Kaynak redresörlerinin sınıflandırılması ve cihazı

Bir kaynak doğrultucu, bir doğrudan kaynak akımı kaynağıdır. Kaynak doğrultucu şunları içerir: güç transformatörü, besleme yarı iletken valfler ve kaynak akımı kontrol cihazı.

Güç kaynağının üç ana işlevinden (yanma, regülasyon, dönüşüm) ikincisine göre üretilen kaynak redresörlerinin sınıflandırılması. Tüm kaynak redresörleri, kaynak akımını ayarlama yöntemine göre trafo kontrollü, tristörlü ve doygun bobinlere ayrılabilir.

Transformatör ayarlı doğrultucular, tek fazlı olan kaynak transformatörlerinden farklı olarak 3 fazlı transformatörlere sahiptir.

Adım regülasyonu, akımın 3 kez değişmesine neden olan yıldız-üçgen anahtarlaması ile yapılır. (delta-delta ile yıldız-yıldızdan daha yüksek akım.)

Kaynak transformatörlerinden farklı olarak, en basit redresörler bile valfleri aşırı akım ve soğutma bozukluklarından korumak için balastlar ve koruyucu ekipman içerir (fan rölesi veya su basınç anahtarı).

Bunu yapmak için, güç kaynağının bir güç kontaktörü olması gerekir, BAŞLAT ve DURDUR düğmeleriyle manuel olarak kontrol edilir. Doğrultucu VD-306 için: izin verilen akım 1,5 kat aşıldığında tetiklenen elektromanyetik akıma karşı koruma.

Pirinç. 1. Kaynak redresörü VD-306

Aşağıdaki elemanlar herhangi bir kaynak doğrultucuda ayırt edilebilir: bir düşürücü güç transformatörü ve bir doğrultucu. Kaynak redresörlerinde kullanılan transformatörler burada açıklananlardan biraz farklıdır — Kaynak transformatörlerinin sınıflandırılması ve cihazı.

Temel fark, kaynak doğrultucu transformatörlerin üç fazlı olmasıdır. Bu, yalnızca güç şebekesinin fazlarının eşit şekilde yüklenmesini sağlamakla kalmaz, aynı zamanda doğrultulmuş akımdaki dalgalanmaları da azaltır.

Kaynak redresörünün ortak bir elemanı bir jikledir... Elektrot tutucu ile redresör bloğu arasında (kaynak devresinin doğru akımın aktığı bölümünde) bulunuyorsa, o zaman artış hızını sınırlamaya yarar. kısa devre akımı, yani. Kaynak sıçramasını azaltmak için.

Şok bobini, güç trafosu ile doğrultucu bloğu arasında bulunuyorsa (kaynak devresinin alternatif akımın aktığı bölümünde), kaynak akımını veya çıkış gerilimini düzenlemeye yarar.

Doğrultucu bloklar monte edilir güç diyotları. Akımı her iki yönde eşit derecede iyi ileten elektrik akımı iletkenlerinin aksine, diyotlar akımı yalnızca bir yönde iletir. Bir diyot kullanarak akım miktarını kontrol etmek imkansızdır.

Diyotlara ek olarak, kaynak redresörleri kullanılır. tristörler… Bir tristör kullanarak akımı kontrol edebilirsiniz. Ancak, kontrol seçenekleri sınırlıdır. Ana elektrotlardaki voltaj sıfıra düşmeden tristör kapatılamaz. Bu nedenle tristörler "tamamen kontrol edilemeyen yarı iletkenler" olarak adlandırılır. Tamamen kontrol edilebilir yarı iletkenler, transistörlerdir (triyotlar), ancak kaynak kaynaklarında kullanımları sınırlıdır.

