Вход на сайт

Зарегистрировавшись на сайте Вы сможете добавлять свои материалы






Схемы самодельных сварочных инверторов на тиристорах


схема самодельной инверторной сварки и как сделать аппарат?

На чтение 10 мин. Просмотров 9.3k. Опубликовано Обновлено

Для того чтобы собрать сварочный инвертор своими руками, не обязательно обладать глубокими познаниями в физике, разбираться профессионально в технике, электричестве и т.д.

Необходимо только выполнять все по схеме и знать, хотя бы на минимальном уровне механизм действия данного оборудования. Желающим создать инвертор в более экономном и простом варианте, следует знать, что технические особенности и КПД по сути одинаковые от аналогов конструкции.

Характеристики самодельного инвертора

Один из важных вопросов для специалистов по сварке – как сделать своими руками. Процесс можно выполнить при помощи схемотехники сварочных инверторов.

Прежде чем собирать эффективный сварочный инвертор необходимо выделить следующие технические характеристики оборудования:

  • на одном из транзисторов сила тока, который проходит через вход, должна составлять 32 ампера;
  • 250 ампер – показатель силы тока, который создается при выходе из аппарата;
  • напряжение должно быть до 220 вольт.

Для того чтобы создать самый простой сварочный инвертор необходимо соединить следующие элементы в один механизм:

  • силовой блок;
  • питательный блок на тиристорах;
  • драйвера для силовых ключей.

Материалы для его сборки

Чертеж инверторного сварочного аппарата.

Прежде чем начать собирать , мастер должен подготовить необходимые инструменты и материалы, которые могут понадобиться ему в работе.

В первую очередь:

  • различного типа отвертки;
  • паяльное устройство, чтобы соединять детали в электронной схеме;
  • нож;
  • инструмент для вырезки на металлической поверхности;
  • резьба, как крепежная деталь;
  • поверхность с небольшой толщиной из металла;
  • детали, благодаря которым формируется электросхема инверторного сварочного аппарата;
  • провод из меди и полосы, чтобы обмотать трансформатор потребуется;
  • стеклоткань;
  • слюда;
  • текстолиты;
  • обычная термобумага, использующаяся в кассовых аппаратах.
[box type=”fact”]Схема сварочного аппарата используется для сборки оборудования в домашних условиях с напряжением от электросети в 220 вольт.[/box]

Но если есть надобность, то используют схемы сварочных аппаратов, работающие на трехфазовой электросети с напряжением в 380 вольт. У таких оборудований есть достоинства, среди которых выделяют высокий показатель КПД, в отличие от однофазовых конструкций.

Блок питания агрегата

В блоке питания сварочного инвертора самой важной деталью является , мотающийся при феррите в Ш7*7 либо 8*8.

Блок питания инвертора.

При помощи данного механизма обеспечивается подача регулярного напряжения и создается за счет 4-х обмоток:

  1. Первичная.
    Сто кругов проводом ПЭВ в диаметре 0,3 миллиметра.
  2. Первая вторичная.
    15 кругов проводом ПЭВ в диаметре 1 миллиметр.
  3. Вторая вторичная.
    15 кругов ПЭВ в диаметре 0,2 миллиметра.
  4. Третья вторичная.
    20 кругов в диаметре 0,3 миллиметра.

После того как будет выполнена первичная обмотка и проведена изоляция её сторон за счет стеклоткани, её также обматывают в экранирующий провод. Каждый виток должен целиком покрывать защитный слой.

Обмотка экранирующим проводом должна быть в таком же направлении, как и первичная обмотка. Стоит обратить внимание на одинаковость диаметров двух видов обмоток.

Этим же правилом пользуются и для других видов: при наматывании на каркас трансформатора, изоляции друг от друга проводов за счет стеклоткани либо при использовании простого малярного скотча.

Для стабилизации напряжения в области 20-25 вольт, что поступает в блок питания через реле, подбирается резистор для электронных схем. Главной особенностью рассматриваемого механизма выступает изменение переменного тока в регулярный.

Добиться этого можно, используя диод, формирующийся при выполнении схемы «косой мост». Бывает так, что при эксплуатации аппарата диод перегревается, из-за чего приходится проводить монтаж на радиаторах и нередко ремонт блока питания. Альтернативным вариантом радиаторам является охлаждающая деталь от старой техники.

Монтаж диодного моста подразумевает под собой применение 2-х радиаторов: верх через прокладку из слюды присоединяют к одной батареи, а низ через поверхность термопасты ко второй батареи.

Мост из диодов должен выводиться в том направлении, куда направлен вывод транзистора. За счет этого постоянный ток превращается в переменный с высокими частотами.

Соединительный провод этих выводов максимум может достигать длины в 15 сантиметров. Металлический лист необходимо расположить между блоком питания и инверторной частью аппарата и приварить к «телу» оборудования.

Силовой блок

Изготовление сварочного инвертора.

