Classificazione e dispositivo dei raddrizzatori di saldatura

Un raddrizzatore di saldatura è una fonte di corrente di saldatura continua. Il raddrizzatore di saldatura contiene trasformatore di potenza, fornire valvole a semiconduttore e dispositivo di controllo della corrente di saldatura.

Classificazione dei raddrizzatori di saldatura fabbricati secondo la seconda delle tre funzioni principali del generatore (combustione, regolazione, trasformazione). Tutti i raddrizzatori di saldatura, secondo il metodo di regolazione della corrente di saldatura, possono essere suddivisi in strozzatori controllati da trasformatore, tiristori e saturatori.

I raddrizzatori regolati da trasformatore hanno trasformatori trifase, a differenza dei trasformatori di saldatura, che sono monofase.

La regolazione del gradino viene eseguita mediante commutazione stella-triangolo, che fa cambiare la corrente 3 volte. (corrente maggiore con delta-triangolo rispetto a stella-stella.)

A differenza dei trasformatori di saldatura, anche i raddrizzatori più semplici contengono reattori e dispositivi di protezione per proteggere le valvole da sovracorrenti e disturbi di raffreddamento (relè ventilatore o pressostato acqua).

Per fare ciò, la fonte di alimentazione deve avere un contattore di potenza, è controllato manualmente dai pulsanti START e STOP. Per il raddrizzatore VD-306: protezione contro la corrente elettromagnetica attivata quando la corrente consentita viene superata di 1,5 volte.

Riso. 1. Raddrizzatore di saldatura VD-306

I seguenti elementi possono essere distinti in qualsiasi raddrizzatore di saldatura: un trasformatore di potenza step-down e un raddrizzatore. I trasformatori utilizzati nei raddrizzatori di saldatura sono leggermente diversi da quelli qui descritti: Classificazione e dispositivo dei trasformatori di saldatura.

La differenza principale è che i trasformatori raddrizzatori di saldatura sono trifase. Ciò non solo garantisce un carico uniforme delle fasi della rete elettrica, ma riduce anche le ondulazioni nella corrente raddrizzata.

Un elemento comune del raddrizzatore di saldatura è uno starter... Se si trova tra il portaelettrodo e il blocco raddrizzatore (nella sezione del circuito di saldatura dove scorre la corrente continua), serve a limitare la velocità di aumento del corrente di cortocircuito, ad es. per ridurre gli schizzi di saldatura.

Se la bobina è posta tra il trasformatore di potenza e il blocco raddrizzatore (nella sezione del circuito di saldatura dove scorre la corrente alternata), serve a regolare la corrente di saldatura o la tensione di uscita.

I blocchi raddrizzatori sono assemblati da diodi di potenza. A differenza dei conduttori di corrente elettrica, che conducono la corrente ugualmente bene in entrambe le direzioni, i diodi fanno passare la corrente solo in una direzione. È impossibile controllare la quantità di corrente utilizzando un diodo.

Oltre ai diodi, vengono utilizzati raddrizzatori di saldatura tiristori… Usando un tiristore puoi controllare la corrente. Tuttavia, le opzioni di controllo sono limitate. Il tiristore non può essere spento prima che la tensione sugli elettrodi principali scenda a zero. Pertanto, i tiristori sono chiamati "semiconduttori non completamente controllabili". I semiconduttori completamente controllabili sono transistor (triodi), ma il loro uso nelle sorgenti di saldatura è limitato.

Gli elementi a semiconduttore devono essere protetti dal surriscaldamento. Pertanto, diodi e tiristori sono collocati in radiatori che sono costretti a raffreddarsi dal flusso d'aria della ventola.

Nelle catene di saldatura grazie a EMF di autoinduzione a volte si verificano picchi di tensione (picchi) che possono causare il guasto inverso del semiconduttore. Per evitare ciò, i semiconduttori collegano il ponte R — Con circuito... Quando una tensione elevata appare ai terminali del semiconduttore, il condensatore viene caricato e quindi scaricato attraverso il semiconduttore nella direzione in avanti.

Riso. 2. Circuito di protezione a semiconduttore contro la tensione induttiva

Nei raddrizzatori di saldatura, gli elementi semiconduttori sono assemblati sotto forma di vari circuiti. È diviso in correzione a 1 e 3 fasi.

Circuiti di correzione monofase Sono utilizzati nei circuiti di controllo dove il consumo di energia è basso, quindi, con l'ausilio di filtri capacitivi livellanti, è possibile ottenere una tensione prossima alla costante in uscita.

Circuiti raddrizzatori trifase

I raddrizzatori di saldatura di solito usano circuiti raddrizzatori trifaseche forniscono un'ondulazione di corrente rettificata significativamente inferiore rispetto ai circuiti monofase.

Circuito a ponte di rettifica Larionov trifase

Nei raddrizzatori trifase, i blocchi di diodi sono spesso implementati in un circuito a ponte. In questo caso, l'ondulazione di tensione rettificata è di 300 Hz.

Riso. 3. Circuito raddrizzatore a ponte trifase di Larionov (a), fase e tensione rettificata (b)

Funzionamento del circuito: Le valvole con il potenziale di fase più elevato sono collegate al gruppo anodico e viceversa al gruppo catodico. In ogni momento le valvole sono aperte, collegate alle fasi con maggior potenziale positivo e maggiore potenziale negativo. Inoltre, ciascuna valvola di un gruppo durante un terzo del periodo opera in serie con due valvole di un altro gruppo.

