Klasifikasi dan peranti penerus kimpalan

Penerus kimpalan ialah sumber arus kimpalan terus. Penerus kimpalan mengandungi pengubah kuasa, membekalkan injap semikonduktor dan peranti kawalan arus kimpalan.

Klasifikasi penerus kimpalan yang dihasilkan mengikut kedua daripada tiga fungsi utama sumber kuasa (pembakaran, peraturan, transformasi). Semua penerus kimpalan, mengikut kaedah melaraskan arus kimpalan, boleh dibahagikan kepada pencekik yang dikawal oleh pengubah, thyristor dan tepu.

Penerus terkawal pengubah mempunyai pengubah 3 fasa, tidak seperti pengubah kimpalan, yang merupakan fasa tunggal.

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

Tidak seperti transformer kimpalan, penerus yang paling mudah pun mengandungi pemberat dan peralatan pelindung untuk melindungi injap daripada gangguan arus lebih dan penyejukan (geganti kipas atau suis tekanan air).

Untuk melakukan ini, sumber kuasa mesti mempunyai penyentuh kuasa, ia dikawal secara manual oleh butang START dan STOP. Untuk penerus VD-306: perlindungan terhadap arus elektromagnet yang dicetuskan apabila arus yang dibenarkan melebihi 1.5 kali.

nasi. 1. Penerus kimpalan VD-306

Unsur-unsur berikut boleh dibezakan dalam mana-mana penerus kimpalan: pengubah kuasa injak turun dan penerus. Transformer yang digunakan dalam penerus kimpalan berbeza sedikit daripada yang diterangkan di sini — Klasifikasi dan peranti transformer kimpalan.

Perbezaan utama ialah pengubah penerus kimpalan adalah tiga fasa. Ini bukan sahaja memastikan pemuatan seragam fasa rangkaian kuasa, tetapi juga mengurangkan riak dalam arus diperbetulkan.

Elemen biasa penerus kimpalan ialah pencekik... Jika ia terletak di antara pemegang elektrod dan blok penerus (dalam bahagian litar kimpalan di mana arus terus mengalir), maka ia berfungsi untuk mengehadkan kadar peningkatan arus litar pintas, iaitu. untuk mengurangkan percikan kimpalan.

Jika pencekik terletak di antara pengubah kuasa dan blok penerus (dalam bahagian litar kimpalan di mana arus ulang-alik mengalir), ia berfungsi untuk mengawal arus kimpalan atau voltan keluaran.

Blok penerus dipasang dari diod kuasa. Tidak seperti konduktor arus elektrik, yang mengalirkan arus sama baik dalam kedua-dua arah, diod hanya menghantar arus dalam satu arah. Adalah mustahil untuk mengawal jumlah arus menggunakan diod.

Sebagai tambahan kepada diod, penerus kimpalan digunakan thyristor… Menggunakan thyristor anda boleh mengawal arus. Walau bagaimanapun, pilihan kawalan adalah terhad. Thyristor tidak boleh dimatikan sebelum voltan pada elektrod utama turun kepada sifar. Oleh itu, thyristor dipanggil "separa konduktor tidak boleh dikawal sepenuhnya". Semikonduktor yang boleh dikawal sepenuhnya ialah transistor (triod), tetapi penggunaannya dalam sumber kimpalan adalah terhad.

Unsur semikonduktor mesti dilindungi daripada terlalu panas. Oleh itu, diod dan thyristor diletakkan di dalam radiator yang dipaksa untuk menyejukkan oleh aliran udara dari kipas.

Dalam rantai kimpalan terima kasih kepada EMF induksi diri kadangkala lonjakan voltan (surges) berlaku yang boleh menyebabkan semikonduktor mengalami kerosakan terbalik. Untuk mengelakkan ini, semikonduktor jambatan R — Dengan litar... Apabila voltan meningkat muncul pada terminal semikonduktor, kapasitor dicas dan kemudian dinyahcas melalui semikonduktor ke arah hadapan.

nasi. 2. Litar pelindung semikonduktor terhadap voltan induktif

Dalam penerus kimpalan, unsur semikonduktor dipasang dalam bentuk pelbagai litar. Ia dibahagikan kepada pembetulan 1 dan 3 fasa.

Litar pembetulan fasa tunggal Ia digunakan dalam litar kawalan di mana penggunaan kuasa adalah rendah, oleh itu, dengan bantuan penapis kapasitif melicinkan, adalah mungkin untuk mendapatkan voltan yang hampir dengan pemalar pada output.

Litar penerus tiga fasa

Penerus kimpalan biasanya digunakan litar penerus tiga fasayang memberikan riak arus diperbetulkan yang jauh lebih rendah berbanding dengan litar fasa tunggal.

Litar jambatan pembetulan Larionov tiga fasa

Dalam penerus tiga fasa, blok diod paling kerap dilaksanakan dalam litar jambatan. Dalam kes ini, riak voltan diperbetulkan ialah 300 Hz.

nasi. 3. Litar penerus jambatan tiga fasa Larionov (a), fasa dan voltan diperbetulkan (b)

Operasi litar: Injap dengan potensi fasa tertinggi disambungkan kepada kumpulan anod dan sebaliknya kepada kumpulan katod. Pada setiap masa, injap terbuka, disambungkan kepada fasa-fasa dengan potensi negatif yang paling besar dan positif. Di samping itu, setiap injap satu kumpulan semasa satu pertiga tempoh beroperasi secara bersiri dengan dua injap kumpulan lain.

Dalam peralatan kimpalan, skema ini digunakan dalam hampir semua penerus untuk kimpalan arka manual dengan arus undian sehingga 500A.

Litar penerus tiga fasa cincin

Untuk pelaksanaannya, pengubah penerus mesti mempunyai dua set belitan sekunder yang sama yang disambungkan kepada bintang dan dihidupkan dengan mengimbangi separuh tempoh frekuensi sesalur. Dalam kes ini, riak voltan diperbetulkan ialah 300 Hz.

nasi. 4. Litar penerus tiga fasa cincin

Operasi Litar: Dalam litar ini, apabila injap dihidupkan, salah satu daripada dua gegelung dalam litar penerus juga dihidupkan.Di samping itu, setiap gegelung satu kumpulan untuk satu pertiga tempoh beroperasi secara bersiri dengan dua gegelung kumpulan lain.

Kelemahan utama litar pembetulan ini ialah ia memerlukan pengubah yang lebih kompleks dan mahal, yang direka dengan mengambil kira sisihan komponen DC semasa.

Litar pembetulan enam fasa dengan reaktor penyamaan

Untuk pelaksanaannya, pengubah penerus juga mesti mempunyai dua kumpulan belitan sekunder yang sama yang disambungkan dalam bintang dan dihidupkan dengan mengimbangi separuh tempoh frekuensi sesalur. Di samping itu, untuk memastikan operasi selari dua fasa pada masa yang sama pada beban, reaktor penyamaan diperlukan - pencekik simetri.

Litar penerus enam fasa dengan reaktor lonjakan

Operasi Litar: Untuk setiap bintang, injap dengan potensi fasa positif tertinggi dihidupkan, serupa dengan litar neutral tiga fasa. Tanpa reaktor penyamaan, pembetulan enam fasa diperoleh dengan operasi setiap fasa dan injap tempoh 1/6.

nasi. 5. Litar pembetulan enam fasa dengan reaktor penyamaan

Skim sedemikian digunakan dalam penerus kuasa tinggi (1000 A dan lebih), terutamanya untuk bekalan kuasa voltan rendah.

Kelemahan utama litar pembetulan ini ialah ia memerlukan pengubah yang lebih kompleks dan mahal, yang direka dengan mengambil kira sisihan komponen DC semasa, serta pencekik tambahan.

Penerus kimpalan dengan peraturan pengubah

Ciri labuh penerus kimpalan diperolehi dengan cara yang berbeza.Paling mudah ialah penerus kimpalan dilengkapi dengan pengubah kuasa ciri terkulai.Penerus kimpalan VD-306 direka mengikut prinsip ini.

nasi. 6. Penerus kimpalan dikawal oleh pengubah dengan peningkatan penyebaran: a, b - litar elektrik, c, d - pembinaan pengubah.

Ia termasuk pengubah kuasa dengan belitan atau shunt boleh alih, penerus dan perlindungan permulaan. Peraturan arus kasar dilakukan dengan menukar belitan primer dan sekunder secara serentak daripada «bintang» (λ / λ) ke litar «delta» (∆ / ∆). Dalam kes pertama, peringkat arus kecil ditetapkan, dan dalam yang kedua - yang besar. Dalam setiap peringkat, pelarasan lancar arus dijalankan dengan menukar jarak antara belitan primer dan sekunder.

Blok penerus dipasang pada diod silikon yang dipaksa disejukkan oleh kipas. Penerus menghidupkan dan mematikan. pemula magnet.

Peralatan pelindung tidak membenarkan penerus dihidupkan jika aliran udara tidak dibekalkan ke diod, serta jika salah satu diod tidak berfungsi atau terdapat gangguan voltan utama ke kotak. Peralatan perlindungan permulaan yang diterangkan adalah tradisional untuk penerus kimpalan.

Penerus kimpalan jenis yang dipertimbangkan adalah mudah untuk dihasilkan dan dikendalikan. Kelemahan mereka adalah kekurangan penstabilan mod apabila voltan sesalur berubah dan kemustahilan kawalan jauh.

nasi. 7. Gambarajah skematik elektrik penerus kimpalan VD-306

nasi. 8. Gambarajah skematik elektrik penerus kimpalan VD-313

Penerus kimpalan dengan kawalan thyristor

Penerus thyristor, sebagai tambahan kepada pengubah dan blok injap, mengandungi pencekik penapis dalam litar bekalan dan penderia dan blok elektronik dalam sistem kawalan.

nasi. 9. Skim penerus kimpalan thyristor: a — dengan jambatan tiga fasa, b — dengan enam fasa dengan pencekik penyamaan, c — dengan litar penerus cincin

Penerus kimpalan boleh laras dengan pencekik tepu

Tercekik tepu juga digunakan untuk mendapatkan ciri-ciri terkulai dalam penerus kimpalan. Pencekik tindak balas induktif diletakkan di antara pengubah kuasa dan unit penerus. Pengubah kuasa dalam penerus mempunyai ciri luaran yang tegar. Ciri drooping penerus disediakan oleh rintangan aruhan induktor.

Penerus kimpalan berbilang stesen

Penerus kimpalan dengan ciri luaran tegar digunakan untuk kimpalan berbilang stesen - separa automatik dan manual. Dalam kes pertama, mereka memperuntukkan kemungkinan menyesuaikan voltan keluaran, dan dalam kedua - tidak. Oleh itu, penerus kimpalan berbilang stesen adalah yang paling mudah dalam reka bentuk.