Classificação e dispositivo de retificadores de soldagem

Um retificador de soldagem é uma fonte de corrente de soldagem direta. O retificador de soldagem contém transformador, fornecer válvulas semicondutoras e dispositivo de controle de corrente de soldagem.

Classificação dos retificadores de soldagem fabricados de acordo com a segunda das três funções principais da fonte de energia (combustão, regulação, transformação). Todos os retificadores de soldagem, de acordo com o método de ajuste da corrente de soldagem, podem ser divididos em bobinas controladas por transformador, tiristor e saturação.

Os retificadores regulados por transformador possuem transformadores trifásicos, ao contrário dos transformadores de soldagem, que são monofásicos.

A regulação por etapas é feita por chaveamento estrela-triângulo, que faz com que a corrente mude 3 vezes. (maior corrente com delta-delta do que estrela-estrela.)

Ao contrário dos transformadores de soldagem, mesmo os retificadores mais simples contêm balastros e equipamentos de proteção para proteger as válvulas de sobrecorrente e distúrbios de resfriamento (relé do ventilador ou pressostato de água).

Para fazer isso, a fonte de alimentação deve ter um contator de energia, controlado manualmente pelos botões START e STOP. Para o retificador VD-306: proteção contra corrente eletromagnética acionada quando a corrente permitida é excedida em 1,5 vezes.

Arroz. 1. Retificador de soldagem VD-306

Os seguintes elementos podem ser distinguidos em qualquer retificador de soldagem: um transformador de potência abaixador e um retificador. Os transformadores usados ​​em retificadores de soldagem são ligeiramente diferentes daqueles descritos aqui - Classificação e dispositivo de transformadores de soldagem.

A principal diferença é que os transformadores retificadores de soldagem são trifásicos. Isso não apenas garante o carregamento uniforme das fases da rede elétrica, mas também reduz as ondulações na corrente retificada.

Um elemento comum do retificador de soldagem é um estrangulamento... Se estiver localizado entre o porta-eletrodo e o bloco retificador (na seção do circuito de soldagem onde flui corrente contínua), serve para limitar a taxa de aumento do corrente de curto-circuito, ou seja, é. para reduzir os respingos de solda.

Se a bobina estiver localizada entre o transformador de potência e o bloco retificador (no trecho do circuito de soldagem onde circula a corrente alternada), ela serve para regular a corrente de soldagem ou a tensão de saída.

Os blocos retificadores são montados a partir de diodos de potência. Ao contrário dos condutores de corrente elétrica, que conduzem a corrente igualmente bem em ambas as direções, os diodos passam a corrente apenas em uma direção. É impossível controlar a quantidade de corrente usando um diodo.

Além dos diodos, são usados ​​retificadores de soldagem tiristores… Usando um tiristor você pode controlar a corrente. No entanto, as opções de controle são limitadas. O tiristor não pode ser desligado antes que a tensão nos eletrodos principais caia para zero. Portanto, os tiristores são chamados de "semicondutores não totalmente controláveis". Semicondutores totalmente controláveis ​​são transistores (triodo), mas seu uso em fontes de soldagem é limitado.

Os elementos semicondutores devem ser protegidos contra superaquecimento. Portanto, diodos e tiristores são colocados em radiadores que são forçados a resfriar pelo fluxo de ar do ventilador.

Em cadeias de soldagem graças a EMF de auto-indução às vezes, ocorrem picos de tensão (surtos) que podem fazer com que o semicondutor reverta a quebra. Para evitar isso, ponte de semicondutores R — Com circuito... Quando uma tensão aumentada aparece nos terminais do semicondutor, o capacitor é carregado e descarregado através do semicondutor na direção direta.

Arroz. 2. Circuito de proteção semicondutor contra tensão indutiva

Nos retificadores de soldagem, os elementos semicondutores são montados na forma de vários circuitos. É dividido em correção de 1 e 3 fases.

Circuitos de correção monofásicos São utilizados em circuitos de controle onde o consumo de energia é baixo, portanto, com a ajuda de filtros capacitivos de suavização, é possível obter uma tensão próxima a constante na saída.

Circuitos retificadores trifásicos

Os retificadores de soldagem geralmente usam circuitos retificadores trifásicosque fornecem ondulação de corrente retificada significativamente menor em comparação com circuitos monofásicos.

Circuito trifásico da ponte de retificação Larionov

Em retificadores trifásicos, os blocos de diodos são mais frequentemente implementados em um circuito de ponte. Neste caso, a ondulação de tensão retificada é de 300 Hz.

Arroz. 3. Circuito retificador de ponte trifásica de Larionov (a), fase e tensão retificada (b)

Funcionamento do circuito: As válvulas com o maior potencial de fase são conectadas ao grupo de ânodo e vice-versa ao grupo de cátodo. Em todos os momentos, as válvulas estão abertas, ligadas às fases com maior potencial positivo e maior negativo. Além disso, cada válvula de um grupo durante um terço do período opera em série com duas válvulas de outro grupo.

