- Основні характеристики
- Застосування в зварюванні
- особливість випрямлячів
- установка
- Застосування на практиці
Наша сеть партнеров Banwar
Діод - це напівпровідниковий прилад, який володіє різною провідністю залежно від прикладається напруги. Має всього два висновки: анод і катод. При подачі прямої напруги (на анод подається позитивний потенціал в порівнянні з катодом) він відкритий. При подачі негативної напруги він закривається.
Ця особливість приладу широко використовується в електротехніці, зокрема діодний міст застосовують для зварювального апарату, щоб випрямляти змінний струм, покращуючи якість зварювання.
Основні характеристики
Головними параметрами, на які звертають увагу при виборі випрямлячів для зварювальних апаратів , Є:
- максимально допустимий постійний зворотний напруга;
- максимальний середній прямий струм за період;
- робоча частота перемикання;
- постійне пряме напруга при максимальному прямому струмі;
- максимально допустима температура корпусу.
Амплітуда побутової мережі складає близько 310 В, тому потрібно використовувати діоди з зворотною напругою 400 В і вище. Прямий струм жорстко пов'язаний з потужністю приладу, і на нього також звертають увагу. Робоча частота показує, в якому випрямлячі можна використовувати напівпровідник, застосовувати його в мережевому або вихідному блоці інвертора.
Пряме напруга напівпровідника характеризує потужність розсіювання на самому приладі. Це дозволяє розрахувати розміри радіатора або системи охолодження. Гранична температура корпусу зварювального апарату дає можливість передбачити схему захисту від перегріву.
Застосування в зварюванні
У будь-якому трансформаторному зварювальному апараті постійного струму або инверторе присутні силові діоди. Вони призначені для випрямлення змінного струму. Для підвищення коефіцієнта корисної дії діоди підключають по бруківці схемою, в цьому випадку обидва напівперіоду припадають на навантаження.
У трансформаторному зварювальному апараті випрямні діоди встановлюють на виході вторинної обмотки. Зварювальне обладнання має понижуючий трансформатор, відповідно, напруга холостого ходу значно нижче вхідного, тому тут потрібні прилади великої потужності і низької частоти. Для цього підійдуть випрямні діоди В200 (максимальний струм 200А).
Для зварювального інвертора потрібно два випрямляча. Один розташовується на вході джерела живлення. Він перетворює змінний струм 220 вольт 50 Гц в постійний, який перетворюється в подальшому в змінний струм високої частоти (40-80 кГц).
При потужності апарату 5 кВт випрямні діоди повинні мати зворотну напругу 600-1000 В і середній прямий струм 25-35 А при частоті 50 Гц.
Другий випрямляч розташовується після високочастотного трансформатора. Тут вимоги інші. Максимальний прямий струм повинен бути не менше 200 А на частоті 80 кГц, а зворотна напруга перевищувати напруга холостого ходу (60-70 В).
У будь-якому випадку використовуються діоди з категорії потужних, з майданчиком для монтажу радіатора, оскільки без відведення тепла пристрій швидко згорить.
особливість випрямлячів
Випрямляч для зварювального апарату виконується по мостовій схемі. при виготовленні зварювального апарату своїми руками і застосуванні діодів В200 потрібно враховувати, що їх корпус знаходиться під напругою.
Тому коли випрямляч встановлюють на радіатор, він повинен бути ізольований від інших елементів схеми, від корпусу приладу і від сусідніх діодів теж. А це створює певні незручності для зварника.
Доводиться використовувати більший корпус. Для зменшення габаритів апарату застосовують випрямний прилад ВЛ200, який має іншу полярність. Це дозволяє об'єднати напівпровідники на два парних радіатора.
В останні роки стали випускати досить потужні діодні мости в одному корпусі. За розмірами така конструкція з діодів приблизно відповідає сірниковій коробці, має майданчик для посадки радіатора, максимальний прямий струм 30-50 А. Диодная збірка має значно меншу вартість у порівнянні з діодами В200.
Якщо по роботі пристрою потрібен більш потужний міст, то цю проблему можна легко вирішити, використовуючи паралельне підключення мостових збірок. Однак їх надійність в такому випадку буде нижче, ніж у одиночних потужних діодів.
установка
При використанні паралельної схеми з'єднання діодних мостів необхідно враховувати, що всі вони мають деякий розкид за параметрами.
Тому при підборі елементів необхідно робити це з деяким запасом міцності. При дотриманні цієї вимоги для зварювального апарату можна отримати діодний міст більш компактний, ніж при використанні одиночних діодів.
Діодні збірки дозволяють розміщувати їх на одному радіаторі, так як корпуси не перебувають під напругою. Це дозволяє монтувати їх в будь-якому місці, і навіть зовні.
Залежно від необхідного зварювального струму для випрямляча можуть знадобитися від 3 до 5 діодних зборок. Для кращої тепловіддачі діодні мости встановлюються на радіатор через теплопроводящую пасту.
До контактів провідники рекомендується приєднуватися пайкою, в іншому випадку можуть бути втрати потужності в місці контакту і його сильне нагрівання.
Застосування на практиці
Для прикладу, розглянемо інверторний апарат TELWIN Force 165. У вхідному випрямлячі використовуються діодні збірки GBPC3508. Випрямний міст GBPC3508 може працювати з струмом 35 А, зворотна напруга - 800 В.
З ним разом йде обов'язково згладжує фільтр з конденсаторів великої ємності. Крім цього є фільтр електромагнітної сумісності, який не пропускає перешкоди від інвертора в побутову мережу.
На виході інвертора використовуються потужні здвоєні діоди із загальним катодом. Вони мають високу швидкодію на відміну від діодів розташованих на вході пристрою.
Завдяки малому часу відновлення, менше 50 наносекунд, прилади встигають перемикати високочастотний струм на виході вторинної обмотки.
В даному приладі використовуються здвоєні діоди марок STTH6003CW, FFH30US30DN або VS-60CPH03, розраховані на прямий струм 30 ампер на один прилад (60 ампер на обидва) і зворотна напруга 300 вольт.
Встановлюються на радіатор. Для захисту напівпровідників від перевантаження використовується RC фільтр. Схема управління вимагає стабільне джерело живлення без кидків напруги.
Для цього в приладі передбачені стабілітрони або вже готовий інтегральний стабілізатор, які забезпечують стабільне живлення на мікросхемах управління. В результаті виходить компактний пристрій, що дозволяє якісно варити метал.