Относительно мощный (с рабочим током ~ 20 А) низковольтный (~ 50 В) выпрямитель собран по мостовой схеме на тиристорах и представляет собой помесь электронного ключа и диодного моста. Имея несколько худшие параметры чем у выпрямительного моста классического, на диодах, такая конструкция позволяет удобно управлять мощной нагрузкой. Здесь, задействован простейший ключевой режим – «включено-выключено» по сигналу герконового датчика. Обратная связь.
Выпрямитель предназначен для использования в блоке питания (далее БП) стационарного электролизера средней мощности. Прибор собран в виде единого компактного модуля вместе с автоматическим тепловым выключателем в цепи нагрузки и самодельным токовым шунтом. Здесь же смонтирована и дополнительная маломощная часть – трансформатор и выпрямитель для питания пары вентиляторов обдува. От этого же маломощного БП питается и промежуточное реле с электронным ключом на транзисторе – для разгрузки контактов геркона датчика.
Рис. 2. Управляемый выпрямитель. Схема электрическая принципиальная. VS1…4 – подходящие по конструкции, допустимым току и напряжению. R1…4 – 100…200 Ом, VD1…4 – любые маломощные, с допустимым прямым током 0,1…0,3 А. Неосновные сервисные цепи не показаны.
Схема выпрямителя (Рис. 2) может быть упрощена за счет замены неуправляемых (постоянно включенных) тиристоров на подходящие диоды. Здесь, действовать пришлось исходя из удобств конструктивных. Радиаторы приспособил небольшие и разные, пришлось применить обдув.
Фото 3. Домашнее конструирование часто исходит «от свалки» - что имеется в закромах или удается недорого и нехлопотно раздобыть. Вывернув ящики и коробки, сопя прикладываешь одно к другому. До тех пор, пока не начнет вырисовываться более-менее удовлетворительная конструкция.
Что потребовалось для работы.
Кроме радиоэлементов – набор некрупного слесарного инструмента, набор инструментов и материалов для электро-радиомонтажа, мелочи. Листовой текстолит и нетолстый алюминий, крепеж.
К делу.
Определился с силовыми элементами – тиристоры Т142 – 63 – 7. Все четыре. Одинаковые, в корпусе на резьбовой шпильке. С учетом установки тиристоров, среди имеющегося подобрал хоть сколько то похожие радиаторы. Радиатора получилось три – два тиристора на одном и два на радиаторах своих собственных. Все радиаторы разные, их пришлось скреплять в единый модуль через изолятор – этакие боковые стенки из нетолстого листового текстолита. «Несущие», да.
Фото 4. Заготовка боковых стенок выпрямителя – подобранный на свалке остаток от бабушкиного ящика для рассады.
Установка тиристоров на радиаторы. В основном происходила штатно – разметка-сверление отверстия в пластине, с одной втыкаем тиристор, с другой накручиваем гайку. Тем более, что один из индивидуальных радиаторов и вовсе оказался «родным» (Фото 5). Встретились, обнялись, утерли скупую слезу - «сколько лет, сколько зим!», «а ты помнишь!»…
Фото 5. Индивидуальные одноместные радиаторы. Первый, в углу – от этих же тиристоров. Второй посредине – от воздушного охлаждения процессора ПК. «Мелкозубый» - под принудительный обдув и с табельным вентилятором (сбоку).
Второй персональный радиатор – от персонального же компьютера (Фото 5) – воздушное охлаждение процессора. Значительная его высота и медная болванка посередине позволили организовать в ней соответствующую резьбу (Фото 6) – спиртовым фломастером отметил центр, тюкнул керном, просверлил отверстие под нарезание резьбы. Через мягкие хвойные деревяшки зажал радиатор в тисках и нарезал резьбу.
Фото 6. Нарезание резьбы под хвостовик анода тиристора.
Фото 7. Расстояние между текстолитовыми стенками модуля – по самому широкому радиатору для пары тиристоров.
Предварительно скрепил стенки выпрямителя (Фото 7). Разметил места остальных радиаторов – из куска нетолстого алюминия (Фото 8) вырезал и изготовил дополнительные крепления для однотипной установки (Фото 9).
Фото 8. Заготовка для дополнительных креплений радиаторов – обрезок от листа старой кровли.
Фото 9. Радиаторы с дополнительными уголками-креплениями.
Пришлось повозиться и больше всего с компьютерным мелкозубым (Фото 9) – в утолщенных ребрах изловчился просверлить глухие отверстия и нарезать резьбу М3, секторные окна для лучшей вентиляции выпилил ювелирным лобзиком.
Для надежного и малоомного подключения к анодам тиристоров пришлось изготовить и самодельные лепестки. Из латуни, как металла удовлетворительно работающего в контакте между медью и алюминием. На нашедшейся 2 мм пластине разметил (Фото 10) и выпилил ювелирным лобзиком контуры (Фото 11), меньшее отверстие просверлил, большее также выпилил.
Фото 10. Латунная заготовка с размеченной клеммой-лепестком.
Фото 11. Выпиленные лепестки. Пилочка для ювелирного лобзика №0, традиционная смазка воском не применялась.
Готовые лепестки отжег на кирпичике портативной газовой горелкой (Фото 12), остывшие зажал в тисках между деревяшками и выгнул хвостики. Зачистил некрупной наждачкой от окислов и залудил мощным паяльником места для проводов.
Фото 12. Отжиг латуни. Для удобного и нетравматичного гнутья.
Мощные проводники для внутренних соединений удобнее всего оказались самодельные – нетонкий медный обмоточный провод зачистил наждачной бумагой от лаковой изоляции, нарезал нужные кусочки и облудил паяльником. Собрал в жгуты. В лепестки впаивал «на весу» - до установки на радиатор, иначе паяльник 150 Вт не справлялся. Наборные, из луженых жил неизолированные провода удобны – в любом месте к ним легко припаять выводы мелких элементов, отогнув у жгута одну из жил.
Пригоршню имеющихся б/у тиристоров проверил и отобрал по близким параметрам (Фото 13) – в прямом включении, анод к «+» мультиметра, катод к «-», исправный прибор должен демонстрировать очень большое сопротивление. При замыкании, на мгновение, управляющего электрода с анодом, мультиметр должен показать сопротивление близкое к короткому замыканию. Проверку удобнее делать на стрелочном авометре.
Фото 13. Проверка работоспособности. Следует помнить, что у мощных тиристоров катод сверху. Старые стрелочные Цэ-шки, для таких измерений удобнее современных цифровых приборов.
Фото 14. Установка тиристоров на большом «пАрном» радиаторе. Радиатор самодельный, фрезерованный из болванки. Для гаек с обратной стороны в тисках выломал часть зубьев. К счастью – хрупкий силумин.
Тиристоры на радиаторах установлены не вполне правильно (Фото 14) – лепестки пришлось подложить сверху увеличивая термосопротивление. Между лепестками и радиатором плюхнул немного КПТ-8, поверхности лепестков «к тиристору» возможно лучше отшлифовал.
Фото 15. В процессе монтажа. Крепления радиаторов к боковым текстолитовым стенкам приклепал вытяжными заклепками.
Фото 16. Основная силовая часть выпрямителя. Проверка работоспособности. В качестве включателя – временный миниатюрный тумблер.
Выпрямитель снабжен парой низковольтных вентиляторов для принудительного обдува радиаторов (Фото 17). К компьютерному полагался штатный, на пластиковых защелках, к «пАрному» приспособил стандартный «кулер». Его привинтил обрезанными кровельными саморезами, между зубьев.
Фото 17. Вид на выпрямитель сзади. Принудительное охлаждение. Воздушный поток проходит и через ребра верхнего радиатора.
Для маломощного, 12 В питания вентиляторов подобрал небольшой трансформатор и готовую платку выпрямителя. Оба от старой носимой кассетной магнитолы.
Небольшое промежуточное электромагнитное реле с двумя группами контактов, для управления выпрямителем, закрепил на боковой стенке блока самодельной скобочкой. Её выгнул из нетолстого алюминиевого листа – разметил и вырезал ножницами по металлу развертку, согнул, просверлил крепежные отверстия.
Фото 18. Размеченная заготовка развертки.
Фото 19. Готовая обойма для реле.
Фото 20. Промежуточное реле с креплением к боковой стенке.
Фото 21. Маломощная «сервисная» часть выпрямителя – трансформатор и платка выпрямителя для питания промежуточного реле и вентиляторов, само реле и транзисторный ключ на КТ815 (указан стрелочкой). Под спинку транзистора нанес чуток термопасты.
На свободное место второй стенки установил самодельный токовый шунт и стандартный автоматический выключатель (Фото 22). Жесткие электрические соединения выполнены аналогично.
Фото 22. Выпрямитель в сборе. Прогон. В качестве нагрузки применил три последовательно соединенных нагревателя от промышленной печи.
Фото 23. Готовый модуль выпрямителя.
Babay Mazay, март, 2022 г.
Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.