Em equipamentos de soldagem, esse esquema é usado em quase todos os retificadores para soldagem a arco manual com corrente nominal de até 500A.

Circuito retificador trifásico em anel

Para sua implementação, o transformador retificador deve ter dois conjuntos idênticos de enrolamentos secundários conectados em estrela e ligados com um deslocamento de metade do período da frequência da rede. Neste caso, a ondulação de tensão retificada é de 300 Hz.

Arroz. 4. Circuito retificador trifásico em anel

Funcionamento do Circuito: Neste circuito, quando a válvula é ligada, uma das duas bobinas do circuito retificador também é comutada.Além disso, cada bobina de um grupo durante um terço do período opera em série com duas bobinas de outro grupo.

A principal desvantagem desse circuito de retificação é que ele requer um transformador mais complexo e caro, projetado levando em consideração o desvio do componente CC da corrente.

Circuito de retificação de seis fases com reator de equalização

Para sua implementação, o transformador retificador também deve ter dois grupos idênticos de enrolamentos secundários conectados em estrela e ligados com um deslocamento de metade do período da frequência da rede. Além disso, para garantir a operação paralela de duas fases ao mesmo tempo na carga, é necessário um reator de equalização - um indutor simétrico.

Circuito retificador de seis fases com reator de surto

Funcionamento do Circuito: Para cada estrela, são acionadas as válvulas com maior potencial de fase positiva, semelhante a um circuito neutro trifásico. Sem reator de equalização, a retificação de seis fases é obtida com a operação de cada fase e uma válvula de 1/6 de período.

Arroz. 5. Circuito de retificação de seis fases com reator de equalização

Esse esquema é usado em retificadores de alta potência (1000 A e mais), principalmente para fonte de alimentação de baixa tensão.

A principal desvantagem desse circuito de retificação é que ele requer um transformador mais complexo e caro, projetado levando em consideração o desvio do componente CC da corrente, bem como uma bobina adicional.

Retificadores de soldagem com regulagem de transformador

A característica de queda dos retificadores de soldagem é obtida de diferentes maneiras, a mais simples é que o retificador de soldagem esteja equipado com um transformador de potência de característica de queda.O retificador de soldagem VD-306 é projetado de acordo com este princípio.

Arroz. 6. Retificador de soldagem controlado por um transformador com dispersão aumentada: a, b — circuitos elétricos, c, d — construção do transformador.

Inclui um transformador de potência com enrolamentos móveis ou shunt, um retificador e uma proteção de partida. A regulação aproximada da corrente é realizada alternando simultaneamente os enrolamentos primário e secundário do circuito «estrela» (λ / λ) para o circuito «delta» (∆ / ∆). No primeiro caso, é definido um estágio de pequenas correntes e, no segundo, de grandes. Dentro de cada estágio, um ajuste suave da corrente é realizado alterando a distância entre os enrolamentos primário e secundário.

O bloco retificador é montado em diodos de silício que são forçados a resfriar por um ventilador. O retificador liga e desliga. partida magnética.

O equipamento de proteção não permite que o retificador ligue se o fluxo de ar não for fornecido aos diodos, bem como se um dos diodos não funcionar ou houver interrupção da tensão de rede para a caixa. O equipamento de proteção de inicialização descrito é tradicional para retificadores de soldagem.

Os retificadores de soldagem do tipo considerado são fáceis de fabricar e operar. Suas desvantagens são a falta de estabilização do modo quando a tensão da rede muda e a impossibilidade de controle remoto.

Arroz. 7. Diagrama esquemático elétrico do retificador de soldagem VD-306

Arroz. 8. Diagrama esquemático elétrico do retificador de soldagem VD-313

Retificadores de soldagem com controle tiristorizado

Os retificadores tiristores, além de um transformador e bloco de válvulas, contêm uma bobina de filtro no circuito de alimentação e sensores e blocos eletrônicos no sistema de controle.

Arroz. 9. Esquemas de retificadores de soldagem de tiristores: a — com uma ponte trifásica, b — com seis fases com indutor de equalização, c — com um circuito retificador de anel

Retificadores de soldagem ajustáveis ​​por indutor de saturação

As bobinas saturadas também são usadas para obter características de queda em retificadores de soldagem. Uma bobina de reatância indutiva é colocada entre o transformador de potência e a unidade retificadora. O transformador de potência no retificador tem uma característica externa rígida. A característica de queda do retificador é fornecida pela resistência indutiva do indutor.

Retificadores de soldagem multiestação

Os retificadores de soldagem com características externas rígidas são usados ​​​​para soldagem em várias estações - semiautomática e manual. No primeiro caso, eles oferecem a possibilidade de ajustar a tensão de saída e, no segundo, não. Assim, o retificador de soldagem multiestação é o projeto mais simples.