התאמה של זרם ריתוך במקור לריתוך חצי אוטומטי עם ווסת תיריסטור. תכנית, תיאור

אינציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל
ספרייה חינם / חַשׁמַלַאי

ריתוך חשמלי. התאמה של זרם ריתוך במקור לריתוך חצי אוטומטי עם ווסת תיריסטור. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

ספריה טכנית בחינם

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / ציוד ריתוך

ויסות מתח מקורות עם התאמה שלב של מתח וזרם הריתוך מתבצעת על ידי החלפת הברזים של שנאי הריתוך באמצעות מגשרים או מתגים מיוחדים.

כפי שמראה בפועל, גישה זו בדרך כלל אינה מאפשרת לבחור את מצב הריתוך האופטימלי, וגם אינה מבטיחה תוצאה קבועה בעת שינוי הפרמטרים של מעגל הריתוך, רשת אספקת החשמל או בעת עבודה עם תערובות גז מגן שונות.

הגדלת מספר שלבי ההחלפה מאפשר לשפר את המאפיינים התפעוליים של המקור, אך יחד עם זאת יש צורך להשתמש במתגים מרובי מצבים מורכבים ומסורבלים, והיחידות המתפתלות של המקור מסובכות מאוד. זה, מצד אחד, מייקר את העלות שלו, ומצד שני, מוריד מאוד את אמינותו.

במשך זמן רב היו ומשמשים שונים שיטות להתאמה חלקה של מתח וזרם ריתוךבאמצעות פיתולים נעים, shunts מגנטי או מגברים מגנטיים.

אבל לשיטות כאלה אין יתרונות בסיסיים, כי הם מרמזים:

עיצוב שנאים מורכב ויקר יותר;
נוכחות של יחידות אלקטרומגנטיות או מכניות מתאימות מיוחדות.

בנוסף, אפשרויות כאלה מתאימות לרוב למקורות בעלי מאפיין חיצוני נופל, ואינן מתאימות לחלוטין אם המאפיין החיצוני צריך להיות נופל עדין או קשה. עבור מקורות כאלה, במשך זמן רב לא הייתה חלופה ראויה למקורות עם מתגי מגע.

הבטחת המשכיות זרם הריתוך

הסיכוי לשנות את המצב הקיים ולהחליף מתגי מגע במתגי מגע ללא מגע התעורר בשנת 1955, כאשר התיריסטור יוצר, התקן המוליך למחצה המחליף הראשון עם מספיק כוח לשימוש במקורות ריתוך. השימוש בתיריסטורים איפשר להשיג ויסות חלק של מתח וזרם, כמו גם לחסל חלקים מכניים נעים, מה שהגדיל את האמינות של מקורות ריתוך.

בואו ניקח בחשבון מקור כוח ריתוך בעל התאמה חלקה של מתח וזרם הריתוך.

לתיריסטור כמרכיב מפתח יש שני מצבים:

לִפְתוֹחַ;
סָגוּר.

סָגוּר תיריסטור אינו מוליך זרם, אלא פנימה פתוח - מתנהל. מאז תיריסטור מסוגל להוביל זרם רק בכיוון אחד, הוא נקרא לעתים קרובות שסתום מבוקר מוליכים למחצה (מיישר מבוקר סיליקון, SCR).

שלא כמו דיודה, לתיריסטור, בנוסף לאנודה ולקתודה, יש תוספת נוספת אלקטרודת בקרה: על ידי העברת זרם דרכו, אתה יכול להפוך את התיריסטור למצב פתוח. לרוע המזל, על מנת שהתיריסטור יעבור למצב סגור, אין זה מספיק להסיר את אות הבקרה מאלקטרודת הבקרה. כדי לעשות זאת, יש צורך להפחית את הזרם הזורם דרך התיריסטור לאפס. זה הופך אותו לא למכשיר מוליכים למחצה הניתן לשליטה מלאה.

עם זאת, נסיבות אלו אינן מפריעות במידה רבה אם התיריסטור משמש במעגלי זרם חילופין. במקרה זה, הקוטביות הנוכחית מאופסת ומתהפכת פעמיים במהלך התקופה. לכן, ניתן לכבות את התיריסטור באופן טבעי בסוף כל חצי מחזור של זרם החילופין.

