Clasificación y dispositivo de rectificadores de soldadura.
Un rectificador de soldadura es una fuente de corriente de soldadura directa. El rectificador de soldadura contiene transformador, suministro de válvulas de semiconductores y dispositivo de control de corriente de soldadura.
Clasificación de los rectificadores de soldadura fabricados según la segunda de las tres funciones principales de la fuente de alimentación (combustión, regulación, transformación). Todos los rectificadores de soldadura, de acuerdo con el método de ajuste de la corriente de soldadura, se pueden dividir en estranguladores controlados por transformador, tiristores y saturados.
Los rectificadores regulados por transformador tienen transformadores trifásicos, a diferencia de los transformadores de soldadura, que son monofásicos.
La regulación por pasos se realiza mediante conmutación estrella-triángulo, lo que hace que la corriente cambie 3 veces. (corriente más alta con delta-delta que estrella-estrella).
A diferencia de los transformadores de soldadura, incluso los rectificadores más simples contienen balastos y equipos de protección para proteger las válvulas de sobrecorriente y perturbaciones de enfriamiento (relé de ventilador o interruptor de presión de agua).
Para ello, la fuente de alimentación debe contar con un contactor de potencia, se controla manualmente mediante los botones START y STOP. Para el rectificador VD-306: la protección contra la corriente electromagnética se activa cuando la corriente admisible se supera en 1,5 veces.
Arroz. 1. Rectificador de soldadura VD-306
En cualquier rectificador de soldadura se pueden distinguir los siguientes elementos: un transformador reductor de potencia y un rectificador. Los transformadores utilizados en los rectificadores de soldadura son ligeramente diferentes de los que se describen aquí: Clasificación y dispositivo de transformadores de soldadura..
La principal diferencia es que los transformadores rectificadores de soldadura son trifásicos. Esto no solo asegura una carga uniforme de las fases de la red eléctrica, sino que también reduce las ondas en la corriente rectificada.
Un elemento común del rectificador de soldadura es un estrangulador... Si está ubicado entre el portaelectrodos y el bloque rectificador (en la sección del circuito de soldadura donde fluye la corriente continua), entonces sirve para limitar la tasa de aumento de la corriente de cortocircuito, es decir, es. para reducir las salpicaduras de soldadura.
Si el estrangulador está ubicado entre el transformador de potencia y el bloque rectificador (en la sección del circuito de soldadura donde fluye la corriente alterna), sirve para regular la corriente de soldadura o voltaje de salida.
Los bloques rectificadores se ensamblan a partir de diodos de potencia A diferencia de los conductores de corriente eléctrica, que conducen la corriente igualmente bien en ambas direcciones, los diodos solo pasan corriente en una dirección. Es imposible controlar la cantidad de corriente usando un diodo.
Además de los diodos, se utilizan rectificadores de soldadura. tiristores… Usando un tiristor puedes controlar la corriente. Sin embargo, las opciones de control son limitadas. El tiristor no se puede apagar antes de que el voltaje en los electrodos principales caiga a cero. Por lo tanto, los tiristores se denominan "semiconductores no totalmente controlables". Los semiconductores totalmente controlables son transistores (triodos), pero su uso en fuentes de soldadura es limitado.
Los elementos semiconductores deben protegerse contra el sobrecalentamiento. Por lo tanto, los diodos y los tiristores se colocan en radiadores que se ven obligados a enfriarse por el flujo de aire del ventilador.
En cadenas de soldadura gracias a EMF de autoinducción a veces se producen picos de voltaje (sobretensiones) que pueden hacer que el semiconductor se descomponga. Para evitar esto, los semiconductores puentean R — Con circuito... Cuando aparece un aumento de voltaje en los terminales del semiconductor, el capacitor se carga y luego se descarga a través del semiconductor en dirección hacia adelante.
Arroz. 2. Circuito de protección de semiconductores contra tensión inductiva.
En los rectificadores de soldadura, los elementos semiconductores se ensamblan en forma de varios circuitos. Se divide en corrección monofásica y trifásica.
Circuitos de corrección monofásicos Se utilizan en circuitos de control donde el consumo de energía es bajo, por lo tanto, con la ayuda de filtros capacitivos suavizantes, es posible obtener un voltaje cercano a constante en la salida.
Circuitos rectificadores trifasicos
Los rectificadores de soldadura suelen utilizar circuitos rectificadores trifasicosque proporcionan una ondulación de corriente rectificada significativamente menor en comparación con los circuitos monofásicos.
Circuito de puente de rectificación Larionov trifásico
En los rectificadores trifásicos, los bloques de diodos se implementan con mayor frecuencia en un circuito de puente. En este caso, el rizado de tensión rectificado es de 300 Hz.
Arroz. 3. Circuito rectificador de puente trifásico de Larionov (a), fase y voltaje rectificado (b)
Funcionamiento del circuito: Las válvulas con mayor potencial de fase se conectan al grupo de ánodos y viceversa al grupo de cátodos. En todo momento, las válvulas están abiertas, conectadas a las fases con mayor potencial positivo y mayor negativo. Además, cada válvula de un grupo durante un tercio del período opera en serie con dos válvulas de otro grupo.
En equipos de soldadura, este esquema se utiliza en casi todos los rectificadores para soldadura por arco manual con una corriente nominal de hasta 500A.
Circuito rectificador trifásico de anillo
Para su implementación, el transformador rectificador debe tener dos conjuntos idénticos de devanados secundarios conectados en estrella y encendidos con un desplazamiento de la mitad del período de la frecuencia de la red. En este caso, el rizado de tensión rectificado es de 300 Hz.
Arroz. 4. Circuito rectificador trifásico en anillo
Funcionamiento del circuito: En este circuito, cuando se enciende la válvula, también se enciende una de las dos bobinas del circuito rectificador.Además, cada bobina de un grupo durante un tercio del período opera en serie con dos bobinas de otro grupo.
La principal desventaja de este circuito de rectificación es que requiere un transformador más complejo y costoso, que se diseña teniendo en cuenta la desviación de la componente continua de la corriente.
Circuito de rectificación de seis fases con reactor de ecualización
Para su implementación, el transformador rectificador también debe tener dos grupos idénticos de devanados secundarios conectados en estrella y encendidos con un desplazamiento de la mitad del período de la frecuencia de la red. Además, para garantizar el funcionamiento en paralelo de dos fases al mismo tiempo en la carga, se requiere un reactor de ecualización: un estrangulador simétrico.
Circuito rectificador de seis fases con reactor de sobretensión
Operación del circuito: Para cada estrella, se encienden las válvulas con el potencial de fase positiva más alto, similar a un circuito neutro trifásico. Sin reactor de ecualización, la rectificación de seis fases se obtiene con la operación de cada fase y una válvula de 1/6 de período.
Arroz. 5. Circuito de rectificación de seis fases con reactor ecualizador
Tal esquema se usa en rectificadores de alta potencia (1000 A y más), principalmente para suministro de energía de bajo voltaje.
La principal desventaja de este circuito de rectificación es que requiere un transformador más complejo y costoso, que está diseñado teniendo en cuenta la desviación del componente de CC de la corriente, así como un estrangulador adicional.
Rectificadores de soldadura con regulación por transformador
La característica de caída de los rectificadores de soldadura se obtiene de diferentes maneras, la más simple es que el rectificador de soldadura está equipado con un transformador de potencia de característica de caída.El rectificador de soldadura VD-306 está diseñado de acuerdo con este principio.
Arroz. 6. Rectificador de soldadura controlado por un transformador con mayor dispersión: a, b — circuitos eléctricos, c, d — construcción del transformador.
Incluye un transformador de potencia con devanados móviles o shunt, un rectificador y una protección de arranque. La regulación de corriente aproximada se lleva a cabo cambiando simultáneamente los devanados primario y secundario del circuito «estrella» (λ / λ) al circuito «triángulo» (∆ / ∆). En el primer caso, se establece una etapa de pequeñas corrientes, y en el segundo, grandes. Dentro de cada etapa, se lleva a cabo un ajuste suave de la corriente cambiando la distancia entre los devanados primario y secundario.
El bloque rectificador está ensamblado sobre diodos de silicio que son enfriados a la fuerza por un ventilador. El rectificador se enciende y se apaga. arrancador magnético.
El equipo de protección no permite que el rectificador se encienda si no se alimenta el flujo de aire a los diodos, así como si uno de los diodos no funciona o hay una interrupción de la tensión de red a la caja. El equipo de protección de arranque descrito es tradicional para rectificadores de soldadura.
Los rectificadores de soldadura del tipo considerado son fáciles de fabricar y operar. Sus desventajas son la falta de estabilización del modo cuando cambia el voltaje de la red y la imposibilidad de control remoto.
Arroz. 7. Diagrama esquemático eléctrico del rectificador de soldadura VD-306
Arroz. 8. Diagrama esquemático eléctrico del rectificador de soldadura VD-313
Rectificadores de soldadura con control de tiristores
Los rectificadores de tiristores, además de un transformador y un bloque de válvulas, contienen un estrangulador de filtro en el circuito de alimentación y sensores y bloques electrónicos en el sistema de control.
Arroz. 9. Esquemas de rectificadores de soldadura de tiristores: a — con un puente trifásico, b — con un estrangulador de compensación de seis fases, c — con un circuito rectificador de anillo
Rectificadores de soldadura ajustables por estrangulador de saturación
Los choques saturados también se utilizan para obtener características de caída en los rectificadores de soldadura. Se coloca un estrangulador de reactancia inductiva entre el transformador de potencia y la unidad rectificadora. El transformador de potencia en el rectificador tiene una característica externa rígida. La característica de caída del rectificador es proporcionada por la resistencia inductiva del inductor.
Rectificadores de soldadura multiestación
Los rectificadores de soldadura con características externas rígidas se utilizan para soldadura en múltiples estaciones, semiautomática y manual. En el primer caso, brindan la posibilidad de ajustar el voltaje de salida, y en el segundo, no. Por lo tanto, el rectificador de soldadura multiestación es el más simple en diseño.