Jaudas prasības. Galvenā prasība metinātajam savienojumam ir tā kvalitāte, t.i., strāvas avotam ir jānodrošina nepieciešamais metināšanas process un tam jābūt augstiem tehnoloģiskiem un tehniskiem un ekonomiskiem rādītājiem.
Tehnoloģiskie rādītāji enerģijas avots nosaka tā spēju nodrošināt procesam nepieciešamās īpašības. To savukārt nosaka avota statiskie un dinamiskie raksturlielumi un ķēdes nelineārā daļa (loki, metināšanas baseins).
Avota statiskās īpašības nosaka ārējās strāvas-sprieguma raksturlielums (izejas sprieguma atkarība no slodzes strāvas) un tā atbilstība loka statiskās strāvas-sprieguma raksturlielumam. Energosistēmas "avots - loka - metināšanas baseins" (I-D-V) stabilitāte ir atkarīga no šo raksturlielumu un to veidu relatīvā stāvokļa.
Dinamiskās īpašības ietekmē pārejošo procesu norisi I-D-V sistēma ar pēkšņām slodzes vadītspējas izmaiņām (tukšgaita - īssavienojums, metāla pilienu pārnešana, aktīvo plankumu kustība uz elektrodiem, tīkla sprieguma svārstības (Uc), nevienmērīgs elektrodu stieples padeves ātrums (Upp.p.) utt.).
Tehniskie un ekonomiskie rādītāji:
a) lietderības koeficients Efektivitāte = Suseful / Szatr - kopējās lietderīgās jaudas (izejas jaudas) attiecība pret kopējo iztērēto (patērē no plkst. elektrotīkls);
b) jaudas koeficients cosφ = P/S - aktīvās jaudas (W) attiecība pret šķietamo jaudu (VA);
c) izmēri;
d) uzticamība;
e) ergonomiskie indikatori (priekšmeta apstrādes vienkāršība);
e) atbilstība drošības prasībām.
Indikatori "a" un "b" būtiski ietekmē enerģijas patēriņu.
Jebkurš barošanas avots ir paredzēts noteiktai slodzei, kas neizraisa tā uzsilšanu virs pieļaujamā. Avots tiek aprēķināts darbam nominālajā režīmā (IH, UH, PH, režīms
darbs), vērtības ir ierakstītas avotā un mašīnas pasē.
Darbības laikā avots uzsilst (tinumi - siltuma dēļ, kas izdalās, caur tiem plūstot strāvai, kodols - no zudumiem, kas rodas magnetizācijas maiņas un FUCO virpuļstrāvu dēļ). Strāvas padevei ir definēti trīs darbības režīmi:
1 Gari (garš). Ja pēc avota ieslēgšanas no tīkla patērētā jauda P ilgstoši ir nemainīga, tad pēc avota ieslēgšanas avota temperatūra paaugstinās, līdz sasniedz vienmērīgu temperatūru Tu (57. attēls, punktēta līkne), kad siltuma padeve ir vienāda ar siltuma jaudu.
57. attēls - a - intermitējoša; b - atkārtots-īstermiņa; c — vidējā vērtība (Tdop)
Aprēķinot šādas sistēmas, tiek izdarīti vairāki pieņēmumi (viss avots tiek uzsildīts vienlaikus, siltuma pārnese uz vidi ir nemainīga).
2 Intermitējošais režīms . Kad avots darbojas šajā režīmā (58.a attēls), slodze (metināšana) mijas ar pauzi, pauzē avots netiek atvienots no tīkla (manuālās metināšanas metodes). Laikā
darbības tp avota temperatūrai nav laika sasniegt līdzsvara stāvokļa temperatūru Tu, un pauzes laikā tp avotam nav laika atdzist līdz temperatūrai vide T0.
Pēc kāda laika avota temperatūra kļūst vienāda ar vidējo vērtību starp maksimālo vērtību T2 un minimālo T1 (58.c attēls). Parasti šī vidējā vērtība tiek uzskatīta par pieļaujamo temperatūru Tdop.
Intermitējošo režīmu raksturo parametrs "Slodzes ilgums, PN", %. Tas ir relatīvais slodzes ilgums cikla laikā (tc \u003d tp + tp).
PN% \u003d tp / tc * 100
PN% \u003d (tp / tp + tp) * 100
Cikla laiks parasti ir norādīts avota pasē, ja nē, tad manuālās loka metināšanas avotiem tc = 5 min, mehanizētajiem metināšanas avotiem un universālajiem avotiem - tc = 10 min.
3 Intermitējošais režīms atšķiras no intermitējošā (58.b attēls) ar to, ka paužu laikā avots tiek atvienots no tīkla. Režīmu raksturo parametrs "Ieslēgšanās ilgums, PV",%.
PN% \u003d tw / tc * 100
PN% \u003d (tv / tv + tp) * 100
Tā kā avoti patiešām reti darbojas nominālajā režīmā, tad, lai noteiktu darbības režīmus un strāvas, darbojoties citos režīmos, tiek izmantota attiecība, kuras pamatā ir Džoula-Lenca likums:
I1 2 *PN1 = I2 2 *PN2.
No šīs formulas izriet:
1) Ja PV vai PN vērtība atšķiras no nominālās PV vai PN (norādīta avota pasē), tad tiek noteikta šai PV vai PN vērtībai atbilstošā metināšanas strāvas vērtība:
2) Lai noteiktu darbības režīmu (PN vai PV) strāvām, kas nav nominālās:
Ja darba režīms ir noteikts strāvai, kas atšķiras no nominālās uz leju, tad formula ir derīga. Ja lielā mērā, tad nevajadzētu aizmirst, ka strāvas stipruma maksimālo vērtību ierobežo avota iespēja. Praksē avota strāvas maksimālā vērtība parasti nepārsniedz 1,2 no nominālās.
3) Nepārtrauktās strāvas, t.i., strāvas nepārtrauktas darbības laikā (PN vai PV vienāds ar 100%), ja ir zināmi avota datu plāksnītes (nominālie) parametri, var noteikt pēc formulām:
Barošanas bloku apzīmējumu struktūra. Barošanas bloku burtciparu apzīmējums ir parādīts 58. attēlā.
Pirmais burts ir produkta saīsinātais nosaukums(A - bloks, B - taisngriezis, I - barošanas avots, P - pārveidotājs, T - transformators).
Otrais burts ir metināšanas veids (D - loks, W - izdedži, P - plazma).
Trešais(-i) burts(-i) - metināšanas metode : D - manuālie stick elektrodi; TO - atvērta loka; DF - iegremdēts; DG - aizsarggāzes (burts D netiek likts divreiz).
Turklāt burta daļā var būt: burts “M” - vairāku staciju (vienas stacijas nav papildu apzīmējuma), burti “B” vai “D” - dzinēja tips (benzīns vai dīzelis) agregāti, ko darbina iekšdedzes dzinējs, ārējās īpašības veids ( P, F, U), I - impulsa avots.
Pirmais viens vai divi cipari - nominālās metināšanas strāvas vērtība, noapaļota līdz simtiem ampēru, pēdējie divi cipari ir konstrukcijas numurs.
Vietām ar mērenu klimatu - U, tropu klimatu - T, mēreni aukstu klimatu - UHL piegādātie avoti.
4 - telpās ar mākslīgu mikroklimatu;
3 - iekštelpās ar dabisko ventilāciju;
2 - telpās ar brīvu gaisa piekļuvi;
1 - ārā.
Piemērs: VDM-1001 U3 (taisngriezis loka metināšanai, vairāku pozīciju, ar nominālo strāvu 1000 A, izstrādes numurs - 01, klimatiskā versija U, atrašanās vietas kategorija 3).
Strāvas padeves klasifikācija.
Barošanas avoti tiek klasificēti:
1) Pēc strāvas rakstura: mainīga un līdzstrāva.
2) Pēc ārējo īpašību veida: ar krītošu, viegli slīdošu, stingru, viegli kāpjošu raksturlielumu (galvenie veidi).
3) Pēc enerģijas iegūšanas metodes: atkarīgā (saņem enerģiju no stacionāra elektrotīkla) un autonoma (tiek izmantots iekšdedzes dzinējs).
4) Pēc amatu skaita: viena un vairāku ziņu.
5) Pēc pielietojuma: vispārējai rūpnieciskai (manuālai loka metināšanai un mehanizētai iegremdētai loka metināšanai zema oglekļa satura tēraudiem, kuru biezums ir lielāks par 1 mm.) Un specializētā (vieglo sakausējumu, īpaši plānu izstrādājumu, presēto un impulsa loku metināšanai).
Avota ārējo īpašību veidu nosaka metināšanas procesa īpatnības: RDS ar stieņa elektrodiem, argona loka metināšana, mehanizēta zem plūsmas slāņa uz automātiem ar stieples padeves ātrumu, kas ir atkarīgs no loka sprieguma Pack. .lpp. \u003d f (Tsd), tiek izmantoti avoti ar krītošu raksturlielumu. Šajā gadījumā avots darbojas kā strāvas regulators. Mehanizētajā iegremdētajā loka metināšanā ar nemainīgu stieples padeves ātrumu tiek izmantota SHW (slīpi iegremdēšana). Raksturlielumu stāvums ir atšķirīgs: liels - argona loka metināšanai, maigāks raksturlielums - RDS un vēl maigāks - ADF, stingrs un viegli augošs - mehanizētai metināšanai oglekļa dioksīda vidē). Strāvas regulēšana - gluda un pakāpeniska (pakāpeniska - mainot tinumu pievienošanas skaitu vai metodi, gluda - ar speciāliem regulatoriem).
Nepieciešamā darba sprieguma un loka strāvas vērtība ir saistīta ar attiecībām:
RDS: Ud = 20 + 0,04 Ib;
ADP (pie strāvām līdz 1000 A): Ud \u003d 19 + 0,037 Ib;
(pie strāvām līdz 2000 A): Ud \u003d 13 + 0,0315 Ist.
Piemērs: strāvas stiprums manuālai loka metināšanai ir 200 A, tad nepieciešamajam barošanas spriegumam jābūt 20 + 0,04-200 = 28 V.
Loka statiskā strāvas-sprieguma raksturlielums (CVC). .
Loka spriegums (Tsd) sastāv no trim sastāvdaļām:
Ud \u003d Uk + Ua + Ust
kur Uk ir sprieguma kritums katoda apgabalā;
Ua - sprieguma kritums anoda reģionā;
Ust - sprieguma kritums loka kolonnā.
Visas šīs trīs sastāvdaļas ir atkarīgas no strāvas un turklāt nav vienādas, jo šajās zonās notiekošie fizikāli ķīmiskie procesi ir atšķirīgi, un tāpēc atkarība Ud \u003d f (I) ir nelineāra (59. attēls).
CVC loki tiek iegūti eksperimentāli. Tas ir paredzēts nemainīgam loka garumam un elektroda diametram. Mainot loka garumu, raksturlieluma pozīcija mainās vertikāli; mainoties elektroda diametram (strāvas blīvuma izmaiņu dēļ), līknes labā puse nobīdās horizontāli.
59. attēls -
Parasti šo līkni var iedalīt trīs daļās (60. attēls):
Krītošā sekcija - elektrodi ar RDS pārklājumu;
Cietā (horizontālā) sekcija - mehanizētā iegremdētā loka metināšana;
Palielinās laukums - mehanizētā metināšana aizsarggāzēs.
Protams, metināšanas metožu robežām ir kopīgas zonas.
Loka ārējo raksturlielumu veidu var novērtēt, izmantojot tā diferenciālo pretestību rd: rd = (dUd/dId)*tgαd
60. attēls -
1. sadaļai rd 0
Pd skaitliskā vērtība (V / A) parāda raksturīgās līknes slīpuma "stāvuma" pakāpi un tā raksturu, piemēram: vērtība
pd = -1 V / A norāda, ka raksturlielums krītas un līknes pieskares slīpuma leņķis pētāmajā punktā ir 45 grādi
Barošanas avota ārējās īpašības. Parasti metināšanas avotam ir ievērojama iekšējā pretestība, un tā īpašība ir krītoša.
Atšķiriet stāvas iegremdēšanas un maigas iegremdēšanas īpašības. Šis jēdziens ir diezgan subjektīvs: ir pieņemts, ka, ja Zist > 0,1 Ohm, tad raksturlielums strauji krītas, Zist ir avota kopējā iekšējā pretestība.
Ir avoti ar cita veida raksturlielumiem (61. attēls).
Avotu metināšanas īpašības . Tie ietver:
61. attēls - 3 - stingrs; 4 - maigi pieaug; punktēta līnija - ar palielinātu atvērtās ķēdes spriegumu
1. Loka aizdedzes uzticamība (ietekmē šuves sākuma kvalitāti, un, metinot mazās sekcijās - uz produktivitāti).
2. Metināšanas procesa stabilitāte un stabilitāte - spēja uzturēt metināšanas režīmu traucējumu klātbūtnē (loka garuma maiņa, pilienu pārnešana, tīkla sprieguma svārstības).
