Сварочные выпрямители Статьи

Отечественные сварочные выпрямители имеют, как правило, трехфазное питание, выполняются как на диодах, так и на тиристорах. В выпрямителях используются трехфазная мостовая, двойная трехфазная схема с уравнительным дросселем и кольцевая схема выпрямления. В выпрямителях большой мощности диодное выпрямление во вторичном контуре сочетается с тиристорным регулированием по первичной стороне. В зависимости от числа сварочных постов, которые могут быть од-новременно подключены к источнику, выпрямители подразделяются на однопостовые и многопостовые. Выпрямители для ручной дуговой сварки выпускаются по ГОСТ 13821-77 на токи 200, 315, 400 А при ПН= 60% и имеют крутопадающие характеристики. Общий вид широко применяемого выпрямителя ВД-306 представлен на рис 2.15. Выпрямители выполнены по трехфазной мостовой схеме на кремниевых диодах. Основу выпрямителя составляет трансформатор с подвижны* ми обмотками. Одновременное переключение первичных и вторичных обмоток трансформатора с «треугольника» на «звезду» позволяет получить две ступени регулирования тока. Выпрямители для механизированной сварки выпускаются на токи 315 и 630 А, ПВ= 60 % Выпрямители выполнены по трехфазной мостовой схеме на кремниевых диодах. Регулирование напряжения в выпрямителях ВДГ и ВСЖ плавно-ступенчатое. Плавное регулирование внутри ступени в ВДГ осуществляется дросселем насыщения, а в выпрямителе ВСЖ — трансформатором с магнитной коммутацией. В выпрямителях ВС регулирование ступенчатое — переключением числа витков обмоток. Универсальные сварочные выпрямители типа ВДУ выпускаются на токи 500, 630 и 1250 А. Выпрямители имеют два вида внешних характеристик: пологопадающие и крутопадающие. Технические данные приведены в табл. 2.4. Выпрямители ВДУ-505, ВДУ-506, ВДУ-601 выполнены на тиристорах по двойной трехфазной схеме выпрямления с уравнительным дросселем, а выпрямители ВДУ-1202 — по шестифазной схеме выпрямления с тири-сторным регулированием по первичной стороне трансформатора. Выпрямители обеспечивают высокий уровень стабилизации напряжения и тока, имеют дистанционное регулирование, простой переход с одного вида внешних характеристик на другой. Выпрямитель для импульсно-дуговой сварки (ВДГИ) обеспечивает питание сварочной дуги пульсирующим однополярным током, т.е. постоянным базовым током, на который периодически с частотой 50 или 100 Гц накладываются кратковременные импульсы тока. Выпрямитель входит в комплект полуавтомата ПДИ-304 для механизированной импульсно-дуговой сварки алюминия и нержавеющих сталей в среде аргона. Выпрямитель ВДГИ-302 имеет следующие технические характеристики: номинальный сварочный ток — 315 А; номинальное рабочее напряжение — 35 В; пределы регулирования тока 40 — 325 А; пределы регулирования напряжения — 10 — 35 В; длительность импульса тока — 1,5 — 5,0 мс; К. П. Д. = 74%; первичная мощность — 17,3 к ВА; габариты — 720x593x938 мм; масса — 300 кг. Регулирование напряжения и тока — тиристорное. Внешние характеристики по импульсному току жесткие, а по базовому току изменяются от крутопадающих до жестких по мере увеличения сварочного тока. В случае, когда целесообразно по условиям работы использовать один источник питания для нескольких потребителей, применяются многопостовые сварочные системы. В этих системах один многопостовый выпрямитель снабжает энергией несколько сварочных постов. Выпрямители серии ВДМ с реостатным регулированием выполняются на кремниевых диодах и имеют жесткую внешнюю характеристику, что обеспечивает независимую работу отдельных сварочных постов. Для получения падающих характеристик и регулирования тока на каждом сварочном посту используют ступенчатый балластный реостат. Преимущества многопостовых систем связаны с относительно небольшой стоимостью сварочного оборудования, простотой обслуживания, высокой загрузкой и высокой экономичностью многопостовых выпрямителей. Однако К.П.Д. сварочных постов снижается из-за значительных потерь электроэнергии в балластных реостатах. Многопостовые выпрямители ВДМ-4х301 с тиристорным регулированием имеют единый трансформатор и самостоятельные тиристорные блоки с устройством фазового управления для каждого поста. Тиристорные блоки выполнены по двойной трехфазной схеме с уравнительным дросселем в катодных цепях тиристорного блока. Автономное тиристорное регулирование позволяет обеспечить стабилизацию режима поста при колебаниях напряжения в сети, местное и дистанционное включение поста и плавное регулирование тока.

