Gekrümmter Gleichrichter. Schema, Beschreibung

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Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Schweißgeräte

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Wie die Praxis zeigt, ist der Lichtbogenbrennprozess bei Schweißgeräten mit weicher (fallender) Strom-Spannungs-Kennlinie stabiler. Zu solchen „Schweißgeräten“ kann man insbesondere ein selbstgebautes Gerät mit Gleichrichter zählen, dessen Schaltplan mit einem Haken erstellt wird und dessen Kern darin besteht, die Betriebsarten der eingeschalteten Dioden schnell zu ändern über eine typische Ventilbrücke (VCM) oder über die sogenannte Spannungsverdoppelungsschaltung (VSU).

Gekrümmter Gleichrichter
Reis. 1. Schematische Darstellung (a) und Strom-Spannungs-Kennlinie (b) eines selbstgebauten Geräts zum Schweißen mit Gleichstrom.

Eine besondere Rolle in der betrachteten technischen Lösung spielt der X2X1-Jumper. Durch das Einfügen erhalten sie von der sehr üblichen Diodenbrücke VD4-VD1 mit einem Niederfrequenzfilter C2C1L1 einen Gleichrichter, an dessen Ausgang im Leerlaufmodus die doppelte Spannung (im Vergleich zur ersten Betriebsversion) anliegt. In diesem Fall passiert beispielsweise eine positive Halbwelle der Spannung, die vom Anfang der Sekundärwicklung des Schweißtransformators T1 kommt, ungehindert das Halbleiter-Leistungsventil VD1 und kehrt, nachdem sie den Kondensator CXNUMX fast bis zum Maximum aufgeladen hat, zum zurück Ende der genannten Wicklung.

Mit Beginn einer weiteren Halbwelle wird die Durchgangskette positiver elektrischer Ladungen etwas anders sein: vom Ende der Wicklung II des Schweißtransformators T1 bis C2 und von dort – durch das Ventil VD2 – bis zum Anfang von die gleiche Sekundärwicklung. Die Kondensatoren C1 und C2 sind jedoch so miteinander verbunden, dass die resultierende Spannung gleich der Gesamtspannung ist, die über die Induktivität L1 dem Spalt „Elektrode – Teil“ zugeführt wird, was die Entstehung eines Schweißlichtbogens erleichtert.

Die Halbleiterdioden VD3 und VD4 mit geschlossener Brücke und sozusagen fehlendem Schweißlichtbogen nehmen aufgrund ihrer umgekehrten Verbindung zu den Gleichrichterkreisen nicht am Betrieb der Schaltung teil. Darüber hinaus stellt sich heraus, dass jeder von ihnen durch die Spannung des entsprechenden Kondensators gesperrt ist.

Der Nachteil typischer Verdopplungsschemata ist der Theorie zufolge eine steil abfallende äußere Kennlinie, also ein starker Abfall der gleichgerichteten Spannung mit steigendem Laststrom. Dies erzwingt den Einsatz von Ladekondensatoren mit hoher Kapazität (im betrachteten Gerät „Elektrolyte“ von jeweils 15000 Mikrofarad). Darüber hinaus sind typische Verdoppelungsschaltungen explosiv: Wenn eines der Leistungsventile ausfällt, wird die Wechselspannung direkt an den Elektrolytkondensator (Oxidkondensator) angelegt, was inakzeptabel ist. Hier sollen die bisher inaktiven VD3, VD4 ihre rettende Rolle spielen (der spezifische Beitrag dieser Dioden sowie der Betrieb des Stromkreises direkt beim Schweißen gehen über den Rahmen dieses Materials hinaus und werden daher nicht berücksichtigt). ).

Die Grafik zeigt die Existenzbereiche des vom HSM und von der APU gespeisten Schweißlichtbogens.

Nun zu den hausgemachten Knoten und Funkkomponenten, die in der vorgeschlagenen technischen Lösung verwendet werden. Die Leistung des Transformators T1, der über einen Magnetkreis PL45x80 verfügt, beträgt 2,5 kV * A. Die Primärwicklung des „Schweißers“ enthält 156 Windungen PEV2-Draht mit einem Durchmesser von 2,5 mm. Natürlich kann es auch dünner gemacht werden, aber zur Hälfte gefaltet PEV2-1.7 mm. Für die Sekundärwicklung (Senkwicklung) wurde ein BPVL mit einem Querschnitt von 16 mm2 verwendet. Die erforderliche Windungszahl beträgt hier 22.

Die Drossel L1 enthält 33 Windungen BPVL-Draht mit einem Querschnitt von 10 mm2. Sie sind auf einen Isolierrahmen gewickelt, der auf den Magnetkern SHL 50x50 aufgesetzt wird, montiert mit einem nichtmagnetischen Spalt von 2 mm, in dem 2 mm dicke Abstandshalter aus hitzebeständigem Dielektrikum eingebaut sind. Als letzteres sind Getinax oder Textolite durchaus geeignet.

Kondensatoren C1 und C2 - Oxid K50-18 oder ein anderer Typ, ausgelegt für den Einsatz in Stromkreisen mit einer Spannung von 50 V oder mehr. Die zur Verwendung in der Schaltung empfohlenen Dioden D161 können am Ende des Namens eine beliebige Kombination aus Zahlen und Buchstaben haben. Auch der Einsatz leistungsstarker „Elektrolokomotiven“ B200 ist hier durchaus akzeptabel. Jede der Dioden ist auf einem 80 x 80 x 45 mm großen Duraluminium-Kühlkörper mit vertikalen Rippen montiert (zur besseren Kühlung durch Konvektion). Die Anschlüsse X2-X5 sind M10-Schrauben aus Messing oder Kupfer mit Unterlegscheiben und Muttern, die aus Textolith oder Getinaks an die Frontplatte gebracht werden. Jumper mit einem Querschnitt von 30 mm2 – aus Kupfer oder Aluminium.

Autor: A. Trifonov, St. Petersburg

Siehe andere Artikel Abschnitt Schweißgeräte.

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