3. Regulēšanas efektivitāte (ātrums un ierobežojumi).
4. Metāla pārneses raksturs (atkarīgs no strāvas izmaiņu ātruma īssavienojuma un pilienu pārnešanas laikā).
5. Šuves veidošanās kvalitāte.
Avotu metināšanas īpašību novērtēšanas metodes - objektīvas un subjektīvas. Objektīva metode: pārtrauktais loka garums var kalpot kā procesa stabilitātes novērtējums ar tā garuma svārstībām. Noteikts skaitliski. Subjektīvā metode ietver katras īpašības novērtēšanu punktos, ko veic eksperts metinātājs, pamatojoties uz eksperimentālās metināšanas rezultātiem saskaņā ar GOST 25616-83 “Loka metināšanas strāvas avoti. Metināšanas īpašību novērtēšanas metodes.
Sistēmas "barošanas avots - loks" stabilitāte.
Lai loks būtu stabils, ir nepieciešama noteikta atbilstība starp loka un strāvas avota raksturlielumiem darba punktā, kā arī noteikta veida paša avota raksturlielumi. Manuālajā loka metināšanā vienmēr pastāv “cilvēciskais faktors”, un loka garums var ievērojami svārstīties. Ir nepieciešams, lai šis apstāklis nenozīmīgi ietekmētu metināšanas strāvas stiprumu - galveno parametru RDS. To nodrošina ievērojams avota raksturlieluma stāvums.
Metināšanas procesa stabilitāti (sistēmas "barošanas avots - loks") parasti raksturo stabilitātes koeficients Ku. Līdzsvara nosacījumu izsaka ar šādu attiecību:
Ku \u003d rd - ri\u003e 0,
i., sistēma ir stabila, ja līdzsvara punktā starpība starp loka un avota diferenciālo pretestību ir pozitīva.
62. attēlā parādīti iespējamie strāvas avotu raksturlielumu veidi dažādām metināšanas metodēm, ņemot vērā stabilitātes vienādojumu.
Stabilitāte ar ievērojamām loka garuma svārstībām ir saistīta ar sistēmas spēju nodrošināt vislielāko loka pārrāvuma garumu. Ir pierādīts, ka, lai palielinātu sistēmas stabilitāti, manuālās metināšanas barošanas avotam jābūt ar nelielu ārējās īpašības slīpumu pie zemām strāvām un lielu slīpumu darba režīmā.
62. attēls - : 1 - RDS; 2 un 3 - mehanizētai iegremdētai lokam; 4, 5, 6 - mehanizētai CO2 videi
Tehnoloģiskās pamatprasības RDS barošanas blokiem.
Metināšanas metode: Manuālā loka metināšana.
Metināšanas apstākļi: elektroda diametrs de = 2 - 6 mm, loka strāva 1d = 50 - 350 A, loka spriegums id = 20 - 40 V.
Loka aizdedze - īssavienojums un atvērta ķēde.
Loka VAC - krītošs un stingrs: rd = (0 - 0,2) V / A; Ud=25 - 40 V; ID = 50–350 A.
Šim strāvas diapazonam ir ieteicami avoti ar pu =(-1 - 0,1) V/A. Raksturlielumam ir mazāks slīpums pie zemām strāvām, liels slīpums darba strāvas reģionā (augstai strāvas stabilitātei loka sprieguma svārstību laikā).
Tukšgaitas spriegums io drošai aizdedzei un drošības nolūkos Uo \u003d (40 - 80) V, īssavienojuma strāva Ik.c \u003d (1,2 - 1,5) Id.
Spriegumu manuāli uztur metinātājs, tāpēc tiek regulēta tikai metināšanas strāva. Avots darbojas kā strāvas regulators.
Maiņstrāvas barošanas avoti
metināšanas loka maiņstrāva .
Maiņstrāvas loka sadedzināšanas nosacījumi atšķiras no līdzstrāvas loka sadedzināšanas nosacījumiem. Ja darbina sinusoidālais spriegums f = 50 Hz, aktīvā vieta maina savu atrašanās vietu 100 reizes sekundē (50 reizes uz elektroda, 50 reizes uz izstrādājuma). Līdz katra pusperioda beigām spriegums samazinās līdz nullei, elektriskā lauka stiprums samazinās, gāzes jonizācija lokā un loka strāva strauji samazinās.
Loka padeves shēma no maiņstrāvas ar aktīvo pretestību ķēdē. Strāvu un spriegumu oscilogrammas parādītas 63. attēlā.
Strāvas stiprums transformatora i2 sekundārajā ķēdē un spriegums uz loka id nav sinusoidāls (jo loks ir nelineārs vadītājs).
Analizējot šādu loku, tiek pieņemts, ka transformatora induktivitāte ir ļoti maza un i2 un u2 līkņu maksimumi un nulles sakrīt. Kad U2 sasniedz U3 (aizdedzes spriegums), loks aizdegas. Slodzes pretestība samazinās, strāva palielinās, loka spriegums samazinās. Laikā t = ti avota spriegums nav pietiekams, lai uzturētu loka izlādi, un tas nodziest. Strāva samazinās, bet tā nav vienāda ar nulli, iespējams, plazmas zemās vadītspējas un elektrodu zemās emisijas dēļ. Pie t = t2 atkal tiek radīti nosacījumi loka pastāvēšanai un tas tiek ierosināts.
63. attēls -
Secinājums: ja metināšanas ķēdē ir tikai aktīvs rezistors, ir tāds laika periods, kurā nav loka.
Šis laika periods ir atkarīgs no barošanas avota atvērtās ķēdes sprieguma, frekvences elektriskā strāva un no aizdedzes sprieguma, kas ir atkarīgs no daudziem faktoriem (vissvarīgākais no vides īpašībām starp elektrodiem).
Loka degšanas pauzes laiku iespējams samazināt, pārklājumu sastāvā ieviešot elementus ar zemu jonizācijas potenciālu, palielinot atvērtās ķēdes spriegumu un frekvenci.
Aizdedzi var atvieglot, izmantojot oscilatorus un impulsu ierosinātājus. Bet praksē bieži rezistora vietā tiek izmantota komutācija - tiek izmantota induktivitāte vai transformators, kurā tinumiem ir liela induktivitāte).
Maiņstrāvas elektriskā loka barošana ķēdē ar induktivitāti. Šāda loka oscilogramma ir parādīta 64. attēlā.
Induktivitātes ievadīšana sekundārajā ķēdē izraisa fāzes nobīdi starp strāvu un spriegumu ar leņķi φ, kura skaitliskā vērtība ir atkarīga no ķēdes aktīvo un induktīvo komponentu attiecības.
64. attēls -
No oscilogrammas var redzēt, ka loka degšanā nav pārtraukumu. Loka aizdegšanās notiek pie avota sprieguma, kas ir lielāks par aizdedzes spriegumu, kas atvieglo šo procesu un palielina loka stabilitāti.
Induktivitātes funkcijas:
1. Krītošā raksturlieluma iegūšana.
2. Metināšanas režīma regulēšana.
3. Procesa stabilitātes paaugstināšana.
Secinājums: kad maiņstrāvas loka ķēdē tiek ievadīta induktivitāte, starp strāvu un spriegumu notiek fāzes nobīde, un strāva pie augsta sprieguma iet caur nulli, kas palielina loka atkārtotas aizdedzes uzticamību un palielina tā stabilitāti.
Metināšanas transformatori.
Transformators - viena sprieguma maiņstrāvas statisks elektromagnētiskais pārveidotājs, nemainot frekvenci. Tās darbības pamatā ir divu vai vairāku nesaistītu elektrisko ķēžu (tinumu) elektromagnētiskā mijiedarbība.
Tinumus caurdur kopēja magnētiskā plūsma. Lai uzlabotu magnētisko plūsmu, kodols ir aizvērts. Tas ir izgatavots no lokšņu elektrotērauda ar plākšņu izolāciju viena no otras (laka vai oksidēšana) vai no īpašiem saķepinātiem materiāliem - ferītiem. Kodols var būt stieņa, bruņas un toroidāls.
Energoefektīvākais ir toroidālais serdenis, taču tinumu uztīšanas grūtības ir diezgan ievērojamas. Stieņa serde ļauj iegūt pietiekami augstus raksturlielumus, tiek vienkāršots tinumu tinums, bet tinumu izvietojums (īpaši transformatoros ar paaugstinātu magnētisko izkliedi) uz dažādiem stieņiem var radīt nepamatotus zudumus telpā pie tinumiem, avota korpuss. Bruņotā serde labi aizsargā tinumus no ārējām ietekmēm.
Transformatora darbības režīmi.
Tukšgaita. Šajā režīmā sekundārais tinums ir atvērts (65. attēls), slodzes strāva ir nulle.
Pievadītais tīkla spriegums U1 primārajā tinumā inducē strāvu I0, kas savukārt ierosina magnētiskajā ķēdē mainīgu magnētisko plūsmu Ф0, iekļūstot tinuma I un II apgriezienā. Tajos tiek inducēts EML, proporcionāls magnētiskās plūsmas izmaiņu ātrumam un tinuma apgriezienu skaitam.
Ja noplūdes plūsmas un sprieguma kritums tinumos ir mazs, tad U \u003d E1U2 \u003d E2 (zīmes netiek ņemtas vērā), jo strāvas frekvence un magnētiskās plūsmas lielums I un II tinumiem ir vienādi.
65. attēls -
I un II tinumu EMF attiecība ir vienāda ar I un II tinumu apgriezienu skaita attiecību.
Darba režīms. Šajā režīmā (66. attēls) slodze ir savienota ar sekundāro tinumu un tajā ir strāva.
66. attēls -
Šī strāva rada magnētisko plūsmu F2 vērstu skaitītāju F1 un kopējo magnētisko plūsmu transformatora kodolā F = F1 - F2 (saskaņā ar Lenca likumu).
Tādējādi sekundārā strāva mēģina vājināt galveno magnētisko plūsmu. Tas izjauc līdzsvaru U1 ~ E1 un noved pie I1 palielināšanās (var teikt, ka tas samazina tinuma pretestību I). Primārā strāva tiek palielināta tieši tik daudz, lai kompensētu kopējās plūsmas samazināšanos. Taču ne visa I tinumā radītā plūsma ir aizvērta gar serdi, daļa no tās ir slēgta telpā, tas pats attiecas uz II tinumu. Šīs magnētiskās plūsmas (noplūdes magnētiskās plūsmas) inducē EML tikai to tinumā (noplūdes EMF), t.i., maina to induktīvās pretestības. Strukturāli savādāk veicot tinumus un to savstarpējo sakārtošanu, iespējams mainīt noplūdes plūsmas un regulēt enerģijas avotu.
Metināšanas transformatoru ārējās īpašības stāvokļa regulēšanas metodes. Apsvērsim divus veidus:
1. Pamats ir transformators ar stingru raksturlielumu. Krišanas raksturlielums droseles dēļ, kas virknē savienots ar loka ķēdi.
2. Pašam transformatoram ir krītošs raksturlielums, kas veidojas, veidojot dažādos veidos pastiprinātus izkliedētus laukus.
Transformatori ar normālu magnētisko noplūdi un atsevišķu droseli. Šādus transformatorus sauc par vienfāzes (divfāžu) pazeminošiem transformatoriem. Starp transformatoru un induktors ir tikai elektrisks savienojums. Savulaik tos plaši izmantoja metināšanas ražošanā (pakāpes STE-24, STE-34).
Aparāta shēma ir parādīta 67. attēlā.
67. attēls -
Drosele L ir virknē savienota ar metināšanas ķēdi. Droseļvārsta kodolam ir regulējama gaisa sprauga 1v. Droseļvārsts veido avota krītošos ārējos raksturlielumus, un tas ir arī metināšanas strāvas regulators. Metināšanas ķēdes induktivitāte ir liela un tiek radīti apstākļi stabilai maiņstrāvas loka degšanai.
Transformatora trūkums ir pakas kustīgās daļas vibrācija.
Transformatori ar parasto magnētisko izkliedi un kombinēto reaktīvo tinumu (STN, TSD). Nedaudz atšķirīgs avotu dizains nemaina vispārējo priekšstatu par viņu darbu (68. attēls).
68. attēls -
Šeit, atšķirībā no SHE, starp induktors un pašu transformatoru ir gan elektrisks, gan magnētisks savienojums. Klīrensu kontrolē motors.
Tukšgaitas režīmā primāro tinumu radītā plūsma tiek sadalīta starp vidējo jūgu (YA) un augšējo jūgu (YA) atbilstoši to magnētiskajai vadītspējai. Induktora sekundārie tinumi un tinumi ir uztīti vienā virzienā, t.i., atvērtās ķēdes spriegumu Uo var nedaudz mainīt, mainot spraugu (sprauga samazinās Uo palielinās, sprauga palielinās Uo samazinās). Tam, protams, ir jēga tikai nelielām nepilnībām.
Slodzes režīmā ir sekundārā strāva, kas rada plūsmu, kas kopā ar primārā tinuma plūsmu rada neto plūsmu.
Slodzes strāva, kas plūst caur induktors, rada plūsmu, kas ir vērsta pret iegūto plūsmu pašindukcijas EMF induktorā.
Palielinoties slodzes strāvai, palielinās un samazinās arī pašindukcijas EMF izejas spriegums transformators.