Силовой блок – это основа трансформатора в сварочном инверторе. С его помощью уменьшается показатель напряжения тока с высокими частотами, а сила наоборот повышается. Для создания в трансформаторе силового блока требуется использование сердечников. Чтобы создать небольшой зазор рекомендуется воспользоваться обычной газетной бумагой.

С каждым наложенным слоем, чтобы обеспечить термоизоляцию необходимо наматывать ленту от кассового аппарата для достижения хорошей износоустойчивости. Вторичную обмотку создают на основе 3-х полосовых слоев из меди, изолирующиеся друг от друга за счет ленты фторопласта.

Большинство мастеров обматывают понижающий трансформатор толстым проводом из меди, однако, это ошибочное действие. С таким трансформатором простой сварочный инвертор будет работать с высокочастотным током, вытесняющим наружу проводник без нагревания деталей внутри.

Оптимальнее всего формировать обмотки, используя проводник с широкой поверхностью, иными словами применить широкую медную полосу.

Вместо термоизоляционного поверхностного слоя специалисты иногда заменяют на простую бумагу. Она не так устойчива, как термоизоляционная либо лента в кассовом аппарате. Повышенная температура влияет только на потемнение ленты, однако её износоустойчивость остается на первоначальном уровне.

Инверторный блок

Основная функция простого заключается в преобразовании постоянного тока, который формируется при помощи выпрямителя аппарата в переменный высокочастотный ток.

Чтобы решить данную ситуацию, специалисты используют силовой транзистор, и высокие частоты с открывающимся и закрывающимся каналом. Рассматриваемый механизм в оборудовании отвечает за изменение постоянного тока в переменный с высокими частотами.

[box type=”info”]Рекомендуется использовать не один мощный транзистор, а пару со средней мощностью. Благодаря конструктивному подходу к проблеме стабилизируется частота тока и уменьшится шум во время сварки.[/box]

Инверторный сварочный аппарат сделать своими руками можно по электросхеме, где указывается и как последовательно соединять конденсаторы.

Их используют в следующих случаях:

  1. Минимализация выброса в трансформаторе.
  2. Минимализация потерь в трансформаторном блоке, появляющиеся в момент отключения аппарата от сети.
    Это происходит за счет того, что транзистор открывается с большей скоростью, чем закрывается – ток теряет свою мощность, что влечет за собой перегрев ключей в блоке транзистора.

Система охлаждения агрегата

Электрическая схема инвертора для сварки.

Стоит отметить, что большинство силовых элементов в сварочном оборудовании имеют свойство сильно нагреваться во время эксплуатации, из-за чего оно может сломаться.

Дабы избежать таких ситуаций, то эффективнее всего во все блоки аппарата, помимо радиатора, установить вентилятор, охлаждающий механизм во время работы – своеобразную систему охлаждения.

Её можно самостоятельно сделать при наличии мощного вентилятора. Зачастую используют один с направлением воздушного потока в сторону понижающегося силового трансформатора.

С вентилятором, у которого небольшая мощность от компьютера, например, может понадобиться до 6 штук, из которых три устройства устанавливается возле силового трансформатора с направлением воздушного потока в обратную сторону.

Чтобы избежать перегрева, самодельный сварочный инвертор должен работать вместе с термодатчиком. Он устанавливается на греющий радиатор. Если радиатор достигает максимальное значение температуры, он автоматически отключает подачу тока.

Для более эффективного функционала системы охлаждения агрегата, корпус должен быть оснащен заборщиком воздуха с правильным его выполнением. Через его решетки проходит воздушный поток во внутренние системы аппарата.

Сборка инвертора своими руками

Важным вопросом остается, как сделать ? В первую очередь нужно выбрать корпус с надежной защитой либо сформировать его самому при помощи листового металла, где толщина должна достигать не меньше, чем 4 миллиметра.

За основу, где монтируется для инверторной сварки, используют листовой гетинакс с толщиной не меньше, чем 5 миллиметров. Сама конструкция будет располагаться на основании благодаря скобам, изготовленным самостоятельно из медных проволок в диаметре с 3 миллиметрами.

Чтобы создать электронные платы в электрических схемах сварочного аппарата, используют фольгированный текстолит, у которого толщина достигает 1 миллиметр. Монтируя магнитопроводы, которые в период эксплуатации имеют свойство греться, необходимо помнить о зазорах между ними. Они нужны, чтобы воздух мог свободно циркулировать.

С целью автоматического управления сварочным инвертором, сварщик должен купить и подсоединить к нему специальный контроллер, отвечающий за стабильность силы тока. От него также зависит, будет ли величина напряжения подачи мощной.

Для более удобной эксплуатации самодельного агрегата, во внешнюю часть монтируется орган управления. Он может выступать в виде тумблера для активации аппарата, ручкой в переменном резисторе, благодаря ей контролируется подача тока либо зажим для кабеля и сигнальный светодиод.

Собрать сварочный инвертор своими руками достаточно просто, если придерживаться всех правил, соблюдать инструкцию и строго идти по назначенной схеме.

