Діоди як основа випрямного моста зварювального апарату

Діод – це напівпровідниковий прилад, що працює на принципі p-n-переходу, і служить для перетворення вхідної енергії певного типу в інший тип. Найпоширеніше перетворення – “випрямлення” електричного струму. Випрямні діоди використовуються безпосередньо в блоках харчування, зарядний пристрій для перекладу змінного струму в постійний, без них не обходяться і зварювальні апарати.

зміст

Основні види

  • Випрямні діоди. Головною характеристикою є змінне внутрішній опір, яке залежить прямо пропорційно від прикладеної напруги.
  • Світлодіоди. Основна функція – індикатор при наявності на ньому електричного струму.
  • ІК діоди. Застосовується в пристроях дистанційного керування.
  • Фотодіоди. Перетворює світловий потік в електричний струм.
  • Стабілітрони. Працює даний вид виключно в ланцюгах з постійним струмом і виконує порогову функцію, обмежуючи напруги на певному рівні.
  • Ємнісні діоди (варикапи). Працює як керований конденсатор за рахунок варіювання своєї внутрішньої ємності (опору) при подачі на нього різної напруги.
  • Діоди Шотткі. Вони характеризуються малим падінням напруги і швидкодією.
  • Тиристори. Діод має принципову відмінність – три висновки: анод, катод і керуючий діодний електрод. Головною особливістю є можливість знаходиться в двох станах: низькою провідності (закрите) і високої провідності (відкрите) і здійснювати перехід під дією сигналу з одного стан в інше.
  • Сімістори. Збірка з двох тиристорів, які включені паралельно назустріч один одному. Зручний для схем зі змінним напругою, пропускає струм в двох напрямках.

Деякі діоди найкраще працюють в різних зв’язках (парами), доповнюючи один одного і розширюючи можливості подібної компоновки.

Основні характеристики

За максимальним значенням допустимого прямого струму розрізняють діоди потужністю:

  • Малої – до 3х102 mA.
  • Середній – від 3х102 mA до 10 А.
  • Великий – від 10 А.

За технологією виготовлення розрізняють:

  • Точкові.
  • Площинні.

За матеріалом виготовлення:

  • Германієві.
  • Крем’яні.

По фізичних характеристиках крем’яні діоди значно перевершують германієві, що в свою чергу вплинуло і на області їх застосування, зварювальні апарати так само розширили свої можливості.

Однополуперіодні випрямлячі складаються з діодів. Вони не дорогі, але з одним великим недоліком: використовують тільки половину хвиль змінного струму, тому втрати напруги складають більше 50%. Виправити ситуацію без залучення дорогих елементів допомагає діодний міст.

Збірка з чотирьох діодів, яка здатна пропускати струм протягом усього підлозі періоду, є діодний міст. Його основне призначення – це перетворення змінного струму в пульсуючий постійний електричний струм і без втрати потужності. Для зварювального апарату випрямляч, в якому доданий питання вирішується наявністю мосту, є кращим. Діодні мости виготовляють в окремому корпусі, друкують схему безпосередньо на платі або діодний міст можна зібрати самостійно.

Принцип роботи, включення в схему

Діодний міст – збірна електрична схема складається з чотирьох діодів, два з яких підключені послідовно і зустрічно один до одного, а з рештою знаходяться в послідовному з’єднанні. Випрямний міст заснований на паралельну роботу негативних і позитивних діодів, а саме:

  • Позитивні – пропускають тільки позитивну півхвилю змінної напруги;
  • Негативні – одночасно обрізають негативну півхвилю складову змінну напругу.

На виході діодного моста виходить пульсуюче позитивне напруга постійної величини. Пульсація незначна, але цей діодний ефект прибирають за рахунок фільтрів або додавання конденсатора.

Поширеними включеннями діодних схем є:

  • Однофазна мостова схема

Змінна напруга подається на вхід схеми і в кожен напівперіод струм проходить через два діода ( «+» або «-«), а два інших є закритими. Результат: частота напруги на виході в двічі більше частоти подається пульсуючого напруги.

  • Трифазна мостова схема

Результатом такого включення є отримання напруги на виході з значно меншою пульсацією ніж дає діодний міст при однофазному включенні.

Сьогодні зварювальні апарати представлені широким розмаїттям. За помірну ціну для зварювального справи можна підібрати сучасний побутовий апарат або для плазмового різання. Без зварювального апарату зараз не обійтися, і при невеликих будівельних роботах, і в авто майстерні.

Принцип пристрою і роботи зварювального апарату простий. Примітивна конструкція складається з: силового трансформатора з первинної обмоткою, теплової захист і вентилятора для охолодження. Середнє значення робочого струму апарату до 160 А і розраховані звичайні моделі на роботу з покритими електродами до d = 4 мм.

Причини необхідності доопрацювання зварювального апарату

Основні причини змушують провести якусь халепу найчастіше залежать не від самого апарату, а від умов його застосування і бажання розширити його початкові можливості. Так можна виділити:

  • Перебої в побутовій мережі напруги. Деякі апарати при низькій напрузі навіть не запускаються.
  • Бажання підвищити естетичні характеристика виробленого зварного шва.
  • Можливість спростити завдання “запалювання” дуги при номінальному і зниженій напрузі.
  • Збільшення теплового режиму при довгій роботі зварювального апарату.
  • Бажання отримати стабільну електричну дугу.

Всього цього можна досягти використовуючи випрямні діоди, тим самим, переорієнтувавши зварювальні апарати на роботу з постійним струмом.

Основні моменти удосконалення

Головну роль в технічному перетворенні зварювального апарату виконує випрямляч. Його конструювання вимагає підбору моста з діодів і фільтра низьких частот. Ця збірка повинна давати задовільний вихідна напруга при роботі на холостому ходу.

Так само слід врахувати:

  1. Застосування звичайної схеми моста призведе до різкого зниження випрямного напруги при підвищенні струму навантаження в момент запалювання дуги, що ускладнює зварювальні роботи. Проблема вирішується використанням електролітичного конденсатора великої ємності або ж заміною схеми підключення.
  2. Для збірки краще використовувати більш компактні діоди (Д161, В200). Навіть якщо вони з різною провідністю їх радіатори можна скріпити без прокладок шпильками між собою.
  3. Особливості кріплення діодного моста до зварювального апарата: інтенсивне використання – один висновок моста підключається до загальної клеми, а інший висновок залишається вільним для подальшого з’єднання з потрібним висновком трансформатора; робота з малим напругою – діодний міст залишається з двома вільними висновками.

Модернізація зварювального приладу при самостійній збірці діодного випрямляча вимагає ретельної підготовки і вивчення схем. Практично всі зварювальні агрегати можна вдосконалити випрямлячем за схемою Трифонова, який здатний поліпшити конструкцію за багатьма параметрами.

Ссылка на основную публикацию