Transformatori ar palielinātu magnētisko izkliedi. Strukturāli ir iespējams izveidot transformatoru ar mākslīgi palielinātiem klaiņojošiem laukiem. Lai to izdarītu, ir nepieciešams nedaudz novietot tinumus vienu no otra un no serdes (69. attēls).
69. attēls -
1 - primārais tinums; 2 - sekundārais tinums; 3 - kodols
Tajos papildus transformatora Ft galvenajai plūsmai, kas aizveras gar serdi, katrs no tinumiem rada klaiņojošus laukus - frontālos Fb, Fok logus un Fyar jūgus.
Šie transformatori ir sadalīti divās galvenajās grupās:
Transformatori ar kustīgiem tinumiem;
Transformatori ar magnētiskiem šuntiem (ar kustīgiem šuntiem un novirzītiem šuntiem).
Transformatori ar kustīgiem tinumiem TS (TSK) un TD. Šo transformatoru tinumu spoles ir sakārtotas nedaudz savādāk nekā jaudas transformatoriem. Pakāpju regulēšanai tinumi ir sadalīti divās daļās, un, lai iegūtu lielāku izkliedi, tie ir izvietoti viens no otra.
Primārais tinums parasti ir stacionārs, sekundārais tinums ir pārvietojams ar svina skrūvi.
Strāvas transformatorā tinumi ir ārkārtīgi tuvu un noplūdes plūsma ir minimāla, raksturlielums ir stingrs. Metināšanas transformatoriem izkliede tiek piespiedu kārtā palielināta, raksturlielums krītas. 70. attēlā parādīts transformators ar kustīgiem tinumiem.
Kad primārajam tinumam tiek pielikts tīkla spriegums, tajā parādās tukšgaitas strāva, rodas magnētiskā plūsma Фfull, kuras daļa tiek slēgta gar serdi Фт (galvenā plūsma), un daļēji caur gaisu Ф1р.
70. attēls -
Tukšgaitā tinumos galvenā magnētiskā plūsma rada EML primārajos un sekundārajos tinumos, proporcionāli apgriezienu skaitam un magnētiskās plūsmas izmaiņu ātrumam.
Turklāt primārajā tinumā (tā kā tajā ir strāva) tiek izveidots noplūdes EMF, bet, tā kā šīs strāvas stiprums ir mazs, tad arī noplūdes EMF ir mazs.
Ir tāda lieta - magnētiskās sakabes koeficients:
Km=F2/Ftot.
kur F2 - plūsmas caurejošs II tinums;
Ftot. - kopējā magnētiskā plūsma.
Km ir atkarīgs no attāluma starp tinumiem - ja tinumi atrodas tuvu viens otram, tad Km ir tendence uz 1. Atvērtās ķēdes spriegums nedaudz mainās, mainoties attālumam starp tinumiem, apmēram par 3 - 5%
Darba režīmā sekundārajā tinumā parādās strāva un parādās jaunas magnētiskās plūsmas, kas aizveras caur serdi un caur gaisu. Palielinoties slodzes strāvai, palielinās visu tinumu noplūdes plūsmas, kas izraisa izejas sprieguma samazināšanos un krītošu raksturlielumu.
Transformatoru ar kustīgiem tinumiem trūkumi:
Nepieciešamība un grūtības droši nostiprināt tinumus (kustas) vibrācijas, trokšņa un nodiluma dēļ.
Kustības mehānisma zema uzticamība un diezgan ievērojama tā masa.
Lieli enerģijas zudumi noplūdes plūsmu dēļ transformatora elementos.
Transformatori ar magnētiskajiem šuntiem. Transformatori ar palielinātu magnētisko izkliedi un kustīgiem magnētiskajiem šuntiem ir izgatavoti uz stieņa tipa magnētiskajām shēmām, un tiem ir diska tinumi.
Transformatora tinumi (71. attēls) atrodas simetriski uz diviem magnētiskās ķēdes stieņiem 3. Kanālā starp primāro 1 un sekundāro 2 tinumu ir uzstādīts magnētiskais šunts 4. Starp šuntu un magnētiskās ķēdes stieņiem ir gaisa spraugas 5. .
71. attēls -
Ir divas iespējas primāro un sekundāro tinumu savstarpējai izvietošanai attiecībā pret šuntu, proti, pilnīga vai daļēja atstarpe. Ar pilnīgu atdalīšanu primārais un sekundārais tinums atrodas šunta pretējās pusēs. Ar daļēju atdalīšanu sekundārais tinums sastāv no divām sekcijām - galvenā un papildu, un papildu tinums atrodas primārā tinuma zonā un ar to ir labs elektromagnētiskais savienojums.
Magnētiskā šunta klātbūtne (kad to ievada kodolā) palielina tinumu Ф1р un Ф2р noplūdes plūsmas un līdz ar to samazinās izejas spriegums. Šunta vienmērīgā kustība rada izejas raksturlielumu saimi ar dažādu stāvuma pakāpi.
Šādu sistēmu trūkumi ir līdzīgi iepriekšējo avotu modeļiem un ir saistīti ar kustīgu feromagnētisko elementu klātbūtni mainīgā magnētiskajā laukā.
Magnētiskā šunta pretestību magnētiskās plūsmas pārejai var kontrolēt arī ar tā (šunta) novirzi. Tādā veidā tika izveidoti transformatori ar palielinātu magnētisko izkliedi un novirzītiem šuntiem.
Transformatori ar palielinātu magnētisko izkliedi un magnetizējamiem šuntiem. Strukturāli šie avoti atšķiras no transformatoriem ar kustīgiem šuntiem ar to, ka šunts ir stacionārs, un tinumu noplūdes plūsmu izmaiņas tiek veiktas, mainot šunta serdes magnētisko caurlaidību, magnetizējot to ar līdzstrāvu (72. attēls).
Transformatoriem ir stieņa magnētiskā ķēde 3, fiksēts magnētiskais šunts, kuram ir arī stieņa tipa serde 4 un nobīdes tinumi 5. Primārais un sekundārais tinums ir sadalīts divās daļās, tomēr arī sekundārais tinums ir sadalīts sekcijās, kas atrodas magnētiskā šunta (2a, 2b un 2c) pretējās pusēs. 2a sekcija atrodas blakus primārajam tinumam un tai ir stingrs raksturlielums, tinumiem, kas atrodas šunta otrā pusē, ir palielināta izkliede, ko var regulēt, mainot šunta serdes materiāla magnētisko vadītspēju.
72. attēls -
a - dizains; b - ķēdes shēma
Tinumu un tinumu sadalīšanas klātbūtne ar normālu un palielinātu izkliedi ļauj iegūt Dažādiārējie volt-ampēru raksturlielumi.
Reaktīvie transformatori ir stieņa serdenis 3, sadalīts primārais 1, sekundārais 2 un reaktīvais 4 tinumi (73. attēls).
73. attēls -
Šāda veida avotu vienkāršība un zemās izmaksas nozīmē to darbību uzstādīšanas apstākļos, taču tiem ir trūkums - šaurs izejas parametru regulēšanas diapazons.
Klaiņojošas plūsmas tiek aizvērtas ne tikai gar frontālajām virsmām un magnētiskās ķēdes logā, bet arī caur gaisu starp augšējo un apakšējo jūgu (jūga regulēšana).
Reaktīvais tinums ir savienots ar jūga izkliedes plūsmām, un ir arī tā līdzskaņu, pretieslēgšanās vai dobuma izslēgšanas iespēja, lai attiecīgi palielinātu un samazinātu metināšanas strāvu (trīs pakāpju regulēšanas diapazoni (73.b attēls) ļauj jums lai to izdarītu).
Rezonanses barošanas avoti. Šie maiņstrāvas barošanas avoti ir salīdzinoši nesen un ir izrādījušies izdevīgi zemas strāvas patēriņa gadījumā.
Rezonanses metināšanas avotu augstās tehnoloģiskās īpašības nosaka galvenokārt loka spraugā noslogotās sekundārās ķēdes selektīvās īpašības. Loka degšanas stabilitāte, izmantojot transformatoru ar induktivitāti un kapacitāti (74. attēls), ir augsta, jo atkārtota aizdegšanās notiek, kad loks tiek barots no transformatora un kapacitātes kopā. Praksē tas nozīmē, ka manuālajā loka metināšanā, ja tiek izmantota pietiekama kapacitāte, atvērtās ķēdes spriegumu var samazināt līdz aptuveni 40 V, neradot risku samazināt loka stabilitāti. Atvērtās ķēdes sprieguma samazināšana noved pie transformācijas koeficienta palielināšanās un proporcionālas primārās strāvas samazināšanās.
74. attēls -
Rezonanses ķēdes izmantošana sekundārajā ķēdē nodrošina gandrīz sinusoidālu metināšanas strāvas līknes formu.
Šīs klases metināšanas iekārtai ir šādas priekšrocības:
Augsts elektriskās drošības līmenis, kas saistīts ar īpašu ķēdes risinājumu izmantošanu, kas ierobežo atvērtās ķēdes spriegumu līdz vērtībai, kas nepārsniedz 38 V (izstrādājumos, kas izgatavoti saskaņā ar īpašām prasībām - ne vairāk kā 12 V);
Augsta efektivitāte (līdz 80%);
Jaudas koeficienta iegūšana vismaz 0,95 ir diezgan vienkārša, noregulējot rezonanses ķēdi;
Tīklā un apkārtnē radīto traucējumu minimālais līmenis, salīdzinot ar visiem zināmajiem metināšanas iekārtu paraugiem;
Strāvas patēriņa samazināšana no tīkla īssavienojuma gadījumā metināšanas ķēdē 1,5 - 2 reizes (zināmos metināšanas iekārtu tipos tas parasti palielinās par 2 - 2,5 reizes);
Aizdegšanās maksimumu trūkums strāvas līknē, kas ļauj samazināt difūzā ūdeņraža koncentrāciju metinātajā šuvē un tādējādi uzlabot tā stiprības īpašības.
Ir izstrādāta un šobrīd tiek izmantota liela transformatoru klase ar magnētisko regulēšanu, kurā izejas parametru maiņa tiek veikta, mainot serdeņu magnētiskos raksturlielumus ar magnetizāciju. Šajā gadījumā ļoti būtiski tiek izkropļota maiņstrāvas līknes forma, kas negatīvi ietekmē gan metināšanas procesa parametrus, gan iekārtas enerģētiskos raksturlielumus.
Tiristoru transformatoriem ar fāzes vadību ir labas enerģijas īpašības, augsta vadības elastība, mazs svars un izmēri, pateicoties konstruktīvai normālai magnētiskajai izkliedei. Tiem var būt parametru stabilizācijas sistēmas.
Komutācijas transformatori sērijveida un paralēlai darbībai. Lai panāktu, transformatorus var savienot virknē un paralēli nepieciešamie parametri izejas spriegums vai strāva.
Pārslēgšanās uz sērijveida darbību notiek, ja ir nepieciešams palielināt izejas spriegumu metināšanas procesam. Jāpatur prātā, ka nepareizs savienojums šajā gadījumā nav bīstams un tikai novedīs pie izejas sprieguma samazināšanās (nevis palielināšanās). Izejas strāvas stiprumu ar šo savienojumu nosaka vismazāk jaudīgākais transformators.
Paralēlais savienojums tiek izmantots, lai palielinātu transformatora sistēmas izejas strāvu. Taču paralēli un vienā pakāpē var pieslēgt tikai identiskus transformatorus. Bīstami nepareiza izejas tinumu fāze.
Līdzstrāvas barošanas avoti
Neatkarīgas ierosmes metināšanas ģeneratori. Ģeneratora ķēde ir parādīta 75. attēlā.
Ģenerators ir daļa no metināšanas pārveidotāja.
75. attēls -
Neatkarīgo ierosmes tinumu Wv darbina no elektrotīkla caur ferorezonanso sprieguma regulatoru CH un vārstu bloku V ar strāvas regulēšanu ar reostatu Rv un rada galveno magnetizācijas plūsmu Fv. Metināšanas ķēdē virknē savienotais tinums rada plūsmu Fr, kas ir vērsta pretējai plūsmai Fn. Jo lielāka ir ģeneratora slodzes strāva, jo lielāka ir demagnetizējošās plūsmas Pr vērtība, jo mazāka ir ģeneratora kopējās magnētiskās plūsmas vērtība, jo mazāks ir EML, kas inducēts ģeneratora armatūras ķēdē. Demagnetizējošajam tinumam ir atzarojums no daļas pagriezienu. Metināšanas ķēde ir pievienota šim punktam, strādājot ar lielu strāvu.
Pašuzbudināmie ģeneratori parasti tiek iekļauti agregātos, jo tiem nav nepieciešams stacionārs elektrotīkls.
Ierosmes tinums tiek darbināts no ģeneratora izejas ķēdēm, bet ne no visa armatūras tinuma, bet tikai no tās daļas, kurai ir uzstādīta papildu suka. stabila darbībaģenerators un pastāvīga ierosmes strāva. Ja neatkarīgas ierosmes ģeneratoros ir iespējams stabilizēt ierosmes strāvu, stabilizējot tās barošanas spriegumu, tad ģeneratoros ar pašiesakmi ar krītošu ārējo raksturlielumu, ierosmes tinuma barošanas spriegums būs atkarīgs arī no slodzes strāvas. Bet šo atkarību ir iespējams samazināt, racionāli savienojot ierosmes tinumu ar enkura ķēdi.