Nelle apparecchiature di saldatura, questo schema viene utilizzato in quasi tutti i raddrizzatori per la saldatura ad arco manuale con una corrente nominale fino a 500 A.

Circuito raddrizzatore trifase ad anello

Per la sua realizzazione, il trasformatore raddrizzatore deve avere due serie identiche di avvolgimenti secondari collegati a una stella e accesi con un offset pari alla metà del periodo della frequenza di rete. In questo caso, l'ondulazione di tensione rettificata è di 300 Hz.

Riso. 4. Circuito raddrizzatore trifase ad anello

Funzionamento del circuito: In questo circuito, all'accensione della valvola, viene commutata anche una delle due bobine del circuito raddrizzatore.Inoltre, ciascuna bobina di un gruppo per un terzo del periodo funziona in serie con due bobine di un altro gruppo.

Il principale svantaggio di questo circuito di rettifica è che richiede un trasformatore più complesso e costoso, progettato tenendo conto della deviazione della componente continua della corrente.

Circuito di rettifica esafase con reattore di equalizzazione

Per la sua realizzazione, anche il trasformatore raddrizzatore deve avere due gruppi identici di avvolgimenti secondari collegati a stella e accesi con un offset pari alla metà del periodo della frequenza di rete. Inoltre, per garantire il funzionamento in parallelo di due fasi contemporaneamente sul carico, è necessario un reattore di equalizzazione: un'induttanza simmetrica.

Circuito raddrizzatore esafase con reattore di sovratensione

Funzionamento del circuito: per ogni stella, vengono attivate le valvole con il potenziale di fase positivo più elevato, in modo simile a un circuito neutro trifase. In assenza di reattore di equalizzazione si ottiene il raddrizzamento a sei fasi con l'azionamento di ciascuna fase e una valvola a 1/6 di periodo.

Riso. 5. Circuito di rettifica esafase con reattore di equalizzazione

Tale schema viene utilizzato nei raddrizzatori ad alta potenza (1000 A e oltre), principalmente per l'alimentazione a bassa tensione.

Il principale svantaggio di questo circuito di rettifica è che richiede un trasformatore più complesso e costoso, progettato tenendo conto della deviazione della componente CC della corrente, nonché di un'induttanza aggiuntiva.

Raddrizzatori di saldatura con regolazione a trasformatore

La caratteristica di caduta dei raddrizzatori di saldatura si ottiene in diversi modi: il più semplice è che il raddrizzatore di saldatura è dotato di un trasformatore di potenza con caratteristica di caduta.Il raddrizzatore di saldatura VD-306 è progettato secondo questo principio.

Riso. 6. Raddrizzatore di saldatura controllato da un trasformatore con dispersione aumentata: a, b — circuiti elettrici, c, d — costruzione del trasformatore.

Include un trasformatore di potenza con avvolgimenti mobili o shunt, un raddrizzatore e una protezione di avviamento. La regolazione della corrente approssimativa viene effettuata commutando simultaneamente gli avvolgimenti primari e secondari dal circuito «stella» (λ / λ) al circuito «triangolo» (∆ / ∆). Nel primo caso viene impostato uno stadio di piccole correnti e nel secondo di grandi dimensioni. All'interno di ogni stadio, viene effettuata una regolazione graduale della corrente modificando la distanza tra gli avvolgimenti primari e secondari.

Il blocco raddrizzatore è montato su diodi al silicio raffreddati forzatamente da una ventola. Il raddrizzatore si accende e si spegne. avviamento magnetico.

I dispositivi di protezione non consentono l'accensione del raddrizzatore se il flusso d'aria non viene fornito ai diodi, nonché se uno dei diodi non funziona o si verifica un'interruzione della tensione di rete alla scatola. L'apparecchiatura di protezione all'avviamento descritta è tradizionale per i raddrizzatori di saldatura.

I raddrizzatori di saldatura del tipo considerato sono facili da fabbricare e utilizzare. I loro svantaggi sono la mancanza di stabilizzazione della modalità quando la tensione di rete cambia e l'impossibilità del controllo remoto.

Riso. 7. Schema elettrico del raddrizzatore di saldatura VD-306

Riso. 8. Schema elettrico del raddrizzatore di saldatura VD-313

Raddrizzatori di saldatura con controllo a tiristori

I raddrizzatori a tiristori, oltre a un trasformatore e un blocco valvola, contengono un'induttanza del filtro nel circuito di alimentazione e sensori e blocchi elettronici nel sistema di controllo.

Riso. 9. Schemi di raddrizzatori di saldatura a tiristori: a - con un ponte trifase, b - con sei fasi con induttanza di equalizzazione, c - con un circuito raddrizzatore ad anello

Raddrizzatori di saldatura regolabili tramite strozzatura di saturazione

Le strozzature sature vengono utilizzate anche per ottenere caratteristiche di caduta nei raddrizzatori di saldatura. Un'induttanza a reattanza induttiva è posta tra il trasformatore di potenza e l'unità raddrizzatore. Il trasformatore di potenza nel raddrizzatore ha una caratteristica esterna rigida. La caratteristica cadente del raddrizzatore è fornita dalla resistenza induttiva dell'induttore.

Raddrizzatori di saldatura multistazione

I raddrizzatori di saldatura con caratteristiche esterne rigide vengono utilizzati per la saldatura multi-stazione - semiautomatica e manuale. Nel primo caso prevedono la possibilità di regolare la tensione di uscita e nel secondo no. Pertanto, il raddrizzatore di saldatura multistazione è il più semplice nel design.