Hitsaussuuntaajien luokitus ja laite

Hitsaussuuntaaja on tasasuuntaisen hitsausvirran lähde. Hitsaussuuntaaja sisältää tehomuuntaja, syöttää puolijohdeventtiilejä ja hitsausvirran ohjauslaitetta.

Teholähteen kolmesta päätoiminnosta (poltto, säätö, muuntaminen) valmistettujen hitsaustasasuuntaajien luokitus. Kaikki hitsaustasasuuntaajat voidaan hitsausvirran säätömenetelmän mukaan jakaa muuntajaohjattuihin, tyristori- ja kyllästyskuristimiin.

Muuntajaohjatuissa tasasuuntaajissa on 3-vaiheiset muuntajat, toisin kuin hitsausmuuntajat, jotka ovat yksivaiheisia.

Askelsäätö tapahtuu tähti-kolmiokytkennällä, jolloin virta muuttuu 3 kertaa. (Suurimpi virta kolmiokolmiolla kuin tähti.)

Toisin kuin hitsausmuuntajat, yksinkertaisimmissakin tasasuuntaajissa on liitäntälaitteet ja suojalaitteet, jotka suojaavat venttiilejä ylivirroilta ja jäähdytyshäiriöiltä (tuulettimen rele tai vedenpainekytkin).

Tätä varten virtalähteessä on oltava tehokontaktori, sitä ohjataan manuaalisesti START- ja STOP-painikkeilla. Tasasuuntaajalle VD-306: suojaus sähkömagneettista virtaa vastaan ​​laukeaa, kun sallittu virta ylittyy 1,5-kertaisesti.

Riisi. 1. Hitsaussuuntaaja VD-306

Seuraavat elementit voidaan erottaa kaikista hitsaustasasuuntaajista: alennustehomuuntaja ja tasasuuntaaja. Hitsaustasasuuntaajissa käytetyt muuntajat poikkeavat hieman tässä kuvatuista - Hitsausmuuntajien luokitus ja laite.

Suurin ero on, että hitsaustasasuuntaajan muuntajat ovat kolmivaiheisia. Tämä ei ainoastaan ​​takaa sähköverkon vaiheiden tasaista kuormitusta, vaan myös vähentää tasasuunnatun virran aaltoilua.

Hitsaussuuntaajan yleinen elementti on kuristin... Jos se sijaitsee elektrodin pidikkeen ja tasasuuntaajan lohkon välissä (hitsauspiirin siinä osassa, jossa tasavirta kulkee), se rajoittaa hitsauslaitteen nousunopeutta. oikosulkuvirta, eli on. hitsausroiskeiden vähentämiseksi.

Jos kuristin sijaitsee tehomuuntajan ja tasasuuntaajalohkon välissä (hitsauspiirin osassa, jossa vaihtovirta kulkee), se toimii hitsausvirran tai lähtöjännitteen säätelyssä.

Tasasuuntaajalohkot kootaan tehodiodit. Toisin kuin sähkövirtajohtimet, jotka johtavat virtaa yhtä hyvin molempiin suuntiin, diodit kuljettavat virtaa vain yhteen suuntaan. Virran määrää on mahdotonta ohjata diodilla.

Diodien lisäksi käytetään hitsaustasasuuntaajia tyristorit… Tyristorin avulla voit ohjata virtaa. Ohjausmahdollisuudet ovat kuitenkin rajalliset. Tyristoria ei voi sammuttaa ennen kuin pääelektrodien jännite putoaa nollaan. Siksi tyristoreja kutsutaan "ei täysin ohjattaviksi puolijohteiksi". Täysin ohjattavat puolijohteet ovat transistoreja (triodeja), mutta niiden käyttö hitsauslähteissä on rajallista.

Puolijohdeelementit on suojattava ylikuumenemiselta. Siksi diodit ja tyristorit sijoitetaan lämpöpattereihin, jotka pakotetaan jäähtymään tuulettimesta tulevan ilmavirran vaikutuksesta.