Mūsdienu agregātu struktūrā nav iekļauti kolektoru ģeneratori ar pašiedvesmu, bet gan tā sauktie bezvārstu kolektoru ģeneratori, kas ir uzticamāki un ekspluatācijā ekonomiskāki.
vārstu ģeneratori. Vārstu ģeneratoros (76. attēls) tiek izmantots ģenerators un taisngrieža bloks.
Ģeneratoram ir ierosmes tinums un 2 armatūras tinumu grupas OS1 un OS11, kas savienotas ar trijstūriem Δ1 un Δ2. Grupa OS11 ir pievienota, strādājot ar lielu strāvu ar slēdzi S.
Atšķirībā no kolektoru ģeneratoriem, ierosmes tinums OB, kā arī darba OS1 (armatūras tinums) atrodas uz fiksēta statora. Rotors ir zobains, no štancētām plāksnēm, uz tā nav tinumu. Caur ierosmes tinumu no ģeneratora izejas plūst līdzstrāva, taču tās radītā magnētiskā plūsma, šķērsojot darba tinuma pagriezienus, ir mainīga.
76. attēls -
Kad rotora zobs atrodas zem tinumiem Ф = max, jo magnētiskā pretestība tā ceļā ir minimāla, bet, kad rotora zobs tiek noņemts no tinumiem, savienojums starp tiem vājinās un EMF armatūras tinumā samazinās. Ģeneratoram ir trīs armatūras tinumu sekcijas, kas sakārtotas tā, ka tajos inducētais EML tiek nobīdīts viens pret otru par 120 elektriskiem grādiem.
Metināšanas taisngrieži- statiskie maiņstrāvas līdzstrāvas pārveidotāji.
Salīdzinot ar transformatoriem, taisngrieži nodrošina drošu loka aizdedzi, metināšanas parametru stabilizāciju, augstu efektivitāti, zemus tukšgaitas zudumus, augstas dinamiskās īpašības, bez rotējošām daļām, vienmērīgu fāzes slodzi.
Taisngriežu trūkumi ietver pusvadītāju vārstu atteices iespējamību pārslodzes laikā, īpaši, ja nav atbilstošu aizsardzības sistēmu un strāvas atgriezeniskās saites, kā arī jutīgumu pret tīkla sprieguma svārstībām.
Taisngrieža funkcionālā shēma parādīta 77. attēlā.
Tīkla spriegums pēc transformatora T pazemināšanas tiek padots strāvas regulatoram RT (vai sprieguma regulatoram RN), kur veidojas noteikta veida ārējais raksturlielums (krītošs vai ciets), pēc tam to iztaisno ar taisngriezi B un caur induktors L (nepieciešams, lai samazinātu strāvas pieauguma ātrumu īssavienojumu laikā) tiek piegādāts metināšanas lokam.
77. attēls
Taisngrieža bloks ir izgatavots uz pusvadītāju vārstiem (diodēm) - elementiem ar vienu p-n pāreja. Atrasts visvairāk pielietojums silīcija diodes. Lieto arī ģermāniju, tiem ir augstāka efektivitāte (mazāks iekšējais sprieguma kritums), bet zemāka darba temperatūra un reversais spriegums.
Silīcijs ir IV grupas elements. Donori - V grupas elementi - arsēns, antimons, fosfors. Akceptori - III grupas elementi - gallijs, alumīnijs. Donori ziedo elektronus – elektroniskā vadītspēja (n). Akceptori ņem elektronus - caurumu vadītspēja (p).
n-apgabalā elektronu procentuālais daudzums ir daudzkārt lielāks nekā p-reģionā, un tie p-apgabalā izkliedējas un rada telpas lādiņu (negatīvu). Caurumi ir pretēji. Veidojas potenciālā līdzsvara barjera.
Ja p-apgabalam piemērojam pozitīvu potenciālu, bet n-apgabalam negatīvu, tad ārējais lauks pazemina potenciāla barjeru un ķēdē plūst strāva. Pielikums apgrieztais spriegums nerada strāvu.
Diodes strāvas-sprieguma raksturlielums parādīts 78. attēlā.
Sprieguma kritums vārstā Upr ir atkarīgs no pusvadītāja materiāla un parasti svārstās no volta daļām līdz dažiem voltiem. Līdzstrāva Ipr ierobežo spēja strādāt bez pārkaršanas un ar piespiedu dzesēšanu (gaiss vai ūdens) var sasniegt tūkstošiem ampēru. Pretējā virzienā diode var izturēt pietiekami augstu spriegumu bez iznīcināšanas (elektriskā sabrukuma), bet, ja pieļaujamā vērtība tiek ievērojami pārsniegta, diode neatgriezeniski sabojājas. Ja veidojat elementu ar 4 p-n-p-n zonas(ja 3, tad tas ir tranzistors), tad mēs iegūstam pusvadītāju kontrolētu vārstu - tiristoru.
Tiristora iezīme ir tāda, ka tā atvēršanas (un aizvēršanas) momentu var kontrolēt, izmantojot elektriskie signāli uz vadības elektroda, tādējādi regulējot spriegumu un strāvu uz slodzes. Vairāku tiristoru savienojums vienā korpusā ļāva iegūt pusvadītāju ierīces- triacs, kas vēl vairāk vienkāršoja avotu pārvaldību.
Izmantojot nekontrolētus vārstus, režīma parametru regulēšanu veic taisngrieža transformators, izmantojot 10. sadaļā aprakstītās metodes. Tas ir vienkāršs risinājums, kam nav nepieciešama dārga elektronika, un izejas sprieguma forma praktiski nav deformēta.
Vadāmo vārstu taisngrieži ir energoefektīvākie avoti.
Šie avoti ir balstīti uz impulsa fāzes vadības principu, un, apvienojumā ar strāvas un sprieguma atgriezenisko saiti, avoti nodrošina gandrīz jebkura veida ārējo strāvas-sprieguma raksturlielumu. Parādās iespēja tālvadība, tostarp modernās ultraskaņas, infrasarkanās un radiofrekvences metodes.
Liela šo avotu priekšrocība ir arī parasto izkliedes transformatoru izmantošana šādos taisngriežos. Šo avotu augstā efektivitāte un jaudas koeficients (līdz 0,98) ļauj tos efektīvi izmantot metināšanas ražošanā.
Metināšanas taisngriežiem pašlaik ir lielisks konkurents invertora avotu veidā, un tie šeit nav sīkāk apspriesti.
Invertora barošanas avoti
Viens no mūsdienu metināšanas staciju elektroapgādes principiem ir dubultā pārveide elektriskā enerģija: rūpnieciskās frekvences maiņstrāva - līdzstrāvā, līdzstrāva - augstfrekvences maiņstrāvā, augstfrekvences strāva līdzstrāvā (79. attēls).
79. attēls -
B - taisngriezis; P - pārveidotājs
Invertora avotu priekšrocības:
Samazināti izmēri un svars (jo palielinās biežums);
Regulēšanas elastība;
Samaziniet izejas sprieguma pulsāciju. Pārveidotāju var izgatavot uz tranzistoriem vai tiristoriem. Tranzistora pārveidotāja ķēde ir parādīta 80. attēlā.
Elektrotīkla spriegumu iztaisno ar taisngriezi V1, izlīdzina ar filtru L1-C1 un pa vadāmajiem elektroniskajiem elementiem VT1 un VT2 (tranzistoriem) padod transformatora T primārajam tinumam. Tranzistori strādā pēc kārtas un pārmaiņus. strāva plūst caur transformatora primāro tinumu. Transistoru pārslēgšanas ātrums nosaka pārveidošanas frekvenci. Augstfrekvences (1 - 60 kHz) spriegumu, kas ņemts no sekundārā tinuma, iztaisno V2 taisngriezis, izlīdzina ar L2-C2 filtru un padod slodzei.
80. attēls -
Mūsdienu rūpniecība piedāvā plašu invertoru avotu klāstu metināšanai, kas atšķiras elektriskie parametri, dizains, ergonomika, uzticamība, cenas. Šos avotus var izmantot vienai metināšanas metodei vai būt universāliem. Piemēram, invertora tipa universālā impulsa metināšanas iekārta ADI-HDD-315.3 IP (81. attēls) ir paredzēta zema oglekļa satura un leģēta tērauda, nerūsējošā tērauda, alumīnija, titāna sakausējumu, vara un citu krāsaino metālu un sakausējumu metināšanai. . Tas izmanto HF invertora mīkstās komutācijas tehnoloģiju. Ierīcei ir augstas kvalitātes raksturlielumi, kas atbilst šim tipam, tiek izmantota loka metināšanai ar nepatērējamu elektrodu inertā gāzē (argonā) un manuālai loka metināšanai, tai ir racionāli statiski un stabili dinamiskie raksturlielumi.
Ierīci ADI-НРР-315.3 IP var plaši izmantot remonta un uzstādīšanas darbu veikšanā rūpniecības uzņēmumos, būvlaukumos, fermās, autoparkos, garāžu kooperatīvos u.c.
81. attēls -
Ierīces ADI-HDD-315.3IP galvenās īpašības un priekšrocības:
Kompakti izmēri un mazs svars;
Nodrošina četras dažādas izejas viļņu formas: standarta kvadrātveida, nestandarta kvadrātveida, kvadrātveida, trīsstūrveida, harmonikas;
Visi iestatījumi tiek parādīti ar pogām priekšējā panelī;
Ir četri darbības režīmi: 2 pakāpju, 4 pakāpju, punktmetināšanas, atkārtošanas. Iespēja saglabāt līdz 30 iestatītiem metināšanas režīmiem ar parametriem. Ātra loka aizdedze un ideāli metināšanas parametri ar samazinātu troksni.
Daudzstaciju metināšanas sistēmas
MSS tiek izmantotas vairāku metināšanas stabu vienlaicīgai barošanai no viena avota (82. attēls). Sistēmas ir diezgan sarežģītas, jo tām ir jānodrošina optimāli tehnoloģiskie metināšanas režīmi visos stabos, ņemot vērā stabu ietekmi vienam uz otru. Eksperimentālās izmaksas šādām sistēmām ir zemākas nekā vienas stacijas sistēmām. Tomēr sistēmās ir diezgan lieli elektroenerģijas zudumi balasta reostatos (50 - 70% no pasta patērētās enerģijas).
82. attēls -
Šobrīd taisngriežus (VKSM, VDM, VDUM, VDU) galvenokārt izmanto daudzstaciju sistēmās.
Avota īpašības - stingrs, krītošs - tiek radītas, izmantojot balasta reostatus. Balasta reostats ir jaudīgs pakāpeniski regulējams aktīvais rezistors (83. attēls). Tas ir virknē savienots metināšanas ķēdē. Strāvas regulēšana tiek veikta, izmantojot slēdžus S1…S6.
83. attēls -
Balasta reostatu galvenais trūkums ir zemā efektivitāte enerģijas zudumu dēļ tajā, tāpat kā parastajā aktīvajā rezistorā (piemēram, pie reostata nominālā darba sprieguma 30 V un strāvas 315 A tiek izkliedēta vairāk nekā 9 kW jaudas uz tā).
Metināšanas stabu skaits, ko darbina vairāku staciju avots, ir atkarīgs no balasta reostatu īpašībām. Tātad, no avota nominālā strāva 1000 A, var darbināt 6 stabus ar 315 A reostatiem vai 9 stabus ar 200 A. Tiek ņemts vērā metināšanas stabu slodzes koeficients, kas ir 0,6.
Enerģijas zudumus var krasi samazināt, izmantojot speciāli izstrādātus tiristoru metināšanas strāvas regulatorus (piemēram, TRST-315, In = 315 A vairāku staciju avotiem). Šie regulatori ļauj metināt ar pārklātiem elektrodiem tiešo un modulēto strāvu ar regulējams darba cikls impulsi, nepārraujot ķēdi, metināšana oglekļa dioksīdā ar procesa parametru tehnoloģisko optimizāciju atkarībā no metināšanas stieples padeves ātruma, ierīces barošanas autonomija (pieslēgta kā parasts balasta reostats), atvērtās ķēdes sprieguma samazināšana metināšanas paužu laikā, avota aizsardzība no īssavienojumi un pārslodzes.
Strāvas avotu izvietošana metināšanas stacijām atkarībā no veiktā darba rakstura var būt centralizēta (grupa) un individuāla. Metināšanas iekārtu grupu izvietošana atsevišķās telpās tiek veikta 30 - 40 m attālumā no metināšanas staba. Strāvas avoti ir uzstādīti minimālā attālumā no elektriskā metinātāja darba vietas.