מכיוון שלתיריסטור אין מצבי מוליכות ביניים, ניתן לכוונן את הזרם או המתח רק על ידי שינוי זמן המצב הפתוח שלו t_u(האיור 18,13).

התאמה של זרם הריתוך במקור לריתוך חצי אוטומטי עם בקר תיריסטור

18.13. העיקרון של ויסות מתח וזרם באמצעות תיריסטור

לסוג זה של רגולציה יש גם יתרונות וגם חסרונות. ל פלוסים זה אומר שלתיריסטור יש התנגדות גבוהה מאוד כשהוא סגור והתנגדות נמוכה מאוד כשהוא פתוח. לכן, מעט כוח מתפזר עליו, מה שמאפשר לבנות מקורות מבוקרים תיריסטורים יעילים ביותר.

К חסרונות מתייחס לעובדה שהתוצאה של פעולת וסת התיריסטור היא "נשיכה" של שברי סינוסואיד ועלייה במשך ההפסקות t_n במתח המוצא.

השימוש במיישר מבוקר גל מלא (איור 18.14) מבטיח שימוש יעיל יותר בשנאי, מבטל מגנטיזציה חד-צדדית של ליבת השנאי, וגם מקטין את משך ההפסקות tn בין פולסים.

התאמה של זרם הריתוך במקור לריתוך חצי אוטומטי עם בקר תיריסטור
אורז. 18.14. ויסות מתח וזרם באמצעות מיישר מבוקר גל מלא

עם זאת, גם במקרה זה, במיוחד עבור זרם הריתוך המינימלי, הפסקות במתח המוצא הן משמעותיות. כדי לשמור על הקשת במהלך הפסקות אלו, יש צורך להשתמש במשנק יעיל יותר מאשר במקור ריתוך עם מיישר לא מבוקר. וכאן אנו עומדים בפני הדרישות המוציאות זו את זו מהן שהוזכרו קודם לכן.

С צד אחדכדי להבטיח המשכיות של זרם הריתוך, יש צורך להגדיל את השראות של המשרן. עם הצד השניעל מנת להשיג את קצב העלייה הנדרש של זרם הקצר, לא ניתן להעלות את השראות של המשרן מעל ערך מסוים, שמובטח לא יעמוד בדרישה הראשונה.

בפרק הקודם, השתמשנו במקור זרם דחיפה נוסף כדי לעמוד בדרישות אלו. במקרה זה, פתרון זה אינו מתאים, כי עקב פעולת המיישר המבוקר, איזון המתח יופר. לכן, זרם דומה בגודלו לזרם הראשי יילקח ממקור האיפור. כלומר, כאשר מנסים להפחית את הזרם באמצעות מיישר מבוקר, הזרם החסר יזרום למעגל הריתוך ממקור ההזנה.

ניתן לפתור בעיה זו באמצעות חנק שני מתפתלים L1, L2 (איור 18.15). השראות L1 ו-L2 מחוברות זו לזו דרך יחס טרנספורמציה של מצערת

בואו נסתכל מקרוב על עקרון הפעולה של החנק הזה. נניח שאחד התיריסטורים של הגשר הנשלט פתוח. במקרה זה, זרם הקשת I(V3), המדומה על ידי מקור מתח V3 עם התנגדות פנימית של 0,05 אוהם, זורם דרך פיתול המשרן L1, בעל השראות לא משמעותית של 0,3 mH (טבלה 18.1).

ברגע שבו המתח V3 עולה על המתח המיידי של מקור המתח החילופי VI, תיריסטור הגשר הפתוח בעבר ייסגר, וזרם העומס I(V3) יתחיל לזרום במעגל D5, L2, L1, V3. מכיוון שההשראות המצורפות מגנטית L1 ו-L2 מחוברות בטור, במקרה זה זרם העומס יקטן ב-K = K_TR + פעם אחת, וההשראות תגדל ב-K² פעמים.

פלט. בניגוד לזרם, שיורד באופן ליניארי, השראות גדלה באופן ריבועי.

המשמעות היא שההשראות המתקבלת של המשרן תוכל לשמור על זרם עומס רציף למשך זמן רב יותר. זה מאושר על ידי גרף זרם העומס I(V3) (איור 18.15). מהגרף הזה עולה כי זרם הקשת הוא רציף ובמקרה הגרוע ביותר (כאשר המקור מייצר זרם ריתוך מינימלי של 60 A) אינו יורד מתחת ל-10 A.

השראות חנק L₁ ניתן לבחור באמצעות הנתונים בטבלה. 18.1. במקרה שלנו ל₂ = 0,3 mH. בתורו, השראות L₂ גם לא יכול להיות ערכים שרירותיים, אלא נקבע על ידי מקדם הטרנספורמציה, שבדרך כלל מתבטא רק כמספר שלם.

התאמה של זרם הריתוך במקור לריתוך חצי אוטומטי עם בקר תיריסטור
אורז. 18.15. שימוש במשרן דו-פתיל כדי לשמור על זרם רציף במהלך הפסקות מתח

לכן, עבור מקדמי הטרנספורמציה K_TR = 1; 2; 3; 4; 5... הפיתול המשני של המשרן יהיה בעל השראות = 0,3; 1,2;

פלט. ככל שיחס הטרנספורמציה גבוה יותר, כך השראות של המתפתל L גבוהה יותר₂ וככל שהמשרן יכול לשמור על זרם בהפסקת המתח זמן רב יותר.

עם זאת, ככל שיחס הטרנספורמציה גדל, הממדים הכוללים של המשרן גדלים גם הם. לכן, יש צורך בסימולטור לבחור את יחס הטרנספורמציה המינימלי האפשרי, ומבטיח כי בזרם ריתוך מינימלי, הזרם בהפסקת המתח אינו יורד מתחת ל-10 A.

במקרה זה, תנאי זה מתקיים עבור ק_TR = 5. מתרשים הזמן המקביל של זרם העומס I(V3) ברור שהערך המינימלי של זרם העומס אינו יורד מתחת ל-10 A, וערך המשרעת מגיע ל-132 A. כלומר, אם ערך המשרעת של הזרם מגיע לערך שצוין, ואז אנרגיה מצטברת בהשראות Lx, מספיק כדי לשמור על הזרם במהלך הפסקת המתח.

אם, עם עלייה נוספת בזרם, ליבת המשרן הופכת לרוויה, הדבר לא יחמיר את פעולתה בזמן הפסקה, אלא יאפשר להקטין את הממדים הכוללים. השימוש במשרן ברוויה גם ייצב את הזרם האפקטיבי במשני (L₂) פיתול משרן ברמה I_L2 = 13 א.

אחרת זרם זה יהיה פרופורציונלי לזרם העומס. זרם ראשוני אפקטיבי מרבי (L₁) של פיתול המשרן מתאים לזרם הריתוך המרבי I_L1 = אני_{St max} = 180 א.

המשרן מלופף על ליבת רצועה בצורת W עשויה פלדה 3411 (E310). הפיתול הראשוני של המשרן מכיל 18 סיבובים של פס נחושת מבודד בחתך רוחב של 36 מ"מ. הפיתול המשני של המשרן מכיל 2 סיבובים של חוטי נחושת בבידוד אמייל בקוטר 90 מ"מ. יש להכניס מרווחים לא מגנטיים בעובי 1,81 מ"מ למרווחים של ליבת המצערת (סה"כ מרווח לא מגנטי 1 מ"מ).

התאמה של זרם הריתוך במקור לריתוך חצי אוטומטי עם בקר תיריסטור

תמונה 18.16. דיאגרמות תזמון של זרם בפיתולים של משנק דו-פתיל

התאמה של זרם הריתוך במקור לריתוך חצי אוטומטי עם בקר תיריסטור
אורז. 18.17. מודל מקור שנועד ללכוד את מסלול היפוך המגנטיזציה של משרן לא ליניארי

תוך ניצול העובדה ש-SwCad יכול לדגמן אינדוקטציות לא ליניאריות, ניצור מודל של מקור עם משרן לא ליניארי (איור 18.17). על פי תוצאות החישוב, קו הגדרת השראות הלא ליניארי נראה כך:

צומת בדיקה הסרת לולאת היפוך המגנטיזציה בנויה על שני מקורות זרם - G1 ו-G2, הנשלטים על ידי מתח, המשמשים למדידה ולנרמל את הפרמטרים המוצגים.

