Как правильно запустить трансформатор на тиристоре 220 В

Для управления мощностью в нагрузке при построении сварочных электронных агрегатов обычно применяется связка, состоящая из трансформатора и полупроводникового регулирующего элемента (тиристора). Для того чтобы выяснить, как запустить трансформатор на тиристоре 220 В – потребуется подробно изучить схему управления этим элементом.

Прежде всего, необходимо обратить внимание на следующие моменты:

  1. Трансформатор в этой цепочке необходим как звено системы, без которого невозможно формирование управляющих импульсов с заданными параметрами.
  2. При таком способе получения требуемой внешней характеристики применяется принцип фазового управления тиристором, подключенным последовательно с нагрузкой (смотрите фото справа).
  3. Рассматриваемая схема управления тиристорным сварочным трансформатором содержит полупроводниковый элемент, включенный во вторичную цепь преобразователя.

В состав управляющего модуля также входят специальный формирователь, выдающий импульсные сигналы для коммутации тиристоров ТЛ171, и выпрямительный блок на диодах В200. С их помощью устанавливаются требуемые значения выходных параметров (тока и напряжения).

Схема трансформатора

Принцип фазового управления

Используемый в рассмотренной выше схеме принцип нуждается в подробном исследовании, поскольку на его основе работает большинство современных электронных инверторов. Для понимания сути этих процессов необходимо ознакомиться с особенностями срабатывания управляемых приборов типа «тиристор», состоящих в следующем:

  • Фазовое регулирование в схемах управления тиристорными трансформаторами предполагает изменение промежутка времени, в течение которого коммутирующие элементы находятся в открытом состоянии.
  • В результате этого изменяется мощность, отдаваемая ими непосредственно в нагрузочные цепи.
  • Благодаря электронному способу управления параметрами выходного тока удается обеспечить качественную и плавную регулировку выходной мощности, существенно повышающую устойчивость рабочей дуги.

Трансформатор

В некоторых схемах регулятор устанавливается в цепь первичной обмотки и состоит из двух встречно включенных тиристоров. При таком способе регулирования каждый из коммутаторов проводит ток одной полярности; при этом в нагрузке он остается переменным. Моменты включения и отсечки мощных тиристоров определяются временем поступления импульсов с формирующего модуля (так называемым «углом управления»).

С увеличением этого угла время открытого состояния увеличивается, а мощность в нагрузке возрастает. При его уменьшении наблюдается обратный процесс.

Импульсная трансформация

Импульсная стабилизация, как способ получения устойчивой сварочной дуги, пользуется все большей популярностью. При построении таких схем помимо основного преобразователя Т1 в них применяется еще один (импульсный) Т2 с коэффициентом передачи порядка единицы.

Схема упрощенная

При открывании любого из включенных в первичную цепь тиристоров V1,V2 в ней формируется короткий токовый всплеск. Он протекает через конденсатор С1 и наводит во вторичной обмотке Т2 импульс тока iи (фото слева). Достаточное для уверенного зажигания напряжение в режиме холостого хода должно быть не менее 500 Вольт, а ток в нагрузке может достигать 100 Ампер (в кратковременном импульсе).

Обратите внимание! Так как время подачи очередного импульса до сотых долей секунды совпадает с моментом открывания каждого из тиристоров – в специальной фазовой синхронизации такая схема не нуждается.

Требуемые рабочие характеристики удается получить за счет обратной связи (ОС) по основным выходным параметрам (напряжению и току).

Плата с деталями регулятора напряжения на тиристоре

Самодельный импульсный регулятор на тиристоре

Рабочая схема

Упрощенная схема сварочного аппарата

Для того чтобы произвести расчет трансформатора для управления тиристором – прежде необходимо ознакомиться хотя бы с одним из вариантов их изготовления. В предлагаемую схему самодельного импульсного трансформатора, работающего от сети 220 В, входят следующие основные узлы (фото ниже):

  • Силовой блок тиристорного регулятора.
  • Электронная схема управления, запускающаяся от импульсной обмотки.

Важно! Импульсная обмотка III и питания I индуктивно связываются через конденсатор С.

Амплитуда и длительность формируемых импульсов определяется соотношением числа витков в этих катушках, а также номиналом емкости. Для того чтобы изготовить агрегат по приведенной выше схеме можно взять любой трансформатор от отслужившего свой срок оборудования, удовлетворяющего следующим требованиям:

  •  обеспечивать требуемое напряжение для надежного зажигания дуги в режиме холостого хода;
  • длительно выдерживать сварочный ток без перегрева обмоток;
  • соответствовать требованиям ПУЭ в части электрической безопасности.

Трансформатор

В отсутствие готового преобразователя придется делать его «с нуля», причем начинать следует с выбора и  расчета сердечника.

Особенности изготовления магнитопровода

Для изготовления сердечника устройства, обеспечивающего управление тиристорами через трансформатор импульсный, лучше всего подойдут два ферритовых кольца. Их можно снять со списанного оборудования, проследив за тем, чтобы общая площадь поперечного сечения кольцевых заготовок была не менее 50 см2.

Все рабочие поверхности магнитопровода изолируются лакотканью, а сами кольца затем скрепляются хлопчатобумажной лентой, образуя фигуру в виде восьмерки.

Поверх изоляционного слоя впоследствии наматываются питающая, импульсная и силовая обмотки трансформатора. Для увеличения площади поперечного сечения каждая из катушек разбивается на две половинки (полуобмотки) и разносится на разные участки кольца магнитопровода. Этот прием позволяет сэкономить намоточное место и без особых проблем разместить все три рабочие катушки.

Магнитопровод трансформатора

Намотка

Для намотки всех катушек тиристорного преобразователя берется провод в лаковой изоляции, дополнительно защищенный сверху оболочкой из ткани. Для достижения требуемого магнитного эффекта потребуются медные жилы диаметром не менее 3-х мм.

Дополнительная информация: Если проводников такого типоразмера найти не удается – можно взять жилу меньшего диаметра (1,7 мм, например) и наматывать ее на сердечники сложенной вдвое.

Трансформатор силовой

Для получения необходимых выходных показателей по току и напряжению потребуется намотать все катушки примерно по 210 двойных витков.

Качественный преобразователь, используемых с целью управления мощными тиристорами импульсного трансформатора, удается собрать лишь при условии соблюдения правил намотки (плотном прилегании отдельных проводников). Для этого желательно воспользоваться специальным станком, обеспечивающим хороший натяг каждой жилы.

В заключение отметим, что импульсные трансформаторы для управления тиристорами широко используются в современном электронном оборудовании (включая сварочные агрегаты). Для того чтобы научиться собирать эти устройства, а затем запускать в эксплуатацию – сначала придется внимательно ознакомиться с принципами их работы.

Трансформатор с намоткой

Добавить комментарий
Adblock
detector