Схема изготовления инвертора своими руками.

Диагностика самодельного инвертора и его подготовка к работе

Собрать самодельный не весь процесс. Подготовительный этап также считается важной частью всей работы, где необходимо проверить, правильно ли работают все его системы, и как нужно настроить нужные параметры.

В первую очередь проводится диагностика оборудования, а именно подача напряжения 15 вольт на контроллер и охлаждающую систему сварочного аппарата, чтобы проверить их выдержку. Благодаря этому проверяется функционал механизмов и избежание перегревания во время эксплуатации агрегата.

[box type=”warning”]При полной зарядке конденсаторов в агрегате, подключается к электросети реле, отвечающее за замыкание резисторов. С прямой подачей, без реле, есть риск взрыва аппарата.[/box]

При функциональности реле, напряжение в аппарат подается до 10 секунд. Достаточно важно узнать, сколько инвертор может во время сварки функционировать. Для этого он тестируется на протяжении 10 секунд. Если радиатор остается с прежней температурой, то время можно установить до 20 секунд, и т.д. до целой минуты.

Обслуживание самодельного сварочного инвертора

Чертеж сварочного инвертора для сборки своими руками.

Для того, чтобы простой сварочный инвертор сделанный своими руками смог долго работать, за ним необходим грамотный уход. При поломке сварочного оборудования требуется снять корпус и аккуратно прочистить механизм при помощи пылесоса. В частях, куда он не достается можно воспользоваться кисточкой и сухой тряпкой.

В первую очередь, нужно провести диагностику всего сварочного оборудования – проверяется напряжение, его вход и течение. При отсутствии напряжения необходимо проследить за функциональностью блока питания.

Также проблема может заключаться в сгоревших предохранителях конструкции. Слабым место считается и датчик, измеряющий температуру, который не ремонтируется, а заменяется.

После проведения диагностики необходимо обратить внимание на качество соединения электронных систем оборудования. Затем выявить некачественное скрепление на глаз либо используя специальный тестер.

При выявлении данных неполадок, они устраняются тотчас за счет доступных деталей, чтобы не спровоцировать перегрев и поломку всего сварочного оборудования.

Итог

Ошибочно считать, что созданный самостоятельно аппарат не позволит вам эффективно выполнять необходимую работу. Самодельным устройством с легкой схемой сборки можно сваривать элементы при помощи электрода в диаметре до 5 миллиметров и длиной дуги до 10 миллиметров.

После того, как самодельное оборудование будет включено в цепь, необходимо выставить автоматический режим с конкретным значением силы тока. Напряжение в проводе может быть около 100 вольт, что свидетельствует о каких-либо неполадках.

Чтобы устранить проблему надо найти схему сварочного инвертора, разобрать его и проверить насколько правильно он был собран.

Благодаря такому самодельному аппарату сварщик не только может сваривать однородный, темный металл, но также цветной и различные сплавы. Собирая такое устройство, необходимо помимо основ электроники, также иметь свободный период времени, чтобы осуществить задуманное.

Сварочный процесс при помощи инвертора – это нужная вещь в доме каждого мужчины для любых бытовых и промышленных целей.

Самодельная схема сетевого инвертора от 100 ВА до 1000 ВА

Следующая концепция описывает простую, но жизнеспособную схему связующего инвертора солнечной сети, которую можно соответствующим образом модифицировать для выработки мощности от 100 до 1000 ВА и выше.

Что такое сетевой инвертор

Это инверторная система, спроектированная для работы так же, как обычный инвертор, использующий входную мощность постоянного тока, за исключением того, что выходной сигнал подается обратно в электросеть.

Эта добавленная мощность в сеть может быть предназначена для содействия постоянно растущему спросу на электроэнергию, а также для получения пассивного дохода от коммунальной компании в соответствии с их условиями (применимыми только в некоторых странах).

Для реализации описанного выше процесса гарантируется, что выходной сигнал инвертора идеально синхронизирован с мощностью сети с точки зрения среднеквадратичного значения, формы волны, частоты и полярности, чтобы предотвратить неестественное поведение и проблемы.

Предлагаемая мною концепция - это еще одна схема инвертора связи с сетью (не проверена), которая даже проще и разумнее, чем предыдущая конструкция.

Схема может быть понята с помощью следующих пунктов:

Как работает схема GTI

Сеть переменного тока от сети подается на TR1, который представляет собой понижающий трансформатор.

TR1 понижает входное напряжение сети до 12 В и выпрямляет его с помощью мостовой схемы, образованной четырьмя диодами 1N4148.

Выпрямленное напряжение используется для питания ИС через отдельные диоды 1N4148, подключенные к соответствующим выводам ИС, в то время как соответствующие конденсаторы 100 мкФ обеспечивают надлежащую фильтрацию напряжения.

Выпрямленное напряжение, полученное сразу после моста, также используется в качестве входов обработки для двух ИС.