ניתן לחשב את מקדם ההעברה של מקור הזרם המבוקר G1, המספק מתח מוצא אינטגרטור השווה לאינדוקציה, באמצעות הנוסחה:

יש לרשום את הערך המחושב של מקדם השידור בשורת הערך של תפריט ההגדרות עבור מקור הזרם הנשלט G1.

מקדם העברה של מקור זרם מבוקר G2, מתן זרם פלט השווה למתח בליבת שנאי לא ליניארי, ניתן לחשב באמצעות הנוסחה:

יש לרשום את הערך המחושב של מקדם השידור בשורת הערך של תפריט ההגדרות עבור מקור הזרם הנשלט G2.

בהגדרות הציר האופקי, בקו Quantity Plotted, במקום פרמטר הזמן, הזן את הפרמטר I(G2). אנו מציגים את המתח ביציאת האינטגרטור בצורה אנכית על ידי לחיצה על המסוף הימני של הקבל C1 (איור 18.18).

התאמה של זרם הריתוך במקור לריתוך חצי אוטומטי עם בקר תיריסטור
אורז. 18.18. מסלולים של היפוך מגנטיזציה של ליבת המשרן עבור זרם ריתוך מינימלי (a) ומקסימום (ב).

באיור. איור 18.18 מציג את המסלולים של היפוך מגנטיזציה של ליבת המשרן הלא ליניארי. בזרם ריתוך מינימלי (איור 18.18a), ליבת המשרן נמצאת על סף רוויה. ככל שהזרם גדל, הליבה נעשית רוויה (איור 18.18, ב).

מחבר: Koryakin-Chernyak S.L.

ראה מאמרים אחרים סעיף ציוד ריתוך.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

עור מלאכותי לחיקוי מגע 15.04.2024

בעולם טכנולוגי מודרני בו המרחק הופך להיות נפוץ יותר ויותר, חשוב לשמור על קשר ותחושת קרבה. ההתפתחויות האחרונות בעור מלאכותי על ידי מדענים גרמנים מאוניברסיטת Saarland מייצגים עידן חדש באינטראקציות וירטואליות. חוקרים גרמנים מאוניברסיטת Saarland פיתחו סרטים דקים במיוחד שיכולים להעביר את תחושת המגע למרחקים. טכנולוגיה חדשנית זו מספקת הזדמנויות חדשות לתקשורת וירטואלית, במיוחד עבור אלה שמוצאים את עצמם רחוקים מיקיריהם. הסרטים הדקים במיוחד שפיתחו החוקרים, בעובי של 50 מיקרומטר בלבד, ניתנים לשילוב בטקסטיל וללבוש כמו עור שני. סרטים אלה פועלים כחיישנים המזהים אותות מישוש מאמא או אבא, וכמפעילים המשדרים את התנועות הללו לתינוק. הורים הנוגעים בבד מפעילים חיישנים המגיבים ללחץ ומעוותים את הסרט הדק במיוחד. זֶה ... >>

פסולת חתולים של Petgugu Global 15.04.2024

טיפול בחיות מחמד יכול להיות לעתים קרובות אתגר, במיוחד כשמדובר בשמירה על ניקיון הבית שלך. הוצג פתרון מעניין חדש של הסטארטאפ Petgugu Global, שיקל על בעלי החתולים ויעזור להם לשמור על ביתם נקי ומסודר בצורה מושלמת. הסטארט-אפ Petgugu Global חשפה אסלת חתולים ייחודית שיכולה לשטוף צואה אוטומטית, ולשמור על הבית שלכם נקי ורענן. מכשיר חדשני זה מצויד בחיישנים חכמים שונים המנטרים את פעילות האסלה של חיית המחמד שלכם ופועלים לניקוי אוטומטי לאחר השימוש. המכשיר מתחבר למערכת הביוב ומבטיח פינוי פסולת יעיל ללא צורך בהתערבות של הבעלים. בנוסף, לאסלה קיבולת אחסון גדולה הניתנת לשטיפה, מה שהופך אותה לאידיאלית עבור משקי בית מרובי חתולים. קערת המלטה לחתולים של Petgugu מיועדת לשימוש עם המלטה מסיסת במים ומציעה מגוון זרמים נוספים ... >>

האטרקטיביות של גברים אכפתיים 14.04.2024

הסטריאוטיפ שנשים מעדיפות "בנים רעים" כבר מזמן נפוץ. עם זאת, מחקר עדכני שנערך על ידי מדענים בריטים מאוניברסיטת מונאש מציע נקודת מבט חדשה בנושא זה. הם בדקו כיצד נשים הגיבו לאחריות הרגשית של גברים ולנכונותם לעזור לאחרים. ממצאי המחקר עשויים לשנות את ההבנה שלנו לגבי מה הופך גברים לאטרקטיביים לנשים. מחקר שנערך על ידי מדענים מאוניברסיטת מונאש מוביל לממצאים חדשים לגבי האטרקטיביות של גברים לנשים. בניסוי הראו לנשים תצלומים של גברים עם סיפורים קצרים על התנהגותם במצבים שונים, כולל תגובתם למפגש עם חסר בית. חלק מהגברים התעלמו מההומלס, בעוד שאחרים עזרו לו, כמו לקנות לו אוכל. מחקר מצא שגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב היו מושכים יותר לנשים בהשוואה לגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב. ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

מקלט כוח אלחוטי אוניברסלי MAX77950 29.09.2018

Maxim Integrated הכריזה על שבב חדש MAX77950, אשר נועד ליצור מקלט במערכת העברת כוח אלחוטית. ה-MAX77950 תואם באופן מלא לתקני המטען האלחוטי של WPC Low Power (v1.2) ו-PMA SR1 (v2.0), כלומר הוא יכול לבצע Frequency Shift Keying (FSK) של מנות שהתקבלו בהתאם לתקנים אלה.

פתרון זה נועד ליישם את השיטה האינדוקטיבית של קבלת אנרגיה ומספק עד 12 וואט של הספק מוצא. ה-MAX77950 כולל הגדרת זרם פלט מדויקת ומעגלי חישת מתח על פני כל טווח העומס.

תכונה ייחודית של פתרון זה היא שהודות לפונקציית PeerPower המוגנת בפטנט, שבב MAX77950 יכול לעבוד כמכשיר משדר כוח. במקביל, מתקיימת תקשורת בין מיקרו-מעגלים באמצעות אפנון משרעת בתוך הלהקה (ASK - Amplitude Shift Keying). תכנות המיקרו-מעגל מתבצע באמצעות הממשק הטורי I2C. הגדרה, מצב העברת כוח וכל מיני שגיאות נקראים דרך הממשק הזה.

לוח ההערכה MAX77950EVKIT זמין להזמנה. משני לוחות ניפוי באגים, אתה יכול ליצור מערכת של התקני מקלט ומשדר. אתה יכול להפעיל ולבדוק את לוח הפיתוח באמצעות ה-GUI.

מאפיינים טכניים של MAX77950:

עמידה בשני התקנים הנפוצים בעולם להעברת כוח אלחוטי - WPC / PMA;
פונקציית PeerPower מבטיחה את פעולת המיקרו-מעגל כמשדר אנרגיה;
מתח מוצא מתכוונן מ-3.5 ל-12.7 וולט בצעדים של 100 mV;
מיישר גשר מלא סינכרוני משולב;
פונקציית זיהוי עצמים זרים ניתנת לתכנות (FOD - Foreign Object Detection);
יישום של הגנת מתח יתר, טמפרטורה, זרם יתר וקצר חשמלי;
דיור WLP52.

עוד חדשות מעניינות:

▪ רובוטים דמויי אדם כבר מוצעים למכירה

▪ Sony Reader WiFi

▪ לוויינים רוצחים

▪ האור מאדה מים ללא חימום

▪ מטוס על-קולי של Virgin Galactic

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ חלק של האתר אנציקלופדיה גדולה לילדים ולמבוגרים. בחירת מאמרים

▪ מאמר עצה מגורם חיצוני. ביטוי פופולרי

▪ מאמר מי המציא את הטלוויזיה? תשובה מפורטת

▪ מאמר קדחת ארגמן. בריאות

▪ כתבה מפסק תאורת מדרגות. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

▪ מאמר כפית חשמלית. ניסוי פיזי

השאר את תגובתך למאמר זה:

הערות על המאמר:

ויקטור
מעניין עבור מעצבי ציוד ריתוך. הייתי רוצה את התוצאה הסופית. המעגל המוגמר מתאים להתאמה איכותית של המתח של מכונת ריתוך חצי אוטומטית. מוכח, לא מהדחפור.

כל השפות של דף זה

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר