Универсальный тиристорный регулятор. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Сварочное оборудование

 Комментарии к статье

Базовая схема (рис.1) разработана для сварочного выпрямителя, который позволяет получить высокое качество сварочной дуги в диапазоне токов 30-160 А при использовании нержавеющих электродов. В выпрямителе можно применять любой трансформатор с напряжением вторичной обмотки от 28 до 60 В и током до 160 А, в т.ч. обычные трансформаторы с "жесткой" характеристикой и не совсем правильно рассчитанные сварочные трансформаторы, которые при сварке сильно "садят" питающую сеть.

(нажмите для увеличения)

Сварочный ток можно плавно регулировать резистором R5, выведенным на переднюю панель выпрямителя. Схема ограничивает напряжение холостого хода выпрямителя до 30-40 В, что обеспечивает более безопасную работу сварщика и позволяет использовать конденсатор выходного фильтра С6 с рабочим напряжением от 30 В.

Введение обратной связи по току (сигнал снимается с датчика тока R8) ограничивает ток короткого замыкания и стабилизирует сварочный ток при колебаниях напряжения в сети. Это особенно важно при работе от "слабой" сети, что часто случается в сельской местности и при большой длине подводящих проводов.

При изменении некоторых элементов схемы ее можно использовать для создания регулирующих выпрямителей на токи от 1 до 1000 А, например, автомобильных пускозарядных устройств, мощных сварочных выпрямителей.

В схеме применено минимальное количество самых доступных и дешевых компонентов, наладка схемы простая.

Схема разработана с учетом традиционных схемотехнических решений, с учетом удобства монтажа силовых элементов и требований универсальности схемы.

На элементах VS1, VS2, VD1, VD4 выполнен управляющий мостовой выпрямитель. На элементах R16 R18, R25, VD12, VD13, VT3 собрана схема разрядки конденсатора С5 генератора пилообразного напряжения (ГПН) в момент перехода напряжения сети через 0. Момент срабатывания порогового устройства, выполненного на элементах R20 - R24, VD14, VT4, VT5, от сигнала ГПН, а следовательно, угол открывания VS1 и VS2 зависит от напряжения на эмиттере VT5, которое определяется сигналами с датчика тока R8, каскада ограничения выходного напряжения (R6, R11 - R15, С4, VD9, VD11, VT2) и сопротивлением резистора R5. R5 задает начальное смещение на базе VT1 и определяет величину выходного тока, при котором падение напряжения на датчике тока R8 достаточно для открывания VT1.

При повышении выходного напряжения выше порогового (определяется положением движка подстроечного резистора R13) ток транзистора VT2 через резистор R6 также открывает VT1, при этом повышается напряжение на эмиттере VT5, угол открывания тиристоров автоматически поддерживается таким, чтобы выходной ток и выходное напряжение не превышали установленных значений. Каскад-генератор тока 4 А (на R1, R2, VD16, VD17, VT6) формирует ток, необходимый для открывания тиристоров VS1 и VS2 и развязывающих диодов VD7 и VD8. Генератор тока 20 мА (на R9, R26, VD4, VD5, VT7) и параметрический стабилизатор на (R10, VD10) обеспечивают стабильное напряжение.

Конденсатор С6 (выходной фильтр) совместно с дросселем L1 создает условия для стабильного и "мягкого" зажигания и горения сварочной дуги.

Оптимальное выходное напряжение трансформатора (при максимальном токе, который должен обеспечивать выпрямитель) составляет 28-35 В. Можно использовать и трансформаторы с выходным напряжением до 60 В, но это может ухудшить стабильность горения дуги при малых выходных токах. Дроссель L1 можно выполнить на любом подходящем сердечнике из трансформаторной стали сечением 15-25 см2 с немагнитным зазором 0,5 мм; количество витков 50-80, сечение провода - не менее 10 мм2. Конденсатор С6 набирают из электролитических конденсаторов с рабочим напряжением не менее 30 В: общей емкостью не менее 30000 мкФ. Диоды VD1, VD3, тиристоры VS1 и VS2 можно использовать практически любые, рассчитанные на ток не менее 160 А, устанавливая их на радиаторы. При использовании трансформатора, имеющего две обмотки на напряжение 28-35 В, их соединяют последовательно, среднюю точку соединяют с точкой соединения катодов VD1 VD3, а сами диоды VD1 и VD3 исключают из схемы.

На рис.2 показано расположение элементов, а на рис.3 - печатная плата устройства.

В качестве датчика тока R8 автор использовал сложенный вчетверо и зажатый между клеммами отрезок нержавеющей проволоки D3 мм. Расстояние между клеммами 55 мм. Можно использовать в качестве датчика тока часть сварочного кабеля, подобрав участок такой длины, чтобы при максимальном выходном токе падение напряжения на нем составляло примерно 0,3 В. Данное условие должно соблюдаться при выборе других материалов и конструкций для датчика. На рис.4 и рис.5 изображены упрощенные электромонтажные схемы при различных конструкциях датчика тока.

Так как управляющая электронная схема не использует отдельного источника питания, удобно выполнить выпрямитель отдельным конструктивом, имеющим два входа для подачи переменного напряжения от трансформатора и два выхода для подключения сварочного кабеля, регулятор тока и амперметр на передней панели. В качестве амперметра можно использовать практически любой стрелочный прибор, измеряющий напряжение на датчике тока R8, если включить его через соответствующее гасящее сопротивление и проградуировать шкалу.

Для наладки выход схемы нагружают сопротивлением 10 Ом, мощностью не менее 100 Вт, резистор R5 устанавливают в положение минимального сопротивления, движок R13 - в верхнее положение. Включают выпрямитель и проверяют изменение выходного напряжения при вращении движка R13 в пределах 24-36 В, при необходимости подбирают R12.

Затем закорачивают выход схемы и, вращая движок R5, проверяют изменение выходного тока в пределах 30-160 А (можно измерять ток первичной обмотки трансформатора, умножая его значение на коэффициент трансформации).

Если в положении максимального сопротивления R5 выходной ток выше (ниже) 160 А, соответственно увеличивают (уменьшают) сопротивление датчика R8, изменяя расстояние между клеммами (длину участка кабеля). Пределы регулирования выходного тока резистором R5 изменяют, подбирая резистор R4. Подключают нагрузку 10 Ом, резистором R13 устанавливают напряжение на выходе 30-36 В, после чего отключают резистор 10 Ом и проверяют работу выпрямителя во всем диапазоне выходного тока, зажигая сварочную дугу.

При использовании схемы для конструирования устройств для автомобилей применяют трансформаторы, обеспечивающие при токах 160-300 А выходное напряжение 18-20 В (для автомобилей с 12-вольтовым аккумулятором) и 30-35 В (с аккумулятором на 24 В). Дроссель L1 исключают, емкость конденсатора С6 можно уменьшить до 10000 мкФ, сопротивление датчика R8 подбирают для ограничения выходного тока на уровне 160-300 А. Подбором резистора R12 устанавливают напряжение холостого хода 14 и 28 В соответственно для 12 (24 В) аккумуляторов.

Можно применять схему в зарядных устройствах, подбирая нужные диапазоны выходного тока и порог ограничения по напряжению. Дроссель L1 и конденсатор С6 исключают, стабилизатор тока в источнике питания можно заменить резистором, силовые элементы выбирают соответствующей мощности.

Если предполагается использовать для сварки только электроды, предназначенные для работы на постоянном и переменном токе (например, АНО-4; АНО-6), можно попытаться упростить конструкцию, исключив L1, С6 и элементы схемы ограничения по напряжению.

Элементы, указанные на схеме, можно заменить практически любыми аналогичными с учетом того, что элементы VT2, VT4, VT6, VT7, VD2, VD6, VD14, VD18 должны выдерживать амплитудное значение переменного напряжения, подаваемого на вход. Составной транзистор VT6 можно заменить на транзисторы из серий КТ829, КТ827 или парой из серий КТ817, КТ819, КТ805 и КТ503, КТ645 и др. При выборе силовых элементов схемы необходимо учитывать их допустимый рабочий ток и обеспечить необходимый теплоотвод.

Автор: В.Н. Каплун

Смотрите другие статьи раздела Сварочное оборудование.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Луна предотвратит мировой энергетический кризис 29.06.2002 Исследовательская группа под руководством Д. Крисвелла из Хьюстона (США) предложила систему LSP (Lunar Solar Power), которая позволит собирать энергию с солнечных батарей, расположенных на поверхности Луны, а после этого передавать ее на Землю в виде направленного пучка энергии. По подсчетам Крисвелла, в 2050 г. на Земле будет проживать 10 млрд. жителей. Для обеспечения их энергией ее потребуется не менее 20 ТВт. Луна же получает от Солнца 13000 ТВт. Передача всего 1% этой энергии на Землю позволит полностью отказаться от электростанций, которые загрязняют окружающую среду на нашей планете. Предполагается, что система LSP будет состоять из 20-40 лунных энергетических станций, расположенных на восточном и западном лимбах Луны. Каждая из них будет включать группы солнечных батарей, собирающих энергию и передающих ее по кабелям на микроволновые генераторы, которые будут излучать энергию на Землю. Принимать ее будут специальные наземные антенные комплексы. Каждый такой комплекс будет обеспечивать преобразование микроволновой энергии в электрический ток и передачу его в распределительные сети. По мнению Крисвелла, LSP - это единственный шанс обеспечить энергией нашу планету в XXI в.

Другие интересные новости:

▪ Миниатюрная модульная камера Mokacam

▪ Треугольная сингулярность

▪ Модуль памяти со сменой фазы

▪ Выпил - подойди к тестеру

▪ Мясо, выращенное в космосе

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Опыты по химии. Подборка статей

▪ статья История медицины. Конспект лекций

▪ статья Кто и когда обнаружил на Луне единорогов и крылатых гуманоидов? Подробный ответ

▪ статья Мыс Нордкап. Чудо природы

▪ статья Ключевой синхронный детектор. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Съеживающаяся монета. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026