Hitsausketjuissa kiitos Itseinduktion EMF joskus esiintyy jännitepiikkejä (piikkejä), jotka voivat saada puolijohteen käänteisen hajoamisen. Tämän estämiseksi puolijohteet silta R — Piirillä... Kun puolijohteen navoissa ilmaantuu kohonnut jännite, kondensaattori latautuu ja puretaan sitten puolijohteen kautta eteenpäin.

Riisi. 2. Puolijohdesuojapiiri induktiivista jännitettä vastaan

Hitsaustasasuuntaajissa puolijohdeelementit kootaan erilaisten piirien muodossa. Se on jaettu 1- ja 3-vaiheiseen korjaukseen.

Yksivaiheiset korjauspiirit Niitä käytetään ohjauspiireissä, joissa tehonkulutus on pieni, joten tasoittavien kapasitiivisten suodattimien avulla on mahdollista saada lähdössä jännite, joka on lähellä vakiota.

Kolmivaiheiset tasasuuntaajan piirit

Yleensä käytetään hitsaustasasuuntaajia kolmivaiheiset tasasuuntaajan piiritjotka tarjoavat huomattavasti pienemmän tasasuuntaisen virran aaltoilun verrattuna yksivaiheisiin piireihin.

Kolmivaiheinen Larionovin tasasuuntaussiltapiiri

Kolmivaiheisissa tasasuuntaajissa diodilohkot toteutetaan useimmiten siltapiirissä. Tässä tapauksessa tasasuunnattu jännitteen aaltoilu on 300 Hz.

Riisi. 3. Larionovin kolmivaiheinen siltatasasuuntaajapiiri (a), vaihe ja tasasuuntainen jännite (b)

Piirin toiminta: Venttiilit, joilla on suurin vaihepotentiaali, on kytketty anodiryhmään ja päinvastoin katodiryhmään. Venttiilit ovat koko ajan auki, kytkettynä vaiheisiin, joilla on suurin positiivinen ja suurin negatiivinen potentiaali. Lisäksi yhden ryhmän jokainen venttiili toimii kolmanneksen aikana sarjassa toisen ryhmän kahden venttiilin kanssa.

Hitsauslaitteissa tätä järjestelmää käytetään melkein kaikissa tasasuuntaajissa manuaaliseen kaarihitsaukseen, jonka nimellisvirta on enintään 500 A.

Kolmivaiheinen rengastasasuuntaajapiiri

Toteutusta varten tasasuuntaajamuuntajassa on oltava kaksi identtistä toisiokäämien sarjaa, jotka on kytketty tähteen ja kytketty päälle puolet verkkotaajuuden jaksosta. Tässä tapauksessa tasasuunnattu jännitteen aaltoilu on 300 Hz.

Riisi. 4. Kolmivaiheinen rengastasasuuntaajapiiri

Piirin toiminta: Tässä piirissä, kun venttiili on kytketty päälle, myös toinen tasasuuntaajapiirin kahdesta kelasta kytkeytyy.Lisäksi yhden ryhmän kukin kela toimii kolmanneksen ajan sarjassa toisen ryhmän kahden kelan kanssa.

Tämän tasasuuntauspiirin suurin haittapuoli on, että se vaatii monimutkaisempaa ja kalliimpaa muuntajaa, joka on suunniteltu ottaen huomioon virran tasavirtakomponentin poikkeama.

Kuusivaiheinen tasasuuntauspiiri tasausreaktorilla

Toteutusta varten tasasuuntaajamuuntajassa on oltava myös kaksi identtistä toisiokäämien ryhmää, jotka on kytketty tähdellä ja kytketty päälle puolet verkkotaajuuden jaksosta. Lisäksi kahden vaiheen rinnakkaisen toiminnan varmistamiseksi samanaikaisesti kuormalla tarvitaan tasausreaktori - symmetrinen kuristin.

Kuusivaiheinen tasasuuntaajapiiri ylijännitereaktorilla

Piirin toiminta: Jokaisen tähden venttiilit, joilla on suurin positiivinen vaihepotentiaali, kytketään päälle, kuten kolmivaiheinen nollapiiri. Ilman tasausreaktoria saadaan kuusivaiheinen tasasuuntaus kunkin vaiheen ja 1/6-jakson venttiilin toiminnalla.