Liela apjoma metināšanas darbiem ir racionāli izmantot vairāku staciju metināšanas taisngriežus, pārveidotājus vai transformatorus. Tajā pašā laikā metināšanas strāvas lielumu katrā darba stabā regulē balasta reostati (izmantojot līdzstrāvu) un droseles (izmantojot maiņstrāvu). Mobilie metināšanas stabi, kā likums, tiek izmantoti uzstādīšanas un remonta darbu laikā. Šajā gadījumā bieži tiek izmantoti pārnēsājamie metināšanas transformatori, metināšanas agregāti un taisngrieži, kas uzstādīti uz īpašām piekabēm vai slēgtiem transportlīdzekļiem. Šādas piekabes un automašīnas ir aprīkotas ar speciāliem automātiskiem slēdžiem, kuriem ir pievienotas instalācijas. Strādājot dažādos augstumos, elektrodi un nepieciešamais metinātāja instruments atrodas audekla maisiņos, kas piekārti pie metinātāja jostas, vai īpašos gadījumos vai kastēs. Lai nodrošinātu darba ērtības un drošību, izgatavo sastatnes ar margām (inventāra sastatnes) vai iekar šūpuļus. Strādājot augstumā un ievērojamā attālumā no strāvas avota, tiek izmantoti attālināti metināšanas strāvas regulatori. Un, metinot slēgtos traukos, tiek izmantoti tukšgaitas ātruma ierobežotāji, lai nodrošinātu drošus darba apstākļus.
Mūsdienu rūpniecība metināšanas stacijas aprīkošanai piedāvā sekojošus piederumus, kas atvieglo metināšanas procesu un nodrošina procesa drošību:
Ierosinātāji-loka stabilizatori, piemēram, VSD-02;
Metināšanas procesa vadības bloks, BUSP-TIG;
Atvērtās ķēdes sprieguma samazināšanas bloks, BSN-10 AC\DC;
Termo korpusi un korpusi-termoses, TP-8/130; PT-8;
Elektriskās krāsnis elektrodu kalcinēšanai, EPE-10\400;
Mērīšanas bloks, BI-1.
Pašlaik nozarē tiek ražoti daudzfunkcionāli pārvietojami stabi manuālai loka metināšanai (piemēram, manuālās metināšanas stabs PRS-202.
Galvenā informācija. Universāls barošanas avots PRS-202 (84. attēls), kas nodrošina oglekļa tēraudu metināšanu ar stieņa elektrodiem ar diametru 2 - 4 mm pie līdzstrāvas, kā arī argona loka metināšanu ar nepatērējamu volframa elektrodu pie līdzstrāvas oglekļa un nerūsējošais tērauds, titāna un vara sakausējumi, lādēšana baterijas spriegums 12 V strāva līdz 30 A ar plākšņu desulfāciju, iedarbinot automašīnas dzinēju ar borta tīkla barošanu 12 un 24 V aukstajā sezonā ar vāji uzlādētu akumulatoru.
84. attēls -
Ziņas galvenie mezgli:
Pašreizējais avots - 1 gab.
Komutācijas bloks - 1 gab.
Metināšanas deglis - 1 gab.
Elektrodu turētājs - 1 gab.
Siksnu un kabeļu komplekts - 1 gab.
Specifikācijas:
Nominālais maiņstrāvas tīkla spriegums Metināšanas strāva pie 100% darba cikla
Metināšanas strāva darba ciklā = 20%
Avota atvērtas ķēdes spriegums Enerģijas patēriņš
Izmēri 540x470x650
Svars 70kg
Strāvas padeves piederumi
Specializēto avotu shēmās tiek plaši izmantotas dažādas palīgierīces, lai stabilizētu procesus un uzlabotu tehnoloģiskās īpašības.
Oscilators ir mainīgu impulsu ģenerators, kas slāpē amplitūdu augstsprieguma(apmēram 3 kV) un augsta frekvence (apmēram 100 - 3000 kHz). Kad spraugai starp izstrādājumu un elektrodu tiek pielietoti impulsi, sprauga saplīst ar dzirksteli un parādās brīvie elektroni. Īslaicīga dzirksteles izlāde pārvēršas loka izlādē, radot apstākļus degšanai metināšanas loka darbina no galvenā barošanas avota.
Ar līdzstrāvas barošanas avotiem oscilatori tiek izmantoti, lai sākotnēji iedarbinātu loku; ar maiņstrāvas avotiem - gan loka sākotnējai ierosināšanai, gan loka ierosināšanai pēc polaritātes maiņas (pēc tam, kad strāva iet cauri nullei). Lietojiet oscilatorus paralēlā un virknes savienojumā. 85. attēlā parādīta paralēlā oscilatora diagramma.
85. attēls -
Rūpnieciskais frekvences transformators T1 palielina barošanas spriegumu līdz 3 - 6 kV. Sekundārā tinuma T1 spriegums ir pievienots novadītājam F, kas ir iekļauts svārstību ķēdē "SK - transformatora T2-F primārais tinums", kurā notiek augstfrekvences svārstības. Palielinoties sinusoidālajam spriegumam uz sekundārā tinuma T1, kondensators Sk tiek uzlādēts. Enerģija E = CU2/2 uzkrājas tās elektriskajā laukā. Sasniedzot noteiktu sprieguma vērtību, notiek ierobežotāja gaisa spraugas pārrāvums. Kondensators Sk tiek izvadīts uz augstfrekvences transformatora T2 primāro tinumu, kas veic oscilatora magnētisko savienojumu ar metināšanas ķēdi. Kondensatora Sk lauka enerģija, kad tas ir izlādējies (atskaitot pretestības pretestības zudumus), tiek pārvērsta enerģijā magnētiskais lauks induktivitāte LK. Svārstību ķēdē notiek mainīgs svārstību process, kura amplitūda ir slāpēta ar leņķiskā frekvence, atkarībā no Sk un LK vērtības. Transformators T2 caur sekundāro tinumu Lc ievada augstfrekvences augstu spriegumu loka spraugā (tapas c un d). IP barošanas avota aizsardzība no šī sprieguma ietekmes tiek veikta, izmantojot L formas filtru, kas sastāv no induktivitātes Lf un kapacitātes Cf. Ja barošanas avota transformatoram ir palielināta magnētiskā noplūde, tad induktīvā filtra klātbūtne nav nepieciešama. Filtrs rada apstākļus drošs darbs metinātājs un novērš strāvas avota bojājumus kondensatora Sk bojājuma gadījumā. Oscilatoram ir PZF prettraucējumu filtrs, kas aizsargā barošanas avotu no augstfrekvences svārstībām. Svārstības, kas radušās ķēdē, samazinās apmēram 2 ms. Ja oscilators nav izslēgts, tad pēc ierobežotāja F elektriskās stiprības atjaunošanas periodiski atkārtojas svārstību impulsi. Paralēli pieslēgtos oscilatorus parasti izmanto ar līdzstrāvas barošanas avotiem.
Sērijveida oscilatora shēma ir parādīta 86. attēlā. Svārstību ķēdes Sk - LK - F induktors LK ir savienots virknē ar loku. Tā tinuma šķērsgriezums tiek aprēķināts metināšanas strāvai. IP barošanas avota aizsardzība pret augstfrekvences, augsta sprieguma ietekmi, kas rodas uz induktivitātes LK, kad kondensators Ck ir izlādējies, tiek veikta, šuntējot avotu: kondensators, sk. Sērijveidā pieslēgtie oscilatori ir kompaktāki un vienkāršāki nekā paralēli savienoti oscilatori.
86. attēls -
Aprakstītā tipa oscilatori ģenerē plašu frekvenču diapazonu, kas nonāk elektrotīklā un traucē radio uztveršanu. Turklāt traucējumu avots ir arī dzirksteļaizlāde, kas rodas spraugas starp izstrādājumu un elektrodu sadalīšanās laikā.
Avota ķēdes nodrošina oscilatoru automātisku izslēgšanu pēc metināšanas loka aizdegšanās.
Impulsa loka degšanas stabilizators (ISGD) maiņstrāvu izmanto, metinot ar maiņstrāvu no vieglajiem sakausējumiem izgatavotu izstrādājumu nepatērējamu elektrodu aizsarggāzes vidē. Izmantojot šo metināšanas metodi, ir grūti atkārtoti aizdedzināt loku, pārejot uz apgriezto polaritāti. 87. attēlā parādīts ķēdes shēma ISHD.
Avota metināšanas strāvas izmaiņu forma laikā var būt sinusoidāla, trapecveida, taisnstūrveida. Kondensators Cn tiek uzlādēts no transformatora T caur vārstu VI un strāvu ierobežojošo rezistoru Rzar. Vārsta V1 klātbūtne novērš kondensatora izlādi uz transformatoru T, kad spriegums Uab samazinās. Tiristors V2 un ierobežojošais balasta rezistors Rbal ir iekļauti kondensatora izlādes ķēdē. Kondensatora izlāde uz loka spraugas notiek, kad tiristora V2 RE vadības elektrodam no vadības sistēmas tiek pielikts pozitīvs potenciāls. Tiristora atvēršana notiks, ja tā anodā ir pozitīvs potenciāls attiecībā pret katodu. Tiristors tiek bloķēts pēc tam, kad kondensators ir pilnībā izlādējies. Izlādes impulss nodrošina loka atkārtotu ierosmi uz metināšanas strāvas apgrieztās polaritātes. Impulsu parametri: amplitūda ap 600 V, ilgums 60 - 80 μs - tiek iestatīti atbilstoši tehnoloģijas prasībām. Impulsa maksimālā strāva var sasniegt 60-80 A.
87. attēls -
Metināšanas strāvas samazināšanas regulators (RSST) metināšanas beigās. Kad metināšanas strāva ātri apstājas, šuvē veidojas krāteris. Lai novērstu šo šuves tehnoloģisko defektu, metināšanas strāva metināšanas beigās vienmērīgi jāsamazina līdz nullei apmēram 5-6 sekundēs. Kad loku darbina rotējoši pārveidotāji, tad, kad dzinējs tiek atvienots no elektrotīkla, šuves galā samazinās metināšanas strāvas vērtība. Motora apgriezienu skaits pakāpeniski samazinās, ko nosaka pārveidotāja rotējošo daļu inerce (dabiskā noplūde), un arī metināšanas strāva vienmērīgi samazinās.
Automātiskajos metināšanas procesos, kad loks tiek darbināts no statiskiem avotiem, lai vienmērīgi samazinātu strāvu metinājuma beigās, var izmantot īpašas kondensatoru blokus, lai vadības sprieguma avotu tieši pievadītu strāvas regulatora ieejai, kas izlādes laikā eksponenciāli samazinās. Tomēr, lai izlādētos uz strāvas regulatora ķēdi, kurai ir maza pretestība, ir nepieciešams ļoti lielas ietilpības akumulators. Lai samazinātu akumulatora ietilpību mūsdienu barošanas avotos, tiek izmantoti starpposma pastiprinātāji uz tranzistoriem, kas ne tikai rada strauju akumulatora jaudas samazināšanos, bet arī ļauj regulēt metināšanas strāvas samazināšanās laiku plašā diapazonā. 88. attēlā parādīta regulatora ķēdes shēma vienmērīgai metināšanas strāvas samazināšanai metināšanas procesa beigās (šuves beigās).
Regulatora pastiprinātājs ir samontēts uz tranzistora V (88. attēls), kas ir metināšanas strāvas regulatora vadības elements.
88. attēls -
Metināšanas laikā atslēga (slēdzis) S ir aizvērta; kondensators C tiek uzlādēts līdz spriegumam Un, kas ņemts no potenciometra P, kas tiek barots no elektrotīkla caur taisngriezi VI. Tranzistora kolektora ķēde tiek piegādāta ar spriegumu Uv no taisngrieža Y2. Tranzistors šajā laikā ir atvērts un neietekmē metināšanas strāvu.
Metināšanas beigās atveras slēdzis un kondensators sāk izlādēties rezistorā R, negatīvais potenciāls tranzistora pamatnē un tranzistora vadītspēja sāk eksponenciāli samazināties, samazinot metināšanas strāvu (89. attēls).
89. attēls -
Atvērtās ķēdes sprieguma samazināšanas ierīces. Šīs ierīces samazina spriegumu pie metināšanas strāvas avota izejas līdz spriegumam, kas nepārsniedz 12 V 0,5 s laikā pēc metināšanas ķēdes atvēršanas (90. attēls).
90. attēls -
Tukšgaitas režīmā KM kontaktors nedarbojas, un loka ķēde tiek pārtraukta ar KM2 kontaktu. Loka spraugai tiek pievadts drošs spriegums 12 V. Kad elektrods ir aizvērts izstrādājumam, pretestības mērītājs A1 dod komandu elementam A4, kas caur triac VS ieslēdz kontaktoru KM. Loka tiek aizdedzināta.
Kad metināšanas ķēde ir bojāta, strāvas transformators T1 izslēdzas un ieslēdzas taimeri A2 un A3. 0,5 s laikā metināšanas spriegums netiek izslēgts, lai no jauna aizdedzinātu loku, ja pārtraukums noticis nejauši. Pēc tam taimeris pārslēdz elementu A4 un KM izslēdzas. Taimeris A3 - rezerve, bloku pārbaude - ar pogu S1.
Dažreiz tiek apvienotas atvērtās ķēdes sprieguma ierobežošanas un metināšanas strāvas regulēšanas funkcijas. Šādu ierīču pārstāvis ir RBS-300-1 tipa balasta reostats (91. attēls).
Tas nodrošina iespēju attālināti manuāli regulēt metināšanas strāvu, izmantojot tālvadības pulti E1. Strukturāli balasta reostats ir metināts metāla rāmis, kura iekšpusē atrodas pretestības elementi, 12 V lokālā apgaismojuma pazeminošs transformators, elektrodu sprieguma samazināšanas bloks un vadības iekārta. Korpusa priekšējā sienā ir uzstādīti šādi elementi: ampērmetrs metināšanas strāvas RA kontrolei, slēdži: vadības ķēdes S1 un metināšanas strāvas posmi 150 A - S7, spraudsavienotāji tālvadības pults XI un strāvas transformatora X2 pievienošanai, divi spailes metināšanas vadu savienošanai un skrūve balasta reostata zemēšanai. RBS-300-1 ir pieci pretestības regulēšanas posmi 10, 20, 40, 80, 150 A. Katrs posms ir veidots no atsevišķiem pretestības elementiem un ir savienots ar izejas spailēm, izmantojot kontaktorus K1 - K5. Kontaktori tiek ieslēgti no tālvadības pults slēdžiem S2 - S5. Ar slēdzi S6 balasta reostats tiek pārslēgts uz darba režīmu bez zema atvērtas ķēdes sprieguma. E1 konsolei ir ligzdas 12 V vietējā apgaismojuma spuldzes pievienošanai.
91. attēls -
Samazinātais spriegums tiek noņemts no dalītāja pie pretestībām R6 un R7, kuru ķēdē ir iekļauts tiristors V1. Tiristora vadības elektrodam ar rezistoru R8 - R10 un vārsta V2 palīdzību pastāvīgi tiek pielikts sprūda spriegums. Tiklīdz balasta reostats ir zem metināšanas sprieguma, tiristors VI izslēdzas un loka sprauga saņem zemspriegums. KV2 releja spolei tiek pielikts tāds pats spriegums, taču ar to nepietiek, lai tas darbotos. Loka aizdedzes brīdī tiek īssavienota pretestība R6 un releja KV2 spolei tiek pievadīts spriegums. Tad tas darbosies un aizvērs savu kontaktu KV2 releja spoles ķēdē XVI. Vienlaikus darbosies ar slēdžiem S2 - 85 pārslēgtie kontaktori un savienos atbilstošās balasta reostata pretestības sekcijas ar metināšanas loka ķēdi. Relejs KV1 pēc darbības atvērs kontaktus dalītāja ķēdē un tiristora vadības elektrodu. Pēc metināšanas pārtraukšanas tiristors VI aizvērsies. Ķēde atgriezīsies sākotnējā stāvoklī.
Droša metināšanas strāvas avotu darbība.
1) Rūpniecisko avotu primārās ķēdes ir savienotas ar maiņstrāvas tīklu ar spriegumu ne vairāk kā 660 V, mājsaimniecības - 220 V.
2) Atvērtās ķēdes spriegums pie RDS ir ne vairāk kā 80 V maiņstrāvas efektīvā vērtība, 100 V DC (vidējā vērtība), ar mehanizēto iegremdēto loka metināšanu - 140 V. Ar manuālajiem plazmas procesiem - 180 V, pusautomātiskajiem - 300 V, automāts - 500 W.
3) Skavas augstas un zems spriegums nēsā uz dažādiem dēļiem, aizsargāts ar salokāmiem vizieriem, tīkla klipšiem jābūt ar uzrakstu "Tīkls".
4) Avota korpusam ir jābūt pret koroziju aizsargātai zonai un zemējuma skrūvei ar uzrakstu "Zeme". Ja korpusam ir durvis vai noņemams vāks, tad ir jābūt bloķēšanai, lai novērstu darbību ar atvērtām durvīm vai ar noņemtu vāku.
5) Avotu zemējums jāveic ar vadu, kura diametrs izslēdz tā izdegšanu pirms aizsardzības iedarbināšanas, ar pretestību ne vairāk kā 4 omi. Avotu sērijveida zemējums nav atļauts.
Drošības un ergonomikas prasības metināšanas barošanas avotu projektēšanai. Projektējot un ražojot avotus, tiek ņemti vērā Darba drošības standartu sistēmas (SSBT) nosacījumi, kā arī GOST R IEC 60974-1-2004 “Strāvas avoti metināšanai. Drošības prasības”, identisks Starptautiskās Elektrotehnikas komisijas standartam IEC 609741:1998 ar līdzīgu nosaukumu. Saskaņā ar šo standartu avota ievades ķēdes ir paredzētas pieslēgšanai maiņstrāvas tīklam ar spriegumu ne vairāk kā 1000 V, parasti 380 V. Sadzīves avoti parasti tiek pieslēgti 220 V tīklam Ja avots darbojas vidē. bez paaugstināta elektriskās strāvas trieciena riska, tad atvērtās ķēdes spriegums nedrīkst pārsniegt 113 V maksimālo (pīķa) vērtību. Piemēram, maiņstrāvas avotam tas atbilst 80 Vrms. Ja maiņstrāvas avots ir paredzēts darbībai vidē ar paaugstinātu bīstamību, tad tā atvērtās ķēdes spriegums ir ierobežots līdz 48 Vrms. Atvērtās ķēdes spriegums mehanizētai metināšanai var sasniegt 141 V maksimumu (maiņstrāvai 100 V rms). Īpašām metodēm, piemēram, plazmas griešanai, ir pieļaujams spriegums 500 V. Avota pieslēgšana elektrotīklam tiek veikta uz spaiļu plates, kas izgatavota no izturīga izolācijas materiāla. Padeves kabeļa vadi ir piestiprināti pie tērauda skavām ar uzgriežņiem vai skrūvēm ar paplāksnēm, un pats kabelis ir papildus piestiprināts pie korpusa. Uz tāfeles ir uzraksts "tīkls", un tā ir aizvērta ar vāku ar skrūvēm. Ja avots nodrošina iespēju pieslēgties dažādiem tīkliem, piemēram, 220 V un 3 380 V, tad skavas ir marķētas, lai novērstu neskaidrības.
Ja avots ir aprīkots ar pastāvīgi pieslēgtu kabeli, tā garums nedrīkst pārsniegt 2 m, un vadi ir marķēti, jo īpaši vads savienojumam ar tīkla neitrālu (neitrālo vadu) var būt dzeltenzaļš.
Ieslēgšanas/izslēgšanas ierīces (kontaktors, ķēdes pārtraucējs) ir jāpārslēdz visi fāzes vadi un jāsniedz redzama informācija par ieslēgtu stāvokli (roktura stāvoklis, signāllampiņa utt.). Starp ievades un metināšanas ķēdēm nedrīkst būt galvaniska savienojuma - to savienojumu veic tikai caur transformatoru. Nav atļauts iekšēji savienot metināšanas ķēdi ar zemi, korpusu un citām metāla daļām. Iekšējiem vadiem jābūt ar dubulto izolāciju (pamata un papildu, ja tiek bojāta galvenā) vai pastiprināta pamata izolācija un sekcija, kas atbilst nominālajām strāvām. Vadi ir fiksēti, lai izvairītos no to attīšanas un pieskaršanās viens otram un korpusam. Kustīgās spoles un šunti, kā arī metināšanas ķēžu tukšie vadi atrodas ar pietiekamu gaisa spraugu no citām daļām.
Metināšanas vadi ir pievienoti avotam, izmantojot ātras darbības bajonetes savienotājus vai ar skrūvju savienojumu spaiļu panelī atsevišķi no spaiļu plates ievades ķēde. Savienotāji un skavas ir apzīmētas ar zīmēm "-" un "+" vai elektrodu turētāja (degļa) un skavas (detaļas) simboliem. Avota korpusā pret koroziju aizsargātā zonā jābūt skrūvei ar īpašu simbolu vai uzrakstu "Zeme" (PE - zemējuma punkts) ārējā aizsargvada (zemējuma) piestiprināšanai.
Ja avota korpuss ir izgatavots skapja formā, tad tam jābūt ar elektrisku durvju bloķēšanu vai aizslēgtam ar piekaramo atslēgu. Oscilatora konstrukcija paredz bloķēšanu, kas izslēdz tā darbību, kad korpuss ir noņemts, un nav pieļaujams tiešs augstas un zemas frekvences ķēžu kontakts. Ja avotā ir kondensatori, tad, kad avots ir izslēgts, ir jānodrošina to automātiska izlāde zem 60 V uz 1 s.
Avoti, tāpat kā cita veida elektropreces, saskaņā ar personas aizsardzības metodi tiek iedalīti vienā no piecām klasēm: 0, 0I, I, II un III. 0 klase atbilst avotiem, kuriem ir vismaz darba (pamata) izolācija un kuri nav iezemēti. Tādi, piemēram, agregāti ar iekšdedzes dzinējiem. Lielākā daļa avotu ir 0I un I klases, un tiem ir vismaz funkcionāla izolācija un zemējuma skrūve. Sadzīves piederumi ir II klases un ar dubulto izolāciju, jo mājsaimniecības elektrotīklam parasti nav zemējuma līnijas.
Avota apvalkam ir jāaizsargā metinātājs no pieskaršanās strāvu nesošām un rotējošām daļām, kā arī jāaizsargā avots no ūdens un cietvielu iekļūšanas tajā. Saskaņā ar šīm pazīmēm tiek noteikta avota IP aizsardzības pakāpe (indeksa aizsardzība). Lielākajai daļai avotu ir IP 22. Tas nozīmē, ka korpuss aizsargā pret pirkstu un cietu ķermeņu iekļūšanu, kuru diametrs ir lielāks par 12 mm, kā arī pret ūdens pilieniem, kas krīt līdz 15 grādu leņķī no vertikāles.
Apsveriet bieži lietoto saīsinājumu IP. IP kods apraksta iekārtas aizsardzības pakāpi.
IP koda interpretācija ir juridiski atspoguļota GOST 14254-96 "Apvalku nodrošinātās aizsardzības pakāpes" un sniedz priekšstatu par iekārtas darbību. GOST 14254-96 aizstāj GOST 4254-80, un veco iekārtu dokumentācijā ir sniegtas atsauces uz GOST 1980. Starp tām nav būtisku atšķirību. Pašlaik uz GOST 14254-96 ir atsauce vairāk nekā 60 dažādos GOST un daudzos normatīvie dokumenti kas attiecas uz rūpniecisko iekārtu ugunsgrēka un sprādzienbīstamību.
IP kods papildus saīsinājumam var ietvert četras rakstzīmes.
Pirmais un otrais ir skaitļi, kas raksturo ārējo cieto priekšmetu iekļūšanas iespēju ierīcē un aizsardzību pret šķidruma ierīci no trieciena rakstura. Trešā un ceturtā rakstzīme ir burti, kas sniedz papildu informāciju. Trešā un ceturtā rakstzīme nav obligāta un tiek izmantota īpašam aprīkojumam.
Pirmais koda elements ir skaitlis un parāda, no kāda izmēra ciets ķermenis un no kuras rokas daļas un instrumenta iespiešanās ierīce ir aizsargāta.
Pirmajam elementam ir septiņas dažādas nozīmes.
Vērtība "0" nozīmē, ka ierīce nenodrošina nekādu aizsardzību pret cilvēkiem bīstamu daļu iekļūšanu un nav aizsardzības pret aprīkojuma bojājumiem.
Cipars "1" norāda, ka cilvēks nevarēs iebāzt roku bīstamajā zonā bez demontāžas un priekšmeti, kuru diametrs ir lielāks par 50 mm, nevarēs sabojāt iekārtu.
Skaitlis "2" norāda, ka cilvēka pirksts nekādā gadījumā nedrīkst atrasties bīstamajā zonā un iekārta ir aizsargāta no daļiņām, kuru diametrs pārsniedz 12,5 mm. Parasti lielākā daļa komutācijas iekārtu ir konstruētas ar šo aizsardzības pakāpi.
Skaitlis "3" ļauj apgalvot, ka iekārtā nevar iekļūt bez īpaša instrumenta, jo tā ir aizsargāta pret svešķermeņu iekļūšanu, kuru diametrs pārsniedz 2,5 mm.
Cipars "4" norāda, ka daļiņas, kas lielākas par 1 mm, nevar nokļūt uz iekārtas darba daļām un ar biezu vadu nav iespējams sasniegt bīstamo zonu.
Skaitlis "5" raksturo iekārtu kā putekļu necaurlaidīgu ar aizsardzību pret jebkādiem mehāniskiem traucējumiem.
Skaitlis "6" nozīmē, ka iekārta ir putekļu necaurlaidīga. Šī ir augstākā aizsardzības pakāpe pret cieto daļiņu iekļūšanu. Parasti šī aizsardzības pakāpe tiek piemērota īpašos gadījumos.
Atšķirībā no cietajām daļiņām šķidrums var iekļūt gandrīz jebkurā iekārtā. Tāpēc aizsardzības pakāpe norāda uz iekārtu iedarbības veidu un virzienu, kurā tiek garantēta aizsardzība. Ūdens tika izvēlēts par pamatu aizsardzības raksturlielumam kā šķidrums ar viszemāko kinētisko viskozitāti un kas ķīmiski neiznīcina ķermeni.
Cipars "0", tāpat kā pirmajā gadījumā, nenozīmē aizsardzību pret ūdens iekļūšanu nevienā virzienā.
Skaitlis "1" norāda, ka korpuss var aizsargāt pret vertikālu triecienu ar zemu intensitāti. Vienkārši sakot, aizsardzību nodrošina krītoši pilieni. Principā ierīces, kas izgatavotas atbilstoši aizsardzības pakāpei "0", var īslaicīgi darboties arī šādas intensitātes triecienos.
Skaitlis "2" nozīmē, ka tiek nodrošināta aizsardzība, ja tiek pakļauta zemas intensitātes iedarbībai ne vairāk kā 15 grādu leņķī. Garantēta aizsardzība no neliela "sēņu" lietus ietekmes. Šī aizsardzības pakāpe ir ļoti nosacīta, un ierīces, kas izgatavotas atbilstoši 1. un 2. aizsardzības pakāpei, praktiski netiek izmantotas aizsardzībai pret ūdeni.
Skaitlis "3" norāda, ka ierīce ir aizsargāta no ūdens iedarbības parasta lietus veidā.
Skaitlis "4" ļauj apgalvot, ka šķidrums neiekļūs ierīces iekšienē pat ar nepārtrauktu izsmidzināšanu.
Skaitlis "5" norāda, ka ierīce darbosies normāli, ja tiks pakļauta šķidruma strūklai.
Cipars "6" nozīmē, ka aizsardzība nodrošina darbību pat ar spēcīgu šķidruma strūklas triecienu.
Skaitlis "7" norāda, ka iekārta ir paredzēta īslaicīgai īslaicīgai iegremdēšanai.
Cipars "8" raksturo augstāko aprīkojuma aizsardzības pakāpi. Ierīce, kas izgatavota ar šādu aizsardzības pakāpi, var izturēt ilgstošu iegremdēšanu. Parasti, ja instruments ir aizsargāts pret ūdens iekļūšanu, tas ir aizsargāts arī pret cietu priekšmetu iekļūšanu. Tādējādi, nodrošinot aizsardzību pret tiešu šķidruma izšļakstīšanos (otrais cipars "4"), tiek nodrošināta arī aizsardzība pret iekļūšanu bīstamajā zonā ar aizsardzības pakāpi "5".
Trešā elementa papildu burts raksturo iespēju dažādiem objektiem iekļūt bīstamās daļās:
"A" - ar plaukstas aizmuguri;
"B" - ar pirkstu;
"C" - instruments;
"D" - stieple.
IP koda ceturtā elementa palīgburts sniedz papildu atsauces informāciju:
"H" - augstsprieguma aprīkojums;
"M" - par kustības stāvokli ūdens aizsardzības testu laikā;
"S" - par nekustīguma stāvokli testa laikā ir aizsargāts no ūdens.
Šī informācija ir paredzēta šauriem speciālistiem.
Tādējādi, jo augstākas ir IP koda vērtības, jo uzticamāka ir iekārta un pircējam šādas iekārtas ir izdevīgākas (bet, protams, dārgākas!).
Ergonomiskās prasības jo īpaši attiecas uz avotu ārējo krāsojumu. Ir pieņemts krāsot barošanas blokus bez krāsojuma neitrālas krāsas- pelēka, tērauda, tumši zaļa. Avoti pārspriegums, piemēram, plazmas griešanai, lai piesaistītu uzmanību, gluži pretēji, tie ir nokrāsoti spilgtā krāsā - dzeltenā vai sarkanā krāsā. Lielie uzņēmumi, kā likums, izmanto savu krāsu klāstu, kas ļauj atšķirt to aprīkojumu no citiem. Avotu ierīces un vadības ierīces atrodas 600 līdz 1800 mm augstumā no grīdas uz priekšējās vertikālās vai horizontālās virsmas. Poga "Avārijas apturēšana" ir izgatavota sarkanas sēnītes formā ar diametru vismaz 40 mm tādā formā, kas ir ērta nospiešanai. Mehanizētās metināšanas avoti tiek piegādāti ar tālvadības pulti.
Lūdzu, ievadiet maksimālo nepieciešamo strāvu un spriegumu, lai izvēlētos atbilstošo modeli.
Gandrīz katrai automatizētai pārbaudes sistēmai, kas pārbauda elektroniskās elektroinstalācijas shēmas, moduļus vai aprīkojumu, ir nepieciešama viena vai vairākas . Tie var būt līdzstrāvas avoti, lai modelētu vadības kopni ierīcēm, kuras izmanto iekšējo jaudu elektroinstalācijas shēmas vai moduļi vai maiņstrāvas avoti, lai modelētu tīkla spriegumu dažādās valstīs vai, teiksim, gaisa kuģa borta tīklā.
Šajā rakstā mēs apskatīsim galvenos parametrus.
Jebkurā gadījumā barošanas avots simulē vidi, ko izmanto elektroniskā shēma, tāpēc pārbaudāmā ierīce (DUT) nosaka prasības barošanas avotam. Jāņem vērā pārbaudes diagnozes prasības. Tas nozīmē, ka uz pārbaudāmo ierīci attiecas iekšējie vai ārējie standarti. Piemēram, daži automobiļu standarti nosaka, ka 12 V ierīcē maksimālais spriegums ir 27 V. Tas nozīmē, ka, lai gan ierīcei nomināli ir 12 V, maksimālais pārbaudes spriegums ir daudz lielāks. Tālāk norādītās opcijas aptver vispārīgas iespējas, kas tiek ņemtas vērā, izvēloties strāvas avotu.
Trokšņi un pulsācijas
Troksnis un viļņošanās tradicionāli ir pirmās īpašības, kurām lietotājs pievērš uzmanību. Tas ir svarīgi, jo mūsu pirmā izvēle ir, vai konkrētajam uzdevumam ir nepieciešams lineārais vai komutācijas barošanas avots. Faktiski ir trīs barošanas shēmas: lineārā, komutācijas un hibrīda. Lineārie avoti nodrošina zemu trokšņa līmeni un pulsāciju, kā arī ātri reaģē uz slodzes izmaiņām. Taču tie nav efektīvi, jo ģenerē daudz siltuma un ir lieli un smagi, tāpēc vēlams izmantot lineāros avotus ar zemākiem izejas jaudas līmeņiem (mazāk par 500 vatiem). Lielākā daļa līniju avotu ir uz galda. Līnijas avotu izmantošanai ir divi galvenie iemesli. Pirmais ir tad, kad DUT ir sakaru ierīce, piemēram, radio vai mobilais tālrunis vai radara sistēmas demodulatora modulis. Šīm ierīcēm pamatā ir jutīga dekodera vai demodulatora ķēde, kas darbojas labāk ar zemu trokšņa līmeni.
Ja pulsācijas un trokšņu veiktspēja nav kritiska, impulsu programmējamās ierīces nodrošina lielāku elastību. Komutācijas barošanas avoti nodrošina lielāku jaudu par tādu pašu cenu mazākā iepakojumā. Ar labākajām iepriekš iestatītajām vērtībām tie nodrošina plašu izejas spriegumu un strāvu diapazonu, tādējādi paplašinot ierīces testēšanas iespējas.
Reakcijas laiks uz slodzes izmaiņām.
Gadu gaitā jauninājumi jaudas elektronikā (piemēram, mīkstā komutācija) ir uzlabojuši komutācijas barošanas avotu pulsācijas un trokšņu veiktspēju, tādējādi atstājot tos otrajā plānā. Citi raksturlielumi ir kļuvuši par galvenajiem elementiem lietojumprogrammu vajadzībām. Viens no šiem raksturlielumiem ir reakcijas laiks uz slodzes izmaiņām. Citiem vārdiem sakot, šis indikators sniedz atbildi uz jautājumu: cik ātri barošanas avots reaģēs uz slodzes izmaiņām. Vai arī cik ātri barošanas avots iztur strāvas pārspriegumu. Kad izejas strāva strauji mainās plašā diapazonā, izejas spriegums īsā laikā ievērojami palielināsies vai samazināsies. Iekšējā sprieguma vadības ķēde nekavējoties mēģinās atgriezt jaudu līdz iestatītajai vērtībai. Tas ir kompromiss starp iekšējo vadības ķēdi un izejas filtru. Filtrs ar lielām izvades vērtībām ierobežos troksni un pulsāciju, bet liks ierīcei darboties lēnāk, lai ātrāk reaģētu uz straujām slodzes izmaiņām. Iekšējā vadības ķēde ļoti ātri atjaunos spriegumu, taču tajā pašā laikā pārspriegumi var būt ievērojami, potenciāli sabojājot pārbaudāmo ierīci.
Piemērs varētu būt testēšana Mobilais telefons. Šajā gadījumā avots simulē tālruņa iekšējā akumulatora darbību, kur strāvas pārrāvumi izraisa ātru reakciju uz slodzes izmaiņām. Tā nav problēma tālruņa akumulatoram, bet pārslēdzošam programmējamam barošanas avotam tas ir sarežģīts uzdevums. Šeit būs līnijas ierīce labākā izvēle, jo ir nepieciešama neliela izejas jauda un reakcijas laiks uz slodzes izmaiņām ir labāks nekā impulsa avotiem. Impulsu avotu izmantošanas piemēri ir testēšanas releji un drošinātāji, ko izmanto automašīnās. Šeit ir nepieciešamas lielas strāvas līdz 30 ampēriem. Nepieciešamā jauda ir no 5 līdz 10 kW. Šajā gadījumā pārāk lieli izejas sprieguma pārspriegumi var sabojāt releju vai drošinātāju, nekavējoties noregulējot izejas strāvu no 0 līdz maksimālajai vērtībai vai otrādi.
Praksē priekšslodze tiek izmantota, lai ierobežotu pārspriegumu. Novietojot to paralēli pārbaudāmajai ierīcei, tiek ierobežotas procentuālās strāvas izmaiņas, izraisot sprieguma tapas samazināšanos. Iedomājieties, ka 50% strāvas iet caur papildu slodzi un 50% caur testējamo ierīci. Kad ierīce izveido 100% izmaiņas, avots redz tikai 50%. Galvenās izmaiņas vienmēr vispirms notiek ar papildu slodzi. Avotam ir vieglāk pārvaldīt 50% izmaiņas nekā 100% izmaiņas. Šajā gadījumā praktiski tiek novērsts jaudas pārspriegums un pārbaudāmās ierīces bojājumu iespējamība. Iepriekšējai slodzei var izmantot jebkuru vienkāršu lētu pretestības slodzi. Nav svarīgi, vai tas absorbē 40%, 50% vai 60% no pašreizējām prasībām, lai ātri reaģētu un samazinātu strāvas pārspriegumu.
Izejas sprieguma maiņas ātrums
Nākamais raksturojums, kas jāņem vērā, ir izejas sprieguma izmaiņu ātrums (pieaugums un kritums). Lai samazinātu pulsāciju un troksni barošanas blokos, ir izejas filtri, kas ietver lielus kondensatorus. Kondensatoru kapacitāte nosaka sprieguma pieauguma un krituma laiku. Tas galvenokārt ir atkarīgs no LCR shēmas konstrukcijas un tās laika konstantēm. Pacelšanās laiks ir pietiekami īss, lai tas atbilstu lielākajai daļai lietojumu. Krituma laiks ir atkarīgs ne tikai no LCR cilpas, bet arī no pievienotā DUT. Ja strāva, kas plūst caur gala ierīci, ir salīdzinoši zema salīdzinājumā ar barošanas avotu, var paiet zināms laiks, līdz visa uzkrātā enerģija ir "izplūdusi" caur testējamo ierīci. Ja strāva, kas plūst caur DUT, ir ievērojami mazāka par avota nestspēju, var paiet ilgs laiks, līdz visa uzkrātā enerģija "izplūst" no testējamās ierīces. Ja DUT nepieciešama minimālā strāvas maiņa vismaz 60% apmērā no barošanas avota jaudas, tad uzkrātā enerģija nekavējoties iztukšos un sprieguma izslēgšanas laiks būs minimāls. Tomēr vairumā gadījumu kritiena laiks ir 2-3 reizes garāks par kāpuma laiku.
Kā uzlabot pieauguma laiku: izvēlieties programmējamu barošanas avotu ar lielāku izejas diapazonu. Piemēram, ja DUT ir automobiļu ierīce un visiem testa lietojumiem pietiktu ar 60 V barošanu, pareizāk būtu izvēlēties 60 V barošanu, bet izmantot tikai 30 V. programmēšanas avoti no 0 līdz 30 V vai līdz 60 V, celšanās laiks būs tāds pats. Citiem vārdiem sakot, ja ņemam vērā sprieguma pieauguma laiku V / ms, 60 V barošanas avots būs ātrāks.
