Tyristorové usměrňovače. Tyristorové nastavitelné usměrňovače

Pro řízení napětí v síti se používají elektronické usměrňovače. Tato zařízení fungují změnou frekvence. Při napájení střídavým proudem je povoleno používat mnoho modifikací.

Mezi hlavní parametry usměrňovačů patří vodivost. Za zvážení stojí také indikátor přípustného přepětí. Abychom problému porozuměli podrobněji, musíme zvážit obvod usměrňovače.

Úpravy zařízení

Obvod usměrňovače zahrnuje použití kontaktního tyristoru. Stabilizátor se obvykle používá jako přechodový typ. V některých případech je instalován s bezpečnostním systémem. Existuje také mnoho modifikací pomocí triod. Tato zařízení pracují na frekvenci 30 Hz. Jsou dobré pro sběratele. Obvod usměrňovače obsahuje také komparátory s nízkou vodivostí. Jejich citlivost odpovídá minimálně 10 mV. Určitá třída přístrojů je vybavena varikapem. Díky tomu lze modifikace zapojit do jednofázového obvodu.

Jak to funguje?

Jak již bylo zmíněno dříve, usměrňovač funguje změnou frekvence. Zpočátku napětí dosáhne výkonových tyristorů. Aktuální proces konverze se provádí pomocí triody. Aby nedošlo k přehřátí zařízení, je zde stabilizátor. Když se objeví interference vln, komparátor se zapne.

Oblast použití zařízení

Nejčastěji jsou zařízení instalována v transformátorech. Existují také úpravy pro moduly pohonu. Nezapomeňte na automatizovaná zařízení, která se používají ve výrobě. U modulátorů hrají roli usměrňovače, v tomto případě však hodně záleží na typu zařízení.

Stávající typy modifikací

Konstrukčně se rozlišují modifikace polovodičové, tyristorové a můstkové. V samostatná kategorie zahrnují výkonová zařízení, která mohou pracovat na vyšších frekvencích. Celovlnné modely nejsou pro tyto účely vhodné. Usměrňovače se navíc rozlišují podle fáze. Dnes se můžete setkat s jedno-, dvou- a třífázovými zařízeními.

Polovodičové modely

Polovodičové usměrňovače jsou skvělé pro mnoho modifikací založených na konektorových kondenzátorech. Jejich vstupní vodivost nepřesahuje 10 mikronů. Za zmínku také stojí, že polovodičové usměrňovače se liší citlivostí. Při 12 V lze použít zařízení do 5 mV.

Jejich ochranné systémy jsou třídy P30. Pro připojení modifikací se používají adaptéry. Při napětí 12 V je parametr restartu průměrně 10 A. Modifikace s deskami se vyznačují vysokou provozní teplotou. Mnoho zařízení může být napájeno tranzistory. Ke snížení zkreslení se používají filtry.

Vlastnosti tyristorových zařízení

Tyristorový usměrňovač je určen k regulaci napětí v síti DC. Pokud mluvíme o modifikacích s nízkou vodivostí, používají pouze jednu triodu. při zatížení 2 A je to minimálně 10 V. Ochranný systém pro prezentované usměrňovače se používá zpravidla třídy P44. Za zmínku také stojí, že modely jsou vhodné pro silové vodiče. Jak funguje tyristorový usměrňovací transformátor? Nejprve jde napětí do relé.

DC konverze probíhá díky tranzistoru. Pro řízení výstupního napětí se používají kondenzátorové bloky. Mnoho modelů má více filtrů. Pokud mluvíme o nevýhodách usměrňovačů, stojí za zmínku, že mají vysoké tepelné ztráty. Když je výstupní napětí nad 30 V, indikátor přetížení se výrazně sníží. Navíc stojí za to zvážit vysokou cenu tyristorového usměrňovače.

Úpravy mostů

Můstkové usměrňovače pracují s frekvencí ne vyšší než 30 Hz. Úhel ovládání závisí na triodách. Komparátory se připojují převážně přes diodové vodiče. Modely nejsou nejvhodnější pro energetická zařízení. U modulů jsou použity stabilizátory s nízkoodporovým adaptérem. Pokud mluvíme o nevýhodách, pak bychom měli vzít v úvahu nízkou vodivost, kdy vysokého napětí. Ochranné systémy se obvykle používají ve třídě P33.

Mnoho modifikací je připojeno přes dipólovou triodu. Jak funguje transformátor na těchto usměrňovačích? Zpočátku je přivedeno napětí primární vinutí. Když napětí překročí 10 V, převodník se zapne. Frekvence se mění pomocí běžného komparátoru. Pro snížení tepelných ztrát je na můstkový řízený usměrňovač instalován varikap.

Napájecí zařízení

Výkonové usměrňovače jsou v poslední době velmi oblíbené. Indikátor přetížení při nízkém napětí nepřesahuje 15 A. Ochranný systém se používá především u řady P37. Modely se používají pro snižovací transformátory. Pokud mluvíme o designové prvky, je důležité poznamenat, že zařízení jsou vyráběna s pentodami. Vyznačují se dobrou citlivostí, ale mají nízkou provozní teplotu.

Kondenzátorové bloky lze použít na 4 mikrony. Výstupní napětí nad 10 V se měnič aktivuje. Filtry se obvykle používají pro dva izolátory. Za zmínku také stojí, že na trhu je mnoho usměrňovačů s regulátory. Jejich hlavní rozdíl spočívá ve schopnosti pracovat na frekvencích nad 33 Hz. V tomto případě přetížení v průměru odpovídá 10 A.

Plnovlnné modifikace

Celovlnný jednofázový usměrňovač je schopen pracovat na různých frekvencích. Hlavní výhoda úprav spočívá ve vysoké provozní teplotě. Pokud mluvíme o konstrukčních prvcích, je důležité si uvědomit, že výkonové tyristory se používají integrálního typu a jejich vodivost nepřesahuje 4 mikrony. Při napětí 10 V systém produkuje průměrně 5 A.

V řadě P48 se poměrně často používají ochranné systémy. Modifikace se připojují přes adaptéry. Za zmínku také stojí nevýhody usměrňovačů této třídy. Za prvé je to nízká náchylnost k magnetickým vibracím. Parametr přetížení se může někdy rychle změnit. Při frekvencích pod 40 Hz jsou pociťovány poklesy proudu. Odborníci také poznamenávají, že modely nejsou schopny pracovat na jednom filtru. Navíc není vhodný pro zařízení

Jednofázové zařízení

Jednofázový řízený usměrňovač je schopen vykonávat mnoho funkcí. Modely se nejčastěji instalují na výkonové transformátory. Při frekvenci 20 Hz parametr přetížení v průměru nepřekračuje 50 A. Ochranný systém pro usměrňovače je třídy P48. Mnoho odborníků tvrdí, že se modely nebojí rušení vln a dobře si poradí s impulsními rázy. Má tento typ modelu nějaké nevýhody? Především se týkají nízkého proudu při vysokém zatížení. K vyřešení tohoto problému jsou nainstalovány komparátory. Je však třeba zvážit, že nemohou fungovat v obvodu střídavého proudu.

Navíc se pravidelně objevují problémy s vedením proudu. V průměru tento parametr rovná se 5 mikrometrům. Snížení citlivosti velmi ovlivňuje výkon triody. Pokud uvažujeme jednofázové neřízené usměrňovače, pak se používají jejich desky s adaptérem. Mnoho modelů má více izolátorů. Je také třeba poznamenat, že usměrňovače tohoto typu nejsou vhodné pro transformátory snižující rychlost. Stabilizátory se nejčastěji používají pro tři výstupy, a konečné napětí neměly by překročit 50 V.

Parametry dvoufázových zařízení

Dvoufázové usměrňovače se vyrábějí pro stejnosměrné i střídavé obvody. Mnoho modifikací je provozováno na kontaktních triodách. Pokud mluvíme o parametrech modifikace, stojí za zmínku nízké napětí při vysokém přetížení. Proto se zařízení nehodí pro výkonové transformátory. Za výhodu přístrojů se však považuje dobrá vodivost.

Citlivost modelů začíná od 55 mV. Tepelné ztráty jsou přitom zanedbatelné. Komparátory se používají na dvou deskách. Docela často jsou úpravy připojeny přes jeden adaptér. V tomto případě jsou izolátory předběžně kontrolovány na výstupní odpor.

Třífázové modifikace

Na výkonových transformátorech se aktivně používají třífázové usměrňovače. Mají velmi vysoký parametr přetížení a jsou schopny pracovat za podmínek vysoké frekvence. Pokud mluvíme o konstrukčních prvcích, je důležité si uvědomit, že modely jsou sestaveny s kondenzátorovými jednotkami. Díky tomu lze modifikaci zapojit do stejnosměrného obvodu a nebát se rušení vln. Pulzní skoky jsou blokovány filtry. Připojení přes adaptér se provádí pomocí převodníku. Mnoho modelů má tři izolátory. Výstupní napětí při 3 A by nemělo překročit 5 V.

Kromě toho stojí za zmínku, že usměrňovače tohoto typu se používají při velkém přetížení sítě. Mnoho modifikací je vybaveno blokátory. Ke snížení frekvence dochází pomocí komparátorů, které jsou instalovány nad krabicí kondenzátoru. Pokud vezmeme v úvahu reléové transformátory, bude pro připojení úprav vyžadován další adaptér.

Modely s kontaktním komparátorem

V poslední době jsou velmi žádané řízené usměrňovače s kontaktním komparátorem. Mezi vlastnosti úprav stojí za zmínku vysoký stupeň přetížení. Ochranné systémy se používají především ve třídě P55. Zařízení s jednou kondenzátorovou skříní fungují. Při napětí 12 V je výstupní proud minimálně 3 A. Mnoho modelů se může pochlubit vysokou vodivostí při frekvenci 5 Hz.

Poměrně často se používají stabilizátory nízkoodporového typu. Dobře fungují ve střídavých obvodech. Ve výrobě se k práci používají usměrňovače Přijatelná úroveň jejich vodivost není větší než 50 mikronů. Provozní teplota v tomto případě záleží na typu dinistoru. Zpravidla se instalují s několika kryty.

Zařízení se dvěma komparátory

Elektronické usměrňovače se dvěma komparátory jsou ceněny pro své vysoké výstupní napětí. Při přetížení 5 A jsou modifikace schopny pracovat bez tepelných ztrát. Koeficient vyhlazení usměrňovačů nepřesahuje 60 %. Mnoho modifikací má kvalitní ochranný systém řady P58. Především je navržen tak, aby se vyrovnal s rušením vln. Při frekvenci 40 Hz produkují zařízení průměrně 50 mikronů. Tetrody pro modifikace jsou variabilního typu a jejich citlivost není větší než 10 mV.

Má tento typ usměrňovače nějaké nevýhody? Nejprve je třeba poznamenat, že je zakázáno je připojovat k redukčním transformátorům. V stejnosměrné síti mají modely nízký parametr vodivosti. Pracovní frekvence je v průměru 55 Hz. Úpravy nejsou vhodné pro jednopólové stabilizátory. Pro použití zařízení na výkonových transformátorech se používají dva adaptéry.

Rozdíl mezi modifikacemi s elektrodovou triodou

Řízené usměrňovače s elektrodovými triodami jsou ceněny pro své vysoké výstupní napětí. Na nízké frekvence pracují bez tepelných ztrát. Je však třeba zvážit, že parametr přetížení je v průměru 4 A. To vše naznačuje, že usměrňovače nejsou schopny provozu ve stejnosměrné síti. Filtry lze použít pouze na dvou krytech. Výstupní napětí je obvykle 50 V a ochranný systém je třídy P58. Pro připojení zařízení se používá adaptér. Koeficient vyhlazení u usměrňovačů tohoto typu je minimálně 60 %.

Modely s kapacitní triodou

Řízené usměrňovače s kapacitní triodou jsou schopné provozu ve stejnosměrné síti. Pokud vezmeme v úvahu parametry úprav, můžeme zaznamenat vysoké vstupní napětí. V tomto případě přetížení během provozu nepřekročí 5 A. Ochranný systém je třídy A45. Některé modifikace jsou vhodné pro výkonové transformátory.

V tomto případě hodně závisí na kondenzátorové jednotce, která je instalována v usměrňovači. Jmenovité napětí mnoha modifikací je podle odborníků 55 V. Výstupní proud v systému je 4 A. Filtry pro modifikace jsou vhodné pro střídavý proud. Koeficient vyhlazení pro usměrňovače je 70 %.

Zařízení založená na kanálové triodě

Řízené usměrňovače s kanálovými triodami mají vysoký stupeň vodivosti. Modely tohoto typu jsou vynikající pro snižovací transformátory. Pokud mluvíme o designu, stojí za zmínku, že modely jsou vždy vyráběny se dvěma konektory a jejich filtry se používají na izolátorech. Podle odborníků se vodivost při frekvenci 40 Hz příliš nemění.

Mají tyto usměrňovače nějaké nevýhody? Tepelné ztráty jsou slabá strana modifikace. Mnoho odborníků poznamenává nízkou vodivost konektorů, které jsou instalovány na usměrňovačích. K vyřešení problému se používají kenotrony. Není však povoleno je používat na stejnosměrné napájení.

Rozdíl mezi modifikacemi

12V usměrňovače se používají pouze pro snižovací transformátory. Komparátory v zařízeních jsou instalovány s filtry. Maximální přetížení modifikací není větší než 5 A. Ochranné systémy se poměrně často používají ve třídě P48. Jsou skvělé pro překonání rušení vln. Často se používají také stabilizátory převodníků s vysokým koeficientem vyhlazování. Pokud mluvíme o nevýhodách úprav, stojí za zmínku, že výstupní proud v zařízeních není větší než 15 A.

Pro regulaci výstupního napětí v obvodech střídavého proudu s usměrněním se používají řízené usměrňovače. Spolu s dalšími způsoby řízení výstupního napětí za usměrňovačem, jako je LATR nebo reostat, umožňuje řízený usměrňovač dosáhnout větší účinnosti při vysoké spolehlivosti obvodu, což nelze říci ani o regulaci pomocí LATR, ani o regulaci reostatu.

Použití řízených ventilů je progresivnější a mnohem méně těžkopádné. Tyristory se nejlépe hodí pro roli řízených ventilů.

Ve výchozím stavu je tyristor uzamčen a má dva možné stabilní stavy: uzavřený a otevřený (vodivý). Pokud je zdrojové napětí vyšší než spodní pracovní bod tyristoru, pak při přivedení proudového impulsu na řídicí elektrodu přejde tyristor do vodivého stavu a další impulsy přiváděné do řídicí elektrody neovlivní anodu. proud jakýmkoliv způsobem, to znamená, že řídicí obvod je zodpovědný pouze za otevření tyristoru, ale ne za jeho uzamčení. Lze tvrdit, že tyristory mají značný výkonový zisk.

Pro vypnutí tyristoru je nutné snížit jeho anodový proud tak, aby byl menší než přídržný proud, čehož se dosáhne snížením napájecího napětí nebo zvýšením zatěžovacího odporu.

Tyristory v otevřeném stavu jsou schopny vést proudy až několik stovek ampér, ale zároveň jsou tyristory zcela inerciální. Doba zapnutí tyristoru je od 100 ns do 10 μs a doba vypnutí je desetkrát delší - od 1 μs do 100 μs.

Pro spolehlivý provoz tyristoru by rychlost nárůstu anodového napětí neměla překročit 10 - 500 V/μs v závislosti na modelu součástky, jinak může dojít k falešnému spínání vlivem působení kapacitního proudu přes p-n přechody.

Aby nedocházelo k falešnému spínání, je tyristorová řídicí elektroda vždy bočníkována odporem, jehož odpor se obvykle pohybuje od 51 do 1500 Ohmů.

K regulaci výstupního napětí v usměrňovačích se kromě tyristorů používají i další: triaky, dinistory a uzamykatelné tyristory. Dinistory se zapínají napětím přivedeným na anodu a mají dvě elektrody, jako diody.

Triaky se vyznačují schopností zapínat řídicí impulsy buď vůči anodě, nebo vůči katodě, nicméně všechna tato zařízení, jako tyristory, se vypínají snížením anodového proudu na hodnotu pod přídržný proud. Pokud jde o vypínací tyristory, lze je vypnout přivedením proudu s obrácenou polaritou na řídicí elektrodu, ale zesílení při vypnutí je desetkrát nižší než při zapnutí.

Tyristory, triaky, dinistory, řízené tyristory - všechna tato zařízení se používají v napájecích zdrojích a v automatizačních obvodech k regulaci a stabilizaci napětí a výkonu, jakož i pro účely ochrany.

V řízených usměrňovacích obvodech se místo diod zpravidla používají tyristory. U jednofázových můstků je spínací bod diody a spínací bod tyristoru rozdílný, je mezi nimi fázový rozdíl, který se může projevit uvažováním úhlu.

Stejnosměrná složka napětí zátěže je nelineárně vztažena k tomuto úhlu, protože napájecí napětí je zpočátku sinusové. Konstantní složku napětí na zátěži připojené za nastavitelným usměrňovačem lze zjistit pomocí vzorce:

Regulační charakteristika tyristorově řízeného usměrňovače ukazuje závislost výstupního napětí na zátěži na fázi (úhlu) zapnutí můstku:

Na indukční zátěži bude mít proud procházející tyristory obdélníkový tvar a pod úhlem větším než nula bude proud nasáván v důsledku působení samoindukčního emf z indukčnosti zátěže.

V tomto případě bude hlavní harmonická síťového proudu posunuta vzhledem k napětí o určitý úhel. Pro eliminaci utahování je použita nulová dioda, přes kterou lze uzavřít proud a dát posun menší než poloviční, než je úhel spínání můstku.

Tyristorové nastavitelné usměrňovače

Nejjednodušší výkonnou nabíječku lze sestavit pomocí výkonových tyristorů. V takových obvodech plní funkci usměrňovačů, na které je aplikováno fázové řízení.

Jak víte, tyristor se otevře, když proud protéká řídicí elektrodou. Hodnoty napětí a proudu lze nalézt v referenčních knihách a datasheetech. Výkonové tyristory vyžadují k otevření impuls, což činí řízení ekonomickým, ale komplikuje obvod. Tyristor se uzavírá jako triak sám, na nule sinusoidy.

Vzhledem k tomu, že uvažujeme o nejjednodušších obvodech, budeme uvažovat o variantě klasického fázového řízení, která je vhodná pro testování. První možnost je s transformátorem se dvěma sekundárními napájecími vinutími (nebo jedním se středním bodem). V tomto případě jsou zapotřebí pouze dva usměrňovací prvky, jejichž roli hrají tyristory. Výkonová část je na schématu označena červeně.

Protože pro vysoké napětí jsou obvykle vyžadovány výkonné nabíječky baterie, pak získání nízkého řídicího napětí z výkonového sekundárního vinutí není výhodné kvůli ztrátě vysoký výkon na zhášecím odporu, který zároveň slouží jako nastavovací odpor. Pro napájení řídicích obvodů, označených na schématu zeleně, je proto k dispozici přídavné vinutí, které lze snadno navinout pomocí montážního drátu na kteroukoli část transformátoru. Počet závitů by měl být zvolen tak, aby napětí odpovídalo typovému štítku pro konkrétní tyristor.

Ovládání fáze funguje velmi jednoduše. Přes nastavovací odpor R1 se nabíjejí kondenzátory C1 a C2. Doba jejich nabíjení závisí na kapacitě a odporu rezistoru. Tato doba určuje okamžik otevření tyristoru. Čím nižší je odpor, tím rychleji se bude kondenzátor nabíjet a čím dříve se tyristor v daném půlcyklu otevře a tím větší proud bude zátěž přijímat. Pro tyristory T161 byly potřeba kondenzátory 100 μF a odpor 33 ohmů. Pozor, proud diody můstku DB1, výkon rezistoru R1 a proud diod D1 a D2 musí odpovídat řídicím proudům tyristorů.

Výkonný nastavitelný obvod nabíječka pro transformátor s jedním silovým vinutím se bude lišit pouze tím, že vyžaduje plnohodnotný můstek čtyř usměrňovacích prvků. Jako dvě z nich používáme výkonové diody VD1 a VD2. Ovládací část obvodu zůstává stejná.

Pokud je napětí výkonového vinutí nízké, lze z něj odebírat napětí pro ovládání tyristorů regulátoru.

Jak již bylo zmíněno, tyto obvody jsou vhodné pouze pro testování činnosti tyristorových regulátorů; Taková regulace je přípustná pouze při relativně nízkých proudech. K ovládání mocné výkonové tyristory pracující při vysokých proudech, řízení by mělo být prováděno pulzně. Možné schéma takový management je uveden níže:

Unijunkční tranzistor zde může být nahrazen analogem dvou bipolárních. Otevře se, když napětí na kondenzátoru C1 dosáhne určité hodnoty a tato doba je určena, stejně jako v předchozím obvodu, kapacitou a odporem. Aby byl řídící impuls aktuální, byl přidán tranzistor VT2. Transformátor musí mít poměr vinutí 1:1 a být pulzní, nejlépe permalloy. Fázování vinutí je stejné jako v původním schématu z internetu a možná je zde chyba. Pro ovládání dvou tyristorů by mělo být k tomuto transformátoru přidáno ještě jedno vinutí.

Řešení tohoto problému je možné pomocí tyristorů, které umožňují řídit jak usměrněné efektivní napětí, tak efektivní hodnotu střídavé napětí.

Na rýže. 7.8, A A b jsou prezentovány tyristorově řízený usměrňovač a tyristorový regulátor výkonu. Tyto obvody se od sebe liší tím, že zátěž v případě tyristorově řízeného usměrňovače je připojena za usměrňovač a v případě tyristorového regulátoru výkonu - před usměrňovač. V prvním případě je řízena efektivní hodnota usměrněného napětí a ve druhém případě efektivní hodnota střídavého napětí.

Úhel ovládání tyristoru se počítá od okamžiku, kdy napětí prochází nulovým bodem. Čím větší je regulační úhel tyristoru, tím déle zůstává uzavřený, čím později se tyristor otevírá, tím nižší je efektivní hodnota napětí na zátěži. Pro jednofázový obvod je omezující regulační úhel tyristoru 180. elektricky. stupně. V tomto úhlu je okamžitá hodnota napětí tyristoru nulová, a proto při dodání řídicího impulsu v tomto okamžiku je efektivní hodnota napětí na zátěži nulová.

Tyristorové regulátory výkonu mohou být vyrobeny podle různých schémat. Jeden takový diagram je znázorněn na rýže. 7.10. Otevírání tyristorů VS 1 a VS 2 se děje střídavě. V první polovině cyklu se tyristor otevře VS 1 a ve druhém - VS 2. Spouštěcí řídicí impulsy přicházejí z tvarovače impulsů do tyristoru pod daným regulačním úhlem. Nechť je požadováno získat na výstupu tyristorově řízeného usměrňovače napětí rovné polovině vstupního napětí, což odpovídá regulačnímu úhlu 90°, s maximálním regulačním úhlem 180°. Frekvence sítě 50 Hz, což odpovídá periodě oscilace

nebo 20 PANÍ.

Jedna půlvlna má trvání 10 PANÍ, což odpovídá ovládacímu úhlu 180o. Pro získání regulačního úhlu 90o je nutné tyristor spustit po 5 PANÍ poté, co napětí dosáhne nuly.

Obvod nejjednoduššího tyristorově řízeného usměrňovače je znázorněn v rýže. 7.11.

Charakteristickým rysem tyristorových regulátorů je potřeba synchronizace činnosti tvarovače impulsů a síťového napětí. Pokud tomu tak není, mírný posun frekvence povede k výrazné změně úhlu řízení a následně požadované napětí nebude odpovídat skutečnému napětí.

Tyristorově řízený usměrňovač se skládá z výkonové jednotky a synchronizovaného tvarovače impulsů. Součástí pohonné jednotky je diodový usměrňovač VD 1 -VD 4, tyristor VS a zatížení. Při vysokých výkonech zátěže musí tyristor a diody odolat proudu požadovanému spotřebitelem. Výpočet těchto prvků je uveden v části „Polovodičové diody“.

Tvarovač impulzů se skládá z parametrického stabilizátoru napětí, který současně plní funkce synchronizátoru a jednotky generování impulzů pro daný úhel řízení.

Parametrický stabilizátor se skládá z předřadného odporu R b a zenerova dioda VD 5. Rezistory R 1 a R 2 - dělič napětí, který nastavuje provozní režim tyristorového analogu s anodovým řízením na tranzistorech VT 1 a VT 2. Fázový nebo časovací obvod je postaven na rezistoru R 4 a kondenzátor S.

Střídavý proud nebude protékat usměrňovacími diodami až do tyristoru VS neobdrží spouštěcí impuls od řidiče. Pro příjem spouštěcího impulsu je nutné, aby se otevřel analog tyristoru. Když usměrněné napětí dorazí k parametrickému stabilizátoru, nadměrné napětí přesahující stabilizační napětí poklesne na rezistoru R b, a stabilizační napětí zůstává na zenerově diodě v závislosti na parametrech zenerovy diody. Na výstupu parametrického stabilizátoru se objevují pulzy lichoběžníkového tvaru. Nulová hodnota vstupního napětí přitom odpovídá nulové hodnotě napětí na výstupu stabilizátoru, tzn. dojde k synchronizaci napájecího napětí a tvarovače impulsů.

Když se na výstupu zenerovy diody objeví napětí, kondenzátor se začne nabíjet S přes odpor R 4. Když napětí na kondenzátoru dosáhne spouštěcího napětí analogu tyristoru, otevře se. Dojde k pulzu vybíjecího proudu kondenzátoru S přes tranzistory VT 1, VT 2 a rezistorem R 3 na tělese obvodu. Na rýže 7.11 je vybíjecí proud kondenzátoru znázorněn tečkovanou čarou. Proudový ráz přes rezistor R 3 povede k napěťovému rázu na řídicí elektrodě tyristoru, který se spustí. Doba nabíjení kondenzátoru S vzhledem k nulové hodnotě napětí je určeno parametry rezistoru R 4 a kapacita kondenzátoru S. Řetěz R 4 -C nastavuje řídicí úhel tyristoru odpovídající době zpoždění rozběhu tyristoru vzhledem k nulovému napětí. Pro uvažovaný obvod je maximální regulační úhel pro jednofázový tyristorový regulátor na frekvenci 50 Hz je 10 PANÍ, což odpovídá ovládacímu úhlu 180o. Pro regulační úhel 90° je zpoždění při spuštění tyristoru vzhledem k nulové hodnotě napětí 5 PANÍ. Změna polohy knoflíku reostatu R 4 lze nastavit libovolnou dobu nabíjení kondenzátoru, tzn. nastavte úhel ovládání tyristoru. Když se jezdec reostatu pohybuje nahoru, zvyšuje se odpor reostatu, zvyšuje se doba nabíjení kondenzátoru na spínací napětí tyristoru a v důsledku toho se zvětšuje řídicí úhel tyristoru a snižuje se efektivní hodnota napětí při zátěži.

Efektivní hodnota napětí na zátěži je určena vzorcem

Kde Ud- efektivní hodnota napětí na zátěži; U ano – maximální hodnota zátěžové napětí v řídicím úhlu j= 0 0 ; φ - ovládací úhel tyristoru.

Když je zátěž zapnutá R n 2 k usměrňovači, protéká jím střídavý proud pouze při otevřeném tyristoru. Pak bude vhodný tvar výstupního napětí (tedy při zátěži). rýže. 7.12, E. Efektivní část napětí na zátěži je zastíněna. Při zapnutí zátěže před usměrňovačem jím prochází střídavý proud, jehož efektivní hodnota je dána dobou otevření tyristoru a tvar výstupního napětí má tvar rýže. 7.1, a.

Tyristor zůstává na stejném místě v obvodu a ovladač zůstává stejný. Podle toho, ve které části obvodu je zatěžovací rezistor instalován, jím protéká proud v konstantním nebo střídavém směru. Pokud zátěž prochází konstantním směrem nastavitelný proud, obvod se nazývá „tyristorem řízený usměrňovač“. Když je zátěž zapnuta před usměrňovačem, protéká jím střídavý proud a obvod se nazývá „Tyristorový regulátor výkonu“.

Regulátor výkonu lze také postavit na triaku ( rýže. 7.13).

V sérii s triakem. K otevření triaku jsou zapotřebí řídicí impulsy, jejichž budič je postaven na dvojicích tranzistorů VT 1 -VT 2 a VT 3 -VT 4. Každý pa

ra tranzistorů, které jsou analogy tyristorů: VT 1 -VT 2 – s katodovou regulací a VT 3 a VT 4 - s anodovým ovládáním. Odolnost předřadníku R b a zenerovy diody VD 1 a VD 2 tvoří stabilizátor střídavého napětí. Řídicí úhel triaku je nastaven odporem rezistoru ( RÓ +R 1) a kapacitu kondenzátoru S. Při kladné půlvlně se horní deska kondenzátoru nabije kladně, a když napětí na ní dosáhne spínacího napětí analogu tyristoru, analog tyristoru se otevře a spustí se triak VS.

Impuls vybíjecího proudu kondenzátoru prochází rezistorem R 6 a otevírá triak.

Se záporným půlcyklem se otevře analog tyristoru, postavený na tranzistorech VT 3 - VT 4 a znovu spustí triak.

Když tyristorem řízené usměrňovače pracují indukční zátěž(budicí vinutí a kotva stejnosměrných motorů), vznikají problémy při vypínání tyristorů spojené se zpožděním proudu od napětí. K vypnutí tyristoru je nutné nucené spínání, protože samoindukční proud budicího vinutí nebo kotvy motoru dále protéká poté, co napětí dosáhne nulové úrovně. Tento problém není v tutoriálu diskutován.

Již dávno jsem vyrobil svařovací stroj na bázi transformátoru na prstencovém jádru z vyhořelého elektromotoru, který věrně slouží již více než 15 let. V průběhu let mě touha vyrobit usměrňovač pro stejnosměrné svařování neopustila, protože zapálení oblouku a kvalita švu jsou mnohem lepší. Je možné svařovat nerezovou ocel. Na plynulé nastavení napětí, je možné připojit nichromový závit pro řezání pěnového plastu, plastu, pálení (přesněji řezání prkének do kuchyně, obložení a mnoho dalšího ze dřeva).

Na toto téma byly publikovány v různých publikacích, ale nepodařilo se dosáhnout žádného pozitivního výsledku. Faktem je, že pokud jednoduše připojíte diodu nebo diodový tyristorový usměrňovač k transformátoru, výstup produkuje napětí s pulzací 100 Hz. Při svařování stejnosměrnou elektrodou je to poměrně hodně. V důsledku toho je oblouk nestabilní a neustále se láme. Nepomáhá ani instalace vyhlazovací tlumivky do jističe sekundárního okruhu. Ale když je svářečka zaparkovaná v chladné garáži nebo pod přístřeškem na ulici, kde teplota vzduchu v zimě klesá na -15...-25°C a je potřeba něco naléhavě svařit, poměrně složité elektronické zařízení začne selhávat.

Proto více než jednoduchý obvod usměrňovač, který fungoval dobře i v zimě.

Systém

Fragment vyloučen. Náš časopis existuje z darů čtenářů. K dispozici je pouze plná verze tohoto článku

Ve skutečnosti je to jednoduchý regulátor výkonu. Protože je napájení řídicího obvodu stabilizováno, je nastavená hodnota svařovacího proudu udržována poměrně stabilní. Díky přítomnosti filtračních prvků C1 a L1 v obvodu prakticky nedochází k žádnému zvlnění napětí na výstupu. Oblouk drží bezpečně a kvalita švu je vysoká. Řídicí obvod je generátor fázových impulsů založený na analogu unijunction tranzistoru, sestavený na dvou tranzistorech rozdílná vodivost. Napájeno sekundárním vinutím svařovacího transformátoru T1 průchozí diodový můstek VD1 a stabilizátor tvořený zenerovými diodami VD2, VD3. Mohou být nahrazeny jedním s příslušným stabilizačním napětím. Rezistor R1 omezuje proud protékající zenerovými diodami. V závislosti na různých výstupních napětích svařovacích transformátorů je nutné zvolit R1 pro optimální stabilizační proud zenerových diod VD2, VD3 a stabilní provoz generátoru fázových impulsů.
Variabilní odpor R2 upravuje svařovací proud. Mění dobu nabíjení kondenzátoru C1 na vypínací napětí spínače na tranzistorech VT1 a VT2.
Pokud chcete rozšířit rozsah nastavení proudu (směrem dolů), odpor R2 se zvýší na 100 kOm. Výkonné tyristory VS1, VS2 jsou řízeny pomocí
nízkovýkonové VS3 a VS4, které jsou naopak spouštěny generátorem přes pulzní transformátor T2.

Konstrukce a detaily

Všechny spojovací propojky jsou vyrobeny z lankového měděného drátu s kontaktními svorkami na koncích pro šroubové spoje. Elektronický řídicí obvod je vyroben na desce plošných spojů (obr. 3), i když objemová instalace, sestavená ve vysoké kvalitě, není o nic horší.

Pohled z dílů

Pulzní transformátor T2 - třída TI-3; TI-4; TI-5, s transformačním poměrem 1:1:1. Můžete si jej sami navinout na feritový kroužek, např. 32x20x6 MH2000. Všechna vinutí obsahují 100...150 závitů měděného drátu vinutí třídy PEV, PELSHO 0,25...0,3 mm. Před navíjením je třeba jádro obalit vrstvou lakovaného hadříku. Kondenzátor C1 se skládá ze 4 kondenzátorů po 15 000 μF, každý s provozním napětím minimálně 80V. Protože při uzavření a otevření svařovacího okruhu a při hoření oblouku jsou napájecí proudy protékající kondenzátory velmi velké, je nutné zapojit kondenzátory podle obvodu „hvězda“ (4 vodiče jdou z jedné připojovací svorky na svorka „+“ každého kondenzátoru a od druhých svorek - také 4 vodiče ke svorce „-“ kondenzátorů). Průřez každého vodiče je zvolen tak, aby celkový průřez všech 4 vodičů nebyl menší než průřez napájecích napájecích kabelů.

Při nedostatku kapacity kondenzátoru C1 44 000 μF (dva importované po 22 000 μF při 90 V) se při provozu zařízení zahřívají kondenzátory zvýšenými proudy (nabíjení-vybíjení), přičemž čtyři importované 22 000 μF každý na 90 V, při velmi dlouhém provozu v režimu svařování trochu teplý. Praxe ukázala, že C1 pracuje lépe s větším počtem kondenzátorů menší kapacity.

Induktor je navinut na jádru o ploše 20...30cm2, s nemagnetickou mezerou 0,5...1 mm. Počet závitů může být od 25 do 60...80. Čím více závitů, tím lépe, ale zhoršuje se odvod tepla z vnitřních vrstev vinutí. Drát vinutí musí mít průřez ne menší než plocha průřezu drátu, kterým je navinuto sekundární vinutí transformátoru. To platí také pro všechny propojky, které propojují napájecí jednotku.

Svařovací proud může dosáhnout 100...180A v závislosti na výkonu svařovacího transformátoru. To je třeba vzít v úvahu při instalaci.
Při šroubovém spojení je třeba dodržet pravidlo: svařovací proud by neměl protékat šroubem, pokud se samozřejmě nejedná o měď nebo mosaz. To se týká především vstupních a výstupních svorek. Jedna z možností, jak to udělat, je znázorněna na obr. 4.

Skříň usměrňovače je vhodné vyrobit z nehořlavého materiálu, ale pokud to prostor dovolí, můžete jej vyrobit i z překližky a vzdálit se od radiátorů.
V krytu jsou nutné ventilační otvory. Na těle je nainstalován knoflík regulátoru proudu a kolem něj je aplikována stupnice s dílky - pro pohodlnější nastavení proudu. Pro pohodlí nastavování pracovního proudu jsem nainstaloval 110 žárovku na minimální výkon podle stupně, kterým jsem byl veden při nastavování svařovacího proudu. Jako pojistka v primárním obvodu transformátoru je použit automatický jistič pro odpovídající provozní proud.
S poměrně slušně dimenzovaným oběžným kolem je nutné použít ventilátor pro nucené chlazení. To vše vytváří podmínky pro bezpečný a spolehlivější provoz zařízení.

P.S. omlouvám se za nízká kvalita obrázky. Byly znovu pořízeny telefonem (Nokia N73) ze starých inkoustových výtisků.
Od doby, kdy bylo zařízení prodáno, nelze ze zařízení pořídit nové fotografie.

Čtenářské hlasování

Článek schválilo 32 čtenářů.