Riisi. 5. Kuusivaiheinen tasasuuntauspiiri tasausreaktorilla

Tällaista järjestelmää käytetään suuritehoisissa tasasuuntaajissa (1000 A ja enemmän), pääasiassa pienjännitevirtalähteissä.

Tämän tasasuuntauspiirin suurin haittapuoli on, että se vaatii monimutkaisempaa ja kalliimpaa muuntajaa, joka on suunniteltu ottaen huomioon virran tasavirtakomponentin poikkeama sekä ylimääräinen kuristin.

Hitsaus tasasuuntaajat muuntajasäädöllä

Hitsaustasasuuntaajien roikkumisominaisuus saadaan eri tavoilla, yksinkertaisin on, että hitsaustasasuuntaaja on varustettu roikkumisominaisuuden tehomuuntajalla.Hitsaussuuntaaja VD-306 on suunniteltu tämän periaatteen mukaisesti.

Riisi. 6. Hitsaustasasuuntaaja, jota ohjataan muuntajalla, jolla on suurempi hajonta: a, b — sähköpiirit, c, d — muuntajan rakenne.

Se sisältää tehomuuntajan liikkuvilla käämeillä tai shuntilla, tasasuuntaajan ja käynnistyssuojan. Virran karkea säätö suoritetaan kytkemällä samanaikaisesti ensiö- ja toisiokäämit «tähdestä» (λ / λ) «kolmio»-piiriin (∆ / ∆). Ensimmäisessä tapauksessa asetetaan pienten virtojen vaihe ja toisessa - suurten virtojen vaihe. Jokaisessa vaiheessa virran tasainen säätö suoritetaan muuttamalla ensiö- ja toisiokäämien välistä etäisyyttä.

Tasasuuntaajalohko on koottu piidiodeille, jotka pakotetaan tuulettimella. Tasasuuntaaja kytkeytyy päälle ja pois päältä. magneettinen käynnistin.

Suojalaitteet eivät salli tasasuuntaajan kytkeytymistä päälle, jos ilmavirtaa ei syötetä diodeihin, samoin kuin jos jokin diodeista ei toimi tai laatikon verkkojännite on katkennut. Kuvattu käynnistyssuojalaite on perinteinen tasasuuntaajien hitsaus.

Tarkastelun tyyppiset hitsaustasasuuntaajat ovat helppoja valmistaa ja käyttää. Niiden haittoja ovat tilan vakautumisen puute verkkojännitteen muuttuessa ja kauko-ohjauksen mahdottomuus.

Riisi. 7. Hitsaussuuntaajan VD-306 sähkökaavio

Riisi. 8. Hitsaussuuntaajan VD-313 sähkökaavio

Hitsaus tasasuuntaajat tyristoriohjauksella

Tyristoritasasuuntaajat sisältävät muuntajan ja venttiililohkon lisäksi syöttöpiirissä suodatinkuristimen ja ohjausjärjestelmässä anturit ja elektroniikkalohkot.

Riisi. 9. Tyristorihitsaustasasuuntaajien kaaviot: a — kolmivaihesillalla, b — kuusivaiheisella tasauskuristtimella, c — rengastasasuuntaajalla

Kyllästyskuristimella säädettävät hitsaustasasuuntaajat

Kyllästettyjä kuristimia käytetään myös roikkumisominaisuuksien saamiseksi hitsaustasasuuntaajissa. Tehomuuntajan ja tasasuuntaajayksikön väliin sijoitetaan induktiivinen reaktanssikuristin. Tasasuuntaajan tehomuuntajalla on jäykkä ulkoinen ominaisuus. Tasasuuntaajan roikkumisominaisuus saadaan aikaan induktorin induktiivisella resistanssilla.

Moniasemaiset hitsaustasasuuntaajat

Hitsaustasasuuntaajia, joilla on jäykät ulkoiset ominaisuudet, käytetään moniasemahitsaukseen - puoliautomaattisesti ja manuaalisesti. Ensimmäisessä tapauksessa ne tarjoavat mahdollisuuden säätää lähtöjännitettä, ja toisessa - ei. Siten moniasemainen hitsaustasasuuntaaja on suunnittelultaan yksinkertaisin.