Поскольку вышеупомянутый сигнал (см. Изображение формы волны №1) не фильтруется, он состоит из частоты 100 Гц и становится сигналом выборки для обработки и обеспечения необходимой синхронизации.

Сначала он подается на вывод №2 IC555, где его частота используется для сравнения с пилообразными волнами (см. Форму сигнала №2) на выводе №6 / 7, полученными с коллектора транзистора BC557.

Приведенное выше сравнение позволяет ИС создавать намеченный выход ШИМ синхронно с частотой электросети.

Сигнал от моста также подается на контакт № 5, который фиксирует среднеквадратичное значение выходного ШИМ, точно совпадающее с формой сигнала сетки (см. Сигнал № 3).

Однако в этот момент выходной сигнал 555 имеет низкую мощность, и его необходимо повысить, а также обработать, чтобы он воспроизводил и генерировал обе половины сигнала переменного тока.

Для выполнения вышеизложенного включены 4017 и ступень mosfet.

100 Гц / 120 Гц от моста также принимаются 4017 на его выводе № 14, что означает, что теперь его выходной сигнал будет последовательно повторяться от контакта № 3 обратно к контакту № 3, так что МОП-транзисторы переключаются в тандеме и точно на частота 50 Гц, что означает, что каждый МОП-транзистор будет проводить поочередно 50 раз в секунду.

МОП-транзисторы реагируют на вышеупомянутые действия со стороны IC4017 и генерируют соответствующий двухтактный эффект на подключенном трансформаторе, который, в свою очередь, создает необходимое сетевое напряжение переменного тока на его вторичной обмотке.

Это может быть реализовано путем подачи постоянного тока на МОП от возобновляемого источника или батареи.

Однако указанное выше напряжение будет обычной прямоугольной волной, не соответствующей форме волны в сети, до тех пор, пока мы не включим сеть, состоящую из двух диодов 1N4148, подключенных через затворы МОП-транзисторов и вывод №3 IC555.

Вышеупомянутая сеть точно отсекает прямоугольные волны на затворах mosftes относительно шаблона PWM или, другими словами, вырезает прямоугольные волны, точно соответствующие форме сигнала переменного тока сетки, хотя и в форме PWM (см. Форму волны # 4).

Вышеупомянутый вывод теперь возвращается в сетку, точно соответствуя спецификациям и шаблонам сетки.

Выходная мощность может быть изменена прямо от 100 Вт до 1000 Вт или даже больше путем соответствующего определения входного постоянного тока, МОП-транзисторов и номиналов трансформатора.

Обсуждаемая схема связующего инвертора солнечной сети остается работоспособной только до тех пор, пока присутствует сетевое питание, в момент сбоя в электросети, TR1 отключает входные сигналы и вся цепь останавливается, что является строго обязательным для сети. Связать инверторные схемы систем.

Принципиальная схема

Предполагаемые изображения осциллограмм

Что-то не так в приведенном выше дизайне

По словам г-на Селима Явуза, в приведенном выше дизайне было несколько вещей, которые выглядели сомнительными и нуждались в исправлении, давайте послушаем, что он сказал:

Hi Swag,

надеюсь, у вас все хорошо.

Пробовал вашу схему на макетной плате. Вроде работает кроме части pwm. По какой-то причине я получаю двойной бугорок, но не настоящий ШИМ. Не могли бы вы помочь мне понять, как 555 делает pwm? Я заметил, что 2.2k и 1u создают нарастание 10 мс. Я считаю, что рампа должна быть намного быстрее, так как полуволна составляет 10 мс. Может я кое-что упустил.

Кроме того, 4017 выполняет чистую работу, успешно переключаясь вперед и назад. Когда вы включаете питание, тактовая частота 100 Гц заставляет счетчик всегда начинать с нуля. Как мы можем гарантировать, что он всегда находится в фазе с сеткой?

Ценю вашу помощь и идеи.
С уважением,
Селим

Решение проблем со схемой

Привет Селим,

Спасибо за обновление.
Вы абсолютно правы, треугольные волны должны быть намного выше по частоте по сравнению с входом модуляции на выводе №5.
Для этого мы могли бы пойти на отдельную микросхему 555 с частотой 300 Гц (приблизительно), нестабильную для питания контакта 2 ШИМ IC 555.
Это решит все проблемы, по моему мнению.
4017 должен быть синхронизирован через 100 Гц, полученный от мостового выпрямителя, и его контакты 3, 2 должны использоваться для управления вентилями, а контакты 4 должны быть подключены к контакту 15. Это обеспечит идеальную синхронизацию с частотой сети.
С уважением.

Окончательный дизайн в соответствии с приведенным выше разговором

Приведенная выше диаграмма была перерисована ниже с отдельными номерами деталей и обозначениями перемычек

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ: ИДЕЯ ОСНОВАНА ИСКЛЮЧИТЕЛЬНО НА ИСКЛЮЧИТЕЛЬНОМ МОДЕЛИРОВАНИИ, ДИСКРЕТАЦИЯ ЗРЕНИЯ СТРОГО РЕКОМЕНДУЕТСЯ .