Kā uzlabot kritiena laiku: izmantojiet priekšslodzi, kas savienota paralēli DUT vai barošanas avotam. Ir svarīgi, lai priekšslodzes un DUT apvienotā izejas strāva būtu vismaz 65% no barošanas avota izejas strāvas. Šī metode prasa lielāku jaudu no avota kā plašu izejas sprieguma un strāvas diapazonu. Parasti izejas strāvas izmaiņu ātrums ir 45 A/ms, bet tiek ražotas arī ierīces pusvadītāju lāzeru lietojumiem. Šādiem avotiem izmaiņu ātrums ir līdz 400 A/ms.
Vēl lielāks reakcijas ātrums ir iespējams, ja elektroniskā slodze un līdzstrāvas avots tiek ievietoti virknē un ja elektroniskā slodze tiek izmantota kā strāvas modulators. Šī kombinācija ļauj sasniegt reakcijas ātrumu līdz 6000 A/ms.
Slodzes nestabilitāte
Šis raksturlielums nozīmē pastāvīgā izejas sprieguma izmaiņas no iestatītās uz atbilstošo izejas specifikāciju. Normālai darbībai šim efektam jābūt ļoti mazam (mazāk nekā 0,01% no iestatītā izejas sprieguma). Tikai tad, ja avota iekšējā pretestība ir salīdzinoši augsta, slodzes nestabilitāte kļūst par nevēlamu faktoru.
Tīkla nestabilitāte
Viena no automātiskās pārbaudes aprīkojuma prasībām ir tā izmantošana dažādas valstis. Bieži maiņstrāvas raksturlielumi ir nestabili vai pat atšķiras pēc sprieguma. Tīkla nestabilitāte nosaka izejas sprieguma vai strāvas procentuālās izmaiņas kā ieejas maiņstrāvas funkciju.
Stabilitāte
Stabilitāte nosaka izejas sprieguma un elektriskās strāvas novirzi ilgtermiņā. Lai izveidotu precīzāku savienojumu ar lietojumprogrammu, lietotājam ir svarīgi zināt, cik nemainīgas ir izvades vērtības un cik tuvu tās ir iestatītajām vērtībām. Šis parametrs ir īpaši svarīgs lietojumprogrammām, kurās barošanas avots tiek izmantots elektromagnētu barošanai un darbojas līdzstrāvas režīmā. Radītās magnētiskās plūsmas noturību garantē avota izejas strāvas noturība.
Barošanas avotu paralēlais pieslēgums.
Gadījumos, kad nepieciešama izejas strāvas palielināšana, risinājums ir paralēli pieslēgt barošanas avotus. Aprakstītajās ierīcēs tiek izmantota specializēta paralēlās vadības kopne, kas atkārtoti savieno avotus. Šādas kopnes izmantošanas priekšrocība ir tāda, ka paralēlo ierīču darbība tiek definēta kā viena avota darbība. Iegūtā sistēma automātiski izveido konfigurāciju, pati nosaka, kuri avoti ir galvenie, kuri vergie. Ja DUT ātri reaģē uz slodzes izmaiņām, dažreiz ir ieteicams izmantot bloķēšanas diodes katra avota pozitīvajai izejai. Paralēlā režīmā ierīcēm var būt dažādas izejas strāvas, bet vienādi spriegumi. Visas manuālās vai tālvadības pultis tiek vadītas no vadošajiem avotiem. Visas nolasīšanas kopnes šādā veidā tiek savienotas tikai ar galveno moduļu starpniecību.
Apkopojot, kopējā strāvas vērtība ir katra avota izejas strāvas vērtību summa. Daži uzlaboti modeļi var aprēķināt un parādīt kopējo sistēmas strāvu (piemēram, Sorensen SGI sērija).
Strāvas avotu seriālais pieslēgums.
Margrietiņu ķēdes savienojuma definīcija izklausās ļoti vienkārši - "vienkārši salieciet vairākas ierīces virknē, savienojot vienas ierīces "plusu" ar citas ierīces "mīnusu". Bet ir daži ierobežojumi. Katram programmējamam barošanas avotam ir tādas īpašības kā sprieguma izolācija. Viena īpašība negatīvajai izolācijai un viena pozitīvajai. Piemēram, ja maksimāli pieļaujamā negatīvā izolācija ir 150 V un maksimālā pieļaujamā pozitīvā izolācija ir 600 V, varat ņemt 150 V barošanas avotus un savienot tos virknē 600 V sistēmā, līdz kopējais spriegums pārsniedz 600 V.
Augstākais izejas spriegums virknē, ko AMETEK var nodrošināt, ir 1200 V. Šajā gadījumā ir nepieciešams kopīgs zemējums un caur 1200 V pieslēgtais DUT paliek nesazemēts. Tipisks pielietojums: Saules sprieguma invertora pārbaude. Izmantojot seriālo savienojumu, nav galvenās/pakārtotās definīcijas. Citiem vārdiem sakot, katrs barošanas avots ir jāprogrammē atsevišķi. Tālvadībai visas saskarnes ir jāizolē ar optronu (gaismas emitētāja un fotodetektora kombinācija, ko izmanto signālu pārraidīšanai starp galvaniski izolētām shēmām). Izmantotās saskarnes:
- analogs;
- RS-232;
- RS-485;
- Ethernet.
Digitālā programmēšana
Precīzu sprieguma un strāvas izvades vērtību iestatījumu nosaka dažādu digitālo saskarņu augstā izšķirtspēja. Šim nolūkam tiek noteikta izejas sprieguma un strāvas vērtību iestatīšanas precizitāte un izšķirtspēja. AMETEK piedāvā RS-232, RS-485, USB, GPIB un Ethernet vadību. Visu šo interfeisu digitālā infrastruktūra nodrošina 16 bitu izšķirtspēju ar vairāku punktu iebūvētu atsauces tabulu DAC (Digital-to-Analog Converter) linearitātes kalibrēšanai un kļūdu kompensācijai. Ir svarīgi, lai visas SCPI saskarnes būtu saderīgas, kas apvieno vienkāršu programmēšanu un zemas pārejas izmaksas.
Programmēšana ar SCPI komandām ietver papildu līdzekļu aktivizēšanu, piemēram, darbību secības iestatīšanu. Barošanas avota vadīšana ar SCPI komandām prasa 25 līdz 50 ms katrai komandai. Sekvencēšanas iespēja ļauj ielādēt automātiski palaist programmu, kas var darboties ar virkni sprieguma vai strāvas pakāpju vai zāģzobu viļņu formām ar ātrumu 1 ms. Šo funkciju nevar veikt ar tradicionālo SCPI attālo programmēšanu. Pielietojuma piemēri ir automobiļu testēšana saskaņā ar ISO 7637 vai drošinātāju novērtējums saskaņā ar IEC 60269.
Ir svarīgi, lai būtu pieejami IVI draiveri. Lielāko daļu citu draiveru var izveidot, vienkārši pārveidojot IVI draiverus.
Analogā programmēšana
Katrs AMETEK programmējamais barošanas avots izmanto standarta izolētu analogo interfeisu. Analogo interfeisu var izmantot, lai iestatītu izejas spriegumu, strāvu un pārsprieguma aizsardzību. Vadība notiek ar analogo sprieguma signālu, strāvas signālu vai rezistoru. Piemērs varētu būt programmējama loģiskā kontrollera izmantošana, lai kontrolētu ierīci, vai termistoru, kas kontrolē ierīces izejas.
Lasīšanas autobusi
Sensoru kopne nosaka izmērus un ir savienota ar izeju, lai pielāgotu spriegumu dotajos punktos. Ja kopnes vadi ir pievienoti tieši barošanas avota izejas spailei, tos sauc par "vietējiem". Pēc noklusējuma AMETEK piegādā jaunus barošanas avotus, kas konfigurēti vietējai nolasīšanai. Atkarībā no modeļa kopnes kabeļus var pieslēgt pie izejas ierīces iekšpusē vai caur ārējiem džemperiem. Lai precīzi iestatītu izejas spriegumu, ir jāizmanto attālās nolasīšanas režīms. Šajā režīmā strāvas padeve tiek regulēta zem slodzes. Šī metode kompensē sprieguma kritumu kabelī. Ja nolasāmās līnijas ir garas, ieteicams izmantot ekranētus kabeļus, lai izvairītos no traucējumiem, kas tiek radīti galvenajai izvadei. Lasīšanas režīms var kompensēt sprieguma kritumu, kas ir daudz lielāks par norādītajiem 5-10%. Problēma ir tāda, ka rādījuma zudums neietekmē citus raksturlielumus, piemēram, reakcijas ātrumu.
Beidzot
Izvēloties programmējamo barošanas avotu, jāņem vērā daudzi parametri: pamatīpašības, vadība utt. Vissvarīgākais ir sākt ar aplikācijas pareizas darbības vajadzībām, saprast, kā jādarbojas tehniskajām specifikācijām un kādi darbības režīmu ierobežojumi ir nepieciešami saskaņā ar standartiem.
Elektriskās ķēdes var iedalīt divos veidos: aktīvajā un pasīvajā. Aktīvo ķēžu piemēri ir pastiprinātāji un oscilatori. Rezistīvās ķēdes (sastāv no rezistoriem), vājinātāji un transformatori ir pasīvās ķēdes. Atšķirībā no pasīvajām shēmām, kuras sāk darboties vienkārši, kad tās ir iekļautas elektroniskajā shēmā, aktīvajām shēmām ir nepieciešams līdzstrāvas barošanas avots. Šo enerģiju var iegūt no akumulatora vai tīkla barošanas avota.
Līdzstrāvas barošanas avots ir ierīce, kas maiņstrāvu pārvērš līdzstrāvas strāvā. To parasti izmanto, lai pārveidotu tīkla spriegumu dažāda lieluma līdzstrāvas spriegumā.
Šajā nodaļā ir parādītas tikai blokshēmas dažādi veidi taisngrieži un tiem piešķirti īss apraksts par. Sīkāka prezentācija ir sniegta sadaļā. 29.
blokshēma
Uz att. 10.1 parāda līdzstrāvas avotu blokshēmas, kuru pamatā ir pusviļņa (a) un pilna viļņa (b) taisngrieži. Tīkla spriegums parasti tiek izmantots kā maiņstrāvas ieejas spriegums. Abos gadījumos pirmais posms ir taisngriezis (pusviļņa vai pilna viļņa). Taisngrieža izejas spriegums sastāv no divām sastāvdaļām: nemainīga un diezgan nozīmīga mainīgā. Šādu izejas spriegumu sauc par pulsējošu, un tas parasti nav piemērots elektronisko shēmu apgādei ar līdzstrāvu. Lai novērstu mainīgo komponentu, tiek izmantots izlīdzinošais filtrs (zemas caurlaidības filtrs), kas nomāc šo komponentu līdz ļoti mazu viļņu līmenim un pilnībā šķērso līdzstrāvas komponentu. Pulsācijas frekvenci nosaka izmantotā taisngrieža veids. Pusviļņa taisngriežā viļņiem ir tāda pati frekvence kā ieejas spriegumam, pilna viļņa taisngrieža izejā tie ir divreiz augstāki.
Daudzos līdzstrāvas avotos taisngrieža priekšā ir uzstādīts transformators, kas pārveido tīkla spriegumu vajadzīgajā taisngrieža ieejas sprieguma līmenī (10.2. att.). Izmantotā transformatora transformācijas koeficients nosaka barošanas avota izejas sprieguma līmeni.
Rīsi. 10.1. Līdzstrāvas barošanas avoti.
Rīsi. 10.2. Līdzstrāvas barošanas avots ar transformatoru.
Izejas spriegums jebkura līdzstrāvas barošanas avota spailēs, ieskaitot akumulatorus, ir maksimālais, ja nav slodzes (bezslodzes spriegums), tas ir, ja no avota netiek ņemta strāva. Kad slodzei tiek pielietota strāva, šis spriegums samazinās barošanas avota iekšējās pretestības ietekmes dēļ. Barošanas avota izejas sprieguma lieluma atkarību no slodzes strāvas lieluma sauc par barošanas avota slodzes raksturlīkni (līkni). Tipisks slodzes raksturlielums ir parādīts attēlā. 10.3.
Lai uzlabotu barošanas avota slodzes raksturlielumus, t.i., lai uzturētu izejas spriegumu nemainīgā līmenī, palielinoties slodzes strāvai, tiek izmantoti stabilizatori, kas tiek ieslēgti pie barošanas avota izejas. Stabilizētās barošanas avota blokshēma ir parādīta attēlā. 10.4.
Rīsi. 10.3. Slodzes raksturlielums
Rīsi. 10.4. Stabilizēts barošanas avots.
Invertori un pārveidotāji
Invertors ir strāvas avots, kas pārvērš līdzstrāvas spriegumu maiņstrāvas spriegumā (10.5. attēls), un pārveidotājs nodrošina līdzstrāvas sprieguma līmeņu pārveidošanu. Autors
Rīsi. 10.5.
Būtībā pārveidotājs ir invertors ar taisngriezi pie izejas; pēdējais pārveido izvadi Maiņstrāvas spriegumsģenerators atpakaļ uz līdzstrāvas spriegumu (10.6. att.).
Rīsi. 10.6.
Video ir izskaidroti veidi taisngriežu ķēdes radiotehnikā: