2A0FE2CC225C682927DC4091569CD17A3299 Сімісторний регулятор для зварювального апарату

У цьому пристрої використовується регулювання потужності навантаження за допомогою симістора, включеного в первинну обмотку силового трансформатора. Схема придатна також для управління іншими приладами змінного струму, наприклад, нагрівачами, лампами розжарювання великої потужності, електродвигунами і т.п.
На рис.1 показана функціональна схема, що складається з трансформатора Тr2 і симістора (тріаки) ТС1. а на рис.2 – зміна струмів і напруг. У першому періоді мережевої напруги задається мінімальне значення напруги (рис.2. частина 1), у другому-максимальне (мал.2, частина 2). В ході вимірювань вторинна обмотка навантажувати пампою розжарювання потужністю близько 100 Вт “Поведінка” кривих можна витлумачити наступним чином:
- Напруга між електродами МТ1-МТ2 симістора (рис.2) зростає до тих пір, поки не відбувається його відкривання. Тоді напруга між електродами падає практично до нуля і залишається таким до кінця напівперіоду. У наступному напівперіод відбувається те ж саме;
- Зміна струму між мінімальним і максимальним значеннями (рис.26) відбувається рівномірно (опір Rs-еквівалентний опір сполучних проводів). Із зростанням струму зникає видимий стрибок біля переходу напруги через нуль;
- Зміна напруги в первинній обмотці трансформатора (Ріс.2в) має складну форму, яка поступово наближається до синусоїдальної.
Схема підключення зварювального трансформатора наведена на рис.3. У схемі додатково є:
- Фільтр мережевих перешкод;
- Схема управління сімістором.
У пристрої використано промисловий зварювальний трансформатор (ТГ2). Котушка первинної обмотки розрахована на 220 В з номінальною індукцією близько 1.5 Тл. Струм холостого ходу при напрузі мережі 230 В складає близько 3 А. Напруга холостого ходу на вторинній обмотці – 50 В. Низька напруга короткого замикання компенсовано шунтової котушкою з великою кількістю витків, ніж у вторинної обмотки. Мета даного регулятора полягає в тому, щоб здійснювати плавне регулювання зварювального струму.
Фільтр мережевих перешкод складається з котушок L1, L2 і конденсаторів С1, С2. Крім фільтрації, його завдання полягає в зменшенні імпульсів струму, що виникають при включенні дуги. Котушки приблизно на 3 … 6 В знижують напруга, що подається на трансформатор. Число витків котушок задано для індуктивності 2,4 мГ, із значенням А = 6200 нГ/віток2. Сімістор можна замінити будь-яким іншим, що витримує повне напруга мережі і максимальний струм. Мета C3-R1 фільтрує радіочастотні перешкоди, створювані сімістором.
Напруга живлення схеми управління сімістором створюється трансформатором Тr1 з доданими мостом Gr. Трапецієвидна форма напруги утворюється резисторами R2. R3 і стабілітроном D1. Напруга в кожному напівперіод падає до нуля. Це синхронізує мета запуску сі-
містера. Параметри генератора на одноперехідному транзисторі Т1 визначаються номіналами Р, R4 і С4. Значення Р і R4 я визначив досвідченим шляхом. Опір 22 +33 кОм створює мінімальний зварювальний струм, 33 кОм – максимальний, досяжний від мережі. Значення Р = 47 кОм. R4 = 4.7 кОм відповідають гарній роботі трансформатора від 230 В. Тиристор ТС2 забезпечує необхідний струм для відкривання симістора. За відсутності одноперехідного транзистора його можна замінити аналогом на двох біполярних. включених за схемою, наведеною на рис.4
Конструкція регулятора. Схема регулятора розміщується на двох друкованих платах з одностороннього склотекстоліти. Плата більшого розміру містить фільтр перешкод, симистор і блок живлення схеми управління. На платі меншого розміру знаходиться сама схема управління з тиристором. Креслення першого плати показаний на рис.5, а розміщення деталей – на рис.6. У схемі керування використовується потенціометр з пластмасовою віссю. Висновки потенціометра знаходяться під мережевим потенціалом, тому така вісь забезпечує необхідну ізоляцію. Креслення другого плати зображений на рис.7, розміщення деталей показано на рис.8. Плати з’єднуються один з одним трьома проводами. Така конструкція практична з багатьох точок зору:
- Спрощує розміщення плат в корпусі приладу;
- Полегшує налагодження схем
При виготовленні друкованих плат слід враховувати наявність мережевої напруги, тому необхідно витримувати достатні відстань між доріжками. Крім того.
зважаючи великих струмів з’єднувальні контакти повинні мати відповідну допустиме навантаження. Місця кріплення котушок L1, L2 посилені трубчастими заклепками 02,5 мм. У точках з’єднання N, L, N1, МТ2 встановлені плоскі контакти для великих струмів (простого припаювання до фользі недостатньо, оскільки фольга може перегрітися і відшаруватися від плати). На доріжки плати силової частини додатково напоюються луджений провід У припущенні, що фольга провідників має ширину 7 мм і товщину 0,02 .. .0,03 Мм, отримаємо перетин всього лише близько 0,2 мм2, а допустиме навантаження по струму через провідник становить 20 А/мм2. Фольговані боку схеми покриваємо лаком.
Котушки фільтра L1, L2 мають розміри 046×28 мм. Вони поміщаються в горшкообразний сердечник з A = 6200. Котушки містять 19.75 витків емальованого дроту 01.5 мм. Витки на обмотках поміщаються точно в два ряду. Ніщо не заважає виконати котушки фільтра і іншої форми, важливо лише, щоб провід з гарантією витримував максимальний струм 16 А. Радіатор сімістора виготовлений з тепловідводу для потужного транзистора.
Налагодження. Випробування схем виробляємо з обережністю, оскільки практично кожна їх деталь знаходиться під мережевим потенціалом У роботі використовуємо мережевий кабель, забезпечений ізольованими контактами. Виготовлені плати спочатку не з’єднуємо один з одним. Харчування схем виробляємо від розетки, забезпеченою окремим вимикачем У будь-якому випадку мережева напруга залишаємо включеним лише до тих пір, поки воно необхідне для вимірів. Спочатку вимірюємо напругу живлення схеми управління. Воно повинно відповідати напрузі стабілізації стабілітрона D1. Ця напруга не критично (годяться значення в інтервалі 10 … 15В). При відключеному мережевому напрузі під’єднуємо три дроти схеми керування і підключаємо зварювальний трансформатор до контактів N1 і МТ2. При включенні мережевої напруги за допомогою потенціометра Р можна змінювати напругу і струм. подаються на трансформатор Форму кривих, відповідну рис2, b і с, контролюємо за допомогою осцилографа.

Файл:2A0FE2CC225C682927DC4091569CD17A123 Сімісторний регулятор для зварювального апарату 3.jpg