Основной проблемой вышеупомянутой конструкции, с которой столкнулись многие конструкторы, был нагрев одного из МОП-транзисторов во время работы GTI. Возможная причина и способ устранения, предложенные г-ном.Hsen представлен ниже.

Предлагаемое исправление на стадии mosfet, рекомендованное г-ном Хсеном, также прилагается здесь под, надеюсь, указанные модификации помогут постоянно контролировать проблему:

Здравствуйте, мистер. Swagatam:

Я снова посмотрел вашу схему и твердо уверен, что затворы полевых МОП-транзисторов будут достигать модулирующего сигнала (HF PWM), а не простого сигнала 50 cs. Поэтому я настаиваю на том, чтобы включить более мощный драйвер CD4017, а последовательное сопротивление должно иметь гораздо меньшее значение.

Еще одна вещь, которую следует учитывать, это то, что на стыке резистора и затвора не должно быть еще одного добавленного элемента, и в этом случае я вижу переход к диодам 555.

Потому что это может быть причиной того, что один из полевых транзисторов нагревается. потому что он может автоколебаться. Поэтому я думаю, что МОП-транзистор нагревается из-за колебаний, а не из-за выходного трансформатора.

Извините, но меня беспокоит, что ваш проект увенчается успехом, потому что я чувствую себя очень хорошо, и я не собираюсь критиковать.

С уважением, hsen

Улучшенный драйвер Mosfet

Согласно предложениям г-на Хсена, можно использовать следующий буфер BJT для обеспечения большей безопасности и контроля работы mosfet.

О компании Swagatam

Я инженер-электронщик (dipIETE), любитель, изобретатель, разработчик схем / печатных плат, производитель. Я также являюсь основателем веб-сайта: https://www.homemade-circuits.com/, где я люблю делиться своими инновационными идеями и руководствами по схемам.
Если у вас есть какие-либо вопросы, связанные со схемами, вы можете взаимодействовать с ними через комментарии, я буду очень рад помочь!

.

Методы коммутации тиристора

Для включения тиристора существуют различные методы запуска, в которых импульс запуска подается на его вывод затвора. Точно так же существуют различные методы для отключения тиристора , эти методы называются Коммутация тиристора Методы . Это можно сделать, вернув тиристор в состояние прямой блокировки из состояния прямой проводимости. Чтобы перевести тиристор в состояние прямой блокировки, прямой ток снижается ниже уровня удерживающего тока.Для регулирования мощности и управления мощностью проводящий тиристор должен быть правильно коммутирован.

В этом руководстве мы объясним различные методы коммутации тиристоров . Мы уже рассказывали о тиристоре и методах его запуска в нашей предыдущей статье.

Существует два основных метода коммутации тиристоров: естественная и принудительная. Техника принудительной коммутации далее делится на пять категорий: классы A, B, C, D и E.

Ниже приведена классификация:

  • Естественная коммутация
  • Принудительная коммутация
    • Класс A: Самостоятельная коммутация или коммутация нагрузки
    • Класс B: коммутация резонансных импульсов
    • Класс C: дополнительная коммутация
    • Класс D: Импульсная коммутация
    • Класс E: Внешняя импульсная коммутация

Естественная коммутация

Естественная коммутация происходит только в цепях переменного тока и названа так, потому что не требует никаких внешних цепей.Когда положительный цикл достигает нуля и анодный ток равен нулю, сразу же на тиристор подается обратное напряжение (отрицательный цикл), что приводит к выключению тиристора.

Естественная коммутация происходит в контроллерах переменного напряжения, циклоконверторах и выпрямителях с фазовым управлением.

Принудительная коммутация

Как мы знаем, в цепях постоянного тока нет естественного нулевого тока, такого как естественная коммутация. Таким образом, принудительная коммутация используется в цепях постоянного тока и также называется коммутацией постоянного тока .Для принудительного уменьшения анодного тока тиристора ниже значения тока удержания требуются коммутирующие элементы, такие как индуктивность и емкость, поэтому он называется Forced Commutation . В основном в цепях прерывателей и инверторов используется принудительная коммутация. Принудительная коммутация делится на шесть категорий, которые описаны ниже:

1. Класс A: Самостоятельная коммутация или коммутация нагрузки

Класс A также называется «Самокоммутация» и является одним из наиболее часто используемых методов среди всех методов коммутации тиристоров.В приведенной ниже схеме катушка индуктивности, конденсатор и резистор образуют цепь второго порядка по демпфированию.

Когда мы начинаем подавать входное напряжение в схему, тиристор не включается, так как для его включения требуется стробирующий импульс. Теперь, когда тиристор включается или смещается в прямом направлении, ток будет проходить через катушку индуктивности и заряжать конденсатор до его пикового значения или равного входному напряжению. Теперь, когда конденсатор полностью заряжен, полярность индуктора меняется на обратную, и индуктор начинает противодействовать току.Благодаря этому выходной ток начинает уменьшаться и приближаться к нулю. В этот момент ток ниже тока удержания тиристора, поэтому тиристор выключается.

