ユニバーサルサイリスタレギュレータ。スキーム、説明

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汎用サイリスタレギュレータ。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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基本回路 (図 1) は溶接整流器用に開発されたもので、ステンレス電極を使用した場合に 30 ～ 160 A の電流範囲で高品質の溶接アークを得ることができます。二次巻線電圧が 28 ～ 60 V、電流が最大 160 A の変圧器であれば、整流器に使用できます。従来の変圧器は「難しい」特性を持ち、正確に計算されていない溶接変圧器は、溶接時に供給ネットワークを強く「停止」させます。

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溶接電流は、整流器の前面パネルにある抵抗器 R5 によってスムーズに調整できます。この回路は、整流器の開回路電圧を 30 ～ 40 V に制限するため、溶接機の作業がより安全になり、動作電圧 6 V の出力フィルタコンデンサ C30 を使用できるようになります。

電流フィードバックの導入 (信号は電流センサー R8 から取得されます) により、ネットワーク内の電圧が変動した場合に短絡電流が制限され、溶接電流が安定します。これは、田舎や長いリード線でよく起こる「弱い」ネットワークで作業する場合に特に重要です。

回路の一部の要素を変更すると、車の始動用充電器や強力な溶接整流器など、1 ～ 1000 A の電流に対応する制御整流器を作成するために使用できます。

この回路は最小限の数の最も手頃で安価なコンポーネントを使用しており、回路セットアップは簡単です。

この回路は、パワー素子の取り付けの容易さと回路の多用途性の要件を考慮して、従来の回路ソリューションを考慮して開発されました。

制御ブリッジ整流器は、要素 VS1、VS2、VD1、VD4 で作成されます。要素 R16、R18、R25、VD12、VD13、VT3 には、主電源電圧が 5 を通過する瞬間に鋸歯状電圧発生器 (GPN) のコンデンサ C0 を放電するための回路が組み込まれており、信号 GPN、したがって開き角VS20 と VS24 の電圧は、エミッタ VT14 の電圧によって決まります。この電圧は、電流センサー R4、出力電圧制限段 (R5、R1 ～ R2、C5、VD8、VD6、VT11) からの信号、および抵抗によって決まります。抵抗R15。 R4 は、VT9 に基づいて初期オフセットを設定し、電流センサー R11 の両端の電圧降下が VT2 を開くのに十分な出力電流の量を決定します。

出力電圧がしきい値（トリマー抵抗器 R13 の位置によって決定される）を超えて上昇すると、抵抗器 R2 を流れるトランジスタ VT6 の電流によって VT1 も開き、VT5 エミッタの電圧が増加し、サイリスタの開き角度は次のようになります。出力電流、出力電圧が設定値を超えないように自動で維持します。カスケード電流発生器 4 A (R1、R2、VD16、VD17、VT6 上) は、サイリスタ VS1 と VS2 およびデカップリングダイオード VD7 と VD8 を開くのに必要な電流を生成します。 20 mA の電流発生器 (R9、R26、VD4、VD5、VT7) とパラメトリックスタビライザー (R10、VD10) が安定した電圧を提供します。

コンデンサ C6 (出力フィルタ) とインダクタ L1 は、溶接アークの安定した「ソフトな」点火と燃焼のための条件を作り出します。

変圧器の最適な出力電圧 (整流器が供給すべき最大電流における) は 28 ～ 35 V です。最大 60 V の出力電圧を持つ変圧器も使用できますが、これにより、低電圧でのアークの安定性が悪化する可能性があります。出力電流。インダクタ L1 は、断面積が 15 ～ 25 cm2、非磁性ギャップが 0,5 mm の変圧器鋼製の適切なコア上に作成できます。巻き数は 50 ～ 80、ワイヤ断面積は少なくとも 10 mm2 です。コンデンサ C6 は、動作電圧が少なくとも 30 V、総容量が少なくとも 30000 マイクロファラッドの電解コンデンサから採用されています。ダイオード VD1、VD3、サイリスタ VS1、VS2 は、ラジエーターに取り付けることで、少なくとも 160 A の電流用に設計されたほぼすべてのものを使用できます。 28〜35 Vの電圧で1つの巻線を持つ変圧器を使用する場合、それらは直列に接続され、中間点はVD3とVD1のカソードの接続点に接続され、VD3とVDXNUMXのダイオード自体は回路から除外されます。

図 2 は要素の位置を示し、図 3 はデバイスのプリント基板を示します。

電流センサーR8として、D3mmのステンレス線を55回折って端子間に挟んだものを使用しました。端子間距離は0,3mmです。最大出力電流で両端の電圧降下が約 4 V になるような長さのセクションを選択して、溶接ケーブルの一部を電流センサーとして使用できます。この条件は、溶接ケーブルの他の材料や設計を選択するときに観察する必要があります。センサー。図 5 と図 XNUMX は、さまざまな電流センサー設計の簡略化された配線図を示しています。

制御電子回路は別個の電源を使用しないため、変圧器から交流電圧を供給するための 8 つの入力と、溶接ケーブル、電流調整器、および電流計を接続するための XNUMX つの出力を備えた別個の構造の整流器を作成すると便利です。フロントパネル。適切なダンピング抵抗を介してオンにし、スケールを校正すれば、電流センサー RXNUMX の電圧を測定するほとんどすべてのポインターデバイスを電流計として使用できます。

調整のために、回路の出力には少なくとも10 Wの電力で100オームの抵抗が負荷され、抵抗器R5が最小抵抗の位置に設定され、スライダR13が上の位置にあります。整流器をオンにして、R13 エンジンが 24 ～ 36 V 以内で回転するときの出力電圧の変化を確認し、必要に応じて R12 を選択します。

次に、回路の出力が短絡され、R5 スライダーを回転させることによって、出力電流の変化が 30 ～ 160 A の範囲内でチェックされます (その値にを掛けることで、トランスの一次巻線の電流を測定できます)。変換率）。

最大抵抗値 R5 の位置で、出力電流が 160 A より大きい（小さい）場合、それに応じてセンサー R8 の抵抗値が増加（減少）し、端子間距離（ケーブル部分の長さ）が変化します。抵抗 R5 による出力電流レギュレーションの制限は、抵抗 R4 を選択することによって変更されます。 10 オームの負荷が接続され、出力電圧が抵抗 R13 で 30 ～ 36 V に設定されます。その後、10 オームの抵抗がオフになり、出力電流範囲全体で整流器の動作がチェックされ、溶接アークが点火されます。

車用のデバイスを設計する回路を使用する場合、160 の電流で 300 ～ 18 V (20 ボルトのバッテリーを搭載した車の場合) および 12 ～ 30 V (35 V バッテリーの場合) の出力電圧を提供する変圧器が使用されます。 24A。インダクタ L1 は除外され、コンデンサ C6 の静電容量は 10000 マイクロファラッドまで減らすことができ、センサ R8 の抵抗は出力電流を 160 ～ 300 A のレベルに制限するように選択されます。抵抗 R12 を選択することにより、開回路になります。 14 (28 V) バッテリーの場合、電圧はそれぞれ 12 V と 24 V に設定されます。

希望の出力電流範囲と電圧制限しきい値を選択することで、この回路を充電器に適用できます。インダクタ L1 とコンデンサ C6 は除外され、電源の電流安定器は抵抗に置き換えられ、適切な電力を備えたパワー素子が選択されます。

直流および交流で動作するように設計された溶接用の電極のみを使用する場合 (ANO-4、ANO-6 など)、L1、C6、および電圧制限回路の要素を除外して設計を簡素化することができます。。

図に示されている要素は、要素 VT2、VT4、VT6、VT7、VD2、VD6、VD14、VD18 が電源に供給される AC 電圧の振幅値に耐える必要があるという事実を考慮して、ほぼ同様のものと置き換えることができます。入力。複合トランジスタ VT6 は、KT829、KT827 シリーズのトランジスタ、または KT817、KT819、KT805 と KT503、KT645 シリーズなどのトランジスタで置き換えることができます。回路のパワー素子を選択するときは、それらの特性を考慮する必要があります。許容動作電流を確認し、必要なヒートシンクを提供します。

著者：V.N。カポン

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