Содержание

Симисторный регулятор мощности своими руками

В статье мы расскажем о том, как изготовить симисторный регулятор мощности своими руками. Что такое симистор? Это прибор, построенный на кристалле полупроводника. У него аж 5 p-n-переходов, ток может проходить как в прямом, так и в обратном направлении. Но эти элементы широкое распространение в современной промышленной аппаратуре не получили, так как у них высокая чувствительность к помехам электромагнитной природы.

Также они не могут работать при высокой частоте тока, выделяют большое количество тепла, если производят коммутацию больших нагрузок. Поэтому в промышленной аппаратуре используют IGBT-транзисторы и тиристоры. Но симисторы тоже не стоит упускать из виду – они дешевые, у них маленький размер, а самое главное – высокий ресурс. Поэтому они могут использоваться там, где перечисленные выше недостатки не играют большой роли.

Как работает симистор?

Встретить сегодня симисторный регулятор мощности можно в любой бытовой технике – в болгарках, шуруповертах, стиральных машинках и пылесосах. Другими словами, везде, где есть необходимость в плавной регулировке частоты вращения двигателя.

Регулятор работает как электронный ключ – он закрывается и открывается с определенной частотой, которая задается схемой управления. Когда прибор отпирается, полуволна напряжения проходит через него. Следовательно, к нагрузке поступает небольшая часть минимальной мощности.


Увеличение мощности

Если мощность в нагрузке превышает 1500 Вт, для регулирования следу­ет использовать тиристоры (рис. 3, а) или симисторы (рис. 3, б), рас­считанные на соответствующие токи.

Рис. 3. Схема подключения фазового регулятора мощности к тиристору и симистору для увеличения мощности.

Предельное значение тока через нагрузку составляет 100 А (для схемы на рис. 3, а) и 50 А (для схемы на рис. 3, б). Мощность нагрузки при указанном сетевом напряжении может составлять соответственно 22 кВт и 11 кВт. В обоих случаях через нагрузку протекает переменный ток.

Можно ли сделать самому?

Многие радиолюбители изготавливают своими руками симисторные регуляторы мощности для различных целей. С его помощью можно контролировать нагрев жала паяльника. Но, к сожалению, на рынке готовые устройства встретить можно, но довольно редко.

У них низкая стоимость, но часто приборы не отвечают требованиям, которые предъявляются потребителями. Именно поэтому намного проще, оказывается, не купить готовый регулятор, а сделать его самостоятельно. В этом случае вы сможете учесть все нюансы использования прибора.

Схема регулятора

Давайте рассмотрим простой симисторный регулятор мощности, который можно использовать с любой нагрузкой. Управление фазово-импульсное, все компоненты традиционные для таких конструкций. Нужно применять такие элементы:

  1. Непосредственно симистор, рассчитанный на напряжение 400 В и ток 10 А.
  2. Динистор с порогом открывания 32 В.
  3. Для регулировки мощности используется переменный резистор.

Ток, который протекает через переменный резистор и сопротивление, заряжает конденсатор с каждой полуволной. Как только конденсатор накопит заряд и напряжение между его пластинами будет 32 В, откроется динистор. При этом конденсатор разряжается через него и сопротивление на управляющий вход симистора. Последний при этом открывается, чтобы ток прошел к нагрузке.

Чтобы изменить длительность импульсов, нужно подобрать переменный резистор и пороговое напряжение динистора (но это постоянная величина). Поэтому придется «играть» с сопротивлением переменного резистора. В нагрузке мощность оказывается прямо пропорциональна сопротивлению переменного резистора. Диоды и постоянный резистор использовать не обязательно, цепочка предназначена для того, чтобы обеспечить точность и плавность регулировки мощности.

Первый вариант регулятора мощности

Функционирует тиристорный регулятор мощности следующим образом. В момент, когда на верхнем по схеме разъеме Х1 находится положительный полупериод сетевого напряжения, происходит заряд емкостей С2, С1 (через сопротивление R5).

Профессиональный цифровой осциллограф

Количество каналов: 1, размер экрана: 2,4 дюйма, разрешен…

Подробнее

Через определенное время емкость С2 заряжается до уровня открытия динистора V4. Динистор мгновенно открывается и напряжение, проходящее через него, отпирает тиристор V2. Тиристор подает часть напряжение на подключенную нагрузку и в то же время еще заряжает конденсатор С1.

В случае нахождения на этом же разъеме Х1 отрицательного полупериода сетевого напряжения откроется второй динистор V3, который приведет к открытию тиристора V1. Следовательно, эти два тиристора будут включаться попеременно. Смещение фазы сетевого напряжения на управляющих электродах тиристоров выполняется потенциометром, причем максимальное смещение будет при максимальном сопротивлении данного потенциометра.

Динисторы осуществляют роль электроключей, включающиеся при достижении необходимого напряжении на емкостях С1 и С2. Использование динисторов обеспечивает надежное открытие тиристоров при равном сдвиге фазы независимо от их параметров.

Сопротивления R2 и R4 лимитируют ток, протекающий через управляющий электрод тиристоров, а сопротивления R1 и R3 обеспечивают термостабильность работы регулятора мощности.

Динисторы КН102А возможно заменить на КН102В или КН102Б, но при этом необходимо незначительно снизить емкость конденсаторов С1 иС2 до 0,2мкФ. Лучшей результат работы показали конденсаторы марки БМТ с напряжением не ниже 300 В. Используя тиристоры КУ202К-КУ202Н на теплоотводе, можно повысить мощность управляемой нагрузки до 1000 Ватт.

Как работает устройство

Ток, который протекает через динистор, ограничивается постоянным резистором. Именно с его помощью происходит корректировка длины импульса. С помощью предохранителя происходит защита цепи от КЗ. Нужно отметить тот факт, что динистор в каждой полуволне открывается на один и тот же угол.

Поэтому выпрямление протекающего тока не происходит, можно подключить даже индуктивную нагрузку к выходу. Поэтому использоваться может симисторный регулятор мощности и для трансформатора. Для того чтобы подобрать симисторы, нужно учесть, что для нагрузки в 200 Вт необходимо, чтобы ток был равен 1 А.

В схеме используются такие элементы:

  1. Динистор типа DB3.
  2. Симисторы типа ВТ136-600, ТС106-10-4 и аналогичные с номиналом по току до 12 А.
  3. Полупроводниковые диоды германиевые – 1N4007.
  4. Электролитический конденсатор на напряжение более 250 В, емкость 0,47 мкФ.
  5. Переменный резистор 100 кОм, постоянные – от 270 Ом до 1,6 кОм (подбираются опытным путем).

Подготовительные работы

Для того чтобы собрать симисторный регулятор мощности для электродвигателя, вам достаточно придерживаться такой последовательности:

  1. Сначала нужно определить характеристики прибора, который будет подключаться к регулятору. К характеристикам можно отнести: число фаз (либо 3, либо 1), необходимость в точной корректировке мощности, напряжение и ток.
  2. Теперь нужно выбрать конкретный тип устройства – цифровой или аналоговый. После этого можно осуществить выбор компонентов по мощности нагрузки. В принципе, для моделирования можно использовать специально программное обеспечение.
  3. Рассчитайте тепловыделение. Для этого умножьте два параметра – номинальный ток (в Амперах) и падение напряжения на симисторе (в Вольтах). Все эти данные можно найти среди характеристик элемента. В итоге вы получите мощность рассеяния, выраженную в Ваттах. Исходя из этого значения, нужно выбрать радиатор и кулер (при необходимости).
  4. Закупите все необходимые элементы или подготовьте их, если они у вас имеются.

Теперь можно приступить непосредственно к сборке устройства.

Сборка регулятора

Прежде чем собрать по схеме симисторный регулятор мощности, нужно выполнить ряд действий:

  1. Осуществите разводку дорожек на плате и подготовьте площадки, на которых нужно установить элементы. Заранее предусмотрите места для монтажа симистора и радиатора.
  2. Установите все элементы на плате и припаяйте их. В том случае, если у вас нет возможности сделать печатную плату, допускается использование навесного монтажа. Провода, которыми соединяются все элементы, должны быть как можно короче.
  3. Обратите внимание на то, соблюдена ли полярность при подключении симистора и диодов. Если отсутствует маркировка, прозвоните элементы мультиметром.
  4. Проверьте схему, используя мультиметр в режиме измерения сопротивления.
  5. Закрепите на радиаторе симистор, желательно использовать термопасту для лучшего контакта поверхностей.
  6. Всю схему можно установить в пластиковом корпусе.
  7. Установите в крайнее левое положение ручку переменного резистора и включите прибор.
  8. Измерьте значение напряжения на выходе устройства. Если вращать ручку резистора, напряжение должно плавно увеличиваться.

Как видите, изготовленный своими руками симисторный регулятор мощности – это полезная конструкция, которую можно использовать в быту практически без ограничений. Ремонт этого устройства копеечный, так как себестоимость довольно низкая.

Фото регулятора мощности своими руками


Читайте здесь! Как проверить аккумулятор: простые методы как проверить и измерить заряд (инструкция + видео)

Регулятор тока сварочного аппарата | РадиоДом

Купить мужские и женские унты с доставкой по России
В сварочных аппаратах часто используют разные способы регулировки тока: от шунтирования с помощью дросселей всевозможных типов до изменения магнитного потока за счет подвижности обмоток или магнитного шунтирования, применение магазинов активных балластных сопротивлений и реостатов.
Через регулирующее устройство проходят значительные токи, что приводит к его громоздкости, а для вторичной цепи практически невозможно подобрать столь мощные стандартные переключатели, чтобы они выдерживали ток до 250 ампер. Другое дело — цепь первичной обмотки, где токи в пять раз меньше. После долгих поисков путем проб и ошибок был найден оптимальный вариант решения проблемы — широко известный тиристорный регулятор, схема которого изображена на картинке ниже.
  Регулирование мощности происходит при периодическом отключении на фиксированный промежуток времени первичной обмотки сварочного трансформатора на каждом полупериоде тока.
 
Среднее значение тока при этом уменьшается. Основные элементы регулятора (тиристоры) включены встречно и параллельно друг другу. Они поочередно открываются импульсами тока, формируемыми транзисторами VT1, VT2.
При включении регулятора в сеть оба тиристора закрыты, конденсаторы С1 и С2 начинают заряжаться через подстроечный резистор R7. Как только напряжение на одном из конденсаторов достигает напряжения лавинного пробоя транзистора, последний открывается, и через него течет ток разряда соединенного с ним конденсатора. Вслед за транзистором открывается и соответствующий тиристор, который подключает нагрузку к сети. После начала следующего, противоположного по знаку полупериода переменного тока тиристор закрывается, и начинается новый цикл зарядки конденсаторов, но уже в обратной полярности. Теперь открывается второй транзистор, и второй тиристор снова подключает нагрузку к сети. Изменением сопротивления переменного резистора R7 можно регулировать момент включения тиристоров от начала до конца полупериода, что в свою очередь приводит к изменению общего тока в первичной обмотке сварочного трансформатора T1. Для увеличения или уменьшения диапазона регулировки можно изменить сопротивление переменного резистора R7 в большую или меньшую сторону соответственно.
Транзисторы VT1, VT2, работающие в лавинном режиме, и резисторы R5, R6, включенные в их базовые цепи, можно заменить динисторами дует соединить с крайними выводами резистора R7, а катоды подключить к резисторам R3 и R4. Если регулятор собрать на динисторах, то лучше использовать типа КН102А.
VT1, VT2 лучше применить транзисторы старого образца типа, например, П416, ГТ308. Вполне реальна замена их более современными маломощными высокочастотными, имеющими близкие параметры.
Подстроечный резистор СП-2, остальные типа МЛТ. Конденсаторы подойдут МБМ или МБТ на напряжение более 400 вольт.
Все радиокомпоненты прибора отечественные.

Самодельный регулятор силы тока на инверторной сварке. Регулирование напряжения в цепях постоянного тока. Простой электронный регулятор сварочного тока, схема

Качество сварного шва в значительной мере зависит от характеристик электрической дуги. Для каждой толщины металла, в зависимости от его вида требуется определенной силы .

Кроме этого, важна вольтамперная характеристика аппарата для сварки, от этого зависит качество электрической дуги. Для резки металла тоже требуются свои значения электротока. То есть любой сварочный аппарат должен обладать регулятором, управляющим мощностью сварки.

Управлять током можно по-разному. Основные способы регулирования такие:

  • введение резистивной или индуктивной нагрузки во вторичную обмотку сварочного аппарата;
  • изменение количества витков во вторичной обмотке;
  • изменение магнитного потока аппарата для сварки;
  • использование полупроводниковых приборов.

Схематических реализаций этих способов множество. При изготовлении аппарата для сварки своими руками каждый может выбрать себе регулятор по вкусу и возможностям.

Резистор или индуктивность

Регулировка сварочного тока с использованием сопротивления или катушки индуктивности является самой простой и надежной. К последовательно подключают мощный резистор или дроссель. За счет этого меняется активное или индуктивное сопротивление нагрузки, что приводит к падению напряжения и изменению сварочного тока.

Регуляторы в виде резисторов применяют для улучшения вольтамперной характеристики сварочного аппарата. Используется набор мощных проволочных сопротивлений или один резистор, выполненный из толстой нихромовой проволоки в виде спирали.

Для изменения сопротивления специальным зажимом их подключают к определенному витку провода. Резистор выполняется в виде спирали для уменьшения габаритов и удобства использования. Номинал резистора не должен превышать 1 Ом.

Переменный ток в определенные моменты времени имеет нулевые или близкие к нему значения. В это время получается кратковременное гашение дуги. При изменении промежутка между электродом и деталью может произойти прилипание или полное ее гашение.

Для смягчения режима сваривания и соответственно получения качественного шва применяют регулятор в виде дросселя, который включается последовательно с держаком в выходной цепи аппарата.

Дополнительная индуктивность вызывает сдвиг фаз между выходным током и напряжением. При нулевых или близких к нему значениях переменного тока напряжение имеет максимальную амплитуду и наоборот. Это позволяет поддерживать стабильную дугу и обеспечивает надежное ее зажигание.

Дроссель можно изготовить из старого трансформатор. Используется только его магнитопровод, все обмотки удаляются. Вместо них наматывают 25-40 витков толстого медного провода.

Данный регулятор был широко распространен при использовании трансформаторных аппаратов переменного тока благодаря своей простоте и наличию комплектующих. Недостатками дроссельного регулятора сварочного тока являются небольшой диапазон управления.

Изменение количества витков

При этом методе регулировка характеристик дуги осуществляется благодаря изменению коэффициента трансформации. Коэффициент трансформации позволяют изменить дополнительные отводы из вторичной катушки. Переключаясь с одного отвода на другой можно менять напряжение в выходной цепи аппарата, что приводит к изменению мощности дуги.

Регулятор должен выдерживать большой сварочный ток. Недостатком является трудность нахождения коммутатора с такими характеристиками, небольшой диапазон регулировок и дискретность коэффициента трансформации.

Изменение магнитного потока

Данный способ управления используется в трансформаторных аппаратах сварки. Изменяя магнитный поток, меняют коэффициент полезного действия трансформатора, это в свою очередь меняет величину сварочного тока.

Регулятор работает за счет изменения зазора магнитопровода, введения магнитного шунта или подвижности обмоток. Изменяя расстояние между обмотками, меняют магнитный поток, что соответственно сказывается на параметрах электрической дуги.

На старых сварочных аппаратах на крышке находилась рукоятка. При ее вращении вторичная обмотка поднималась или опускалась за счет червячной передачи. Этот способ практически изжил себя, он использовался до распространения полупроводников.

Полупроводниковые приборы

Создание мощных полупроводниковых приборов, способных работать с большими токами и напряжениями, позволило разработать сварочные аппараты нового типа.

Они стали способны менять не только сопротивление вторичной цепи и фазы, но и изменять частоту тока, его форму, что также влияет на . В традиционном трансформаторном сварочном аппарате используется регулятор сварочного тока на базе тиристорной схемы.

Регулировка в инверторах

Сварочные инверторы – это самые современные аппараты для электродуговой сварки. Использование мощных полупроводниковых выпрямителей на входе устройства и последующей трансформации переменного тока в постоянный, а затем в переменный высокой частоты позволил создать устройства компактные и мощные одновременно.

В инверторных аппаратах основным регулятором является изменение частоты задающего генератора. При одном и том же размере трансформатора мощность преобразования напрямую зависит от частоты входного напряжения.

Чем меньше частота, тем меньшая мощность передается на вторичную обмотку. Ручка регулировочного резистора выводится на лицевую панель инвертора. При ее вращении изменяются характеристики задающего генератора, что приводит к изменению режима переключения силовых транзисторов. В итоге получается требуемый сварочный ток.

При использовании инверторных сварочных полуавтоматов настройка происходит так же, как и при использовании ручной сварки.

Кроме внешних регуляторов в блоке управления инвертором предусмотрены еще много различных управляющих элементов и защит, обеспечивающих стабильную дугу и безопасную работу. Для начинающего сварщика лучшим выбором будет инверторный аппарат для сварки .

Применение тиристорной и симисторной схемы

После создания мощных тиристоров и симисторов их стали использовать в регуляторах силы выходного тока в сварочных аппаратах. Они могут устанавливаться в первичной обмотке трансформатора или во вторичной. Суть их работы заключается в следующем.

На управляющий контакт тиристора со схемы регулятора поступает сигнал, открывающий полупроводник. Длительность сигнала может изменяться в больших пределах, от 0 до длительности полупериода тока протекающего через тиристор.

Управляющий сигнал синхронизирован с регулируемым током. Изменение длительности сигнала вызывает обрезание начала каждого полупериода синусоиды сварочного тока. Увеличивается скважность, в результате средний ток уменьшается. Трансформаторы очень чувствительны к такому управлению.

Такой регулятор имеет существенный недостаток. Время нулевых значений увеличивается, что приводит к неравномерности дуги и ее несанкционированному гашению.

Для уменьшения негативного эффекта дополнительно приходится вводить дроссели, которые вызывают фазовый сдвиг между током и напряжением. В современных аппаратах данный метод практически не используются.

Довольно большое количество промышленных электроприводов и технологических процессов для своего питания используют постоянный ток. Причем в таких случаях довольно часто необходимо изменять значение этого напряжения. Такие виды транспорта как метрополитен, троллейбусы, электрокары и другие виды транспорта получают питающее напряжения из сетей постоянного тока с неизменным напряжением. Но ведь многие из них нуждаются в изменении значения напряжения, подводимого к якорю электродвигателя. Классическими средствами получения необходимых значений являются резистивное регулирование , или система Леонардо. Но эти системы являются устаревшими, и встретить их можно довольно редко (особенно систему генератор-двигатель). Более современными и активно внедряемыми сейчас являются системы тиристорный преобразователь-двигатель, импульсный преобразователь двигатель. Рассмотрим каждую систему более подробно.

Резисторное регулирование

Для регулирования пускового тока и напряжения, подводимого к электродвигателю, в якорную цепь последовательно якорю (или якорю и обмотке возбуждения в случае двигателя последовательного возбуждения) подключают резисторы:

Таким образом, регулируется ток, подводимый к электрической машине. Контакторы К1, К2, К3 шунтируют резисторы при необходимости изменения какого-либо параметра или координаты электропривода. Этот способ довольно еще широко распространен, особенно в тяговых электроприводах, хотя ему сопутствуют большие потери в резисторах и, как следствие, довольно низкий КПД.

Система генератор-двигатель

В такой системе необходимый уровень напряжения формируется путем изменения потока возбуждения генератора:

Наличие в такой системе трех электромашин, больших массогабаритных показателей и длительного времени ремонта при поломках, а также дорогостоящего обслуживания и большую инерционность такой установки сделали КПД такой машины очень низким. Сейчас систем генератор-двигатель практически не осталось, все они активно заменяются на системы , который обладает рядом преимуществ.

Тиристорный преобразователь – двигатель

Получила свое массовое развитие в 60-х годах, когда начали появляться тиристоры. Именно на их базе были созданы первые статичные маломощные тиристорные преобразователи. Такие устройства подключались напрямую к сетям переменного тока:

Регулирование напряжения происходит путем изменения . Регулирование через тиристорный преобразователь имеет ряд преимуществ перед установкой генератор-двигатель, такие как высокое быстродействие и КПД, плавное регулирование напряжения постоянного и много других.

Преобразователь с промежуточным звеном постоянного напряжения

Здесь все немного сложнее. Чтоб получить постоянное напряжение необходимой величины применяют еще вспомогательные устройства, а именно инвертор, трансформатор, выпрямитель:

Здесь постоянный ток преобразуют в переменный с помощью инвертора тока, потом с помощью трансформатора понижают или повышают (в зависимости от надобности), а потом снова выпрямляют. Значительно удорожает установку наличие трансформатора и инвертора, укрупняет систему, чем снижает КПД. Но есть и плюс – гальваническая развязка между сетью и нагрузкой из – за наличия трансформатора. На практике такие устройства встречаются крайне редко.

Импульсные преобразователи постоянного напряжения

Это пожалуй самые современные устройства регулирования в цепях постоянного тока. Его можно сравнить с трансформатором, поскольку поведение импульсного преобразователя подобно трансформатору с плавно меняющимся количеством витков:

Такие системы активно заменяют электроприводы с резистивным регулированием, путем подключения их к якорю машины последовательно, вместо резистивно-контакторной группы. Их довольно часто применяю в электрокарах, а также довольно большую популярность они обрели в подземном транспорте (метрополитен). Такие преобразователи выделяют минимум тепла, что не нагревает тоннелей и могут реализовывать режим рекуперативного торможения, что является большим плюсом для электроприводов с частым пуском и торможением.

Большим плюсом таких устройств есть то, что они могут осуществить рекуперацию энергии в сеть, плавно регулируют скорость нарастания тока, обладают высоким КПД и быстродействием.

Многие современные приборы имеют возможность регулировать свои параметры, в том числе значения тока и напряжения. За счет этого можно настроить любое устройство в соответствии с конкретными условиями эксплуатации. Для этих целей существует регулятор тока, выпускаемый в различных конфигурациях и конструкциях. Процесс регулировки может происходить как с постоянным, так и с переменным током.

Основными рабочими элементами регуляторов служат тиристоры, а также различные типы конденсаторов и резисторов. В высоковольтных устройствах дополнительно используются магнитные усилители. Модуляторы обеспечивают плавность регулировок, а специальные фильтры способствуют сглаживанию помех в цепи. В результате, электрический ток на выходе приобретает более высокую стабильность, чем на входе.

Регулятор тока и напряжения

Регуляторы постоянного и переменного тока имеют свои особенности и отличаются основными параметрами и характеристиками. Например, регулятор напряжения постоянного тока имеет более высокую проводимость, при минимальных потерях тепла. Основой прибора является тиристор диодного типа, обеспечивающий высокую подачу импульса за счет ускоренного преобразования напряжения. Резисторы, используемые в цепи, должны выдерживать значение сопротивления до 8 Ом. За счет этого снижаются тепловые потери, предохраняя модулятор от быстрого перегрева.

Регулятор постоянного тока может нормально функционировать при максимальной температуре 40 0 С. Этот фактор следует обязательно учитывать в процессе эксплуатации. Полевые транзисторы располагаются следом за тиристорами, поскольку они пропускают ток лишь в одном направлении. За счет этого отрицательное сопротивление будет сохраняться на уровне, не превышающем 8 Ом.

Основным отличием регулятора тока является использование в его конструкции тиристоров исключительно триодного типа. Однако полевые транзисторы применяются такие же, как и в регуляторах постоянного тока. Конденсаторы, установленные в цепь, выполняют лишь стабилизирующие функции. Фильтры высокой частоты встречаются очень редко. Все проблемы, связанные с высокими температурами, решаются установкой импульсных преобразователей, расположенных следом за модуляторами. В регуляторах переменного тока, мощность которых не превышает 5 В, применяются фильтры с низкой частотой. Управление по катоду в таких приборах выполняется путем подавления входного напряжения.

Во время регулировок в сети должна быть обеспечена плавная . При высоких нагрузках схема дополняется стабилитронами обратного направления. Для их соединения между собой используются транзисторы и дроссель. Таким образом, регулятор тока на транзисторе выполняет преобразование тока быстро и без потерь.

Следует отдельно остановиться на регуляторах тока, предназначенных для активных нагрузок. В схемах этих устройств используются тиристоры триодного типа, способные пропускать сигналы в обоих направлениях. Ток анода в цепи снижается в тот период, когда понижается и предельная частота данного устройства. Частота может колебаться в пределах, установленных для каждого прибора. От этого будет зависеть и максимальное выходное напряжение. Для обеспечения такого режима используются резисторы полевого типа и обычные конденсаторы, способные выдерживать сопротивление до 9 Ом.

Очень часто в таких регуляторах применяются импульсные стабилитроны, способные преодолевать высокую амплитуду электромагнитных колебаний. Иначе, в результате быстрого роста температуры транзисторов, они сразу же придут в нерабочее состояние.

Схема регулятора напряжения и тока

Прежде чем рассматривать схему регулятора напряжения, необходимо хотя-бы в общих чертах ознакомиться с принципом его работы. В качестве примера можно взять напряжения, широко распространенный во многих схемах.

Основной деталью таких устройств, как регулятор сварочного тока является тиристор, который считается одним из мощных полупроводниковых устройств. Лучше всего он подходит для преобразователей энергии с высокой мощностью. Управление этим прибором имеет свою специфику: он открывается импульсом тока, а закрывается при падении тока почти до нулевой отметки, то есть ниже тока удержания. В связи с этим, тиристоры преимущественно используются для работы с переменным током.

Регулировать переменное напряжение с помощью тиристоров можно разными способами. Один из них основан на пропуске или запрете целых периодов или полупериодов на выход регулятора. В другом случае тиристор включается не в начале полупериода напряжения, а с небольшой задержкой. В это время напряжение на выходе будет нулевым, соответственно мощность не будет передаваться на выход. Во второй части полупериода тиристором уже будет проводиться ток и на выходе регулятора появится напряжение.

Время задержки известно еще и как угол открытия тиристора. Если он имеет нулевое значение, все входное напряжение будет попадать на выход, а падение напряжения на открытом тиристоре будет потеряно. Когда угол начинает увеличиваться, под действием тиристорного регулятора выходное напряжение будет снижаться. Следовательно, если угол, равен 90 электрическим градусам, на выходе будет лишь половина входного напряжения, если же угол составляет 180 градусов – выходное напряжение будет нулевым.

Принципы фазового регулирования позволяют создать не только регулятор тока и напряжения для зарядного устройства, но и схемы стабилизации, регулирования, а также плавного пуска. В последнем случае напряжение повышается постепенно, от нулевой отметки до максимального значения.

На основе физических свойств тиристоров была создана классическая схема регулятора тока. В случае применения охладителей для диодов и тиристора, полученный регулятор сможет отдавать в нагрузку до 10 А. Таким образом, при напряжении 220 вольт появляется возможность регулировки напряжения на нагрузке, мощностью 2,2 кВт.

Подобные устройства состоят всего из двух силовых компонентов – тиристора и диодного моста, рассчитанных на ток 10 А и напряжение 400 В. Диодный мост осуществляет превращение переменного напряжения в однополярное пульсирующее напряжение. Фазовая регулировка полупериодов выполняется с помощью тиристора.

Для , ограничивающего напряжение, используется два резистора и стабилитрон. Это напряжение подается на систему управления и составляет 15 вольт. Резисторы включаются последовательно, увеличивая тем самым пробивное напряжение и рассеиваемую мощность. На основании самых простых деталей можно легко изготовить самодельные регуляторы тока, схема которых будет довольно простой. В качестве конкретного примера стоит подробнее рассмотреть тиристорный регулятор сварочного тока.

Схема тиристорного регулятора сварочного тока

Принципы дуговой сварки известны всем, кто сталкивался со сварочными работами. Для получения сварочного соединения, требуется создать электрическую дугу. Она возникает в том момент, когда напряжение подается между сварочным электродом и свариваемым материалом. Под действием тока дуги металл расплавляется, образуя между торцами своеобразную расплавленную ванну. Когда шов остывает, обе металлические детали оказываются крепко соединенными между собой.

В нашей стране частота переменного тока составляет 50 Гц, фазное напряжение питания – 220 В. В каждом сварочном трансформаторе имеется две обмотки – первичная и вторичная. Напряжение вторичной обмотки трансформатора или вторичное напряжение составляет 70 В.

Сварка может проводиться в ручном или автоматическом режиме. В домашних условиях, когда создан регулятор тока и напряжения своими руками, сварочные работы выполняются ручным способом. Автоматическая сварка используется в промышленном производстве при больших объемах работ.

Ручная сварка имеет ряд параметров, подлежащих изменениям и регулировкам. Прежде всего, это касается силы сварочного тока и напряжения дуги. Кроме того, может изменяться скорость электрода, его марка и диаметр, а также количество проходов, требующихся на один шов. В связи с этим, большое значение имеет правильный выбор параметров и поддержание их оптимальных значений в течение всего сварочного процесса. Только таким образом можно обеспечить качественное сварное соединение.

Изменение силы тока при сварке может выполняться различными способами. Наиболее простой из них заключается в установке пассивных элементов во вторичной цепи. В этом случае используется последовательное включение в сварочную цепь резистора или дросселя. В результате, сила тока и напряжение дуги изменяется за счет сопротивления и вызванного им падения напряжения. Дополнительные резисторы позволяют смягчить вольтамперные характеристики источника питания. Они изготавливаются из нихромовой проволоки диаметром 5-10 мм. Данный способ чаще всего используется, когда требуется изготовить регулятор тока. Однако такая конструкция обладает небольшим диапазоном регулировок и сложностями перестройки параметров.

Следующий способ регулировок связан с переключением количества витков трансформаторных обмоток. За счет этого происходит изменение коэффициента трансформации. Данные регуляторы просты в изготовлении и эксплуатации, достаточно всего лишь сделать отводы при намотке витков. Для коммутации применяется переключатель, способный выдерживать большие значения тока и напряжения.

Нередко регулировки осуществляются путем изменения магнитного потока трансформатора. Этот способ также применяется, когда необходимо сделать регулятор тока своими руками. В этом случае для регулировки используется подвижность обмоток, изменение зазора или ввод магнитного шунта.

В этом материале рассмотрим способы регулировки сварочного тока. Схемы регуляторов тока для сварочного аппарата разнообразны. Они имеют свои достоинства и недостатки. Постараемся помочь читателю выбрать регулятор тока для сварочного аппарата.

Общие понятия

Общеизвестен принцип дуговой сварки. Освежим в памяти основные понятия. Чтобы получить сварочное соединение, необходимо создать дугу. Электрическая дуга возникает при подаче напряжения между сварочным электродом и поверхностью свариваемого материала. Ток дуги расплавляет металл, образуется расплавленная ванна между двумя торцами. После остывания шва получаем крепкое соединение двух металлов.

В России переменный ток регламентирован частотой 50 Гц. Питание для сварочного аппарата подается от сети фазным напряжением 220 В. Сварочные трансформаторы имеют две обмотки: первичную и вторичную. Вторичное напряжение трансформатора составляет 70 В.

Разделяют ручной и автоматический режим сварки. В условиях домашней мастерской сварку проводят в ручном режиме. Перечислим параметры, которые изменяют в ручном режиме:

  • сила тока сварки;
  • напряжение дуги;
  • скорость сварочного электрода;
  • количество проходов на шов;
  • диаметр и марка электрода.

Правильный выбор и поддержание на протяжении сварочного процесса необходимых параметров являются залогом качественного сварного соединения .

При проведении ручной дуговой сварки необходимо грамотно распределять ток. Это позволит выполнить качественный шов. Стабильность дуги напрямую зависит от величины сварочного тока. Специалисты подбирают ее исходя из диаметра электродов и толщины свариваемых материалов.

Вернуться к оглавлению

Типы регуляторов тока

Существует больше количество способов изменения силы тока во время проведения сварочных операций. Еще больше разработано принципиальных электрических схем регуляторов. Способы управления сварочным током могут быть следующие:

  • установка пассивных элементов во вторичной цепи;
  • переключение числа витков обмоток трансформатора;
  • изменение магнитного потока трансформатора;
  • регулировка на полупроводниках.

Следует знать преимущества и недостатки разных методов регулировки. Назовем характерные особенности указанных типов.

Вернуться к оглавлению

Резистор и дроссель

Первый тип регулировки считается самым простым. В сварочную цепь включают последовательно резистор или дроссель. В этом случае изменение силы тока и напряжения дуги происходит за счет сопротивления и, соответственно, падения напряжения. Умельцы оценили простой и эффективный способ регулировки тока — включение сопротивления во вторичную цепь. Устройство несложное и надежное.

Добавочные резисторы используются для смягчения вольт-амперной характеристики источника питания. Изготавливают сопротивление из толстой (диаметром 5-10 мм) проволоки из нихрома. В качестве пассивного элемента применяются мощные проволочные сопротивления.

Для регулировки тока вместо сопротивления ставят и дроссель. Благодаря введению индуктивности в цепь дуги переменного тока наблюдается сдвиг фаз тока и напряжения. Переход тока через нуль происходит при высоком напряжении трансформатора, что повышает надежность повторного зажигания и устойчивость горения дуги. Режим сварки становится мягкий, в результате чего получаем равномерный и качественный шов.

Этот способ нашел широкое распространение благодаря надежности, доступности в изготовлении и низкой стоимости. К недостаткам отнесем малый диапазон регулирования и сложность в перестройке параметров. Сделать такую конструкцию по силам каждому. Часто применяют трансформаторы типа ТС-180 или ТС-250 от старых ламповых телевизоров, с которых убирают первичные и вторичные обмотки и наматывают дроссельную обмотку с требуемым сечением. Сечение алюминиевого провода составит порядка 35-40 мм, медного — до 25 мм. Количество витков будет находиться в диапазоне 25-40 штук.

Вернуться к оглавлению

Переключение числа обмоток

Регулировка напряжения осуществляется изменением числа витков обмотки. Так изменяется коэффициент трансформации. Регулятор сварочного тока прост в эксплуатации. Для такого способа регулировки необходимо сделать отводы при намотке. Коммутация проводится переключателем, выдерживающим большой ток и сетевое напряжение. Недостатки переключения витков: трудно найти коммутатор, выдерживающий нагрузку в пару сотен ампер, небольшой диапазон регулировки тока.

Вернуться к оглавлению

Магнитный поток сердечника

Влиять на параметры тока можно магнитным потоком силового трансформатора. Регулирование силы сварочного тока производят за счет подвижности обмоток, изменения зазора или введения магнитного шунта. При сокращении или увеличении расстояния магнитные потоки двух обмоток меняются, в результате чего сила тока тоже будет изменяться. Способ магнитного потока практически не используется из-за сложности изготовления трансформаторного сердечника.

Вернуться к оглавлению

Полупроводники в схеме регулировки тока

Рисунок 1. Схема регулятора сварочного тока.

Полупроводниковые приборы совершили настоящий прорыв в сварочном деле. Современная схемотехника позволяет использовать мощные полупроводниковые ключи. Особенно распространены тиристорные схемы регулировки сварочного тока. Применение полупроводниковых приборов вытесняет неэффективные схемы управления. Данные решения повышают пределы регулировки тока. Габаритные и тяжелые сварочные трансформаторы, содержащие огромное количество дорогой меди, заменены на легкие и компактные.

Электронный тиристорный регулятор — это электронная схема, необходимая для контроля и настройки напряжения и силы тока, которые подводятся к электроду в месте сварки.

Для примера рассмотрим регулятор на тиристорах. Схема регулятора сварочного тока представлена на рис. 1.

В основу схемы положен принцип фазового регулятора тока.

Регулировка осуществляется подачей управляющего напряжения на твердотельные реле — тиристоры. Тиристоры VS1 и VS2 открываются поочередно при поступлении сигналов на управляющие электроды. Напряжение питания схемы формирования управляющих импульсов снимается с отдельной обмотки. Далее преобразуется в постоянное напряжение диодным мостом на VD5-VD8.

Положительная полуволна заряжает емкость С1. Время заряда электролитического конденсатора формируется резисторами R1, R2. Когда напряжение достигнет необходимой величины (более 5,6 В), происходит открытие динистора, образованного стабилитроном VD6 и тиристором VS3. Далее сигнал проходит через диод VD3 или VD4. При положительной полуволне открывается тиристор VS1, при отрицательной — VS2. Конденсатор С1 разрядится. После начала следующего полупериода тиристор VS1 закрывается, происходит зарядка емкости. В этот момент открывается ключ VS2, который продолжает подачу напряжения на электрическую дугу.

Наладка сводится к установке диапазона сварочного тока подстроечным сопротивлением R1. Как видим, схема регулировки сварочного тока довольно-таки проста. Доступность элементной базы, простота наладки и управления регулятора допускают изготовление такого сварочного аппарата самостоятельно.


Как для сварочного трансформатора сделать простой регулятор тока

Как для сварочного трансформатора сделать простой регулятор тока

Сварочный трансформатор преобразует напряжение сети (220 или 380 В) в низкое напряжение, а ток из низкого – в высокий, до тысяч ампер.

Важной особенностью конструкции любого сварочного аппарата является возможность регулировки рабочего тока. В промышленных аппаратах используют разные способы регулировки тока: шунтирование с помощью дросселей всевозможных типов, изменение магнитного потока за счет подвижности обмоток или магнитного шунтирования, применение магазинов активных балластных сопротивлений и реостатов. К недостаткам такой регулировки надо отнести сложность конструкции, громоздкость сопротивлений, их сильный нагрев при работе, неудобство при переключении.

Наиболее оптимальный вариант – еще при намотке вторичной обмотки сделать ее с отводами и, переключая количество витков, изменять ток. Однако использовать такой способ можно для подстройки тока, но не для его регулировки в широких пределах. Кроме того, регулировка тока во вторичной цепи сварочного трансформатора связана с определенными проблемами.

Так, через регулирующее устройство проходят значительные токи, что приводит к его громоздкости, а для вторичной цепи практически невозможно подобрать столь мощные стандартные переключатели, чтобы они выдерживали ток до 200 А. Другое дело – цепь первичной обмотки, где токи в пять раз меньше.

После долгих поисков путем проб и ошибок был найден оптимальный вариант решения проблемы – широко известный тиристорный регулятор, схема которого изображена на рис.1.

При предельной простоте и доступности элементной базы он прост в управлении, не требует настроек и хорошо зарекомендовал себя в работе – работает не иначе, как “часы”.

Регулирование мощности происходит при периодическом отключении на фиксированный промежуток времени первичной обмотки сварочного трансформатора на каждом полупериоде тока. Среднее значение тока при этом уменьшается.

Основные элементы регулятора (тиристоры) включены встречно и параллельно друг другу. Они поочередно открываются импульсами тока, формируемыми транзисторами VT1, VT2. При включении регулятора в сеть оба тиристора закрыты, конденсаторы С1 и С2 начинают заряжаться через переменный резистор R7. Как только напряжение на одном из конденсаторов достигает напряжения лавинного пробоя транзистора, последний открывается, и через него течет ток разряда соединенного с ним конденсатора.

Вслед за транзистором открывается и соответствующий тиристор, который подключает нагрузку к сети. После начала следующего, противоположного по знаку полупериода переменного тока тиристор закрывается, и начинается новый цикл зарядки конденсаторов, но уже в обратной полярности. Теперь открывается второй транзистор, и второй тиристор снова подключает нагрузку к сети.

Изменением сопротивления переменного резистора R7 можно регулировать момент включения тиристоров от начала до конца полупериода, что в свою очередь приводит к изменению общего тока в первичной обмотке сварочного трансформатора Т1. Для увеличения или уменьшения диапазона регулировки можно изменить сопротивление переменного резистора R7 в большую или меньшую сторону соответственно.

Транзисторы VT1, VT2, работающие в лавинном режиме, и резисторы R5, R6, включенные в их базовые цепи, можно заменить динисторами. Аноды динисторов следует соединить с крайними выводами резистора R7, а катоды подключить к резисторам R3 и R4. Если регулятор собрать на динисторах, то лучше использовать приборы типа КН102А.

В качестве VT1, VT2 хорошо зарекомендовали себя транзисторы старого образца типа П416, ГТ308. Вполне реальна замена их более современными маломощными высокочастотными, имеющими близкие параметры.

Переменный резистор типа СП-2, остальные типа МЛТ. Конденсаторы типа МБМ или МБТ на рабочее напряжение не менее 400 В.

Правильно собранный регулятор не требует налаживания. Необходимо лишь убедиться в стабильной работе транзисторов в лавинном режиме (или в стабильном включении динисторов).

Внимание! Устройство имеет гальваническую связь с сетью. Все элементы, включая теплоотводы тиристоров, должны быть изолированы от корпуса.

Ранее ЭлектроВести писали, что неблагоприятная инвестиционная среда, отсутствие стимулов для потенциальных инвесторов, включая устаревший и экономически неэффективный метод тарифообразования “Расходы +”, привели к хроническому недофинансированию сектора распределения электроэнергии. Чтобы исправить ситуацию, необходим переход на стимулирующее регулирование по международному опыту.

По материалам: electrik.info.

svarka

svarka

                       Широтно-импульсный регулятор (стабилизатор) подачи сварочной проволоки для полуавтомата

Я модернизировал свой сварочный аппарат добавив к нему в цепь сварочного тока три конденсатора, по 10000мкф. и широтно импульсный стабилизатор вращения двигателя- который, более-менее, стабилизировал скорость подачи сварочной проволоки. Идея взята из ШИМ для микродрели.  Там же и обсуждение схемы. Идеальную скорость подачи получить невозможно- и это не недостатки электроники, а процессы происходящие в подающем рукаве. Чем короче и жеще подающий канал, тем стабильнее скорость подачи проволоки.
 Такой регулятор-стабилизатор, для получения эффекта стабилизации, обязательно нужно использовать с коллекторнами двигателями с постоянными магнитами в статоре.  Схема расчитана на подключение к отдельному трансформатору с выходным напряжением не более 24 вольт и током (номинальным) до 3А.
 

Можно использовать и двигатель с обмоткам возбуждения, но тогда эффекта стабилизации не будет (нужно применять таходатчики). Устройство будет работать как обычный регулятор оборотов.

 Сама плата регулятора тщательно изолируется от корпуса полуавтомата и подключается выводами “1” к питающему трансформатору, напряжением не более 24в. выводами “2” к (свободно разомкнутым) контактам реле (например автомобильного) включающему подачу и красным “+” и синим “-” к двигателю с потребляемым током- не более 3А. Если ток более 3А- нужно поставить более мощный выпрямительный мост.  Также нужно предусмотреть на входе предохранитель на 5А.

 При работе, двигатель может издавать характерный писк, что сигнализирует о работе регулятора.

Хочу представить принципиальную схему наиболее удачного  и простого сварочного полуавтомата. (по материаллам svapka.ru ). На мой взгляд в нем удачно компонируется тиристорный регулятор сварочного тока и регулятор подачи проволоки.

Для модернизации (приведения в рабочий вид) мной был выбран китайский, самый дешевый сварочный полуавтомат Кайзер.  Мне он понравился дизайном, весом и ценой соизмеримой с затратами на изготовление “протяжки”,  трансформатора  и корпуса. Никаких сварочных работ этим аппаратом  выполнить практически было невозможно. Двигатель подачи подключен, через регулятор к сварочному мосту.

В аппарате был установлен дополнительно, отдельный трансформатор питания на 24 вольта,  дополнительное автомобильное реле, блок регулятора оборотов и конденсаторы в сворочную цепь.  Штатные провода к двигателю- отсоединины, а поенциометр просто снят с передней панели и “брошены” болтаться в корпусе.  Обмотка дополнительного реле включена параллельно “основному” реле.

Также установлена плата регулятора. Со стороны “электроники” места ей не нашлось.
 Регулирующий транзистор без теплоотвода- так как потребляемый ток двигателя меньше ампера и питающий трасформатор можно было поставить значительно меньшей мощности.

 При небольших затратах и минимуме усилий получился хороший сварочный полуавтомат, имеющий достаточный запас по току сварки.


Регулировка сварочного тока | Лаборатория сварки

Существуют различные способы регулировки сварочного тока, но, можно сказать, что самое широкое распространение в народе получил очень простой и надежный способ регулировки тока – с помощью включенного на выходе вторичной обмотки балластного сопротивления. Способ не только прост и надежен, но к тому же полезен, так как улучшает внешнюю характеристику трансформатора, увеличивая крутизну ее падения. В некоторых случаях балластные сопротивления применяются сугубо для исправления жесткой характеристики сварочного аппарата.

Величина балластного сопротивления для регулятора сварочного тока составляет порядка сотых-десятых долей Ома и подбирается, как правило, экспериментально. В качестве балластного сопротивления издавна применяются мощные проволочные сопротивления, использовавшиеся в подъемных кранах, троллейбусах, или отрезки спиралей ТЭНов (теплоэлектронагревателей), куски толстой высокоомной проволоки. Несколько уменьшить ток можно даже с помощью растянутой дверной пружины из стали. Балластное сопротивление может включаться либо стационарно.


Схема регулятора сварочного тока

Либо так, чтобы потом можно было относительно легко регулировать сварочный ток. Один конец такого сопротивления подключается к выходу трансформатора, а конец сварочного провода оборудуется съемным зажимом, который легко перебрасывается по длине спирали сопротивления, выбирая нужный ток.


Схема регулировки сварочного тока
Нихромовая проволока в качестве балластного сопротивления (диаметром 4 мм и длиной 8 м). Проволока может быть и меньшего диаметра, и при этом будет нужна меньшая длина, но она будет больше нагреваться.
Регулирование сварочного тока балластным сопротивлением

Большинство проволочных резисторов большой мощности изготовлены в виде открытой спирали, установленной на керамический каркас длиной до полуметра, как правило, в спираль смотана и проволока от ТЭНов. Если резистор изготовлен из магнитных сплавов, то в случае его спиральной компоновки, а тем более с какими-либо стальными элементами конструкции внутри спирали, при прохождении больших токов спираль начинает сильно вибрировать. Ведь спираль – это тот же соленоид, а огромные сварочные токи порождают мощные магнитные поля. Уменьшить влияние вибраций можно, растянув спираль и зафиксировав ее на жесткой основе. Кроме спирали, проволоку можно сгибать также змейкой, что тоже уменьшает размеры готового резистора. Сечение токопроводящего материала резистора следует подбирать побольше, потому что при работе он сильно греется. Слишком тонкая проволока или лента будет раскаляться докрасна, хотя даже это, в принципе, не исключает эффективность использования ее в качестве регулятора тока для сварочного аппарата. О реальном значении сопротивления балластных проволочных резисторов судить трудно, так как в нагретом состоянии свойства материалов сильно меняются.

В промышленных сварочных аппаратах способ регулировки тока с помощью включения активных сопротивлений, из-за их громоздкости и нагрева, не получил распространения. Зато очень широко применяется реактивное сопротивление – включение во вторичную цепь дросселя. Дроссели имеют разнообразные конструкции, часто объединенные с магнитопроводом трансформатора в одно целое, но сделаны так, что их индуктивность, а значит, реактивное сопротивление регулируется, в основном, перемещением частей магнитопровода. Заодно дроссель улучшает процесс горения дуги.

Регулировка тока во вторичной цепи сварочного трансформатора связана с определенными проблемами. Через регулирующие устройство проходят значительные токи, что приводит к его громоздкости. Другое неудобство – переключение. Для вторичной цепи практически невозможно подобрать столь мощные стандартные переключатели, чтобы они выдерживали ток до 200А. Другое дело – цепь первичной обмотки, где токи примерно в пять раз меньше, переключатели для которых являются ширпотребом. Последовательно с первичной обмоткой, так же, как и в предыдущем случае, можно включать балластные сопротивления. Только в этом случаи сопротивление резисторов должно быть на порядок большим, чем в цепи вторичной обмотки. Так, батарея из нескольких параллельно соединенных резисторов ПЭВ-50…100 суммарным сопротивлением 6-8 Ом способна понизить выходной ток вдвое, а то и втрое, в зависимости от конструкции трансформатора. Можно собрать несколько батарей и установить переключатель. Если же в распоряжении нет мощного переключателя, то можно обойтись несколькими выключателями. Установив резисторы по схеме изображенной ниже, можно, например, сделать регулятор сварочного тока с комбинацией: 0; 4; 6; 10 Ом.


Регулятор тока для сварочного аппарата
Резисторы ПЭВ

Правда, при включении балластного сопротивления в первичной цепи, теряется выгода, которую придает сопротивление во вторичной, – улучшение падающей характеристики трансформатора. Но зато и к каким-либо отрицательным последствиям в горении дуги включенные по высокому напряжению резисторы не приводят: если трансформатор хорошо варил без них, то с добавочным сопротивлением в первичной обмотке он варить будет.

В режиме холостого хода трансформатор потребляет небольшой ток, а значит, его обмотка обладает значительным сопротивлением. Поэтому дополнительные несколько Ом практически никак не сказываются на выходном напряжении холостого хода.

Вместо резисторов, которые при работе будут сильно греться, в цепь первичной обмотки можно установить реактивное сопротивление – дроссель.


Самодельный дроссель

Эту меру следует рассматривать скорее как выход из положения, если никаких других средств понижения мощности не имеется. Включение реактивного сопротивления в цепь высокого напряжения может сильно понижать выходное напряжение холостого хода трансформатора. Падение выходного напряжения наблюдается у трансформаторов с относительно большим током холостого хода – 2-3А. При незначительном потреблении тока – порядка 0,1А – падение выходного напряжения почти незаметно. Кроме того, включенный в первичной обмотке трансформатора, дроссель может приводить к некоторому ухудшению сварочных характеристик трансформатора, хотя и не настолько, чтобы его нельзя было эксплуатировать. В последнем случае все еще сильно зависит от свойств конкретного трансформатора. Для некоторых сварочных аппаратов, включение дросселя в первичную цепь трансформатора никак не сказывается, по крайней мере согласно субъективным ощущениям, на качестве горения дуги.

В качестве дросселя сварочного аппарата, для регулировки тока, можно использовать готовую вторичную обмотку какого-нибудь трансформатора, рассчитанного да выход около 40В и мощностью 200-300 Вт, тогда ничего переделывать не придется. Хотя все же лучше сделать самодельный дроссель, намотав провод на отдельном каркасе от такого же трансформатора – 200-300 Вт, например от телевизора, сделав отводы через каждые 30-60 витков, подключенные к переключателю.


Схема обмотки дросселя для сварочного аппарата

Самодельный дроссель можно изготовить и на незамкнутом – прямом сердечнике. Это удобно, когда уже есть готовая катушка с несколькими сотнями витков подходящего провода. Тогда внутрь нее надо набить пакет прямых пластин из трансформаторного железа. Необходимое реактивное сопротивление выставляется подбором толщины пакета, ориентируясь по сварочному току трансформатора. Для примера: дроссель, изготовленный из катушки, содержащей предположительно около 400 витков провода диаметром 1,4 мм, был набит пакетом железа с общим сечением 4,5 см2, длиной, равной длине катушки, 14 см. Это позволило уменьшить сварочный ток трансформатора 120А примерно в два раза. Дроссель такого типа можно сделать и с регулируемым реактивным сопротивлением. Для этого можно менять глубину ввода стержня сердечника в полость катушки. Катушка без сердечника обладает низким сопротивлением, при полностью введенном стержне ее сопротивление максимально. Дроссель, намотанный подходящим проводом, мало греется, но у него сильно вибрирует сердечник. Это надо учитывать при стяжке и фиксации набора пластин железа.

Для самодельных сварочных аппаратов легче всего, еще при намотке обмоток, сделать их с отводами и, переключая количество витков, изменять ток. Однако использовать такой способ можно разве что для подстройки тока, нежели для его регулировки в широких пределах. Ведь, чтобы уменьшить ток в 2-3 раза, придется слишком увеличивать количество витков первичной обмотки, что неизбежно приведет к падению напряжения во вторичной цепи. Либо же придется наращивать витки всех катушек, что приведет к чрезмерному расходу провода, увеличению габаритов и массы трансформатора.

Для более тонкой регулировки сварочного тока в меньшую сторону, можно использовать индуктивность сварочного кабеля, укладывая его кольцами. Но не стоит перебарщивать, т.к. кабель будет нагреваться.

В последнее время некоторое распространение получили тиристорные и симисторные схемы регулировки тока сварки. При подаче на управляющий вывод тиристора или симистора напряжения определенной величины регулятор открывается и начинает свободно пропускать через себя ток. В схемах регулирования тока, работающих от переменного напряжения, управляющие импульсы обычно поступают на каждом полупериоде. Регулятор открывается в строго определенные (задаваемые) моменты времени, обрезая таким образом начало каждого полупериода синусоиды тока, что уменьшает суммарную мощность проходящего электрического сигнала.


Осциллограмма для трансформатора с тиристорным регулятором

Естественно, ток и напряжение после этого не имеют синусоидальную форму. Такие схемы позволяют регулировать мощность в широких пределах. Человек, разбирающийся в радиоэлектронике, сможет изготовить подобную схему самостоятельно, хотя, надо сказать, устройства такого рода нельзя признать совершенными. При использовании регуляторов данного типа процесс горения дуги несколько ухудшается. Ведь теперь при уменьшении мощности дуга начинает гореть отдельными, все более кратковременными вспышками. У большинства из схем тиристорных регуляторов шкалы не линейны, а калибровка меняется с изменением напряжения сети, ток через тиристор постепенно увеличивается во время работы из-за нагрева элементов схемы. Кроме того, обычно заметно гасится выходная мощность даже при максимальном положении отпирания регулятора, к чему сварочные трансформаторы очень чувствительны. Такой способ регулировки тока сварки, из-за сложности изготовления и невысокой надежности, не получил большого распространения среди самодельных регуляторов сварочного тока.

Измерение сварочного тока

Для измерения больших токов, в данном случае до 200А, требуются приборы, которые обладают своей спецификой и в быту мало-распространены. Одним из наиболее простых решений будет воспользоваться токоизмерительными клещами.


Токоизмерительные клещи

Специфика измерения этим прибором состоит в том, что для измерения не требуется подключаться в электрическую цепь. Сила тока измеряется на расстоянии от провода без прикосновения к нему. У прибора есть специальный разводящийся контур, отчего и название – “клещи”, которым охватывается провод с током. Электромагнитное поле тока протекающего в охваченном проводе наводит ток в замкнутом контуре, который и измеряется. На корпусе “клещей” находится переключатель пределов измерения тока, максимальные значения которого обычно достигают – от 100А до 500А для разных моделей приборов. Токоизмерительными клещами можно оперативно воспользоваться практически в любой ситуации, не оказывая никакого влияния на электрическую цепь. Измерять ими можно лишь переменный ток, который создает переменное электромагнитное поле, для постоянного тока этот инструмент бесполезен. Класс точности в данном случае весьма невысок, поэтому можно судить, скорее, только о приблизительных значениях.

Другой способ измерять ток сварки: вмонтировать в электрическую цепь изготавливаемого сварочного аппарата или дорабатываемого промышленного аппарат амперметр, рассчитанный на большие значения тока, а то и просто включать его на время в разрыв цепи сварочных проводов.

Включение амперметра в сварочную цепь также отмечается некоторой спецификой. Дело в том, что последовательно в цепь включается не сам прибор (стрелочный указатель), а его шунт (резистор), стрелочный же индикатор подключается к шунту параллельно.


Схема амперметра для измерения больших токов

Шунт обладает собственным сопротивлением: предположительно сотые доли Ома (так как измерить его обычным омметром не удается). На вид это кусок металла в несколько сантиметров в длину прямоугольного сечения с мощными контактными площадками с обеих сторон. От точности сопротивления шунта зависит и точность показания прибора. Для каждой модели амперметра предусмотрен шунт определенного сопротивления, и они должны продаваться вместе.


Амперметр с шунтом

И уж чего ни в коем случае не нужно делать, так это пробовать включить стрелочный прибор в цепь вообще без шунта. Если у вас где-то завалялся стрелочный прибор, на шкале которого значатся сотни ампер, то это вовсе не значит, что он сам их измеряет. Проверьте его: и сам по себе прибор окажется всего-то микро- или миллиамперметром. Иногда попадаются стрелочные приборы, у которых шунт вмонтирован внутри корпуса и к нему дополнительно ничего больше подключать не нужно. Как правило, такие отличаются огромными размерами и невысоким классом точности.

Немалое значение имеет способность стрелочного указателя измерительного прибора устанавливаться на текущее значение, преодолевая колебательные переходные процессы при изменении тока, иначе стрелка будет судорожно плясать по шкале уже при незначительных изменениях тока, которые неизбежны при горении сварочной дуги.

Простой регулятор тока сварочного трансформатора

Важной особенностью конструкции любого сварочного аппарата является возможность регулировки рабочего тока. В промышленных аппаратах используют разные способы регулировки тока: шунтирование с помощью дросселей всевозможных типов, изменение магнитного потока за счет подвижности обмоток или магнитного шунтирования, применение магазинов активных балластных сопротивлений и реостатов. К недостаткам такой регулировки надо отнести сложность конструкции, громоздкость сопротивлений, их сильный нагрев при работе, неудобство при переключении.
Наиболее оптимальный вариант – еще при намотке вторичной обмотки сделать ее с отводами и, переключая количество витков, изменять ток. Однако использовать такой способ можно для подстройки тока, но не для его регулировки в широких пределах. Кроме того, регулировка тока во вторичной цепи сварочного трансформатора связана с определенными проблемами. Так, через регулирующее устройство проходят значительные токи, что приводит к его громоздкости, а для вторичной цепи практически невозможно подобрать столь мощные стандартные переключатели, чтобы они выдерживали ток до 200 А. Другое дело – цепь первичной обмотки, где токи в пять раз меньше.
После долгих поисков путем проб и ошибок был найден оптимальный вариант решения проблемы – широко известный тиристорный регулятор, схема которого изображена на рис.1.

При предельной простоте и доступности элементной базы он прост управлении, не требует настроек и хорошо зарекомендовал себя в работе – работает не иначе, как “часики”. Регулирование мощности происходит при периодическом отключении на фиксированный промежуток времени первичной обмотки сварочного трансформатора на каждом полупериоде тока рис.2.

Среднее значение тока при этом уменьшается. Основные элементы регулятора (тиристоры) включены встречно и параллельно друг другу. Они поочередно открываются импульсами тока, формируемыми транзисторами VT1, VT2. При включении регулятора в сеть оба тиристора закрыты, конденсаторы С1 и С2 начинают заряжаться через переменный резистор R7. Как только напряжение на одном из конденсаторов достигает напряжения лавинного пробоя транзистора, последний открывается, и через него течет ток разряда соединенного с ним конденсатора. Вслед за транзистором открывается и соответствующий тиристор, который подключает нагрузку к сети. После начала следующего, противоположного по знаку полупериода переменного тока тиристор закрывается, и начинается новый цикл зарядки конденсаторов, но уже в обратной полярности. Теперь открывается второй транзистор, и второй тиристор снова подключает нагрузку к сети. Изменением сопротивления переменного резистора R7 можно регулировать момент включения тиристоров от начала до конца полупериода, что в свою очередь приводит к изменению общего тока в первичной обмотке сварочного трансформатора Т1. Для увеличения или уменьшения диапазона регулировки можно изменить сопротивление переменного резистора R7 в большую или меньшую сторону соответственно. Транзисторы VT1, VT2, работающие в лавинном режиме, и резисторы R5, R6, включенные в их базовые цепи, можно заменить динисторами рис.3.

Аноды динисторов следует соединить с крайними выводами резистора R7, а катоды подключить к резисторам R3 и R4. Если регулятор собрать на динисторах, то лучше использовать приборы типа КН102А. В качестве VT1, VT2 хорошо зарекомендовали себя транзисторы старого образца типа П416, ГТ308. Вполне реальна замена их более современными маломощными высокочастотными, имеющими близкие параметры. Переменный резистор типа СП-2, остальные типа МЛТ Конденсаторы типа МБМ или МБТ на рабочее напряжение не менее 400 В.

Правильно собранный регулятор не требует налаживания. Необходимо лишь убедиться в стабильной работе транзисторов в лавинном режиме (или в стабильном включении динисторов).

Внимание! Устройство имеет гальваническую связь с сетью. Все элементы, включая теплоотводы тиристоров, должны быть изолированы от корпуса.

С. В . Прус, Р. П. Копчак

Каковы основные конструкции источников питания для оборудования для дуговой сварки?

Часто задаваемые вопросы

Основными функциями источника питания являются производство тепла, достаточного для расплавления соединения, а также для создания стабильной дуги и переноса металла. Так как для сварочных процессов требуется большой ток (50-300А) при относительно низком напряжении (10-50В), напряжение сети высокого напряжения (230 или 400В) должно быть снижено с помощью трансформатора. Для получения постоянного тока выход трансформатора необходимо дополнительно выпрямить (рис. 1).

Существует пять типов источников питания: трансформатор переменного тока; выпрямитель постоянного тока; Трансформаторный выпрямитель переменного/постоянного тока, генератор постоянного тока и инвертор.

Тип управления, например. первичный отвод, реактор насыщения, тиристор и инвертор является важным фактором при выборе источника питания. Простой аппарат с первичной резьбой может быть идеальным и надежным выбором для многих сварочных работ MIG (GMA), но он имеет свои ограничения. Если ступеней недостаточно, может оказаться невозможным настроить оптимальные условия, и колебания подачи повлияют на выходной сигнал.Тиристорное управление позволяет плавно регулировать выходную мощность, не зависит от изменений напряжения питания и может управляться дистанционно. Тиристорные источники питания могут использоваться для большинства сварочных процессов, т.е. могут иметь как плоскую (МИГ [ГМА]), так и падающую (ММА [СМА] и ВИГ [ГТА]) выходную характеристику.

Инверторные источники питания предлагают все преимущества тиристорного управления, но с дополнительными характеристиками, снижением веса и эффективностью. Транзисторы используются для преобразования сетевого переменного тока (50 Гц) в переменный ток высокой частоты (> 500 Гц) перед преобразованием в подходящее напряжение для сварки, а затем выпрямлением в постоянный ток.Таким образом, инвертор представляет собой силовой блок, которым можно управлять, часто с помощью программного обеспечения, для получения статических и динамических характеристик, необходимых для выбранного процесса сварки. Следовательно, большинство инверторов предлагают возможность работы в нескольких процессах. Кроме того, реакция современных инверторов открывает возможности высокочастотного импульсного режима, необходимого для импульсной сварки MIG (GMA), и динамической обратной связи для управления переносом металла, как при MIG с погружением.

Машины контактной сварки – обзор

11.2 Сварка сопротивлением

Сварка сопротивлением является одним из старейших методов сварки. Различные методы, как правило, быстры, эффективны и мало загрязняют окружающую среду. Никаких наполнителей не требуется. Недостатками могут быть высокие капитальные затраты и несколько ограниченный диапазон применений. Каждый тип метода контактной сварки обычно может использоваться только для одного типа сварки. Оборудование для контактной сварки также относительно дорого. В результате доля общей стоимости, учитываемой по отношению к стоимости оборудования, намного выше, чем при дуговой сварке.

При прохождении электрического тока через сопротивление, образованное контактом между двумя металлическими поверхностями, выделяется тепло. Плотность тока настолько высока, что образуется локальная лужа расплавленного металла, соединяющая две части. Ток часто находится в диапазоне 1 000–100 000 А, а напряжение в диапазоне 1–30 В.

Для получения соединения машины контактной сварки должны пройти три основных этапа:

1.

Зажим или сжимая заготовки с определенной механической силой и удерживая их в правильном положении.

2.

Пропускание необходимого тока через заготовку.

3.

Контроль времени сварки по мере необходимости.

Существует два различных типа станков, в зависимости от расположения электродных консолей: станки с поворотным рычагом , в которых верхний рычаг опирается на подшипник в раме, и станки с направляющей рейкой станки, в которых верхний электрод линейно управляется пневматическим цилиндром, как показано на рисунке 11.1.

Рисунок 11.1. Машины контактной сварки с поворотным рычагом и направляющими.

Важно, чтобы держатели электродов могли быстро двигаться, приспосабливаясь к движению, поскольку заготовка размягчается при нагревании и движется вместе: в противном случае существует риск разбрызгивания из сварного шва. Механическая или пневматическая пружина может поддерживать давление на электрод, когда материал «схлопывается», тем самым снижая риск разбрызгивания.

Размер машины и длина выступающих плеч в первую очередь зависят от размера и формы свариваемых изделий.При сварке переменным током плечи не должны быть длиннее, чем это необходимо, с учетом электрического реактивного сопротивления контура, окруженного плечами, т. е. площади, окруженной плечами и рамой. (Это справедливо, конечно, только при сварке переменным током.) Большая площадь окна позволяет сваривать более крупные изделия, но также увеличивает реактивное сопротивление. По этой причине кронштейны на большинстве машин для контактной сварки являются регулируемыми, хотя это не относится к рельефной сварке.

Устройство РПН на сварочном трансформаторе обеспечивает базовое (или грубое) регулирование напряжения и тока.Точная регулировка обеспечивается тиристорным контактором, который управляет переключением сварочного тока.

Сварка постоянным током

Сварочные аппараты постоянного тока с выпрямителем на вторичной стороне трансформатора дороже, но невосприимчивы к индуктивному падению напряжения. Они также подходят для трехфазного питания, что обеспечивает более сбалансированную нагрузку на сеть и позволяет принимать более высокие мощности. В настоящее время также распространено обеспечение питания постоянным током с помощью инвертора средней частоты.Принцип для этого тот же, что и для инверторов, используемых для дуговой сварки: см. стр. 56. Это уменьшает размер трансформатора и обеспечивает более быстрое регулирование тока и, таким образом, лучший контроль над процессом сварки. Износ электродов также несколько снижается. Сварка сопротивлением использует среднюю/высокую частоту около 1–4 кГц. Более высокая частота (10–20 кГц) может использоваться для дальнейшего снижения веса переносных пистолетов для точечной сварки. Поскольку сварочный аппарат постоянного тока не подвержен реактивному падению напряжения, общая потребляемая мощность от сети снижается.

Использование инверторной технологии в сочетании с интеллектуальной технологией в источнике питания позволяет точно контролировать сварочный ток и время в режиме реального времени, обеспечивая лучший общий результат.

Если блок давления управляется серводвигателями, а не пневматически, время цикла может быть уменьшено, т.е. в роботизированных сварочных работах.

Таблица 11.1. Примеры применения ряда методов контактной сварки.

Пункт Сварочный метод
Пятно Проекционные Шов Вспышка
раковины из нержавеющей стали
проволочные сетки, хранение лотки и др.
Мебель части, стулья, столы
Трубы, муфты, ниппели
Инструменты, сверла
шкафчики
Вершины и днища резервуаров
Автокузова
Дифференциальные оболочки
Заглушки
Трубы и секции
Рельсы
Цепные
Опорные балки

Мы обычно различаемся между пятью различными видами сопротивления сварки:

Sport Wording

Сварка шины

Проекционная сварка

Стыковая сварка сопротивлением

Сварка оплавлением

Точечная сварка

Точечная сварка является наиболее известным методом контактной сварки. Применяется для соединения тонких листовых материалов (до 3 + 3 мм) внахлест и широко применяется, например в автомобильной промышленности. Типичный автомобиль может иметь до 5000 точечных сварных соединений.

Высокий ток в сочетании с коротким временем нагрева означает, что подводимая тепловая энергия используется эффективно: очень мало отводится в окружающий металл. Таким образом, точечная сварка имеет ряд преимуществ по сравнению с другими методами сварки листового металла, такими как:

Незначительная деформация заготовки, поскольку тепловая энергия более или менее ограничивается непосредственной близостью к сварному шву.

Очень высокая производительность для механизированных процессов. Точечная сварка листа 1+1 мм, например, занимает 0,20 с.

Простота автоматизации, высокая стабильность, что делает этот метод пригодным для массового производства.

Низкое энергопотребление и незначительное загрязнение окружающей среды без необходимости использования наполнителей. Таким образом, этот метод оказывает меньшее воздействие на окружающую среду, чем при сварке дугой.

Требуется небольшое обучение.

Два электрода сжимают два металлических листа вместе со значительным усилием, пропуская через металл сильный ток. Тепловая энергия вырабатывается, когда ток проходит через электрическое контактное сопротивление между двумя листами, определяемое формулой:

Q=I2⋅R⋅t

, где Q = количество тепловой энергии (Вт)

    I = ток (А)

    R = сопротивление на сварном шве (Ом)

    t = продолжительность сварки (с)

Общее сопротивление между электродами (см. Рисунок 11.2) состоит из:

Рисунок 11.2. Принцип точечной сварки.

2R1 + 2R2 + R3

, где R 1 R 1 = контактное сопротивление между каждым электродом и заготовкой

R 2 = сопротивление через металл каждого из частей для присоединения

r 3 = контактное сопротивление между двумя кусками металла.

Контактное сопротивление между электродами и заготовкой, и особенно контактное сопротивление между двумя соединяемыми металлическими частями, значительно выше, чем сопротивление токопроводящего пути через металл.Незначительные неровности на поверхности металла означают, что ток концентрируется в нескольких контактных точках, в результате чего на контактных поверхностях происходит наибольший нагрев. Изменение силы зажима может изменить контактное сопротивление и, следовательно, нагрев металла.

В начале сварки контактное сопротивление очень высокое. Начальное прохождение тока прорывает поверхностные слои, так что контактные сопротивления быстро падают. Большая часть тепла, образующегося при контакте электродов с заготовкой, отводится через водоохлаждаемые электроды.Однако это не относится к теплу, выделяемому при контактном сопротивлении между двумя листами заготовки. Температура здесь повышается до тех пор, пока не будет достигнута температура плавления металла, при этом поверхности продолжают прижиматься силой прижима, так что в зоне контакта образуется очаг сварки.

Электроды должны быть из материала с высокой твердостью, низким электрическим сопротивлением и высокой теплопроводностью. Охлаждение имеет решающее значение для их срока службы. Изнашивание вместе с деформацией увеличивает эффективный контактный размер электродов, что снижает плотность тока и, со временем, прочность получаемых сварных швов.Электрод обычно имеет срок службы около 5 000–10 000 сварок: при сварке оцинкованной стали этот ресурс снижается примерно до 500–2 000 сварок. Повязка кончика с помощью специального инструмента восстанавливает форму кончика электрода.

Процесс точечной сварки включает ряд параметров или переменных, которые можно регулировать для достижения оптимальных характеристик сварки. Таблицы оптимальных значений составлены, но также необходимо оптимизировать процесс методом проб и ошибок.

Сварочный ток — это ток, протекающий через заготовку.Из всех параметров это оказывает наибольшее влияние на прочность и качество сварного шва, так как количество выделяемого тепла пропорционально квадрату сварочного тока. Поэтому сварочный ток должен быть тщательно отрегулирован: слишком большой ток приводит к сварному шву с низкой прочностью, со слишком большим углублением кратера, разбрызгиванием и некоторой деформацией. Это также означает, что электроды изнашиваются без необходимости. С другой стороны, слишком низкий ток также дает сварной шов ограниченной прочности, но на этот раз со слишком малой площадью сварного шва.

Время сжатия — это время, необходимое для создания усилия зажима. Оно зависит от толщины металла и плотности посадки, а также зависит от конструкции губок электрода.

Сила зажима — это сила, с которой электроды прижимают листы друг к другу (кН). Важно, чтобы это тщательно контролировалось, так как слишком низкое усилие зажима приводит к высокому контактному сопротивлению, сопровождаемому разбрызгиванием, что приводит к плохой прочности сварного шва, в то время как слишком высокое усилие приводит к слишком маленькому сварному шву, опять же с плохой прочностью. , но сопровождается ненужным износом электродов и слишком большим углублением кратера.

Время сварки — это время, в течение которого ток протекает через заготовку, и измеряется в циклах, т. е. время, в течение которого переменный ток проходит один цикл. В Европе частота сети 50 Гц, значит, один цикл занимает 1/50 = 0,02 с.

Время удержания — это время с момента прерывания тока до момента, когда усилие зажима может быть снято. Пластины должны удерживаться вместе до тех пор, пока сварочная ванна не затвердеет, чтобы можно было переместить соединение или электроды в следующее положение сварки.

Площадь электрода определяет размер площади, через которую проходит сварочный ток, т.е. плотность тока. Диаметр электрода (d) определяется по отношению к толщине металла (t) по следующей формуле:

d=5⋅t

При сварке высокопрочных сталей может потребоваться корректировка параметров сварки, чтобы чтобы избежать риска образования микротрещин или пор.

Область на диаграмме (см. Рисунок 11.3), в пределах которой может быть получен приемлемый точечный сварной шов, называется полем допуска или лепестком свариваемости.Слишком высокий ток приводит к разбрызгиванию, а слишком низкий ток или слишком короткое время сварки приводят к некачественному сварному шву или даже к его отсутствию.

Рисунок 11.3. Доля смачиваемости, где можно получить приемлемую точечную сварку.

Шовная сварка

Шовная сварка используется так же, как и точечная сварка, и работает по тому же принципу. Отличие состоит в том, что используются два электрода в форме колеса, катящиеся вдоль (и обычно питающие) заготовку (см. Рисунок 11.4).

Рисунок 11.4. Принцип шовной сварки.

Два колеса должны быть одинакового размера, чтобы предотвратить отклонение детали в сторону одного из них. Фактический контактный профиль может быть разработан несколькими способами, чтобы соответствовать форме свариваемой детали. Ток может протекать непрерывно во время сварки или прерывисто, создавая ряд точек, расположенных так близко друг к другу, что получается единый непрерывный шов. Неизбежная проблема шовной сварки заключается в том, что часть тока «просачивается» через законченный шов.

Поскольку ролики электродов вращаются, их не нужно поднимать между точками, как при точечной сварке. Если сварной шов не обязательно должен быть непрерывным, можно использовать шовную сварку, чтобы расположить точки на одинаковом расстоянии друг от друга. Это означает, что шовную сварку можно выполнить быстрее, чем обычную точечную сварку.

Выступающая сварка

Как и шовная, и точечная сварка, выступающая сварка используется для соединения двух перекрывающихся листов относительно тонкого металла. Процесс включает вдавливание ряда «ямочек» в одну из пластин и одновременное сваривание двух пластин вместе (см. Рисунок 11.5).

Рисунок 11.5. Принцип рельефной сварки.

Этот метод также можно использовать для приварки металлического листа к концам стержней, стержней или труб или для приваривания гаек к листам. Проволочные сетки (т. е. места пересечения проволок) также особенно подходят для рельефной сварки.

Преимущество этого процесса по сравнению с точечной сваркой заключается в меньшем износе электродов из-за большей площади контакта.

Стыковая сварка сопротивлением

Стыковая сварка сопротивлением используется для сварки встык стержней или проволоки, напр.г. при сварке проволочных корзин, покупательских тележек или проволочных стеллажей для использования в печах. Стыковая сварка может применяться для сварки стали, меди, алюминия и его сплавов, а также золота, серебра и цинка.

Концы материала прижимаются друг к другу и через них пропускают ток (см. рис. 11.6). Температура на контактном сопротивлении становится настолько высокой, что металл размягчается до пластического состояния, и две части можно соединить вместе. Максимальная площадь контакта обычно составляет около 150 мм 2 .Верхний предел определяется способностью сварочного аппарата обеспечивать равномерное распределение тепла по всем частям соединения. Нижний предел определяется практичностью обращения с материалом: для стальной проволоки наименьший размер обычно считается диаметром около 0,2 мм.

Рисунок 11.6. Стыковая сварка сопротивлением.

Сварка оплавлением

Как и стыковая сварка, сварка оплавлением представляет собой метод, при котором концы заготовки прижимаются друг к другу и свариваются.Он используется для сварки более толстых деталей, таких как тяжелая якорная цепь, рельсы и трубы. Этот процесс чаще всего используется для сварки стали, а также для никелевых, алюминиевых и титановых сплавов.

Процесс начинается с предварительного нагрева компонентов. Это делается путем перемещения частей вперед и назад, в контакте и выходе из контакта друг с другом несколько раз во время прохождения тока. Когда температура становится достаточно высокой, процесс переходит к следующему этапу, известному как мигание .Части медленно сближаются и плотно прижимаются друг к другу, что вызывает быстрое плавление и газификацию с впечатляющим выбросом расплавленного материала в виде дождя искр. Расплавленный металл двух поверхностей соединяется, и процесс продолжается с приложением давления ковки, так что расплавленный материал и любые захваченные оксиды или загрязнения выдавливаются из соединения в окружающее кольцо или высаживаются.

%PDF-1.6 % 223 0 объект > эндообъект внешняя ссылка 223 86 0000000016 00000 н 0000003502 00000 н 0000003639 00000 н 0000003801 00000 н 0000003852 00000 н 0000004277 00000 н 0000004325 00000 н 0000004958 00000 н 0000005198 00000 н 0000005242 00000 н 0000005284 00000 н 0000005810 00000 н 0000005855 00000 н 0000006519 00000 н 0000006861 00000 н 0000006905 00000 н 0000007066 00000 н 0000007280 00000 н 0000007439 00000 н 0000007649 00000 н 0000007810 00000 н 0000007972 00000 н 0000008181 00000 н 0000008402 00000 н 0000008606 00000 н 0000008762 00000 н 0000008972 00000 н 0000009134 00000 н 0000009350 00000 н 0000009518 00000 н 0000009737 00000 н 0000009906 00000 н 0000010073 00000 н 0000010567 00000 н 0000010786 00000 н 0000010999 00000 н 0000011210 00000 н 0000011411 00000 н 0000011565 00000 н 0000011726 00000 н 0000011889 00000 н 0000011946 00000 н 0000015349 00000 н 0000021503 00000 н 0000021552 00000 н 0000029835 00000 н 0000032926 00000 н 0000037684 00000 н 0000042845 00000 н 0000046120 00000 н 0000049703 00000 н 0000053978 00000 н 0000057155 00000 н 0000061575 00000 н 0003137662 00000 н 0003138181 00000 н 0003138698 00000 н 0003138757 00000 н 0003139884 00000 н 0003140405 00000 н 0003140492 00000 н 0003140563 00000 н 0003140648 00000 н 0003140757 00000 н 0003140805 00000 н 0003140909 00000 н 0003140957 00000 н 0003141062 00000 н 0003141110 00000 н 0003141219 00000 н 0003141266 00000 н 0003141366 00000 н 0003141413 00000 н 0003141511 00000 н 0003141558 00000 н 0003141673 00000 н 0003141720 00000 н 0003141840 00000 н 0003141886 00000 н 0003141979 00000 н 0003142025 00000 н 0003142115 00000 н 0003142161 00000 н 0003142258 00000 н 0003142304 00000 н 0000002016 00000 н трейлер ]>> startxref 0 %%EOF 308 0 объект > поток Зебнл). adKPK&h0LVu|~[H 27+cA|+Z”,5]`P11`_-{6 Y\vwi]Xg@i”Ih> ZZ b$XdGoa]q(#[n4۽0!( xnuDGQuqiZ(P-+ؕ” B6fk&

K|s#mv8wQ\Gp9 ,\_,;К> dKB`#ɒ]ʀ:wzVJH͐U`ngEzŐ?|O

AID~

Лазерный сварочный аппарат | Аппарат для лазерной точечной сварки для управления SCR и отключения выключателя

Управление SCR и отключение выключателя


Вт, 31 августа 2021 г., 09:50:59 GMT

Еще раз здравствуйте… Я построил схему “диммера света” scr, которую Майк В. опубликовал некоторое время назад (или в другой теме), и мне нужна помощь с ней.Похоже, работает, судя по тому, как на это реагирует мой сварщик. Я могу запустить его либо на полную мощность, либо на полную минимальную, но когда я пытаюсь изменить мощность, мои автоматические выключатели срабатывают. Это просто холостой ход, а не во время сварки, я еще не нагрузил его. Я снял некоторые показания ампер, установка полной мощности, холостой ход около 8 ампер; (вентилятор работает на полной скорости). Минимальная настройка, холостой ход около 25 ампер, вентилятор почти не вращается. Пока что я не хочу ставить большие выключатели, провода и т. Д. На случай, если я что-то пропустил. Мой сварочный аппарат – Hobart TR250.Если я не могу адаптировать ВХОД сварочного аппарата для управления, как насчет управления ВЫХОДОМ с использованием той же технологии ( scr ). Заранее спасибо Роберт
Ответ: slamdvw, можете ли вы опубликовать ссылку на схему диммера SCR, которая ты использовал? Я попытался найти «Майк В.», но не нашел. Мне любопытно, как он используется с вашим сварочным аппаратом и каков опыт Майка В. с ним. Я бы очень осторожно относился к его использованию на вашем сварочном аппарате, основываясь на вашем описании тока холостого хода 25 ампер. Это будет означать, что что-то определенно идет не так, и вы можете повредить свой сварочный аппарат.Говоря в общих чертах, «диммер света» SCR не очень хорошо подходит для управления мощностью устройства ввода трансформатора или сварочного аппарата инверторного типа, если они не работают вместе. Одна из проблем с трансформаторной нагрузкой заключается в том, что фазовый сдвиг между напряжением и током, вызванный индуктивностью трансформатора, нарушает управление фазовым сдвигом регулятора яркости, предназначенного для ламп накаливания (резистивный, без реактивных компонентов). Это можно преодолеть, но для этого требуется специальная схема в диммере.Другая проблема заключается в том, что ваш диммер на входе может конфликтовать с внутренним регулятором тока/напряжения, встроенным в сварочный аппарат. (Я не знаком с Hobart TR250 или его технологией управления.) Если нагрузка представляет собой сварочный аппарат инверторного типа, может возникнуть другая проблема. (Все это предположения.  Я не инженер-электрик.)  Вход инверторного сварочного аппарата будет выпрямлять входную мощность и накапливать энергию в конденсаторах. Простой диммер лампы работает, задерживая момент включения тринистора или симистора после пересечения нуля осциллограммы напряжения.Это нормально для управления мощностью резистивной (нереактивной) нагрузки, такой как лампа накаливания. Тем не менее, это может просто привести к дополнительной нагрузке на выпрямители и минимальному контролю мощности инверторного сварочного аппарата, поскольку накопительные конденсаторы инверторного сварочного аппарата все равно будут пытаться зарядиться до пикового напряжения в каждом полупериоде. (Это пренебрегает влиянием любых модификаций коэффициента мощности на входную схему сварочного аппарата). Все это не означает, что то, что вы пытаетесь сделать, является неправильным, но я был бы очень осторожен, чтобы убедиться, что ваш диммер совместим со схемой ввода и управления вашего сварочного аппарата.awright
Ответ:Я не помню, как я наткнулся на это, но я нашел эту схему преобразования машины Stick в TIG… http://img.photobucket.com/albums/v1…ontrol_gif. gifНе знаю, будет ли это активная ссылка или нет (все еще немного новое для этой веб-доски). Резисторы указаны в размерах, DIAC – NTE6407 …   Крышки – 100 000 пФ. Я попросил размер, указанный в списке, и магазин электроники дал мне его. Сварочный аппарат представляет собой 100% трансформаторный блок, здесь нет легкого инвертора! Цепь управления представляет собой реактор с насыщаемым сердечником на выходной стороне xfmr.Судя по тому, что я читал о трассе, людям с ней везет. Я не сомневаюсь, что это так, я чувствую, что это то, чего мне не хватает. (IIRC это также обсуждалось на доске «hobartwelders»). Спасибо!! Роберт
Ответ: Интересно! Выглядит как довольно стандартная двунаправленная схема с фазовым управлением. Поскольку вся цепь является плавающей и подключена последовательно с первичной обмоткой сварочного аппарата, трудно понять, как она может вызывать большее потребление тока, чем первичная обмотка сварочного аппарата, ЕСЛИ ЭТО НЕ ИСПРАВЛЯЕТ ВХОД НА ВАШУ СВАРОЧНУЮ АППАРАТУРУ за счет асимметричного зажигания.Поскольку это, по сути, два независимых силовых ключа (за исключением контура управления), они могут быть не идеально согласованы, что приводит к асимметричному запуску и выпрямлению. Лучший способ наблюдать, что запуск симметричен, – это с помощью осциллографа, но это не так. сложно, и у большинства сварщиков нет «прицела». Есть ли у вас возможность наблюдать линейные напряжения на осциллографе? Вы должны быть очень осторожны при измерении линейных напряжений с помощью осциллографа, потому что без специальных мер по изоляции одна сторона входа осциллографа обычно жестко заземлена. Если вы сможете найти согласованную пару трансформаторов тока, вы, возможно, сможете безопасно наблюдать формы сигналов тока, но большинство трансформаторов тока не очень хорошо работают на высоких частотах, присутствующих в срезанной форме сигнала SCR. Вы также можете попробовать согласованную пару понижающих трансформаторов Radio Shack (с первичными обмотками 240 В переменного тока), чтобы изолировать прицел от горячей линии, но если на первичной обмотке сварочного аппарата присутствует сильная составляющая постоянного тока (что, как я подозреваю, имеет место). , понижающие трансформаторы могли сгореть. ОК. Вот мысль.Отключите сварочный аппарат и замените силовой резистор, например, элемент водонагревателя на 240 В (с нагревательной частью, погруженной в воду), подключите мультиметр к нагрузке и посмотрите, есть ли какое-либо постоянное напряжение на нагрузке, когда вы вращаете регулятор диммера. . Если есть, ваш диммер не срабатывает симметрично. Не выключайте мультиметр до диапазона, меньшего, чем напряжение вашей сети переменного тока, потому что вы можете сжечь свой измеритель, даже если вы не видите отклика измерителя. Поскольку резистор одинаково реагирует на переменное или постоянное напряжение, вы, вероятно, не разомкнете свои выключатели (так быстро) с этой тестовой установкой (но это может не понравиться трансформатору).Вход вашего сварочного аппарата выглядит как короткое замыкание на постоянное напряжение. Если вы обнаружите, что постоянный ток присутствует на нагрузке, это может быть причиной высокого постоянного тока, протекающего в первичной обмотке вашего сварочного аппарата, что может привести к срабатыванию выключателей, но, возможно, к подгоранию трансформатора сварочного аппарата. немного более экзотично, если у вас есть доступ к осциллографу, вы можете использовать трансформатор низкого напряжения 220 В переменного тока для наблюдения за формой волны напряжения на резистивной нагрузке, поскольку трансформатор изолирует горячие линии от заземленного входа осциллографа.Не делайте этого, пока не убедитесь, что у вас нет большого количества постоянного тока на нагрузке, потому что, если присутствует постоянный ток, он сожжет первичную обмотку понижающего трансформатора. Получайте удовольствие и будьте очень осторожны. Подождите минуту. Если ваш сварочный аппарат имеет реактор насыщения на выходе, почему вы не используете педаль для управления им вместо управления потребляемой мощностью? У вас есть схема сварочного аппарата? Обращались ли вы в Хобарт за советом по добавлению педали управления в схему управления реактором насыщения? Мне кажется, что это гораздо более практичное место для управления, чем вход сварщика.awright
Ответ: Дополнительные мысли о схеме диммера. Асимметричное срабатывание может быть вызвано неисправным компонентом или даже нормальными допусками параметров устройства, вызывающими срабатывание на разных уровнях. Одним из способов сведения к минимуму возможности асимметричного запуска является использование только одной схемы запуска, которая посылает импульсы запуска на оба затвора SCR в каждом полупериоде через двойные вторичные обмотки импульсного трансформатора. Дополнительный импульс на SCR с обратным смещением не имеет никакого эффекта. Другой метод заключается в том, чтобы поместить один SCR и триггерную цепь в полный мост выпрямителя и включить мост последовательно с первичной обмоткой сварочного аппарата.Таким образом, схема SCR видит одинаковую форму волны на каждом полупериоде. Может потребоваться дополнительная осторожность, чтобы обеспечить коммутацию SCR в каждом полупериоде. Это наиболее безопасный подход, так как отказ компонента (кроме одного диода в выпрямительном мосту) не может привести к постоянному току на первичной обмотке сварочного аппарата. на реакторе насыщения способом, рекомендованным изготовителем, а не на клеммах ввода питания сварочного аппарата.awright
Ответ: Забавно, что вы упомянули O’scope… как часть другого хобби, которое у меня есть. Никогда не думал использовать его. Я постараюсь посмотреть, какие у меня формы волн. Схема находится на внутренней стороне верхней части корпуса сварочного аппарата. Я думал об использовании Sat.reactor для управления, но, так как его минимальная настройка все еще слишком горячая. (если это не проблема техники… мягкая сталь 20 ga, защита аргоном). Я попробую прицел… и посмотрю, что у меня получится… Спасибо!! Роберт
Ответ: Возможно ли опубликовать схему? Мне это интересно, потому что у меня похожая проблема с моим сварочным аппаратом переменного тока P&H времен Второй мировой войны с управлением реактором насыщения.Как правило, резистор, снижающий напряжение, в выходной цепи нежелателен из-за отсутствия желаемого сглаживающего действия сглаживающего дросселя. Но, в зависимости от конфигурации вашей выходной цепи, это может оказаться подходящим средством снижения минимального напряжения/тока. По чистой случайности я был на прошлой неделе в отделе продаж C&H в Пасадене и просмотрел их ассортимент резисторов большой мощности. Нет, я не говорю о чем-то, что припаяно к печатной плате. Я говорю о чем-то весом от 5 до 10 фунтов, которое будет установлено под транзитным транспортным средством.Насколько я помню, они имели значения от примерно 0,1 Ом до примерно 1 Ом, что может дать вам примерное падение напряжения/тока, которое вам нужно для тонкого листа. примерно 20 оборотов. Типичная длина составляет около фута, а внешний диаметр – от 3 до 5 дюймов. Также некоторые овальные блоки. Я думаю, что было бы целесообразно удалить керамический сердечник и вставить изолированный железный сердечник, чтобы добавить индуктивность. Он будет очень похож на некоторые из реакторов, которые вы видите в сварочных аппаратах, за исключением того, что он больше и с материалом резистора вместо меди.Я думаю, что керамические ядра некоторых из них были сегментированы и могли быть удалены без повреждений. В любом случае их можно было разбить и выбросить. Номинальный ток находится в диапазоне от 100 до 200 ампер, поэтому у вас не должно возникнуть проблем при желаемом низком токе. Я понятия не имею, насколько это возможно, но меня это интригует. Я также не уверен, как контур управления насыщаемым реактором будет реагировать на ограничение тока вне его контура управления. Я ДУМАЮ, что это было бы нормально, потому что при минимальной настройке вся индуктивность реактора насыщения последовательно связана со сварочным током, и контур управления может быть по существу неактивным, потому что я думаю, что система работает за счет УВЕЛИЧЕНИЯ сварочного тока, когда вы УВЕЛИЧИВАЕТе контрольный ток реактора насыщения. Но мне было очень трудно найти какое-либо точное техническое описание того, как эти вещи работают. Большинство описаний в книгах по сварке просто описывают оборудование без какого-либо анализа того, что на самом деле происходит в контуре управления. Оставайтесь на связи. Да, я чуть не забыл сказать, что все мощные резисторы стоят 25 долларов. Я думаю, что их веб-сайт www.candhsales.com. У них есть онлайн-каталог, но некоторые устройства не указаны из-за ограниченного запаса. Расскажите нам немного о своих интересах и опыте в области электроники.Я инженер по шуму и вибрации (механик), всю жизнь увлекаюсь сваркой и электроникой (с 50-х годов). Последний раз редактировалось awright; 19 февраля 2006 г., 13:33.
Ответ: Этим утром я читал свое Руководство по тиристорам Westinghouse Electric в своем кафельном читальном зале и наткнулся на обсуждение управления фазой, состоящего из одного тиристора и триггерной цепи в полном выпрямительном мосту, конфигурации, которую я рекомендовал выше как средство. обеспечения симметричного запуска. Автор указал, что при низком выходе может произойти явление пропуска цикла, которое вызовет постоянный ток на выходе.Это происходит потому, что запуск в одном полупериоде влияет на напряжение, хранящееся на конденсаторе на диоде, что приводит к блокировке запуска в следующем полупериоде. В результате вы получаете проводимость на чередующихся полупериодах, создавая постоянный ток. Поворот потенциометра в более высокое выходное положение решает эту конкретную проблему. Это не относится к вашей двойной цепи SCR, но показывает, что там есть ловушки. awright
Ответ: Аааа, хорошо. Что ж, завтра (во вторник) я включу прицел, подключу большой резистор к выходу и измерю постоянный ток.Я полагаю, что могу избежать проблемы с заземлением, отключив прицел от постоянного тока или инвертора… просто убедитесь, что он не касается чего-либо заземленного. Я постараюсь опубликовать вам копию схемы сварочного аппарата… как только Я разобрался, как его отсканировать. Это наклейка, прикрепленная к верхней панели машины. Но в то же время, это в основном та же установка, что и у Dialarc. Я человек типа «мастер на все руки», особенно если он подключается к сетевому напряжению и издает жужжащий звук. Я нахожу электронику интересной, хотя мой опыт немного заржавел.Охватил много теории и прочее в колледже (в основном я начинающий электрик со стажем чуть больше года), но с тех пор прошло много времени. Сварка возникла как хобби … началось, потому что я строил систему водяного отопления в своем доме и мне нужно было сварить медные трубы. Впервые прикоснуться к горелке TIG было около 6 месяцев назад, своего рода сделка в последнюю минуту. Был в магазине сварочных материалов, подумал “какого черта”… попробовал и с тех пор пытался улучшить. (курсы в колледже, которые я посещал: ремонт и отделка кузова, технология обслуживания электрооборудования, а также холодильное оборудование и кондиционеры).
Ответ: http://i47.photobucket.com/albums/f1…mdvw/tr250. jpgссылка на схему моих сварочных аппаратов,… отсканировано с верхней обложки
Ответ: Привет еще раз, Роберт: Вот некоторые дополнительные мысли по ваши усилия по точному управлению сварочным током вашего Hobart TR250. Имейте в виду и предупрежден, что я не электрик или инженер-электронщик. Я больше всего увлекаюсь электроникой/сваркой и занимаюсь обоими уже слишком много десятилетий. Во-первых, схема в правом верхнем углу этикетки, наклеенной внутри крышки блока, содержит интересную информацию.Предполагая, что это реальная схема, а не упрощенное представление цепи (за исключением исключения всех деталей переключения), она показывает, что цепь управления не включает в себя какую-либо обратную связь сварочного тока с контуром управления. То есть создается впечатление, что схема управления не измеряет сварочный ток и не вносит изменений, чтобы поддерживать его на желаемом уровне, а скорее представляет собой систему установки тока без обратной связи. Управляющий ток реактора насыщения устанавливает эффективную индуктивность реактора без измерения и корректировки фактического сварочного тока. (Вертикальные полосы «Z» через «КОНТРОЛЬНЫЙ РЕАКТОР» представляют собой графическое представление жестких, а не магнитомягких характеристик насыщения металлического сердечника реактора насыщения.) Это упрощает настройку вашего собственного дополнительного механизма управления током для дальнейшего уменьшения сварки. тока, потому что не будет никакого дестабилизирующего или неприятного конфликта между вашей новой системой управления током, внешней по отношению к реактору насыщения, и внутренней системой управления током реактора насыщения.Обратите внимание, что «ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ ДИАПАЗОНА» просто выбирает больше или меньше обмоток на реакторе. Я предлагаю вам добавить внешний резистор/дроссель, чтобы уменьшить минимальный ток, который вы можете выбрать. Реактор насыщения регулирует сварочный ток, изменяя индуктивность последовательно с переменным током сварочной цепи. Когда магнитный сердечник индуктора насыщается в магнитном отношении (все магнитные домены в сердечнике выровнены, и дальнейшее увеличение тока через катушку не приводит к выстраиванию доменов), его индуктивность внезапно падает до очень низкое значение, что обеспечивает меньшее сопротивление сварочному току. Подавая постоянное напряжение на обмотку управления (выводы Е и 5 (?)), оператор предварительно выравнивает часть магнитных доменов, то есть приближает реактор к насыщению. Таким образом, насыщение формы волны произойдет раньше, что позволит пройти большему току. (Это очень любительская попытка понять и описать работу системы управления реактором с насыщением, поэтому не цитируйте меня как авторитета.  Я с нетерпением жду любых дополнительных научных объяснений от других авторов.) Из этого я делаю два важных вывода. ограниченное понимание схемы вашего сварочного аппарата:  (1) я думаю, что вы можете добавить внешнее сопротивление/реактивное сопротивление в контур сварочного тока переменного тока, чтобы без проблем снизить постоянный сварочный ток до уровней ниже, чем предусмотрено в стандартной конфигурации, и (2) я думаю, что вы можете может легко обеспечить управление пальцем или ногой с помощью небольшого потенциометра (переменного резистора), обеспечивающего базовое управление сильноточным транзистором Дарлингтона, который позволит вам изменять ток в диапазоне, обеспечиваемом регулятором тока на передней панели. Это захватывающее осознание для меня, потому что, как я сказал ранее, я ломал голову над тем, как оборудовать мой сварочный аппарат P&H/Harnishfager AC 450 amp Stick/TIG, излишки ВВС времен Второй мировой войны, который я также надеюсь снабдить выпрямителем. Ваша схема гораздо более проста и понятна, чем та, которую я помню для своей, и вселяет в меня надежду, что та же технология, которую я предлагаю вам, может быть применена к моему сварочному аппарату. Теперь, когда я привел вас и, надеюсь, разжег ваш аппетит , Мне нужно закончить ремонт съемной квартиры, которая должна быть готова к концу месяца.Если вас интересует этот подход, я бы хотел, чтобы вы определили сопротивление и номинальную мощность потенциометра «ТОЧНОЕ КОНТРОЛЬ ТОКА», а также диапазон токов, протекающих через контур управления реактором от очистителя потенциометра. Судя по 15-амперному предохранителю, питающему «КОНТРОЛЬНЫЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬ», сопротивление потенциометра, вероятно, меньше 10 Ом, а потенциометр, вероятно, представляет собой довольно большой керамический потенциометр мощностью 100 Вт или около того. Было бы очень полезно – даже жизненно важно – знать фактический диапазон управляющего тока через насыщаемый реактор от стеклоочистителя “FINE CURRENT CONTROL”, потому что это ток, который должен будет пройти силовой Дарлингтон.Я считаю, что мы сможем обеспечить управление выходным током, эквивалентное тому, которое было бы обеспечено производителем с ножным/пальцевым управлением без использования SCR управления мощностью сварочного аппарата. Преимущество этого заключается в том, что он не влияет на напряжение питания / форму волны на вентилятор или потенциометр «FINE CURRENT CONTROL», как это делает «диммер» SCR. Основной элемент управления сварочным током находится в реакторе насыщения. Все, что нам нужно сделать, это ввести средства дистанционного управления управляющим током в реакторе.Подробнее позже. Пожалуйста, дайте мне знать, если все это так же интересно для вас, как и для меня. Я не хочу засорять ветку посторонними размышлениями, которые вас не интересуют. awright Последний раз редактировалось awright; 26 февраля 2006 г. , 13:04.
Ответ: Привет, Роберт. Давненько от тебя ничего не было, и мне интересно, не потерял ли ты интерес к моим размышлениям о том, как получить малый ток от твоего сварочного аппарата, (2) у тебя не было возможности сделать измерения? запрошено, (3) действительно хотите, чтобы SCR контролировал ваше входное напряжение и выходной ток, или (4) убили или ранили себя, выполняя запрошенные измерения.Если вы просто не заинтересованы в реализации моего подхода, это нормально. Я просто хотел бы знать, чтобы перестать размышлять над проблемой. Спасибо. awright
Ответ: awright: извините!… мне интересно, просто не было времени. Это никогда не подводит. Если мне нечего делать, у меня есть все время в мире..  но если что-то случается, кажется, ВСЕ идет не так. но если это поможет, у меня все еще есть верхняя часть сварочного аппарата, поэтому каждый раз, когда я иду в сарай, он напоминает мне, что это все еще в списке дел. Я должен знать здесь на следующий день или около того. Еще раз спасибо Роберт
Ответ: хорошо: Извините за долгую задержку. … у меня появился проект, и я смог использовать в нем MM135. Однако я не смог получить фактические показания силы тока внутри сварочного аппарата … Я провел простой тест … Если вы удалите «контрольный предохранитель» (нет напряжения на реакторе), вы получите минимальный выходной ток (около 35 ампер). ). Fine Control — это большой керамический проволочный резистор диаметром около 5 или 6 дюймов. В цепи управления SCR… Я смог исследовать ее, работая частично с индуктивным / частично резистивным (большой обогреватель) и обнаружил, что это делает DC.Это обязательно остановит вентилятор обогревателя! Кажется, что только один из двух SCR срабатывает, как положено. Они рубят положительные волны, но не отрицательные. Я поменял местами соединения цепи управления, то, что сработало scr1, теперь срабатывает scr2 и наоборот, а не обрезает отрицательный вместо положительного. У меня есть друг, помогающий мне работать над этим. На данный момент… Я могу сварить швы MIG… затем, когда у меня будет время, надеюсь, до того, как мне понадобится TIG, я смогу заставить эту штуку работать. (разве Интернет не прекрасен… удивительная информация, которую можно найти!) Я просто хотел сказать спасибо за помощь. извините за задержку с ответом. Роберт
Ответ:Рад снова слышать тебя, Роберт. Я почти забыл о вашем проекте. Как вы, должно быть, заметили, ваш тест с перепутыванием выводов запуска SCR доказывает, что оба SCR в порядке, но ваша схема запуска неисправна. Вы внимательно изучили схему запуска? Проверьте наличие сгоревших компонентов, соединений холодной пайки, номиналов компонентов и т. д.Мне все еще не нравится идея двух в основном независимых триггерных цепей вместо одной цепи, питающей оба тиристора. Будьте очень осторожны при использовании обогревателя в качестве нагрузки, так как компонент постоянного тока может сжечь двигатель вентилятора. Интересно, что вы говорите: «Это обязательно остановит вентилятор обогревателя!» Применение постоянного тока к большинству типов двигателей переменного тока, включая двигатели с расщепленными полюсами, используемые во многих небольших вентиляторах, фактически действует как тормоз двигателя. Это используется для значительного уменьшения выбега на некоторых машинах, таких как настольные пилы и радиальные пилы, в которых выбег может быть опасным, потому что люди проявляют нетерпение и не ждут, пока пила остановится, прежде чем тянуться за полотном за заготовку.Но применение постоянного тока осуществляется очень контролируемым образом, чтобы избежать перегорания обмотки двигателя. По этой причине (возможность перегорания двигателя) я все же рекомендую охлаждать элемент водонагревателя в ведре с водой (не заливайте контакты!), потому что нет вентилятора, о котором можно беспокоиться. Я думаю, что элементы стоят около 15 долларов. Будете ли вы по-прежнему заинтересованы в точном управлении сварочным током с помощью внутренних элементов управления, даже если вы заработаете схему диммера SCR? Помните, что управление входной мощностью машины с помощью диммера также влияет на цепи управления вентилятором и реактором насыщения, чего внутренние органы управления не коснулись бы.Конечно, при очень малых сварочных токах обе эти цепи становятся менее критичными. Если все еще интересно, попробуйте провести измерения сопротивления и тока, которые я предлагал ранее. Держите нас в курсе. на резисторе/цепи управления внутри сварочного аппарата. Рез:  32 Ом Напряжение меняется в пределах 0 – 24 вольта. Я пошалил… забыл, что цепь постоянного тока, а не переменного… и я измерил переменный ток в цепи управления ( 0 – 16 ампер). Что касается постоянного тока, выжигающего двигатель вентилятора… вот почему я использовал этот обогреватель. Если я убью его, быстрая поездка в местный торговый центр (читай DUMP) исправит это. Сегодня мы собираемся провести дополнительные тесты цепи SCR, я дам вам знать, что я нашел. Ответ Роберта
: ЭТО РАБОТАЕТ!!! разные вещи. Заменили компоненты, перемонтировали проводку, даже включили цепь на 110 В, чтобы сделать ее немного безопаснее (это, и легкая индуктивная нагрузка возилась с формами волны (двигатель вентилятора на нагревателе)). Мы подключили к ней галогенную лампу на 500 Вт, провод на 110… пришел, чтобы узнать, что причиной проблемы был резистор. На о’скопе… SCR обрезали “отрицательную” часть синуса, затем положительную… это выглядело бы как полуволна постоянного тока. После удаления резистора он равномерно обрезал как положительный, так и отрицательный (прикольно было смотреть на прицел). После обхода различных компонентов мы обнаружили, что R5 вызывает неравномерное срабатывание. Различные нагрузки (двигатели, нагреватели, вентиляторы) имели разные формы волны. Нагреватель дал самый «правильный» результат из всех (сопротивление 99%).Мы подключили его к сварочному аппарату, можно было регулировать мощность от высокой до низкой. Низкий, вызывающий самую точную отрисовку, xfmr довольно сильно кряхтит. Затем настал момент истины… зажег дугу двумя угольками. Трансформаторам, похоже, нравилось быть загруженным и затемненным, а не разгруженным. Еще немного экспериментов с 2 scr, 2 диодами и диммером. Я думаю … вместо того, чтобы прерывать поступающую мощность (где она мешает вентилятору (охлаждению)) я сделаю переменный выпрямитель. Есть предположения? Хватит болтать… но пока это работает. теперь нуждается в тонкой настройке… но ЭТО РАБОТАЕТ!! Спасибо! robert
Ответ: Роберт, я беспокоюсь, когда вы говорите: «Мы подключили его к сварочному аппарату, чтобы можно было изменять мощность от высокой до низкой. звучит как здоровая ситуация для вашего сварочного трансформатора. Можете ли вы придумать вескую причину, по которой установка потребляла бы самый высокий ток при минимальной настройке мощности, если бы все работало вместе хорошо? Вы смотрели на форму сигнала от прерывателя при включении сварочного аппарата? Сварщик является высокоиндуктивной нагрузкой, особенно при малых сварочных токах.Один защитный элемент, который приходит на ум, — это монитор выхода постоянного тока, встроенный во многие усилители звука высокой мощности для отключения динамиков, если на выходе усилителя обнаружен постоянный ток. Вы можете подумать о добавлении такой схемы к своему сварочному аппарату, если вы продолжите использовать прерыватель SCR на входе сварочного аппарата. Я думаю, что ваше наблюдение за различными типами нагрузок, имеющими разные формы волны, согласуется с моим наблюдением еще в этой теме, что схема прерывателя должна быть специально разработана для индуктивных нагрузок, если она будет с ними хорошо работать.«Довольно сильное ворчание» трансформатора может быть признаком напряжения трансформатора, которого следует опасаться, или может быть просто тем, что высокие частоты, присутствующие в срезанной входящей форме сигнала, возбуждают вибрацию сердечника трансформатора (из-за магнитострикции — изменения размера стали под влияние магнитного поля), и вы слышите звук, излучаемый этой вибрацией. Я бы посоветовал, по крайней мере, внимательно следить за температурой обмотки трансформатора, когда вы используете входной прерыватель. Большинству трансформаторов сетевой частоты, не предназначенных специально для них, не нравится высокое содержание гармоник в подаваемой мощности, что и является результатом прерывания подаваемой мощности.Гармоники возбуждают в сердечнике высокочастотные инверсии потока, которые не выполняют никакой полезной работы (кроме поддержания срезанной формы волны), но выделяют тепло из-за гистерезиса (потеря энергии при каждой инверсии потока) в стали. Вероятно, это не проблема, но хорошо бы следить за этим. Цифровой VOM с считыванием термопары поможет, и они не очень дороги в наши дни. Я бы попытался ввести наконечник термопары как можно глубже в обмотки, не пытаясь сдвинуть какие-либо провода в обмотке, что может привести к повреждению изоляции.Вы также можете рассмотреть возможность установки термостатического выключателя, встроенного в обмотки двигателей с тепловой защитой, и подключить его к сигналу тревоги или к контуру управления главным контактором. Вы должны быть в состоянии получить такой термостат в местной мастерской по ремонту электропроводки. Вы также можете использовать дисковый термостат HVAC с ручным сбросом, такой как Grainger 2E362, хотя было бы труднее подобраться к горячим частям трансформатора и обмоткам, чем к термостату двигателя, который представляет собой более компактный, плоский корпус с выводами. .Вы не сказали, почему R5 вызывает проблемы. Он был открыт? Короткое замыкание? Неверное значение? Итак, как это работает с тонколистовой заготовкой, которую вы пытались сварить TIG? Похоже, вы очень довольны ситуацией. Рад слышать это. Держите нас в курсе.awrightПоследний раз редактировалось awright; 01.05.2006 в 14:55.
Ответ:эээ…Где R5? Я вижу только R1-R4 на схеме на http://img.photobucket.com/albums/v1…ontrol_gif.gif. Все еще обдумываю ваш комментарий о сварщике, потребляющем большой ток и хрюкающем при малой мощности от SCR ” диммер.”  Читая еще раз для развлечения мое Справочник дизайнера SCR Westinghouse 1963 года, простой диммер с двумя SCR, который они показывают для резистивных нагрузок (лампы накаливания), имеет следующий комментарий: «Второе (преимущество) заключается в том, что преднамеренное небольшое несоответствие чувствительности срабатывания затвора из двух тиристоров переход от двухкратного срабатывания за цикл к одному за цикл срабатывания может происходить по мере того, как уставка управления уменьшается до очень низких значений».  Автор описывает это как преимущество, поскольку для резистивной нагрузки, которая может использовать постоянный ток или переменного тока, переход на однократное срабатывание за цикл не наносит вреда и расширяет контроль на более низкие мощности, чем это легко достигается при двухкратном срабатывании за цикл. Но вы не можете (или не должны) мириться с постоянным током, возникающим в результате срабатывания один раз за цикл, потому что это может повредить вашу машину. Хотя они упоминают «… преднамеренное, небольшое несоответствие …», на самом деле нормальные допуски в производстве обычно приводят к значительный разброс в чувствительности затвора и напряжения срабатывания диака, поэтому можно ожидать выпрямления ниже некоторого значения низкой мощности. К счастью, исправление таинственного R5, кажется, решило вашу основную проблему с хлопками выключателей, но я не удивлюсь, обнаружив, что исправление все еще происходит при низких настройках мощности.Происходит ли “хрюканье” трансформатора и избыточное энергопотребление внезапно в какой-то контрольной точке при выключении питания, или оно постепенно нарастает в диапазоне регулирования диммера? Внезапное появление высокого потребления тока и шума может указывать на переход к одиночному зажиганию за цикл и, как следствие, к подаче постоянного тока на сварочный аппарат. Похоже, ваш ремонт “R5” мог улучшить ситуацию с асимметричным зажиганием, но не устранил ее полностью. , и что улучшение приводит к тому, что оставшееся выпрямление происходит при настройке мощности, достаточно низкой для трансформатора и выключателей.Я бы порекомендовал поближе взглянуть на форму волны мощности в сварочном аппарате с помощью вашего «прицела». Есть ли у вас представление о том, насколько низким должен быть ток для успешной сварки TIG тонкого листа, с которым вы хотите работать? Надеюсь. Я не умаляю твоего удовольствия от того, что буровая установка заработала. awright
Ответ:Нет, я нахожу информацию полезной… заставляет мой однопутный разум спрыгнуть и пойти по касательной. Помогает мне мыслить нестандартно. У меня есть две версии схемы… та, которую я вам отправил, резистор R3… это на одной ноге цепи управления. У меня была еще одна мысль о большем потребляемом токе … На моей машине не установлен PFC. У меня есть куча конденсаторов для запуска двигателя, я подумал о том, чтобы поставить пару, чтобы посмотреть, поможет ли это. Еще одна мысль заключалась в том, чтобы заменить два из четырех диодов в мосте на SCR … Вместо того, чтобы изменять входную мощность, Я делаю это на выходе, где должно быть меньше шансов на повреждение. Я бы предпочел выкурить тиристор, а не трансформатор ((посмотрите, я сказал вам, это заставляет меня задуматься))  Я обнаружил, что тиристоры не любят индуктивные нагрузки… в тесте с лампочкой они сделали свою работу ОЧЕНЬ хорошо… как положительные, так и отрицательные части сигнала были обрезаны равномерно. (я должен снять крышку с моего MM135 и посмотреть, как они это сделали)). Я попробую на самом деле сварить его, и посмотреть, как это пойдет. попросите кого-нибудь следить за моим текущим счетчиком, пока он загружен. Пока машина производила энергию, казалось, что она работает лучше. Спасибо за информацию. Как может проблема с R3, резистором, включенным последовательно с потенциометром в цепи управления, общей для обеих цепей запуска SCR, вызвать проблемы запуска только в одном SCR? Если что-то не показано на схеме http://img. photobucket.com/albums/v1…ontrol_gif.gif, или если дефект в R3 не был асимметричным (по-разному ведет себя в двух направлениях), петля с R3, F1, F2 и R4 будет иметь точно такой же эффект на два SCR. Концептуально четыре компонента можно заменить одним резистором с номиналом от 1K до 251K. Физическая близость R3 к одному из тиристоров не влияет на поведение шлейфа. Кстати, в чем был дефект R3? Если вы на самом деле не нашли дефект в R3, а обнаружили, что схема работает после замены R3, у вас есть проблема в другом месте, которую удалось исправить (временно) путем обращения с платой и ее изгибания.Меня всегда беспокоит, когда проблема просто исчезает, а я не нашел и не устранил конкретную проблему, потому что это означает, что проблема может появиться снова в любое время. Непосредственная проблема не обязательно в том, что тиристоры не любят индуктивные нагрузки (хотя они МОГУТ привести к к проблемам запуска и рассеивания), это то, что схемы запуска не любят индуктивных нагрузок. На самом деле никакие силовые полупроводниковые приборы не любят индуктивные нагрузки, потому что фазовый сдвиг тока относительно напряжения приводит к увеличению рассеиваемой мощности в устройстве. Способ, которым эти проблемы решаются в схемах SCR, заключается в разработке схем запуска таким образом, чтобы SCR срабатывал, когда разработчик хочет, чтобы он срабатывал, а не когда нагрузка вынуждает его или позволяет ему срабатывать. Я определенно не эксперт по проектированию цепей SCR, но я думаю, что очень простая схема запуска, показанная на вашей схеме, предназначена для резистивных нагрузок, таких как лампы накаливания, а не для индуктивных нагрузок. К сожалению, я недостаточно умен, чтобы знать, как он ДОЛЖЕН быть спроектирован для работы с индуктивными нагрузками.Еще один момент:  смещение тиристоров на выходную сторону трансформатора сварочного аппарата не обязательно приведет к повышению производительности, если вы не устранили проблему срабатывания. Асимметричное срабатывание тиристоров в выходной цепи приведет к той же проблеме, связанной с протеканием постоянного тока через обмотку трансформатора с связанной с этим возможностью насыщения сердечника. Неважно, в первичке DC или во вторичке – насыщение есть насыщение. Тот факт, что тринисторы находятся в выходном выпрямительном мосту, не меняет влияния на обмотки трансформатора несимметричного срабатывания.Это не значит, что управлять вторичным током таким образом невозможно — многие промышленные сварщики используют этот метод. Просто нужно сказать, что перенос тиристоров с их неадекватной схемой запуска на вторичную обмотку не решает проблему постоянных токов в трансформаторе. Решением является разработка надежной схемы запуска (или расширение диапазона управления реактором насыщения). Кроме того, я интуитивно чувствую, что получить SCR с более высоким током для вторичной обмотки дороже, чем получить SCR с более высоким напряжением (которые у вас уже есть) для первичной обмотки.(Просто предположение.) PFC всегда хорошая идея, но я не думаю, что это подходящее решение для чрезмерного тока с диммером SCR при низких настройках. Но попробуйте и посмотрите. Я не знаю необходимых значений, но я думаю, что требуется намного больше емкости, чем вы получите с несколькими конденсаторами RUN двигателя. И, конечно же, вы не можете использовать колпачки для запуска двигателя в непрерывном режиме, подобном этому. Взглянув на крышки PFC в сварочном аппарате, подобном вашему, вы можете получить приблизительную требуемую емкость. Или спросите производителя вашего сварочного аппарата.Удачи. awright
Ответ: Привет всем, я публикую схему для «КОНСТРУКЦИЯ ПОЛНОПЕРЕННОГО УПРАВЛЯЕМОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА». Эту схему я намереваюсь использовать для управления четырьмя силовыми тиристорами, которые мне нужно преобразовать для дуговой сварки переменного тока в постоянный ток. возможно, это может помочь другим, я призываю всех к обсуждению этой схемы. (включена схема генератора волны косинуса из синусоиды) Прикрепленные изображения
Ответ: Проблема с оригинальной конструкцией, по-видимому, не имеет ничего общего с его схемой зажигания – это связано с тем фактом, что управление фазой в основном ненавидит индуктивные нагрузки .Обратная ЭДС, возвращающаяся от срезанного сигнала, попадающего на большую индуктивность, играет адскую роль со срабатыванием тиристоров. Замечу, что у вас в конструкции нет никаких выходных фильтров или демпферов, так что и этому, скорее всего, точно так же суждено выйти из строя. Выполните поиск по запросу «SCR snubber», и вы получите много полезной информации. – Тим
Ответ: Как насчет этой неполяризованной снобистской схемы? Прикрепленные изображения
Ответ: Это основная схема. . . не зная деталей вашей нагрузки, значения потребуют немного работы.Я все еще пытаюсь понять *ПОЧЕМУ* вы хотите сделать что-то подобное. . . . Другим недостатком управления фазой в индуктивной (трансформаторной) нагрузке является высокая нагрузка на нагрев трансформатора. . . . им совсем не хорошо. . . . В последний раз я пробовал это на тороидальном силовом трансформаторе. . . понял, что нет железного сердечника, может быть, мне это сойдет с рук. . . 10 минут и он перегрелся и выключился. . . может работать в течение нескольких дней на нормальной мощности. Еще одна вещь, необходимая для приемлемой работы индуктивных нагрузок, — это большой последовательный индуктор с тиристорами, чтобы ограничить время нарастания сигнала, воспринимаемого нагрузкой. . . (и вы видите это в качественных диммерах для резистивных нагрузок, поскольку в противном случае нити накала «поют» с резкой формой волны и внезапными изменениями тока … могут быть довольно шумными с лампами большой мощности!). – TimThanx Тим за ваши советы, я действительно Спасибо, и да, вы поняли, я собираюсь использовать конденсаторы индуктивности, чтобы сгладить выходной постоянный ток, причина, по которой я делаю это, состоит в том, чтобы получить хорошо сглаженный и полностью контролируемый постоянный ток на выходе моего сварочного аппарата переменного тока ( Сварка на постоянном токе намного качественнее, чем сварка на переменном токе) большее разнообразие сварочных материалов (например, алюминий) и т. д.и т.д.
Ответ: Какой у вас сварщик? Если он небольшой (120 вольт, 20 ампер или около того), вам лучше найти дополнительный вариатор на 20 А (переменный автотрансформатор) – чистый переменный ток, и ничего твердотельного, чтобы сопротивляться. . . – Тим
Ответ: Привет Мендимано. Вы уверены, что это правильная схема? Где находится преобразователь синуса в косинус, о котором вы упоминаете? Насколько я понимаю крикет, вход – это необработанная волна переменного тока, которая подается на неинвертирующий повторитель. Это просто буферизирует сигнал.Затем он поступает в инвертирующий компаратор, который переходит в низкий уровень, когда напряжение на его входе превышает заданное значение. Это не совсем правильно для контроллера SCR, который должен активировать привод затвора, когда напряжение превышает заданное значение. За компаратором следует дифференциатор, назначение которого неясно. В это время сигнал представляет собой шаг, и дифференциатор не преобразует синус в косинус. Опять же, не могли бы вы указать этот конвертер. 555 не работает как таймер, так как в нем нет времязадающего конденсатора.Вместо этого он работает как оконный компаратор, что не кажется разумным для драйвера затвора. Какова его предполагаемая функция? Наконец, для сварки, особенно с выходным дросселем, нагрузка в некоторой степени индуктивная. В этом случае обычно требуется непрерывный привод затвора, который состоит из высокочастотной последовательности импульсов. Кроме того, эта схема, вероятно, также требует солнечного загара. Похоже, что нет никаких спецификаций на трансформаторы привода затвора. Они будут очень разными в зависимости от того, питаются ли они последовательностью импульсов или нет.Откуда у тебя эта схема? Это схема сварщика или какая-то заметка о приложении, или вы подготовили ее сами? Какова цель SPICE, такой как графика под принципиальной схемой? Цель второго, кажется, показать фазовый сдвиг емкостной нагрузки. На осциллографе смещения нет, да и емкостная нагрузка для сварки все равно не подходит. Откуда взялась эта штука? На третьем рисунке показаны приводы ворот. Это не выглядит правильным. Как я указывал выше, последовательности импульсов нет.Кроме того, нижние приводы SCR должны быть отключены во время отрицательного цикла и наоборот. Опять же, откуда взялась эта графика? Было ли это моделирование схемы представленной схемы?


Аппарат точечной сварки для Управление SCR и отключение выключателя, аппарат для точечной сварки Управление SCR и отключение выключателя, лазерный сварочный аппарат для Управление SCR и отключение выключателя, лазерный сварочный аппарат для Управление SCR и отключение выключателя, производитель точечной сварки в Китае, Лазерный сварочный аппарат для управления SCR и отключения выключателя производитель из Китая
перейти к Сварочный аппарат для контроля SCR и отключения выключателя

Что такое тиристор? Типы тиристоров и их применение

Что такое тиристор? Типы тиристоров и их применение

Тиристоры представляют собой интересный класс полупроводниковых приборов. Они имеют схожие характеристики с другими твердотельными компонентами, изготовленными из кремния, такими как диоды и транзисторы. Поэтому отличить тиристоры от диодов и транзисторов может быть сложно. Сложность усугубляется тем, что на рынке доступны различные типы тиристоров.

В некоторых случаях то, что отличает тиристоры друг от друга, может быть всего лишь крошечной деталью.

Также, в зависимости от производителя, данный тиристор может быть известен под другим именем.

Чтобы успешно применять тиристоры при проектировании схем, важно знать их уникальные характеристики, ограничения и их взаимосвязь со схемой.Вот почему мы уделяем некоторое время тому, чтобы разобраться во всем этом, чтобы вы могли лучше понять, какой тиристор наиболее подходит для вашего приложения.

 

Что такое тиристор?

Тиристор – четырехслойный прибор с чередующимися полупроводниками P-типа и N-типа (P-N-P-N).

В своей простейшей форме тиристор имеет три вывода: анод (положительный вывод), катод (отрицательный вывод) и затвор (управляющий вывод). Затвор управляет потоком тока между анодом и катодом.

Основной функцией тиристора является управление электрической мощностью и током, действуя как переключатель. Для такого небольшого и легкого компонента он обеспечивает адекватную защиту цепей с большими напряжениями и токами (до 6000 В, 4500 А).

Он привлекателен как выпрямитель, потому что он может быстро переключаться из состояния проводящего тока в состояние отсутствия проводимости.

Кроме того, затраты на техническое обслуживание невелики, и при правильной эксплуатации он остается работоспособным в течение длительного времени без возникновения неисправностей.

Тиристоры применяются в самых разных электрических цепях, от простых охранных сигнализаций до линий электропередач.

 

Как работают тиристоры?

Тиристор со структурой P-N-P-N имеет три перехода: PN, NP и PN. Если анод является положительным выводом по отношению к катоду, внешние переходы, PN и PN смещены в прямом направлении, а центральный переход NP смещен в обратном направлении. Следовательно, NP-переход блокирует протекание положительного тока от анода к катоду.Говорят, что тиристор находится в состоянии прямой блокировки . Точно так же поток отрицательного тока блокируется внешними PN-переходами. Тиристор находится в состоянии обратного запирания .

Другим состоянием, в котором может находиться тиристор, является состояние прямой проводимости , при котором он получает сигнал, достаточный для включения, и начинает проводить ток.

Давайте на минутку выделим уникальные свойства, которые тиристоры привносят в цепь, углубившись в природу сигнала и реакцию тиристора.

 

 

Нажмите здесь, чтобы купить тиристоры или другие устройства защиты цепей от MDE Semiconductor.

 

Наш двухвыводной тиристор серии P разработан для телекоммуникационной отрасли. Эти продукты обеспечивают защиту в соответствии с FCC Part 68, UL 1459, Bellcore 1089. ITU-TK, 20& K. 21

 

Компания MDE Semiconductor уделяет особое внимание решениям для защиты цепей.

 

 

 

 

 

 

Краткий обзор включения тиристора

 

Когда на клемму затвора подается достаточный положительный сигнальный ток или импульс, он переводит тиристор в проводящее состояние. Ток течет от анода к катоду и будет продолжаться, даже когда сигнал затвора будет удален. Говорят, что тиристор «защелкнулся».

 

Чтобы разблокировать тиристор, необходимо сбросить цепь, уменьшив ток между анодом и катодом ниже порогового значения, известного как ток удержания.

 

Включение тиристора на уровне полупроводникового материала

 

Структура тиристора PNPN может быть интерпретирована как два транзистора, соединенных вместе. То есть ток коллектора от NPN-транзистора питает базу PNP-транзистора. Точно так же ток коллектора от транзистора PNP питает базу транзистора NPN.

 

Чтобы тиристор защелкнулся и начал проводить ток, сумма общего основания

коэффициентов усиления по току двух транзисторов должны превышать единицу.

 

Когда на затвор подается положительный ток или мгновенный импульс, который в достаточной степени увеличивает коэффициент усиления контура до единицы, происходит регенерация. Это означает, что импульс приводит к тому, что NPN-транзистор начинает проводить ток, который, в свою очередь, переводит PNP-транзистор в проводимость. Если

начальный ток срабатывания затвора удален, тиристор остается во включенном состоянии до тех пор, пока ток через тиристор достаточно высок, чтобы соответствовать критерию единичного усиления.Это ток фиксации .

 

Тиристор может также включиться из-за лавинного пробоя блокирующего перехода. Чтобы тиристор включился, когда ток затвора равен нулю, приложенный ток должен достичь напряжения пробоя тиристора. Это нежелательно, так как поломка повреждает устройство. Для нормальной работы тиристор выбирают таким образом, чтобы его напряжение пробоя было на величину больше, чем наибольшее напряжение, которое будет испытываться от источника питания.Таким образом, включение тиристора может произойти только после подачи преднамеренного импульса на затвор, за исключением случаев, когда тиристор специально разработан для работы в режиме пробоя. (См. типы тиристоров с контролируемой способностью отключения ниже).

 

Тиристор отключения

 

Для выключения тиристора, который защелкнулся (включился/включился), ток через него должен измениться так, чтобы петлевой коэффициент был меньше единицы.Выключение начинается, когда ток снижается ниже тока удержания.

 

Различные типы тиристоров и их применение

 

Тиристоры можно классифицировать в зависимости от характера их включения и выключения, а также их характеристик напряжения и тока: Различные классы:

 

  1. Тиристоры с возможностью включения (однонаправленное управление)
  2. Тиристоры с возможностью отключения (однонаправленное управление)
  3. Двунаправленное управление

 

  1. Тиристоры с возможностью включения (однонаправленное управление)

 

  1. Кремниевый выпрямитель (SCR)

 

Тиристоры

являются наиболее широко известными тиристорами. Как объяснялось в общем описании тиристора выше, тиристор остается включенным даже при снятии тока затвора. Чтобы разблокировать, ток анода к катоду необходимо удалить или сбросить анод до отрицательного напряжения по отношению к катоду. Эта характеристика идеальна для управления фазой. Когда анодный ток становится равным нулю, тиристор перестает проводить ток и блокирует обратное напряжение.

 

Тиристоры

используются в коммутационных цепях, приводах двигателей постоянного тока, статических переключателях переменного/постоянного тока и инвертирующих цепях.

 

  1. Тиристор с обратной проводимостью (RCT)

 

Тиристоры обычно пропускают ток только в прямом направлении, блокируя токи в обратном направлении. Однако RCT состоит из SCR, интегрированного с обратным диодом, который устраняет нежелательную индуктивность контура и уменьшает переходные процессы обратного напряжения. RCT обеспечивает электрическую проводимость в обратном направлении с улучшенной коммутацией.

 

RCT используются в инверторах и приводах постоянного тока для мощных прерывателей.

 

  1. Светоактивируемый кремниевый выпрямитель (LASCR)

 

Они также известны как световые тиристоры (LTT). В этих устройствах, когда легкие частицы попадают на переход с обратным смещением, количество электронно-дырочных пар в тиристоре увеличивается. Если интенсивность света больше критического значения, тиристор включится. LASCR обеспечивает полную гальваническую развязку между источником света и переключающим устройством силового преобразователя.

 

LASCR используются в передающем оборудовании постоянного тока высокого напряжения, компенсаторах реактивной мощности и генераторах импульсов большой мощности.

 

  1. Тиристоры с возможностью отключения (однонаправленное управление)

 

Традиционные тиристоры, такие как SCR, включаются при подаче достаточного импульса затвора. Чтобы их отключить, необходимо отключить основной ток. Это неудобно в схемах преобразования постоянного тока в переменный и постоянного тока в постоянный, где ток естественным образом не становится равным нулю.

 

  1. Запирающий тиристор (GTO)

 

ГТО отличается от стандартного тиристора тем, что его можно отключить подачей отрицательного тока (напряжения) на затвор без необходимости снятия тока между анодом и катодом (принудительная коммутация). Это означает, что GTO может быть выключен стробирующим сигналом с отрицательной полярностью, что делает его полностью управляемым переключателем. Его также называют коммутатором, управляемым воротами, или GCS. Время выключения GTO примерно в десять раз меньше, чем у эквивалентного SCR.

 

GTO

с обратной блокирующей способностью, сравнимой с их номинальным прямым напряжением, называются симметричными GTO. Асимметричные GTO не обладают значительной способностью блокировки обратного напряжения. GTO с обратной проводимостью состоят из GTO, интегрированного с встречно-параллельным диодом. Асимметричные GTO — самый популярный вариант на рынке.

 

GTO используются в приводах двигателей постоянного и переменного тока, высокомощных инверторах и стабилизаторах переменного тока.

 

  1. МОП-тиристор отключения (MTO)

 

MTO представляет собой комбинацию GTO и MOSFET для улучшения возможности отключения GTO.GTO требуют подачи высокого тока выключения затвора, пиковая амплитуда которого составляет около 20–35 % тока между анодом и катодом (ток, который необходимо контролировать). MTO имеет две клеммы управления, затвор включения и затвор выключения, также называемый затвором MOSFET.

 

Чтобы включить MTO, приложенный затворный импульс достаточной величины вызывает запирание тиристора (аналогично SCR и GTO).

 

Для выключения MTO на затвор MOSFET подается импульс напряжения.Включается МОП-транзистор, который закорачивает эмиттер и базу NPN-транзистора, тем самым прекращая фиксацию. Это гораздо более быстрый процесс, чем GTO (примерно 1-2 мкс), и в этом случае большой отрицательный импульс, подаваемый на затвор GTO, направлен на отвод достаточного тока от базы NPN-транзистора. Кроме того, более быстрое время (МТО) исключает потери, связанные с передачей тока.

 

MTO

используются в устройствах с высоким напряжением до 20 МВА, приводах двигателей, гибких линейных передачах переменного тока (FACT) и инверторах источников напряжения для большой мощности.

 

  1. Тиристоры отключения эмиттера (ETO)

 

Как и MTO, ETO имеет две клеммы, обычный затвор и второй затвор, соединенный последовательно с MOSFET.

 

Для включения ETO на оба затвора подается положительное напряжение, что приводит к включению NMOS и выключению PMOS. Когда в нормальный затвор подается положительный ток, ETO включается.

 

Для выключения, когда на затвор MOSFET подается сигнал отрицательного напряжения, NMOS выключается и отводит весь ток от катода. Процесс фиксации останавливается, и ETO выключается.

 

ETO применяются в инверторах источников напряжения для высокой мощности, гибких линиях передачи переменного тока (FACT) и статических синхронных компенсаторах (STATCOM).

 

  1. Двунаправленное управление

 

Обсуждаемые до сих пор тиристоры были однонаправленными и использовались в качестве выпрямителей, преобразователей постоянного тока и инверторов. Чтобы использовать эти тиристоры для управления напряжением переменного тока, два тиристора должны быть соединены встречно-параллельно, что приведет к созданию двух отдельных цепей управления, которые потребуют большего количества проводных соединений.Двунаправленные тиристоры, способные проводить ток в обоих направлениях при срабатывании, были разработаны специально для решения этой проблемы.

 

  1. Триод переменного тока (TRIAC)

 

Тиристоры

являются вторыми по распространенности тиристорами после тиристоров. Они могут обеспечивать управление обеими половинами переменного сигнала, тем самым более эффективно используя доступную мощность. Однако симисторы обычно используются только для маломощных приложений из-за присущей им несимметричной конструкции.В приложениях с высокой мощностью симисторы имеют некоторые недостатки при переключении при разных напряжениях затвора в течение каждого полупериода. Это создает дополнительные гармоники, вызывающие дисбаланс в системе и влияющие на характеристики электромагнитной совместимости.

 

Маломощные симисторы используются в качестве регуляторов освещенности, регуляторов скорости электрических вентиляторов и других электродвигателей, а также в компьютеризированных схемах управления бытовыми приборами.

 

  1. Диод переменного тока (DIAC)

 

DIACS — это маломощные устройства, которые в основном используются в сочетании с TRIAC (последовательно с выводом затвора TRIAC).

 

Поскольку TRIAC по своей природе несимметричны, DIAC предотвращает протекание любого тока через затвор TRIAC до тех пор, пока DIAC не достигнет напряжения срабатывания в любом направлении. Это обеспечивает равномерное срабатывание TRIACS, используемых в переключателях переменного тока в любом направлении.

 

DIAC используются в диммерах для лампочек.

 

  1. Кремниевый диод для переменного тока (SIDAC)

 

SIDAC электрически ведет себя так же, как DIAC.Основное различие между ними заключается в том, что SIDAC имеют более высокое напряжение переключения и большую мощность, чем DIAC. SIDAC — это пятиуровневое устройство, которое можно использовать непосредственно как коммутатор, а не как триггер для другого коммутационного устройства (как DIAC для TRIACS).

 

Если приложенное напряжение соответствует или превышает напряжение отключения, SIDAC начинает проводить ток. Он остается в этом проводящем состоянии даже при изменении приложенного напряжения до тех пор, пока ток не станет ниже номинального тока удержания.SIDAC возвращается в непроводящее состояние, чтобы повторить цикл.

 

SIDAC используются в генераторах релаксации и других устройствах специального назначения.

 

 

Нажмите здесь, чтобы купить тиристоры или другие устройства защиты цепи от MDE Semiconductor.

 

Наш двухвыводной тиристор серии P разработан для телекоммуникационной отрасли. Эти продукты обеспечивают защиту в соответствии с FCC Part 68, UL 1459, Bellcore 1089.МСЭ-ТК, 20к. 21

 

 

Основное руководство по контроллерам питания

Автор: Watlow  – 16 марта 2020 г.  


Контроллер мощности — это дискретное устройство вывода, которое регулирует вашу систему под управлением контроллера температуры. Существует три распространенных регулятора мощности: электромеханические реле, твердотельные реле и выпрямители с кремниевым управлением (SCR).

Первый использует магнитные устройства для переключения питания. Последние два используют твердотельную электронику, чтобы влиять на функцию переключения. Существуют также гибридные системы и варианты SCR.

Выбор конкретного типа контроллера мощности зависит от используемого метода управления. Это также может зависеть от потребляемой системой мощности, степени контроля температуры, типа нагревателя и требований к сроку службы. Ниже приводится краткое описание каждого основного типа вместе с его использованием.

Электромеханическое реле

Этот контактор или реле представляет собой электрическое и механическое устройство с движущимися частями.При подаче питания на катушку возбуждения реле замыкание контактов происходит за счет движения «общего» контакта реле.

Поскольку этот контактор имеет движущиеся части, он подвержен вибрации или механическим повреждениям. Замыкание контактов при подаче питания приводит к нарушению контакта. Кроме того, из-за дугового разряда металлических контактов при их соединении перенос материала в конечном итоге приведет к сварке контактов.

Расчетный срок службы высококачественного механического реле составляет около 100 000 циклов при полной номинальной нагрузке.Для одной трети номинальной нагрузки это целых 1 000 000 циклов. Использование контакторов для управления нагревателями сокращает срок службы нагревателя по сравнению с другими технологиями переключения, такими как тиристоры, из-за термоциклирования.

Электромеханические контакторы обеспечивают принудительный разрыв цепи. Это важно во многих схемах. Все контроллеры пределов безопасности должны позволять физически прерывать подачу энергии в систему с помощью электромеханического контактора. Это контрастирует с твердотельными устройствами, которые почти всегда имеют небольшой ток утечки.

Большинство контроллеров Watlow можно заказать с механическими реле.

Твердотельные реле                    

Твердотельные коммутационные устройства не имеют движущихся частей и, следовательно, механических повреждений. Твердотельные переключатели устойчивы к ударам и вибрации. Отсутствие движущихся частей также делает их бесшумными (они не издают слышимого звука).

Наиболее важным фактором, влияющим на срок службы, является рабочая температура окружающей среды.Твердотельные устройства очень долговечны, если они работают при допустимых температурах окружающей среды. Неспособность рассеять тепло, выделяемое любым твердотельным компонентом, быстро разрушит его. Расположение и теплоотвод должны быть адекватными.

Твердотельные реле Watlow

принимают пропорциональный по времени сигнал или сигнал включения-выключения от контроллера. Он меняет состояние около нуля вольт в процессе, известном как импульсное срабатывание.

Блоки также оптически изолированы, что означает, что выходная схема получает питание от инфракрасного света, падающего на светочувствительное устройство.Это сводит к минимуму электрические шумы, а также гальваническую развязку между выходом и входом. Твердотельные реле могут работать с гораздо меньшим временем цикла, чем электромеханические реле. Следовательно, их можно использовать там, где требуется чрезвычайно жесткий контроль процесса.

Недостатком твердотельных реле является то, что они не обеспечивают положительного разрыва цепи. Они также имеют относительно высокую первоначальную стоимость и могут выйти из строя при неправильном применении или в условиях переоценки.Короткое замыкание нагревателя системы может привести к перегоранию переключателя. Другие виды отказов включают снижение возможностей переключения и отказы, вызванные переходными процессами в линии и индуктивными нагрузками.

Реле E-SAFE®

Реле E-SAFE® представляет собой гибридное реле с длительным сроком службы. В нем используется механическое реле с симистором (электронный компонент с тремя выводами, который проводит ток в любом направлении при срабатывании) параллельно для включения и выключения нагрузки в точке пересечения нуля в синусоидальной волне.

После включения симистора в течение одного цикла на механическое реле подается питание, чтобы пропустить ток до последовательности выключения. В этот момент симистор снова включается на один такт и затем выключается при переходе через ноль. Это исключает искрение контактов и значительно увеличивает срок службы механического реле.

Кремниевый управляемый выпрямитель (SCR)     

Кремниевый управляемый выпрямитель (SCR) представляет собой полупроводниковое переключающее устройство, которое может переключать нагрузку до 1200 ампер.Правильно выбранный SCR может снизить стоимость системы за счет увеличения срока службы нагревателя и управляемости процесса.

Контроллеры мощности

Watlow SCR могут принимать пропорциональные по времени (вкл.-выкл.) и обрабатывать (4-20 мА или 1-10 В пост. тока) входные сигналы от любого регулятора температуры. SCR, принимающие пропорциональные по времени сигналы, обычно называются «силовыми контакторами». SCR, принимающие технологические сигналы, обычно называются «контроллерами мощности». Они контролируют мощность двумя способами стрельбы: фазовым углом и стрельбой очередями с переменным временем.

Преимуществом регуляторов мощности SCR являются гибкие возможности ввода и отсутствие движущихся частей. Они также обеспечивают долгий срок службы, улучшенную управляемость и огромные возможности обработки тока.

SCR Watlow может улучшить производительность системы за счет увеличения срока службы нагревателя благодаря быстрому переключению, обеспечиваемому SCR. Все SCR, включая Watlow, требуют надлежащего радиатора. Тепло — неизбежный побочный продукт твердотельного переключения питания.

Сравнение контроллеров питания

Watlow производит широкий ассортимент полупроводниковых реле и контроллеров мощности SCR для удовлетворения практически всех потребностей в коммутации электроэнергии.Каждый из них изготовлен в соответствии с высочайшими стандартами надежности и производительности.

Аппарат для дуговой сварки с тиристорным управлением, Thyristor RT 400, RT 600

Серия

RT сочетает в себе высокое качество исполнения и достойную конструкцию. Это тиристорный ручной сварочный аппарат постоянного тока, а также отличный аппарат для сварки TIG на постоянном токе с подходящими принадлежностями. RT-600 подходит для инструмента для строжки