjänar den till att reglera svetsströmmen eller utspänningen.

Likriktarblock monteras av strömdioder. Till skillnad från elektriska strömledare, som leder ström lika bra i båda riktningarna, leder dioder bara ström i en riktning. Det är omöjligt att kontrollera mängden ström med en diod.

Förutom dioder används svetslikriktare tyristorer… Med hjälp av en tyristor kan du styra strömmen. Kontrollmöjligheterna är dock begränsade. Tyristorn kan inte stängas av innan spänningen på huvudelektroderna sjunker till noll. Därför kallas tyristorer för "icke helt kontrollerbara halvledare". Helt kontrollerbara halvledare är transistorer (trioder), men deras användning i svetskällor är begränsad.

Halvledarelement måste skyddas från överhettning. Därför placeras dioder och tyristorer i radiatorer som tvingas svalna av luftflödet från fläkten.

I svetskedjor tack vare EMF för självinduktion ibland uppstår spänningstoppar (svallvågor) som kan få halvledaren att vända nedbrytningen. För att förhindra detta överbryggar halvledare R — Med krets... När en ökad spänning uppträder vid halvledarens plintar, laddas kondensatorn och laddas sedan ur genom halvledaren i framåtriktningen.

Ris. 2. Halvledarskyddskrets mot induktiv spänning

I svetslikriktare är halvledarelement sammansatta i form av olika kretsar. Den är uppdelad i 1- och 3-fas korrigering.

Enfaskorrigeringskretsar De används i styrkretsar där strömförbrukningen är låg, därför är det med hjälp av utjämning av kapacitiva filter möjligt att få en spänning nära konstant vid utgången.

Trefas likriktarkretsar

Svetslikriktare brukar använda trefaslikriktarkretsarsom ger betydligt lägre likriktad strömrippel jämfört med enfaskretsar.

Trefas Larionov likriktande brokrets

I trefaslikriktare är diodblock oftast implementerade i en bryggkrets. I detta fall är den likriktade spänningsrippeln 300 Hz.

Ris. 3. Larionovs trefasiga brygglikriktarkrets (a), fas och likriktad spänning (b)

Kretsdrift: Ventilerna med högst faspotential är anslutna till anodgruppen och vice versa till katodgruppen. Hela tiden är ventilerna öppna, kopplade till faserna med störst positiv och störst negativ potential. Dessutom arbetar varje ventil i en grupp under en tredjedel av perioden i serie med två ventiler i en annan grupp.

I svetsutrustning används detta schema i nästan alla likriktare för manuell bågsvetsning med en märkström på upp till 500A.

Ring trefas likriktarkrets

För dess genomförande måste likriktartransformatorn ha två identiska uppsättningar sekundärlindningar anslutna till en stjärna och påslagen med en förskjutning av halva perioden av nätfrekvensen. I detta fall är den likriktade spänningsrippeln 300 Hz.

Ris. 4. Ring trefaslikriktarkrets

Kretsdrift: I denna krets, när ventilen är påslagen, kopplas också en av de två spolarna i likriktarkretsen.Dessutom arbetar varje spole i en grupp under en tredjedel av perioden i serie med två spolar av en annan grupp.

Den största nackdelen med denna likriktarkrets är att den kräver en mer komplex och dyr transformator, som är konstruerad med hänsyn till avvikelsen av DC-komponenten i strömmen.

Sexfas likriktarkrets med utjämningsreaktor

För dess genomförande måste likriktartransformatorn också ha två identiska grupper av sekundärlindningar kopplade i en stjärna och påslagna med en förskjutning av halva perioden av nätfrekvensen. Dessutom, för att säkerställa parallell drift av två faser samtidigt på lasten, krävs en utjämningsreaktor - en symmetrisk choke.

Sexfas likriktarkrets med överspänningsreaktor

Kretsdrift: För varje stjärna slås ventilerna med den högsta positiva faspotentialen på, liknande en trefas neutral krets. Utan en utjämningsreaktor erhålls sexfaslikriktning med manövrering av varje fas och en 1/6 periodsventil.

Ris. 5. Sexfas likriktarkrets med utjämningsreaktor

Ett sådant schema används i högeffektslikriktare (1000 A och mer), främst för lågspänningsströmförsörjning.

Den största nackdelen med denna likriktarkrets är att den kräver en mer komplex och dyr transformator, som är utformad med hänsyn till avvikelsen av strömkomponentens DC-komponent, såväl som en extra choke.

Svetslikriktare med transformatorreglering

Svetslikriktarnas sjunkande egenskaper erhålls på olika sätt, det enklaste är att svetslikriktaren är utrustad med en sänkande krafttransformator.Svetslikriktaren VD-306 är konstruerad enligt denna princip.

Ris. 6. Svetslikriktare styrd av en transformator med ökad spridning: a, b — elektriska kretsar, c, d — transformatorkonstruktion.

Den innehåller en krafttransformator med rörliga lindningar eller shunt, en likriktare och ett startskydd. Grovströmreglering utförs genom att samtidigt växla primär- och sekundärlindningarna från «stjärnan» (λ / λ) till «delta»-kretsen (∆ / ∆). I det första fallet sätts ett steg med små strömmar, och i det andra - stora. Inom varje steg utförs en jämn justering av strömmen genom att ändra avståndet mellan primär- och sekundärlindningarna.

Likriktarblocket är monterat på kiseldioder som forceras av en fläkt. Likriktaren slås på och av. magnetisk startmotor.

Skyddsutrustningen tillåter inte att likriktaren slås på om luftflödet inte tillförs dioderna, samt om en av dioderna inte fungerar eller det är ett avbrott i nätspänningen till boxen. Den beskrivna startskyddsutrustningen är traditionell för svetslikriktare.

Svetslikriktare av den övervägda typen är lätta att tillverka och använda. Deras nackdelar är bristen på stabilisering av läget när nätspänningen ändras och omöjligheten av fjärrkontroll.

Ris. 7. Elektriskt schematiskt diagram av svetslikriktaren VD-306

Ris. 8. Elektriskt schematiskt diagram av svetslikriktaren VD-313

Svetslikriktare med tyristorstyrning

Tyristorlikriktare innehåller förutom transformator och ventilblock en filterdrossel i matningskretsen och givare och elektroniska block i styrsystemet.

Ris. 9. Schema för tyristorsvetslikriktare: a — med en trefas brygga, b — med en sexfas med utjämningsdrossel, c — med en ringlikriktarkrets

Svetslikriktare justerbara med mättnadsdrossel

Mättade chokes används också för att erhålla hängande egenskaper i svetslikriktare. En induktiv reaktansdrossel är placerad mellan krafttransformatorn och likriktarenheten. Krafttransformatorn i likriktaren har en stel yttre egenskap. Likriktarens fallkarakteristik tillhandahålls av induktorns induktiva resistans.

Multistationssvetslikriktare

Svetslikriktare med styva yttre egenskaper används för flerstationssvetsning - halvautomatisk och manuell. I det första fallet ger de möjlighet att justera utspänningen, och i det andra - inte. Således är flerstationssvetslikriktaren den enklaste i designen.