Каталог радиолюбительских схем

ТРИНИСТОРНЫЙ ВОЗБУДИТЕЛЬ ДУГИ

А. Зайцев, В. Коряжкин, В. Лугин.

Для возбуждения сварочной дуги переменного тока широко применяются искровые осцилляторы. Однако они имеют существенный недостаток — высокий уровень радиопомех. Этого недостатка лишены генераторы импульсов, которые для повторных возбуждений дуги подают кратковременный импульс на дуговой промежуток в моменты перехода тока через нуль.

Описываемый ниже возбудитель последовательного включения разработан на основе генератора импульсов. Общий принцип действия подобных устройств заключается в разряде конденсатора на дуговой промежуток непосредственно или через трансформатор.

Основным затруднением при разработке было выполнение трансформатора с достаточной мощностью на выходной обмотке. Эта проблема связана с ограничением напряжения, подаваемого на первичную обмотку, и скорости его нарастания техническими данными тринистора. Поэтому требуется, чтобы трансформатор имел большой коэффициент трансформации. Однако как повышение коэффициента трансформации, так и увеличение числа витков вторичной обмотки для трансформатора с одним магнитопроводом неизбежно ведет к росту межвитковой емкости, шунтирующей выходной сигнал.

Авторами применен оригинальный трансформатор с расщепленным магнитопроводом, т. е. состоящий из нескольких трансформаторов. Их вторичные обмотки соединены последовательно, первичные — параллельно. Поэтому шунтирование сигнала происходит в пределах обмотки одного трансформатора и не возрастает с увеличением числа трансформаторов.

Принципиальная схема возбудителя приведена на рисунке. В него входят удвоитель напряжения, представляющий собой мост из диодов Д1, Д2, ограничительного резистора R1 и конденсаторов С1—С4 трансформатор последовательного включения Tp1; тринистор Д3; цепь запуска тринистора, состоящая из стабилитронов Д4, Д5, диода Д6, резистора R2 и контактов Р1.1 реле Р1. Реле Р1 через стабилитрон Д12 и выпрямитель на диодах Д8 — Д11 подключено к конденсатору С5, шунтирующему сварочный источник питания. Стабилитрон Д12 подобран таким образом, чтобы реле при холостом ходе включалось, а после зажигания дуги отключалось.

При нажатии кнопки В1 в том случае, если реле Р1 включено (холостой ход сварочного источника), триннстор открывается, и конденсаторы С1 — С4 разряжаются через первичную обмотку трансформатора Tp1. Трансформатор имеет большой коэффициент трансформации (44 для тока 150 А и 22 для 300 А). Поэтому на выходной обмотке создается высоковольтный импульс, достаточный для пробоя.

Принципиальная схема возбудителя дуги дугового промежутка длиной 2,5—5 мм в воздухе и более 10 мм в аргоне.

Если после первого импульса дуга не возникла, возбудитель будет давать импульсы с частотой повторения 50 Гц до тех пор, пока будет нажата кнопка и пока не возникнет устойчивая дуга.

Диод Д7 предназначен для защиты тринистора от пробоя обратным напряжением и для получения выходных импульсов в виде затухающих гармонических колебаний, улучшающих условия возбуждения дуги (этот метод защищен авторским свидетельством № 484058).

Быстронасыщающийся дроссель Др1 предназначен для защиты от перегрузок, возникающих при нарастании напряжения, и снижения коммутационных потерь в тринисторе в моменты включения. Как известно, включение тринистора на очень малое сопротивление быстронасыщающегося дросселя обеспечивает значительное снижение тока в течение начального времени его открывания, что существенно снижает потери и локальный разогрев тринистора.

Детали и конструкция. Дроссель Др1 выполнен на тороидальном магннтопроводе типоразмера К10X6X5 из феррита 2000НМ и содержит 3 витка провода МГШВ 0,35. Кнопка В1 — КМ1 — 1. Она находится на рукоятке сварочной горелки.

Резистор R1 — ПЭВ-25, R2 — ОМЛТ-0,5, конденсаторы—МБГО, реле P1 — РСМ-2 (паспорт РФ4. 500. 034).

Трансформатор Tp1 состоит из восьми трансформаторов, выполненных на П-образных магнитопроводах сечением 10 X10 мм из феррита 2000НМ. Каждый трансформатор имеет первичную обмотку, состоящую из 5 витков провода МГШВ 0,35, продетого в полихлорвиниловую трубку, и вторичную обмотку, состоящую из двух секций по 12 витков в каждой из медной шины сечением 2X7 мм; шаг намотки 1 — 1,5 мм. Вторичные обмотки Tp1 на первом диапазоне токов — до 150 А — включаются последовательно, на втором — до 300 А — смешанно (две группы из четырех обмоток, соединенных последовательно, включаются параллельно). На передней панели расположены три силовые клеммы для включения в сварочную цепь и разъем Ш2 для подключения выносной кнопки В1.

На задней стенке возбудителя расположен предохранитель Пр1, выключатель питания В2, разъем Ш1 для подключения к сети.

Возбудитель питается от сети переменного тока напряжением 220 В и частотой 50 Гц, его габариты 340X190X150 мм, масса 5 кг.

Конструкции 28 выставки р/л.