Klasifikasi dan perangkat penyearah las

Penyearah pengelasan adalah sumber arus pengelasan langsung. Penyearah las berisi transformator daya, memasok katup semikonduktor dan perangkat kontrol arus las.

Klasifikasi penyearah pengelasan diproduksi sesuai dengan yang kedua dari tiga fungsi utama sumber daya (pembakaran, regulasi, transformasi). Semua penyearah pengelasan, sesuai dengan metode penyesuaian arus pengelasan, dapat dibagi menjadi pengontrol transformator, thyristor, dan choke jenuh.

Penyearah yang diatur transformator memiliki transformator 3 fase, tidak seperti transformator las, yang merupakan fase tunggal.

Pengaturan langkah dilakukan dengan star-delta switching, yang menyebabkan arus berubah 3 kali. (arus lebih tinggi dengan delta-delta daripada bintang-bintang.)

Tidak seperti trafo las, bahkan penyearah yang paling sederhana pun berisi ballast dan peralatan pelindung untuk melindungi katup dari arus berlebih dan gangguan pendinginan (relai kipas atau sakelar tekanan air).

Untuk melakukan ini, catu daya harus memiliki kontaktor daya, yang dikontrol secara manual oleh tombol START dan STOP. Untuk penyearah VD-306: perlindungan terhadap arus elektromagnetik dipicu ketika arus yang diizinkan dilampaui 1,5 kali.

Beras. 1. Penyearah las VD-306

Elemen-elemen berikut dapat dibedakan dalam penyearah las apa pun: transformator daya step-down dan penyearah. Transformator yang digunakan dalam penyearah las sedikit berbeda dari yang dijelaskan di sini — Klasifikasi dan perangkat transformator las.

Perbedaan utama adalah bahwa transformator penyearah las adalah tiga fase. Ini tidak hanya memastikan pemuatan fase jaringan daya yang seragam, tetapi juga mengurangi riak dalam arus yang diperbaiki.

Elemen umum dari penyearah las adalah tersedak... Jika terletak di antara penahan elektroda dan blok penyearah (di bagian rangkaian pengelasan tempat arus searah mengalir), maka berfungsi untuk membatasi laju kenaikan arus arus hubung singkat, yaitu. untuk mengurangi percikan las.

Jika choke terletak di antara transformator daya dan blok penyearah (di bagian rangkaian las tempat arus bolak-balik mengalir), ia berfungsi untuk mengatur arus las atau tegangan keluaran.

Blok penyearah dirakit dari dioda daya. Tidak seperti konduktor arus listrik, yang mengalirkan arus dengan sama baiknya di kedua arah, dioda hanya mengalirkan arus dalam satu arah. Tidak mungkin untuk mengontrol jumlah arus menggunakan dioda.

Selain dioda, penyearah las digunakan thyristor… Menggunakan thyristor Anda dapat mengontrol arus. Namun, opsi kontrol terbatas. Thyristor tidak dapat dimatikan sebelum tegangan pada elektroda utama turun menjadi nol. Oleh karena itu, thyristor disebut "semikonduktor yang tidak sepenuhnya dapat dikontrol". Semikonduktor yang dapat dikontrol sepenuhnya adalah transistor (trioda), tetapi penggunaannya dalam sumber pengelasan terbatas.

Elemen semikonduktor harus dilindungi dari panas berlebih. Oleh karena itu, dioda dan thyristor ditempatkan di radiator yang dipaksa mendingin oleh aliran udara dari kipas.

Dalam rantai las berkat EMF induksi diri terkadang terjadi lonjakan tegangan (lonjakan) yang dapat menyebabkan semikonduktor membalikkan kerusakan. Untuk mencegah hal ini, jembatan semikonduktor R — Dengan sirkuit... Ketika tegangan yang meningkat muncul di terminal semikonduktor, kapasitor diisi dan kemudian dilepaskan melalui semikonduktor ke arah depan.

Beras. 2. Sirkuit pelindung semikonduktor terhadap tegangan induktif

Dalam penyearah las, elemen semikonduktor dirangkai dalam bentuk berbagai sirkuit. Ini dibagi menjadi koreksi 1 dan 3 fase.

Sirkuit koreksi fase tunggal Mereka digunakan dalam sirkuit kontrol di mana konsumsi daya rendah, oleh karena itu, dengan bantuan filter kapasitif yang halus, dimungkinkan untuk mendapatkan tegangan yang mendekati konstan pada output.

Rangkaian penyearah tiga fasa

Penyearah las biasanya digunakan rangkaian penyearah tiga fasayang memberikan riak arus yang diperbaiki secara signifikan lebih rendah dibandingkan dengan sirkuit fase tunggal.

Sirkuit jembatan penyearah Larionov tiga fase

Dalam penyearah tiga fase, blok dioda paling sering diimplementasikan dalam rangkaian jembatan. Dalam hal ini, riak tegangan yang diperbaiki adalah 300 Hz.

Beras. 3. Sirkuit penyearah jembatan tiga fase Larionov (a), fase dan voltase yang diperbaiki (b)

Operasi sirkuit: Katup dengan potensi fase tertinggi dihubungkan ke grup anoda dan sebaliknya ke grup katoda. Setiap saat, katup terbuka, terhubung ke fase dengan potensi positif dan negatif terbesar. Selain itu, setiap katup dari satu grup selama sepertiga periode beroperasi secara seri dengan dua katup dari grup lain.

Dalam peralatan las, skema ini digunakan di hampir semua penyearah untuk pengelasan busur manual dengan arus pengenal hingga 500A.

Rangkaian penyearah tiga fasa ring

Untuk implementasinya, trafo penyearah harus memiliki dua set belitan sekunder identik yang terhubung ke bintang dan dihidupkan dengan offset setengah periode frekuensi listrik. Dalam hal ini, riak tegangan yang diperbaiki adalah 300 Hz.

Beras. 4. Deringkan rangkaian penyearah tiga fasa

Operasi Sirkuit: Di sirkuit ini, ketika katup dinyalakan, salah satu dari dua kumparan di sirkuit penyearah juga diaktifkan.Selain itu, setiap kumparan dari satu kelompok selama sepertiga periode beroperasi secara seri dengan dua kumparan dari kelompok lain.

Kerugian utama dari rangkaian penyearah ini adalah membutuhkan trafo yang lebih kompleks dan mahal, yang dirancang dengan mempertimbangkan penyimpangan arus komponen DC.

Sirkuit rektifikasi enam fase dengan reaktor pemerataan

Untuk implementasinya, trafo penyearah juga harus memiliki dua kelompok belitan sekunder yang identik yang dihubungkan dalam sebuah bintang dan dihidupkan dengan offset setengah periode frekuensi listrik. Selain itu, untuk memastikan operasi paralel dari dua fase pada saat yang sama pada beban, diperlukan reaktor penyeimbang - choke simetris.

Rangkaian penyearah enam fasa dengan reaktor gelombang

Operasi Sirkuit: Untuk setiap bintang, katup dengan potensi fase positif tertinggi dihidupkan, serupa dengan sirkuit netral tiga fase. Tanpa reaktor penyeimbang, rektifikasi enam fase diperoleh dengan pengoperasian setiap fase dan katup periode 1/6.

Beras. 5. Sirkuit rektifikasi enam fase dengan reaktor penyeimbang

Skema seperti itu digunakan dalam penyearah daya tinggi (1000 A dan lebih banyak), terutama untuk catu daya bertegangan rendah.

Kerugian utama dari rangkaian penyearah ini adalah membutuhkan trafo yang lebih kompleks dan mahal, yang dirancang dengan mempertimbangkan penyimpangan arus komponen DC, serta choke tambahan.

Penyearah las dengan regulasi transformator

Karakteristik penyearah las yang terkulai diperoleh dengan berbagai cara, yang paling sederhana adalah penyearah las dilengkapi dengan trafo daya yang berkarakteristik terkulai.Penyearah pengelasan VD-306 dirancang sesuai dengan prinsip ini.

Beras. 6. Penyearah las dikendalikan oleh transformator dengan peningkatan dispersi: a, b — sirkuit listrik, c, d — konstruksi transformator.

Ini termasuk transformator daya dengan belitan atau shunt yang dapat digerakkan, penyearah dan perlindungan awal. Pengaturan arus kasar dilakukan dengan secara bersamaan mengalihkan belitan primer dan sekunder dari «bintang» (λ / λ) ke sirkuit «delta» (∆ / ∆). Dalam kasus pertama, tahap arus kecil diatur, dan yang kedua - arus besar. Dalam setiap tahap, penyesuaian arus yang mulus dilakukan dengan mengubah jarak antara belitan primer dan sekunder.

Blok penyearah dipasang pada dioda silikon yang didinginkan paksa oleh kipas. Penyearah menyala dan mati. starter magnetik.

Peralatan pelindung tidak memungkinkan penyearah menyala jika aliran udara tidak disuplai ke dioda, serta jika salah satu dioda tidak berfungsi atau ada gangguan tegangan listrik ke kotak. Peralatan perlindungan start-up yang dijelaskan adalah tradisional untuk penyearah las.

Penyearah las dari jenis yang dipertimbangkan mudah dibuat dan dioperasikan. Kerugiannya adalah kurangnya stabilisasi mode saat tegangan listrik berubah dan ketidakmungkinan kendali jarak jauh.

Beras. 7. Diagram skematik listrik dari penyearah las VD-306

Beras. 8. Diagram skematik listrik dari penyearah las VD-313

Penyearah las dengan kontrol thyristor

Penyearah thyristor, selain trafo dan blok katup, berisi filter choke di sirkuit suplai dan sensor serta blok elektronik di sistem kontrol.

Beras. 9. Skema penyearah las thyristor: a — dengan jembatan tiga fase, b — dengan enam fase dengan choke penyeimbang, c — dengan rangkaian penyearah cincin

Penyearah las disesuaikan dengan choke saturasi

Choke jenuh juga digunakan untuk mendapatkan karakteristik terkulai dalam penyearah las. Choke reaktansi induktif ditempatkan di antara transformator daya dan unit penyearah. Transformator daya pada penyearah memiliki karakteristik eksternal yang kaku. Karakteristik penyearah yang terkulai disediakan oleh resistansi induktif induktor.

Penyearah las multistasiun

Penyearah las dengan karakteristik eksternal yang kaku digunakan untuk pengelasan multi-stasiun - semi-otomatis dan manual. Dalam kasus pertama, mereka menyediakan kemungkinan untuk menyesuaikan tegangan keluaran, dan yang kedua - tidak. Dengan demikian, penyearah las multi-stasiun adalah desain yang paling sederhana.