Classificatie en inrichting van lasgelijkrichters

Een lasgelijkrichter is een bron van directe lasstroom. De lasgelijkrichter bevat transformator, leveren halfgeleiderkleppen en lasstroomregelapparaat.

Classificatie van lasgelijkrichters vervaardigd volgens de tweede van de drie hoofdfuncties van de stroombron (verbranding, regeling, transformatie). Alle lasgelijkrichters kunnen, volgens de methode voor het aanpassen van de lasstroom, worden onderverdeeld in transformatorgestuurde, thyristor- en verzadigingssmoorspoelen.

Transformatorgestuurde gelijkrichters hebben driefasige transformatoren, in tegenstelling tot lastransformatoren, die enkelfasig zijn.

Stappenregeling gebeurt door ster-driehoekschakeling, waardoor de stroom 3 keer verandert. (hogere stroom met delta-delta dan ster-ster.)

In tegenstelling tot lastransformatoren bevatten zelfs de eenvoudigste gelijkrichters voorschakelapparaten en beveiligingsapparatuur om de kleppen te beschermen tegen overstroom en koelstoringen (ventilatorrelais of waterdrukschakelaar).

Om dit te doen, moet de stroombron een vermogensschakelaar hebben, deze wordt handmatig bestuurd door de START- en STOP-knoppen. Voor de gelijkrichter VD-306: bescherming tegen elektromagnetische stroom die wordt geactiveerd wanneer de toegestane stroom met 1,5 keer wordt overschreden.

Rijst. 1. Lasgelijkrichter VD-306

In elke lasgelijkrichter zijn de volgende elementen te onderscheiden: een step-down vermogenstransformator en een gelijkrichter. De transformatoren die worden gebruikt in lasgelijkrichters verschillen enigszins van de hier beschreven transformatoren - Classificatie en apparaat van lastransformatoren.

Het belangrijkste verschil is dat lasgelijkrichtertransformatoren driefasig zijn. Dit zorgt niet alleen voor een gelijkmatige belasting van de fasen van het stroomnet, maar vermindert ook rimpelingen in de gelijkgerichte stroom.

Een gemeenschappelijk element van de lasgelijkrichter is een smoorspoel... Als deze zich tussen de elektrodehouder en het gelijkrichterblok bevindt (in het gedeelte van het lascircuit waar gelijkstroom vloeit), dan dient het om de toenamesnelheid van de las te beperken kortsluitstroom, d.w.z. is. om lasspatten te verminderen.

Als de smoorspoel zich tussen de vermogenstransformator en het gelijkrichterblok bevindt (in het gedeelte van het lascircuit waar de wisselstroom vloeit), dient deze om de lasstroom of uitgangsspanning te regelen.

Gelijkrichterblokken zijn samengesteld uit vermogensdiodes. In tegenstelling tot elektrische stroomgeleiders, die de stroom in beide richtingen even goed geleiden, laten diodes de stroom slechts in één richting door. Het is onmogelijk om de hoeveelheid stroom te regelen met behulp van een diode.

Naast diodes worden lasgelijkrichters gebruikt thyristoren… Met behulp van een thyristor kun je de stroom regelen. De controlemogelijkheden zijn echter beperkt. De thyristor kan niet worden uitgeschakeld voordat de spanning op de hoofdelektroden tot nul is gedaald. Daarom worden thyristors "niet volledig bestuurbare halfgeleiders" genoemd. Volledig bestuurbare halfgeleiders zijn transistors (triodes), maar hun gebruik in lasbronnen is beperkt.

Halfgeleiderelementen moeten worden beschermd tegen oververhitting. Daarom worden diodes en thyristors in radiatoren geplaatst die gedwongen worden af ​​te koelen door de luchtstroom van de ventilator.

In laskettingen dankzij EMF van zelfinductie soms treden spanningspieken (pieken) op die ervoor kunnen zorgen dat de halfgeleider doorslag omkeert. Om dit te voorkomen, overbruggen halfgeleiders R — Met circuit... Wanneer een verhoogde spanning verschijnt aan de klemmen van de halfgeleider, wordt de condensator opgeladen en vervolgens ontladen door de halfgeleider in voorwaartse richting.

Rijst. 2. Halfgeleiderbeveiligingsschakeling tegen inductieve spanning

In lasgelijkrichters worden halfgeleiderelementen geassembleerd in de vorm van verschillende circuits. Het is verdeeld in 1- en 3-fase correctie.

Enkelfasige correctiecircuits Ze worden gebruikt in regelcircuits waar het stroomverbruik laag is, daarom is het met behulp van afvlakkende capacitieve filters mogelijk om een ​​spanning te verkrijgen die bijna constant is aan de uitgang.

Driefasige gelijkrichtercircuits

Lasgelijkrichters gebruiken meestal driefasige gelijkrichtercircuitsdie een aanzienlijk lagere gelijkgerichte stroomrimpel bieden in vergelijking met enkelfasige circuits.

Driefasig Larionov-rectificatiebrugcircuit

In driefasige gelijkrichters worden diodeblokken meestal geïmplementeerd in een brugcircuit. In dit geval is de gelijkgerichte spanningsrimpel 300 Hz.

Rijst. 3. Larionovs driefasige bruggelijkrichterschakeling (a), fase en gelijkgerichte spanning (b)

Circuitwerking: De kleppen met het hoogste fasepotentiaal worden aangesloten op de anodegroep en vice versa op de kathodegroep. De kleppen staan ​​altijd open, verbonden met de fasen met het grootste positieve en grootste negatieve potentiaal. Bovendien werkt elke klep van een groep gedurende een derde van de periode in serie met twee kleppen van een andere groep.

In lasapparatuur wordt dit schema gebruikt in bijna alle gelijkrichters voor handmatig booglassen met een nominale stroom tot 500A.

Ring driefasige gelijkrichtercircuit

Voor de implementatie ervan moet de gelijkrichtertransformator twee identieke sets secundaire wikkelingen hebben die op een ster zijn aangesloten en zijn ingeschakeld met een offset van de helft van de periode van de netfrequentie. In dit geval is de gelijkgerichte spanningsrimpel 300 Hz.

Rijst. 4. Ring driefasige gelijkrichterschakeling

Circuitwerking: In dit circuit wordt bij het inschakelen van de klep ook een van de twee spoelen in het gelijkrichtercircuit geschakeld.Bovendien werkt elke spoel van een groep gedurende een derde van de periode in serie met twee spoelen van een andere groep.

Het grootste nadeel van dit gelijkrichtcircuit is dat het een complexere en duurdere transformator vereist, die is ontworpen rekening houdend met de afwijking van de DC-component van de stroom.

Zesfasig gelijkrichtcircuit met vereffeningsreactor

Voor de implementatie ervan moet de gelijkrichtertransformator ook twee identieke groepen secundaire wikkelingen hebben die stervormig zijn geschakeld en ingeschakeld met een offset van de halve periode van de netfrequentie. Om een ​​parallelle werking van twee fasen tegelijkertijd op de belasting te garanderen, is bovendien een vereffeningsreactor vereist - een symmetrische smoorspoel.

Zesfasige gelijkrichterschakeling met overspanningsreactor

Circuitwerking: Voor elke ster worden de kleppen met het hoogste positieve fasepotentiaal ingeschakeld, vergelijkbaar met een driefasig neutraal circuit. Zonder een vereffeningsreactor wordt zesfasige rectificatie verkregen met de werking van elke fase en een 1/6 periodeklep.

Rijst. 5. Zesfasig gelijkrichtcircuit met vereffeningsreactor

Een dergelijk schema wordt gebruikt in krachtige gelijkrichters (1000 A en meer), voornamelijk voor laagspanningsvoeding.

Het grootste nadeel van dit gelijkrichtcircuit is dat het een complexere en duurdere transformator vereist, die is ontworpen rekening houdend met de afwijking van de DC-component van de stroom, evenals een extra smoorspoel.

Lasgelijkrichters met transformatorregeling

De drooping karakteristiek van lasgelijkrichters wordt op verschillende manieren verkregen.De eenvoudigste is dat de lasgelijkrichter is voorzien van een drooping karakteristieke vermogenstransformator.De lasgelijkrichter VD-306 is ontworpen volgens dit principe.

Rijst. 6. Lasgelijkrichter bestuurd door een transformator met verhoogde spreiding: a, b — elektrische circuits, c, d — transformatorconstructie.

Het bevat een voedingstransformator met beweegbare wikkelingen of shunt, een gelijkrichter en een aanloopbeveiliging. Ruwe stroomregeling wordt uitgevoerd door gelijktijdig de primaire en secundaire wikkelingen van de «ster» (λ / λ) naar de «delta» schakeling (∆ / ∆) te schakelen. In het eerste geval wordt een fase van kleine stromingen ingesteld, en in de tweede - grote. Binnen elke fase wordt een soepele aanpassing van de stroom uitgevoerd door de afstand tussen de primaire en secundaire wikkelingen te wijzigen.

Het gelijkrichterblok is gemonteerd op siliciumdiodes die door een ventilator geforceerd worden gekoeld. De gelijkrichter schakelt aan en uit. magnetische starter.

Door de beveiligingsapparatuur kan de gelijkrichter niet worden ingeschakeld als er geen luchtstroom naar de diodes wordt gevoerd, als een van de diodes niet werkt of als de netspanning naar de doos wordt onderbroken. De beschreven aanloopbeveiliging is traditioneel voor lasgelijkrichters.

Lasgelijkrichters van het beschouwde type zijn eenvoudig te vervaardigen en te bedienen. Hun nadelen zijn het gebrek aan stabilisatie van de modus wanneer de netspanning verandert en de onmogelijkheid van afstandsbediening.

Rijst. 7. Elektrisch schematisch diagram van de lasgelijkrichter VD-306

Rijst. 8. Elektrisch schematisch diagram van de lasgelijkrichter VD-313

Lasgelijkrichters met thyristorregeling

Thyristorgelijkrichters bevatten naast een transformator en kleppenblok een filtersmoorspoel in het voedingscircuit en sensoren en elektronische blokken in het besturingssysteem.

Rijst. 9. Schema's van thyristor-lasgelijkrichters: a - met een driefasige brug, b - met een zesfasige smoorspoel, c - met een ringgelijkrichtercircuit

Lasgelijkrichters instelbaar door verzadigingssmoorspoel

Verzadigde smoorspoelen worden ook gebruikt om hangende eigenschappen te verkrijgen in lasgelijkrichters. Tussen de voedingstransformator en de gelijkrichtereenheid wordt een inductieve reactantiesmoorspoel geplaatst. De vermogenstransformator in de gelijkrichter heeft een stijve externe karakteristiek. De hangende karakteristiek van de gelijkrichter wordt geleverd door de inductieve weerstand van de inductor.

Multistation lasgelijkrichters

Lasgelijkrichters met stijve externe kenmerken worden gebruikt voor lassen met meerdere stations - halfautomatisch en handmatig. In het eerste geval bieden ze de mogelijkheid om de uitgangsspanning aan te passen, en in het tweede geval niet. De lasgelijkrichter met meerdere stations is dus het eenvoudigste ontwerp.