2. Класс B: Резонансно-импульсная коммутация

Коммутация

класса B также называется коммутацией резонансных импульсов. Между цепями класса B и класса A есть лишь небольшое различие. В классе B LC резонансный контур включен параллельно, а в классе A - последовательно.

Теперь, когда мы подаем входное напряжение, конденсатор начинает заряжаться до входного напряжения (Vs), а тиристор остается смещенным в обратном направлении до тех пор, пока не будет подан импульс затвора. Когда мы подаем импульс затвора, тиристор включается, и теперь ток начинает течь в обоих направлениях. Но тогда постоянный ток нагрузки протекает через последовательно соединенные сопротивление и индуктивность из-за их большого реактивного сопротивления.

Затем через резонансный LC-контур протекает синусоидальный ток, заряжающий конденсатор с обратной полярностью.Следовательно, на тиристоре появляется обратное напряжение, которое заставляет ток Ic (коммутирующий ток) противодействовать протеканию анодного тока I A . Следовательно, из-за этого противоположного коммутирующего тока, когда анодный ток становится меньше, чем ток удержания, тиристор выключается.

3. Класс C: Дополнительная коммутация

Коммутация класса C также называется дополнительной коммутацией. Как вы можете видеть на схеме ниже, есть два тиристора, подключенных параллельно, один - главный, а другой - вспомогательный.

Первоначально оба тиристора находятся в выключенном состоянии, и напряжение на конденсаторе также равно нулю. Теперь, когда импульс затвора применяется к основному тиристору, ток начинает течь по двум путям: один - от R1-T1, а второй - от R2-C-T1. Следовательно, конденсатор также начинает заряжаться до пикового значения, равного входному напряжению, с полярностью пластины B положительной и пластины A отрицательной.

Теперь, когда импульс затвора подается на тиристор T2, он включается, и на тиристоре T1 появляется отрицательная полярность тока, что приводит к выключению T1.И конденсатор начинает заряжаться с обратной полярностью. Мы можем просто сказать, что когда T1 включается, он выключает T2, а когда T2 включается, он выключает T1.

4. Класс D: Импульсная коммутация

Коммутация

класса D также называется импульсной коммутацией или коммутацией напряжения. Как и класс C, коммутационная схема класса D также состоит из двух тиристоров T1 и T2, и они называются соответственно основными и вспомогательными. Здесь диод, катушка индуктивности и дополнительный тиристор образуют цепь коммутации.

Первоначально оба тиристора находятся в выключенном состоянии, и напряжение на конденсаторе C также равно нулю. Теперь, когда мы подаем входное напряжение и запускаем тиристор T1, ток нагрузки начинает течь через него. И конденсатор начинает заряжаться с полярностью пластины A отрицательной и пластины B положительной.

Теперь, когда мы запускаем вспомогательный тиристор T2, основной тиристор T1 выключается, и конденсатор начинает заряжаться с противоположной полярностью. Когда он полностью заряжен, он вызывает выключение вспомогательного тиристора T2, потому что конденсатор не пропускает ток через него, когда он полностью заряжен.

Следовательно, выходной ток также будет равен нулю, потому что на этом этапе оба тиристора находятся в выключенном состоянии.

5. Класс E: Внешняя импульсная коммутация

Коммутация

класса E также называется внешней импульсной коммутацией. Теперь, как вы можете видеть на принципиальной схеме, тиристор уже находится в прямом смещении. Итак, когда мы запускаем тиристор, в нагрузке появляется ток.

Конденсатор в цепи используется для защиты тиристора от du / dt, а импульсный трансформатор используется для выключения тиристора.

Теперь, когда мы подаем импульс через импульсный трансформатор, ток в противоположном направлении будет течь в направлении катода. Этот противоположный ток препятствует прохождению анодного тока, и если I A - I P H Тиристор выключится.

Где I A - анодный ток, I P - импульсный ток, а I H - ток удержания.

.

Инверторы и преобразователи частоты, тиристорные устройства управления двигателями постоянного тока

Инверторы и преобразователи частоты

Инверторы

служат для преобразования энергии постоянного тока в мощность переменного тока необходимой частоты.

Тиристоры используются в качестве переключающих устройств в сильноточных инверторах. В схемах с относительно небольшими значениями протекающих токов могут использоваться мощные полевые или биполярные транзисторы.

На рис. 2.34, и представлена ​​блок-схема преобразователя частоты, использующего инвертор для питания трехфазной нагрузки, соединенной звездой, переменным трехфазным напряжением с регулировкой его значения U и частоты f .В устройствах переключения мощности используются мощные биполярные транзисторы.

Напряжение с частотой промышленной сети U c сначала преобразуется управляемым выпрямителем (B) с фильтром (Ф) в постоянное напряжение U _ требуемого значения. Затем это напряжение поступает на инвертор (И) (рисунок 2.34, б), состоящий из шести транзисторов , VT1-VT6, , , пронумерованных в последовательности их включения, показанной на рис.2.34, дюймов. Каждый транзистор открывается на время τ, равное длительности одного полупериода требуемого переменного напряжения.

На рис. 2.34, d - ступенчатое напряжение, генерируемое в фазе A нагрузки, а на рис. 2.35 поясняется процесс его формирования.

На схемах рис. 2.35 в виде закрытых ключей показаны только открытые транзисторы для шести последовательных состояний инвертора, соответствующих временным диаграммам рис.2.34, с. Из анализа этих схем очевидно, что при включении фазы A параллельно или C, выделяется треть напряжения U = к нему, а при включении фазы A последовательно с параллельными фазами B и C, возникает две трети напряжения U =.

Рис. 2.34. Инверторный преобразователь частоты:

и - структурная схема; б - схема инвертора; в - временная диаграмма; d - график выходного напряжения

В первых трех состояниях напряжение в фазе A соответствует положительному, а в последних двух - отрицательному полупериоду приложенного к нему переменного тока ступенчатой ​​формы.

Рис. 2.35 . Процесс формирования выходного напряжения преобразователя частоты

Рассуждая таким образом, мы можем убедиться, что фазы B и C будут присоединены так же, как и к фазе A, напряжения, но сдвинуты на одну треть и две трети от период G соответственно, образуя трехфазную систему напряжений. Изменяя длительность открытого состояния транзистора с помощью схемы управления, можно регулировать частоту формируемого трехфазного напряжения в широких пределах, поэтому такие инверторы используются для плавного регулирования скорости вращения. трехфазных асинхронных двигателей.

Тиристорный регулятор двигателя постоянного тока

В приводах постоянного тока и механизмах подачи для металлорежущих станков широко используются двигатели постоянного тока с независимым возбуждением, которые способны регулировать скорость вращения в широком диапазоне. Такой двигатель (рис. 2.36, а) состоит из статора, на полюса которого намотана обмотка возбуждения (ОН), и ротора, называемого якорем.

Ток возбуждения I B, проходя через OB под действием напряжения UΒ, создает магнитный поток F.На якорь через щетки подается напряжение якоря Ua, которое создает ток якоря I Me. Протекающий по обмоткам обмотки якоря ток I i, взаимодействуя с потоком Ф, создает крутящий момент Mvr

, где К - коэффициент, зависящий от конструкции двигателя (размеры, количество витков обмоток и т. Д.).

Рис. 2.36. Схема подключения двигателя постоянного тока ( a ) и график, поясняющий принципы управления скоростью двигателя (b)

Когда двигатель вращается в обмотке якоря, ЭДС E направлена, согласно правилу Ленца, против приложенного напряжения U и пропорциональна числу оборотов двигателя n:

, где с - коэффициент, который зависит от конструкции двигателя.

Для якорной цепи с равномерным вращением вала по второму закону Кирхгофа можно записать уравнение:

, где R I - активное сопротивление обмотки якоря, включая контактное сопротивление щетки-коллектора (в двигателях коллектор - это набор контактных площадок, через которые на щетки подается питание в обмотке вращающегося якорь).

Подставив выражение E и текущее значение I в это уравнение, полученное из выражения для крутящего момента, получим:

где частота вращения двигателя:

Два метода (две зоны) регулирования частоты вращения двигателя очевидны из полученной формулы (рисунок 2.36, в). В зоне I скорость изменяется от 0 до номинального значения n, увеличивая напряжение U B при том же значении магнитного потока Φ, а значит, и постоянное напряжение возбуждения U B Когда напряжение достигает U номинального значения, дальнейшее его повышение невозможно, так как это может привести к пробою изоляции. При этом для быстрого перемещения, например, инструмента на холостом ходу или ускоренного вращения шпинделя необходимо увеличить частоту вращения двигателя в 3-5 раз выше номинальной.Для этого используют зоны II, , в которых при постоянном напряжении U.nom значение магнитного потока Φ уменьшается на соответствующее уменьшение U i> a, а значит, и ток возбуждения I B. Отметим, однако, что в зоне II необходимо мириться с соответствующим уменьшением крутящего момента двигателя; Нагрузить двигатель меньшим моментом сопротивления, который он должен преодолеть своим крутящим моментом.Действительно, как следует из формулы для MWR, при уменьшении магнитного потока Φ уменьшается крутящий момент и невозможно компенсировать его увеличение текущим I , так как это приведет к перегреву двигателя.

В тиристорных преобразователях промышленного производства регулирование скорости вращения в зоне I осуществляется с помощью двух управляемых мощных (до нескольких десятков киловатт) трехфазных выпрямителей (на рис.37 они пунктирны).

