סיווג ומכשיר של שנאי ריתוך

שנאי ריתוך מכיל שנאי כוח ומכשיר בקרת זרם ריתוך.

בשנאי ריתוך, בשל הצורך בהסטת פאזה גדולה של מתח וזרם כדי להבטיח הצתה יציבה של קשת זרם החילופין כאשר הקוטביות מתהפכת, יש צורך לספק התנגדות אינדוקטיבית מוגברת של המעגל המשני.

ככל שההתנגדות האינדוקטיבית עולה, גדל גם השיפוע של המאפיין הסטטי החיצוני של מקור הכוח בקשת הריתוך בחלק העבודה שלו, מה שמבטיח שמאפייני הנפילה מתקבלים בהתאם לדרישות ליציבות הכוללת של "מקור הכוח - קשת". "מערכת.

בתכנון של שנאי ריתוך במחצית הראשונה של המאה ה-20, נעשה שימוש בשנאים עם פיזור נורמלי של השדה המגנטי בשילוב עם משנק נפרד או משולב. הזרם נשלט על ידי שינוי מרווח האוויר במעגל המגנטי של המשרן.

בשנאי ריתוך מודרניים, אשר מיוצרים משנות ה-60, מתקיימים דרישות אלו על ידי הגברת פיזור השדה המגנטי.

שנאי כאובייקט הנדסת חשמל בעל מעגל שווה ערך המכיל התנגדות אקטיבית ואינדוקטיבית.

עבור שנאי ריתוך הפועלים במצב עומס, צריכת החשמל היא בסדר גודל גדול יותר מההפסדים ללא עומס, לכן, כאשר פועלים בעומס, ניתן להזניח את התוכנית הזו.

אורז. 1. סיווג שנאי ריתוך

עבור מעגל שנאי טיפוסי, אובדן השדה המגנטי העיקרי בנתיב מהפיתול הראשוני אל המשני מתרחש בין הליבות של המעגל המגנטי.

פיזור השדה המגנטי נשלט על ידי שינוי הגיאומטריה של מרווח האוויר בין הפיתולים הראשוניים והמשניים (סלילים נעים, שאנטים נעים), על ידי שינוי מתואם במספר הסיבובים של הפיתולים הראשוניים והמשניים, על ידי שינוי המגנטי חדירות בין הליבות של המעגל המגנטי (shunt ממוגנט).

כאשר בוחנים תרשים מפושט של שנאי עם פיתולים מפוזרים, ניתן לקבל את התלות של ההתנגדות האינדוקטיבית בפרמטרים העיקריים של השנאי

Rm היא ההתנגדות לאורך נתיב השטף המגנטי התועה, ε היא התזוזה היחסית של הסלילים, W הוא מספר הסיבובים של הסלילים.

ואז הזרם במעגל המשני:

טווח משתנה לאין שיעור של שנאי ריתוך מודרניים: 1: 3; 1: 4.

לשנאי ריתוך רבים יש בקרת צעדים - מעבירים הן את הפיתולים הראשוניים והן המשניים לחיבור מקביל או סדרתי.

I = K / W2

שנאי ריתוך מודרניים כדי להפחית את המשקל והעלות של השלב של זרמים גבוהים, המתח של המעגל הפתוח מופחת.

שנאים מרותכים עם סלילים ניתנים להזזה

אורז. 2. התקן של שנאי ריתוך עם פיתולים ניתנים להזזה: כאשר הפיתולים מקוזזים לחלוטין, זרם הריתוך הוא מקסימלי, כאשר הפיתולים מופרדים, הוא מינימום.

תכנית זו משמשת גם בריתוך מיישרים של שנאים מתכווננים.

אורז. 3. העיצוב של השנאי עם פיתולים זזים: 1 - בורג עופרת, 2 - מעגל מגנטי, 3 - אום מוביל, 4,5 - פיתולים משניים וראשוניים, 6 - ידית.

ריתוך שנאי shunt ניידים

אורז. 4. התקן של שנאי ריתוך עם shunt נייד

במקרה זה, הוויסות של שטף הדליפה של השדה המגנטי נעשה על ידי שינוי אורך וחתך האלמנטים של הנתיב המגנטי בין מוטות המעגל המגנטי. כי חדירות מגנטית ברזל גדול בשני סדרי גודל מחדירות האוויר; כאשר השאנט המגנטי זז, ההתנגדות המגנטית של זרם הדליפה העובר באוויר משתנה. עם shunt מוכנס במלואו, צורת הגל של זרם הדליפה וההתנגדות האינדוקטיבית נקבעים על ידי פערי האוויר בין המעגל המגנטי לשאנט.

נכון לעכשיו, שנאי ריתוך לפי תכנית זו מיוצרים למטרות תעשייתיות וביתיות, ותכנית כזו משמשת בעת ריתוך מיישרים של שנאים מתכווננים.

שנאי ריתוך TDM500-S

ריתוך שנאים עם פיתול חתך

מדובר בשנאים להרכבה ושנאים ביתיים שיוצרו לפני 60, 70, 80 שנה.

ישנם מספר שלבים של ויסות של מספר הסיבובים של הפיתול הראשוני והמשני.

שנאי ריתוך shunt קבועים

אורז. 4. התקן של שנאי ריתוך עם shunt מגנטי קבוע

קטע נופל משמש לשליטה, כלומר. פעולת ליבת shunt במצב רוויה. מכיוון שהשטף המגנטי העובר דרך השאנט משתנה, נקודת ההפעלה נבחרת כך שלא תצא מחוץ לענף הנופל חדירות מגנטית.

ככל שהרוויה של המעגל המגנטי עולה, החדירות המגנטית של השאנט יורדת, בהתאם, זרם הדליפה, ההתנגדות האינדוקטיבית של השנאי עולה, וכתוצאה מכך, זרם הריתוך יורד.

כיוון שהוויסות הוא חשמלי, מתאפשר שליטה מרחוק על אספקת החשמל. יתרון נוסף של המעגל הוא היעדר חלקים נעים, מכיוון שבקרה אלקטרומגנטית, זה מאפשר לפשט ולהקל על התכנון של שנאי כוח. כוחות אלקטרומגנטיים הם פרופורציונליים לריבוע הזרם, ולכן בזרמים גבוהים יש בעיה עם תמיכה בחלקים נעים. רובוטריקים מסוג זה יוצרו בשנות ה-70 וה-80 של המאה ה-20.

שנאי ריתוך תיריסטורים

אורז. 5. שנאי ריתוך תיריסטור התקן

עקרון ויסות מתח וזרם תיריסטורים מבוסס על הסטת הפאזה של חור התיריסטור בחצי התקופה של הקוטביות הישירה שלו. במקביל, הערך הממוצע של המתח המיושר ובהתאם, הזרם עבור חצי מחזור משתנים.

כדי לספק ויסות של רשת חד פאזית, אתה צריך שני תיריסטורים מחוברים הפוכים, והוויסות חייב להיות סימטרי.לשנאי תיריסטורים יש מאפיין סטטי חיצוני קשיח שנשלט על ידי מתח המוצא באמצעות תיריסטורים.

תיריסטורים נוחים לוויסות מתח וזרם במעגלי AC מכיוון שהם נסגרים אוטומטית כאשר הקוטביות מתהפכת.

במעגלי DC משתמשים בדרך כלל במעגלי תהודה עם השראות לסגירת תיריסטורים, דבר קשה ויקר ומגביל את אפשרויות הוויסות.

במעגלי שנאי תיריסטורים, תיריסטורים מותקנים במעגל המתפתל הראשי משתי סיבות:

1. מכיוון שהזרמים המשניים של מקורות כוח ריתוך גבוהים בהרבה מהזרם המרבי של התיריסטור (עד 800 A).

2. יעילות גבוהה יותר, שכן הפסדי נפילת המתח בשסתומים הפתוחים בלולאה הראשונה קטנים פי כמה ממתח ההפעלה.

בנוסף, השראות של השנאי במקרה זה מספקת החלקה גדולה יותר של הזרם המיושר מאשר במקרה של התקנת תיריסטורים במעגל המשני.

כל שנאי הריתוך המודרניים עשויים עם פיתולי אלומיניום. עבור אמינות, רצועות נחושת מרותכות בקור בקצוות.

אורז. 6. דיאגרמת בלוקים של שנאי תיריסטור: T - שנאי תלת פאזי ירידה, KV - שסתומי מיתוג (תיריסטורים), BFU - התקן בקרת פאזה, BZ - בלוק משימה.

אורז. 7. דיאגרמת מתח: φ- זווית (שלב) של הפעלת תיריסטורים.

מאז שנות ה-80, רוב שנאי הריתוך עשויים מברזל שנאי מגולגל קר. זה נותן פי 1.5 יותר אינדוקציה ופחות משקל של המעגל המגנטי.