Что такое выпрямитель напряжения и для чего нужен: типовые схемы выпрямителей

ТовароманияСтатьиЧто такое выпрямитель напряжения и для чего нужен: типовые схемы выпрямителей

Электрическую энергию удобно транспортировать и преобразовывать по величине в виде переменного напряжения. Именно в таком виде она подается к конечному потребителю. Но для питания многих устройств нужно все-таки постоянное напряжение.

 

Для чего нужен выпрямитель в электротехнике

Задача преобразования переменного напряжения в постоянное возложена на выпрямители. Это устройство широко применяется, и главные сферы использования выпрямляющих устройств в радио- и электротехнике:

• формирование постоянного тока для силовых электроустановок (тяговые подстанции, электролизные установки, системы возбуждения синхронных генераторов) и мощных двигателей постоянного тока;
• источники питания для электронных приборов;
• детектирование модулированных радиосигналов;
• формирование постоянного напряжения, пропорционального уровню входного сигнала, для построения систем автоматической регулировки усиления.

Полная область применения выпрямителей обширна, и перечислить её в рамках одного обзора невозможно.

Принципы работы выпрямителей

В основу работы выпрямительных устройств положено свойство односторонней проводимости элементов. Делать это можно разными способами. Многие пути для промышленного применения отошли в прошлое – например, применение механических синхронных машин или электровакуумных приборов. Сейчас применяются вентили, проводящие ток в одну сторону. Не так давно для мощных выпрямителей применялись ртутные устройства. На сегодняшний момент они практически вытеснены полупроводниковыми (кремниевыми) элементами.

Типовые схемы выпрямителей

Выпрямляющее устройство может быть построено по различным принципам. Анализируя схемы устройств, надо помнить, постоянным напряжение на выходе любого выпрямителя можно назвать лишь условно. Этот узел выдает пульсирующее однонаправленное напряжение, которое в большинстве случаев надо сглаживать фильтрами. Часть потребителей требует еще и стабилизации выпрямленного напряжения.

Однофазные выпрямители

Самым простым выпрямителем переменного напряжения служит одиночный диод.

Он пропускает к потребителю положительные полуволны синусоиды и «срезает» отрицательные.

Область применения такого устройства невелика – в основном, выпрямители импульсных блоков питания, работающих на относительно высоких частотах. Хотя оно и выдает ток, текущий в одном направлении, у него есть существенные недостатки:

• высокий уровень пульсаций – для сглаживания и получения постоянного тока потребуется большой и громоздкий конденсатор;
• неполное использование мощности понижающего (или повышающего) трансформатора, ведущее к увеличению потребных массогабаритных показателей;
• средняя ЭДС на выходе составляет меньше половины подведенной ЭДС;
• повышенные требования к диоду (с другой стороны – нужен всего один вентиль).

 

Поэтому большее распространение получила двухполупериодная (мостовая) схема.

Здесь ток через нагрузку течёт дважды за период в одном направлении:

• положительная полуволна по пути, обозначенному красными стрелками;
• отрицательная полуволна по пути, обозначенному зелеными стрелками.

Отрицательная волна не пропадает, а также используется, поэтому мощность входного трансформатора используется полнее. Средняя ЭДС в два раза больше, чем у однополупериодного варианта. Форма пульсирующего тока гораздо ближе к прямой, но сглаживающий конденсатор все же потребуется. Его ёмкость и габариты будут меньше, чем в предыдущем случае, потому что частота пульсаций составляет удвоенную частоту сетевого напряжения.

Если есть трансформатор с двумя одинаковыми обмотками, которые можно соединить последовательно или с обмоткой, имеющей отвод от середины, двухполупериодный выпрямитель можно построить по другой схеме.

Этот вариант фактически является удвоенной схемой однополупериодного выпрямителя, но обладает всеми достоинствами двухполупериодного.

Недостатком является необходимость применения трансформатора специфической конструкции.

Выпрямитель Rowenta SF1629F0, керамическое покрытие, 25х90 мм, до 200 °C, чёрный

-28%

2 157₽ 2 997₽

Оптовая цена 1 768₽

Выпрямитель ENERGY EN-854, 40 Вт, алюминиевое покрытие, 22х100 мм, до 220°С, черный

-34%

org/Offer»> 638₽ 968₽

Оптовая цена 537₽

Выпрямитель Harizma h20315GP, 45 Вт, гальваническое покрытие, до 230 °С, LED-индикатор, чёрный 769

-30%

3 673₽ 5 248₽

Оптовая цена 3 096₽

Выпрямитель ENERGY EN-862, 30 Вт, алюминиевое покрытие, 25х75 мм, до 220°С, черный

-23%

org/Offer»> 784₽ 1 019₽

Оптовая цена 565₽

Если трансформатор изготавливается в любительских условиях, нет препятствий намотать вторичную обмотку так, как требуется, но придется применить железо несколько увеличенных размеров. Зато вместо 4 диодов используется только 2. Это позволит скомпенсировать проигрыш в массогабаритных показателях, и даже выиграть.

Если выпрямитель рассчитан на большой ток и вентили надо устанавливать на радиаторах, то установка в два раза меньшего количества диодов дает существенную экономию. Ещё надо учитывать, что такой выпрямитель имеет вдвое большее внутреннее сопротивление, по сравнению с собранным по мостовой схеме, поэтому нагрев обмоток трансформатора и связанные с этим потери также будут выше.

Трёхфазные выпрямители

От предыдущей схемы логично перейти к выпрямителю трехфазного напряжения, собранного по подобному принципу.

Форма выходного напряжения гораздо ближе к прямой линии, уровень пульсаций всего 14%, а частота равна утроенной частоте сетевого напряжения.

И все же исходник этой схемы – однополупериодный выпрямитель, поэтому многие недостатки не удается изжить даже с помощью трехфазного источника напряжения. Главным из них является не полное использование мощности трансформатора, и средняя ЭДС равна 1,17⋅E_2eff (эффективное значение ЭДС вторичной обмотки трансформатора).

Лучшие параметры имеет мостовая трёхфазная схема.

Здесь амплитуда пульсаций выходного напряжения составляет те же 14%, но частота равна ушестеренной частоте входного переменного напряжения, поэтому ёмкость фильтрующего конденсатора будет наименьшей из всех представленных вариантов. А выходная ЭДС будет вдвое выше, чем в предыдущей схеме.

 

Этот выпрямитель применен с выходным трансформатором, имеющим вторичную обмотку по схеме «звезда», но тот же самый узел вентилей будет гораздо менее эффективен при использовании совместно с трансформатором, выход которого включен по схеме «треугольника».

Здесь амплитуда и частота пульсаций такая же, как в предыдущей схеме. Но средняя ЭДС меньше, чем в предыдущей схеме в  раз. Поэтому такое включение используется редко.

Выпрямители с умножением напряжения

Можно построить выпрямитель, выходное напряжение которого будет кратно больше входного. Например, существуют схемы с удвоением напряжения:

Здесь конденсатор С1 заряжается во время отрицательного полупериода и включается последовательно с положительной волной входной синусоиды. Недостатком такого построения является невысокая нагрузочная способность выпрямителя, а также то, что конденсатор С2 находится под удвоенным значением напряжения. Поэтому такую схему используют в радиотехнике для выпрямления с удвоением маломощных сигналов для амплитудных детекторов, в качестве измеряющего органа в схемах автоматической регулировки усиления и т.д.

В электротехнике и силовой электронике применяют другой вариант схемы удвоения.

Выпрямитель Centek CT-2011 ROSE, 45 Вт, турмалиновое покрытие, 96х26 мм, розовый

-24%

org/Offer»> 1 313₽ 1 728₽

Оптовая цена 959₽

Выпрямитель LW-27, мини, 25 Вт, керамическое покрытие, 180°C, розовый

-23%

267₽ 348₽

Оптовая цена 193₽

Щипцы — выпрямитель мини You are a star, 17 х 2 см

-34%

org/Offer»> 529₽ 803₽

Оптовая цена 445₽

Выпрямитель FIRST 5668, 30 Вт, до 220°C, PTC нагревательный элемент.

-34%

1 032₽ 1 564₽

Оптовая цена 923₽

Удвоитель, собранный по схеме Латура, имеет большую нагрузочную способность. Каждый из конденсаторов находится под входным напряжением, поэтому по массогабаритным показателям этот вариант также выигрывает у предыдущего. Во время положительного полупериода заряжается конденсатор С1, во время отрицательного – С2. Ёмкости включены последовательно, а по отношению к нагрузке – параллельно, поэтому напряжение на нагрузке равно сумме напряжений заряженных конденсаторов. Частота пульсаций равна удвоенной частоте сетевого напряжения, а величина зависит от значения емкостей. Чем они больше, тем меньше пульсации. И здесь надо найти разумный компромисс.

Недостатком схемы считается запрет на заземление одного из выводов нагрузки – один из диодов или конденсаторов в этом случае окажется закороченным.

Эту схему можно каскадировать любое число раз. Так, повторив принцип включения дважды, можно получить схему с учетверением напряжения и т.д.

Первый по схеме конденсатор должен выдерживать напряжение источника питания, остальные – удвоенное напряжение питания. Все вентили должны быть рассчитаны на двойное обратное напряжение. Разумеется, для надежной работы схемы все параметры должны иметь запас не менее 20%.

Если нет подходящих диодов, их можно соединять последовательно — при этом максимально допустимое напряжение кратно увеличится.   Но параллельно каждому диоду надо включить выравнивающие резисторы. Это необходимо сделать, потому что в противном случае из-за разброса параметров вентилей обратное напряжение может распределиться между диодами неравномерно. Итогом может стать превышение наибольшего значения для одного из диодов. А если каждый элемент цепочки зашунтировать резистором (их номинал должен быть одинаковым), то и обратное напряжение распределится строго одинаково. Сопротивление каждого резистора должно быть примерно в 10 раз меньше обратного сопротивления диода. В этом случае действие дополнительных элементов на работу схемы будет минимизировано.

Параллельное соединение диодов в этой схеме вряд ли понадобится, токи здесь невелики. Но может пригодиться в других схемах выпрямителей, где нагрузка потребляет серьезную мощность. Параллельное соединение кратно увеличивает допустимый ток через вентиль, но всё портит отклонение параметров. В итоге один диод может взять на себя наибольший ток и не выдержать его. Чтобы этого избежать, последовательно с каждым диодом ставят резистор.

Номинал сопротивления выбирают так, чтобы при максимальном токе падение напряжения на нём составило 1 вольт. Так, при токе в 1 А сопротивление должно быть 1 Ом. Мощность в этом случае должна быть не менее 1 Вт.

В теории увеличивать кратность напряжения можно до бесконечности. На практике следует помнить, что нагрузочная способность таких выпрямителей резко падает с каждым дополнительным каскадом. В итоге можно прийти к ситуации, когда просадка напряжения на нагрузке превысит кратность умножения и сделает работу выпрямителя бессмысленной. Этот недостаток свойственен всем подобным схемам.

Часто такие умножители напряжения выпускаются единым модулем в хорошей изоляции. Подобные приборы применялись, например, для создания высокого напряжения в телевизорах или осциллографах с электронно-лучевой трубкой в качестве монитора. Также известны схемы удвоения с использованием дросселей, но распространения они не получили – намоточные детали сложны в изготовлении и не очень надежны в эксплуатации.

Схем выпрямителей существует достаточно много. Учитывая широкую сферу применения данного узла, важно подойти к выбору схемы и расчету элементов осознанно. Только в этом случае гарантируется долгая и надежная работа.

Трехфазные выпрямители — Вопросы и ответы по силовой электронике

Этот набор вопросов и ответов с несколькими вариантами ответов (MCQ) по силовой электронике посвящен теме «3-фазные диодные выпрямители-1».

1. В трехфазном однополупериодном выпрямителе первичная сторона трансформатора обычно соединена треугольником, потому что
а) он не имеет соединения нейтрали
б) мы можем получить большее выходное напряжение
в) он обеспечивает путь для тройные гармоники
d) обеспечивает лучшую температурную стабильность
View Answer

Ответ: c
Объяснение: Обмотка, соединенная треугольником, способствует циркуляции и устранению тройных (3-го порядка) гармоник.

2. Схема диодного выпрямителя, приведенная ниже, представляет собой схему

a) трехфазная двухполупериодная схема с общим катодом
b) трехфазная полупериодная схема с общим анодом
c) трехфазная двухполупериодная схема с общим катодом
d ) трехфазная двухполупериодная схема с общим анодом
Просмотреть Ответ

Ответ: b
Объяснение: Общее расположение анодов, поскольку все аноды подключены к стороне нагрузки.

3. В трехфазном полуволновом диодном выпрямителе, использующем 3 диода, каждый диод проводит для
a) 90 градусов
b) 120 градусов
c) 180 градусов
d) 360 градусов
View Answer

Ответ: b
Пояснение: Каждый диод проводит на 120 градусов, начиная с ωt = 30 градусов.

Примечание: присоединяйтесь к бесплатным занятиям по санфаянсу в Telegram или на Youtube

реклама

объявление

4. В показанной ниже схеме диодного выпрямителя

Диоды D1, D2 и D3 подключены к фазам R, Y и B соответственно, как показано на рисунке
Последовательность фаз R-Y-B.
Диод D1 будет проводить от
а) от 0 до 90 градусов
б) от 30 до 150 градусов
в) от 0 до 180 градусов
г) от 30 до 180 градусов
Посмотреть ответ

Ответ: б
Объяснение: Он проводит от 30 до 150, на 90 градусов. D1 начинает проводить первым, так как он будет самым положительным, поскольку он подключен к фазе R.

5. В показанной ниже схеме диодного выпрямителя

Диоды D1, D2 и D3 подключены к фазам R, Y и B, как показано
Последовательность фаз R-Y-B.
Диод D3 проводит от
а) от 0 до 270 градусов
б) от 270 до 390 градусов
в) от 270 до 450 градусов
г) от 270 до 360 градусов
Просмотр Ответ

Ответ: в
Пояснение: Он проводит от 270 до 450, на 120 градусов. D1 начинает проводить сначала (от 30 градусов), так как он будет самым положительным, так как он подключен к фазе R и аналогичным образом.

6. В трехфазном полуволновом диодном выпрямителе, использующем 3 диода,
a) Все диоды проводят вместе
b) Только два диода проводят одновременно
c) Только один диод проводит одновременно
d) Ни один из выше упомянутый
Посмотреть ответ

Ответ: c
Объяснение: 3 диода, каждый проводит на 120 градусов за раз.

7. В трехфазном полуволновом диодном выпрямителе, если Vmp является максимальным фазным напряжением, то выходное напряжение на нагрузке R изменяется от
а) 0 до Vmp
b) 0,5 Вмп до Вмп
c) Вмп на 3Вмп
d) –Вмп на Вмп
Просмотреть ответ

Ответ: b
Объяснение: Значение напряжения положительное и изменяется от (1/2)Вмп до Вмп.

объявление

8. Среднее значение выходного напряжения трехфазного однополупериодного диодного выпрямителя с Vмл в качестве максимального значения сетевого напряжения определяется выражением
а) Вмл/3π
б) 2Вмл/3π
c) 3Vml/2π
d) 3Vml
Посмотреть ответ

Ответ: c
Объяснение: Среднее значение можно получить с помощью
3 x [ 1/2π x Vml sin ωt d(ωt) ]
Интегрирование проходит от π/6 до 5π/6, поскольку каждый диод проводит по 120 градусов.

9. В трехфазном полуволновом 6-импульсном диодном выпрямителе со средней точкой каждый диод проводит для
a) 120°
b) 60°
c) 90°
d) 180°
View Answer

Ответ: b
Объяснение: В шестиимпульсном выпрямителе каждый диод проводит один раз за цикл, 60° x
6 диодов = 360°.

объявление

10. Понижающий трансформатор «треугольник-звезда» с числом витков на фазу 5 питается от трехфазного источника 1100 В, 50 Гц. Вторичная обмотка этого трансформатора через трехимпульсный выпрямитель питает нагрузку R 10 Ом. Найдите максимальное значение тока нагрузки (фазы).
a) √2 x 22 A
b) 1 x 11 A
c) √2 x 11 A
d) 1 x 22 A
Посмотреть ответ

Ответ: a
Объяснение:
Vph = 1100/5 = 220 В (Коэффициент трансформации = 5)
Вмп = √2 x 220 В
Имп = Вмп/об.

Sanfoundry Global Education & Learning Series – Силовая электроника.

Чтобы попрактиковаться во всех областях силовой электроники, вот полный набор из более чем 1000 вопросов и ответов с несколькими вариантами ответов .

Категории Силовая электроника MCQ

реклама

реклама

Подпишитесь на наши информационные бюллетени (тематические). Участвуйте в конкурсе сертификации Sanfoundry, чтобы получить бесплатный Сертификат отличия. Присоединяйтесь к нашим социальным сетям ниже и будьте в курсе последних конкурсов, видео, стажировок и вакансий!

Ютуб | Телеграмма | Линкедин | Инстаграм | Фейсбук | Твиттер | Пинтерест

Маниш Бходжасиа, ветеран технологий с более чем 20-летним стажем работы в Cisco и Wipro, является основателем и техническим директором в 9 лет. 0130 Санлитейный завод . Он живет в Бангалоре и занимается разработкой Linux Kernel, SAN Technologies, Advanced C, Data Structures & Alogrithms. Оставайтесь на связи с ним в LinkedIn.

Подпишитесь на его бесплатные мастер-классы на Youtube и технические обсуждения в Telegram SanfoundryClasses.

Цепь трехфазного двухполупериодного выпрямителя

Привет, друзья, добро пожаловать в новый учебник. В этом посте мы подробно рассмотрим Введение в трехфазный двухполупериодный выпрямитель. Выпрямитель представляет собой модуль, который преобразует входной переменный ток в постоянный, для этой цели обычно используются диоды, используемые в выпрямителе, но в некоторых случаях используются тиристоры. готово.

В этом посте мы рассмотрим работу схемы и некоторые другие связанные с ней параметры. Итак, давайте начнем со схемы трехфазного двухполупериодного выпрямителя .

Цепь трехфазного двухполупериодного выпрямителя

• Схему трехфазного двухполупериодного выпрямителя можно увидеть здесь.

• Как правило, схемы этой категории можно разделить на 2 основные части. Первый выглядит как трехфазный однополупериодный выпрямитель, а другой выглядит как соединение трехфазного напряжения с выходом.
• Вторая часть схемы состоит из 3 диодов, имеющих направление, при котором клеммы анодов подключены к нагрузке, а катоды к источнику питания

• Эта конфигурация связана с меньшим из трех фазных напряжений питания на нагрузке в любое время.

• Таким образом, 3-фазный двухполупериодный выпрямитель в чистом временном интервале соединяет наибольшее из 3 напряжений на одной клемме нагрузки и сохраняет меньшее из 3 напряжений на второй точке нагрузки.
• Вывод этой ссылки можно увидеть здесь.

• Результат трехфазного двухполупериодного выпрямителя более плавный, чем выходной сигнал трехфазного однополупериодного выпрямителя.
• Менее частый выход элемента переменного тока с частотой три шестьдесят герц и коэффициентом пульсаций для этой схемы составляет всего 4,2%.

Как отфильтровать выходной сигнал выпрямителя

• Выходной сигнал любой схемы выпрямителя можно сделать более гладким за счет использования фильтра нижних частот для устранения элементов частоты переменного тока в выходной волне.
• Как правило, для сглаживания выходных данных схемы обычно используются 2 категории компонентов.
• Конденсатор, подключенный к цепи, будет сглаживать изменение напряжения.
• Катушки индуктивности, подключенные к линии, устранят частотные составляющие тока.
• Базовая схема фильтрующего выпрямителя, используемая для машин, представляет собой одну катушку индуктивности, соединенную последовательно. Здесь можно увидеть трехфазный двухполупериодный выпрямитель с дроссельным фильтром.

Новое поступление алюминиевых плит, всего 2 доллара США

Купоны на 54 доллара также могут применяться к заказам на 3D-печать.