Рис. 2.37. Цепь регулятора скорости тиристорного двигателя

Один из трехфазных выпрямителей обеспечивает правое направление вращения двигателя, а другой - левое, меняя полярность U на противоположную. Естественно, эти выпрямители должны работать отдельно, чтобы избежать короткого замыкания между ними, что обеспечивается схемой управления выпрямителем, позволяющей включить один из них только через несколько миллисекунд после выключения другого.Цепи управления тиристорами выполнены по принципу, рассмотренному в п. 2.9 и на рис. 2.33.

Для регулирования скорости вращения в зоне II используется однофазная мостовая схема тиристорного выпрямителя, обеспечивающая питание OB. Схема позволяет только уменьшить значение тока возбуждения I в, сохраняя его полярность. Схема управления тиристорами мостовой схемы также выполнена по принципу, рассмотренному в пункте 2.9 и на рис. 2.33.

.

Типы сварных соединений - Портал сварщика

Для разных работ требуются разные типы сварных соединений, так как в разных применениях они должны выдерживать разные потребности и силы. В зависимости от стыка сварщику необходимо выбрать подходящий способ сварки. Существует пять основных типов сварных соединений для соединения двух металлических частей.

Различные типы сварных соединений

Тройник

Тройник образуется, когда две части соединяются под углом 90 градусов, причем одна кромка находится в центре другой.Они размещены в форме буквы T. Этот тип сварного соединения требует использования углового сварного шва, который наносится с обеих сторон металла.

Тройник можно также использовать при приваривании трубы к основному металлу.

Существует семь стилей сварки, которые можно использовать для создания тройника. :

  • Паз под сварку
  • Электрозаклепка
  • Угловой шов
  • Сварка под фаску
  • Сварной шов под развальцовку, под фаску
  • Сварка с J-образной канавкой
  • Сквозной шов

стыковое соединение

Стыковые швы образуются при соединении двух металлических частей, когда они размещаются бок о бок в одной плоскости.Его часто используют для сварки труб, клапанов, фитингов и прочего.

Этот тип соединения обычно используется для материалов толщиной до 3/16 дюйма. Также не рекомендуется использовать на металлах, которые в будущем будут подвергаться высоким ударным нагрузкам.

При сварке толстых листов или при необходимости полного проплавления на листах можно снять фаску. Эти типы стыковых швов называются швами с разделкой кромок. Если есть фаска, потребуется больше присадочного металла, что обеспечит более высокую прочность соединения.

Самый распространенный вид стыкового соединения сварным швом с квадратной канавкой. Он используется, когда две части размещаются бок о бок параллельно.

Все типы стыковых соединений включают следующие:

  • Сварной шов с квадратной канавкой
  • Сварка под фаску
  • Сварной шов с V-образной канавкой
  • Сварка с П-образной канавкой
  • Сварка с J-образной канавкой
  • Сварка под развальцовку с V-образной канавкой
  • Сварной шов под развальцовку, под фаску

Угловой шарнир

Угловые соединения являются одними из наиболее распространенных типов в индустрии листового металла, например, при строительстве коробок, рам и других подобных областях.Он образуется, когда две части соединяются в центре под прямым углом. Две части образуют букву L.

.

Следующие стили для создания угловых соединений:

  • Паз V-образный
  • П-образный паз
  • J-образный паз
  • Филе
  • Место
  • Край
  • Уголок-фланец
  • Квадрат с пазом или стык
  • Фаска
  • Отбортовка с V-образной канавкой

Соединение внахлестку

Этот тип соединения обычно используется при сварке деталей разной толщины.Он образуется, когда две части накладываются друг на друга внахлест. Соединение можно сваривать как с одной, так и с обеих сторон для большей прочности. Это соединение широко используется при электронно-лучевой, лазерной и точечной сварке сопротивлением.

Существуют следующие стили сварки:

  • Пятно
  • Заглушка
  • Слот
  • Фаска
  • J-образный паз
  • Паз под развальцовку

Кромочный стык

Краевое соединение используется для соединения двух или более частей, расположенных параллельно друг другу.Детали также могут быть приблизительно параллельны или иметь отбортованные края. В процессе свариваются одинаковые кромки двух деталей.

Однако имейте в виду, что это не очень прочное соединение, поскольку сварной шов не полностью проникает по толщине соединения. Таким образом, он в основном используется для соединения кромок листового металла или глушителей или в других приложениях с низким напряжением и давлением. Для усиления пластины сварщик может добавить присадочный металл.

Для создания такого типа соединений применимы следующие стили:

  • J-образный паз
  • Паз V-образный
  • П-образный паз
  • Фаска
  • Уголок-фланец
  • Квадратный паз
  • Кромка-полка

Как вы, наверное, знаете, для сварки важно иметь надлежащее защитное снаряжение.У нас есть статьи, в которых рассматривается различное защитное снаряжение, такое как сварочные шлемы, сварочные ботинки и т. Д. Мы также рассматриваем различное сварочное оборудование, такое как сварочные аппараты MIG, TIG и плазменные.

.

Смотрите также