Yarı iletken elemanlar aşırı ısınmaya karşı korunmalıdır. Bu nedenle, fandan gelen hava akışıyla soğumaya zorlanan radyatörlere diyotlar ve tristörler yerleştirilir.

sayesinde kaynak zincirlerinde kendi kendine indüksiyonun EMF'si bazen yarı iletkenin arızayı tersine çevirmesine neden olabilecek voltaj yükselmeleri (dalgalanmalar) meydana gelir. Bunu önlemek için, yarı iletkenler köprüsü R — devre ile... Yarı iletkenin terminallerinde artan bir voltaj göründüğünde, kapasitör yüklenir ve ardından yarı iletken üzerinden ileri yönde boşaltılır.

Pirinç. 2. Endüktif gerilime karşı yarı iletken koruma devresi

Kaynak redresörlerinde yarı iletken elemanlar çeşitli devreler şeklinde birleştirilir. 1- ve 3-fazlı düzeltme olmak üzere ikiye ayrılır.

Tek fazlı düzeltme devreleri Güç tüketiminin düşük olduğu kontrol devrelerinde kullanılırlar, bu nedenle düzleştirici kapasitif filtreler yardımıyla çıkışta sabite yakın bir voltaj elde etmek mümkündür.

Üç fazlı doğrultucu devreler

Kaynak redresörleri genellikle kullanır üç fazlı doğrultucu devrelertek fazlı devrelere kıyasla önemli ölçüde daha düşük doğrultulmuş akım dalgalanması sağlar.

Üç fazlı Larionov doğrultma köprüsü devresi

Üç fazlı doğrultucularda, diyot blokları çoğunlukla bir köprü devresinde uygulanır. Bu durumda, doğrultulmuş voltaj dalgalanması 300 Hz'dir.

Pirinç. 3. Larionov'un üç fazlı köprü doğrultucu devresi (a), faz ve doğrultulmuş gerilim (b)

Devre çalışması: Faz potansiyeli en yüksek olan vanalar anot grubuna, tersi ise katot grubuna bağlanır. Valfler her zaman açıktır ve en büyük pozitif ve en büyük negatif potansiyele sahip fazlara bağlıdır. Ek olarak, periyodun üçte biri boyunca bir grubun her bir valfı başka bir grubun iki valfı ile seri olarak çalışır.

Kaynak ekipmanında, bu şema, anma akımı 500A'ya kadar olan manuel ark kaynağı için hemen hemen tüm doğrultucularda kullanılır.

Halka üç fazlı doğrultucu devresi

Uygulanması için, doğrultucu transformatörün bir yıldıza bağlı iki özdeş sekonder sargı setine sahip olması ve şebeke frekansının periyodunun yarısı kadar bir ofset ile açılması gerekir. Bu durumda, doğrultulmuş voltaj dalgalanması 300 Hz'dir.

Pirinç. 4. Halka üç fazlı doğrultucu devresi

Devre Çalışması: Bu devrede vana açıldığında doğrultucu devresindeki iki bobinden biri de anahtarlanır.Ayrıca bir grubun her bobini, periyodun üçte biri boyunca başka bir grubun iki bobini ile seri olarak çalışır.

Bu doğrultma devresinin ana dezavantajı, akımın DC bileşeninin sapması dikkate alınarak tasarlanmış daha karmaşık ve pahalı bir transformatör gerektirmesidir.

Eşitleme reaktörlü altı fazlı doğrultma devresi

Uygulanması için, doğrultucu transformatörün ayrıca bir yıldıza bağlı ve şebeke frekansının yarı periyodunda bir kayma ile açılmış iki özdeş sekonder sargı grubuna sahip olması gerekir. Ek olarak, yük üzerinde aynı anda iki fazın paralel çalışmasını sağlamak için bir dengeleme reaktörü - simetrik bir jikle gereklidir.

Dalgalanma reaktörlü altı fazlı doğrultucu devresi

Devre Çalışması: Her yıldız için, üç fazlı nötr devreye benzer şekilde, en yüksek pozitif faz potansiyeline sahip vanalar açılır. Dengeleme reaktörü olmadan, her fazın çalışması ve 1/6 periyot valfi ile altı fazlı doğrultma elde edilir.

Pirinç. 5. Dengeleme reaktörlü altı fazlı doğrultma devresi

Böyle bir şema, esas olarak düşük voltajlı güç kaynağı için yüksek güçlü doğrultucularda (1000 A ve daha fazla) kullanılır.

Bu doğrultma devresinin ana dezavantajı, akımın DC bileşeninin sapması ve ek bir bobin dikkate alınarak tasarlanmış daha karmaşık ve pahalı bir transformatör gerektirmesidir.

Trafo düzenlemeli kaynak redresörleri

Kaynak redresörlerinin sarkma özelliği farklı şekillerde elde edilir.En basiti kaynak redresörünün sarkma özellikli bir güç trafosu ile donatılmasıdır.Kaynak redresörü VD-306 bu prensibe göre tasarlanmıştır.

Pirinç. 6. Arttırılmış dağılıma sahip bir transformatör tarafından kontrol edilen kaynak doğrultucu: a, b — elektrik devreleri, c, d — trafo yapısı.

Hareketli sargılı veya şöntlü bir güç trafosu, bir doğrultucu ve bir çalıştırma koruması içerir. Kaba akım regülasyonu, birincil ve ikincil sargıları "yıldız"dan (λ / λ) "delta" devresine (∆ / ∆) eş zamanlı olarak değiştirerek gerçekleştirilir. İlk durumda, küçük akımların bir aşaması ve ikincisinde - büyük olanlar ayarlanır. Her aşamada, birincil ve ikincil sargılar arasındaki mesafe değiştirilerek akımın düzgün bir şekilde ayarlanması gerçekleştirilir.

Doğrultucu bloğu, bir fan tarafından zorla soğutulan silikon diyotlar üzerine monte edilmiştir. Doğrultucu açılır ve kapanır. manyetik başlatıcı.

Koruyucu ekipman, diyotlara hava akışı sağlanmazsa ve ayrıca diyotlardan biri çalışmıyorsa veya kutunun şebeke voltajında ​​​​kesinti varsa doğrultucunun açılmasına izin vermez. Açıklanan başlatma koruma ekipmanı, kaynak redresörleri için gelenekseldir.

Söz konusu tipteki kaynak redresörlerinin üretimi ve çalıştırılması kolaydır. Dezavantajları, şebeke voltajı değiştiğinde modun dengelenmemesi ve uzaktan kumandanın imkansızlığıdır.

Pirinç. 7. VD-306 kaynak redresörünün elektrik şematik diyagramı

Pirinç. 8. VD-313 kaynak redresörünün elektrik şematik diyagramı

Tristör kontrollü kaynak redresörleri

Tristörlü doğrultucular, bir transformatör ve valf bloğuna ek olarak, besleme devresinde bir filtre bobini ve kontrol sisteminde sensörler ve elektronik bloklar içerir.

Pirinç. 9. Tristör kaynak redresörlerinin şemaları: a - üç fazlı bir köprü ile, b - dengeleme bobinli altı fazlı, c - halka doğrultucu devresi ile

Doygunluk bobini ile ayarlanabilen kaynak redresörleri

Doymuş bobinler ayrıca kaynak redresörlerinde sarkma özelliği elde etmek için kullanılır. Güç trafosu ile doğrultucu ünitesi arasına bir endüktif reaktans bobini yerleştirilmiştir. Doğrultucudaki güç trafosu rijit bir dış karakteristiğe sahiptir. Doğrultucunun sarkma özelliği, indüktörün endüktif direnci ile sağlanır.

Çok istasyonlu kaynak redresörleri

Sert dış özelliklere sahip kaynak redresörleri, çok istasyonlu kaynak için kullanılır - yarı otomatik ve manuel. İlk durumda, çıkış voltajını ayarlama imkanı sağlarlar ve ikinci durumda - değil. Bu nedenle, çok istasyonlu kaynak redresörü tasarım açısından en basit olanıdır.