Делаем резонансный сварочный инвертор Vadne1'я. Часть 2-я.

На готовом аппарате при условии предварительной настройки в резонанс в режиме максимального заполнения определить резонансную частоту. Из нее можно определить необходимую длительность импульса. Она будет равна (Tпериода / 2) - Тмертвое время. В свою очередь Тпериода = 1 / Fрез.
Пример.
Измеренная резонансная частота = 33.3 кгц. Период равен ~ 30 мкс. Мертвое время - 1 мкс.
Длит. импульса = 30 / 2 - 1 = 14 мкс.

Минимальная частота определяется необходимым диапазоном регулировки выходного тока. Так для снижения тока в 2 раза надо уменьшить частоту в 2 раза и т.д.


Нет. Т.к. в этом случае мы не обеспечим плавности уменьшения тока.
На справедливое замечание относительно появляющихся затухающих колебаний в контуре вспомните о моем упоминании о невысокой добротности нагруженной резонансной цепи.

Я так понял, у Вас они стоят, а диоды какие? У меня 1N5819, мне кажется 3107 лучше откроется(усиление по прибору около 450 против ">100" у 2907). Или реально у них больше усиление? или не в этом дело?

В любом случае "всё поет и зужжит" ушло в прошлое, ну кроме силовой части.

дополнил чуток инструкцию по резонанснику и обновил файл.

Немного не в тему, но хочу поделится с форумчанами технологией изготовления мощного импульсного паяльника (им паял плату драйверов даже). Как то задумался, если есть индукционный (с обычного транса) почему не может быть импульсный? ну и начал эксперименты. Благодаря им пришел к такой технологии его изготовления:
Суть простая. Покупается блок питания для галогенок, не меньше 100Вт. Лучше с термозащитой и без защиты от КЗ(или убрать ее). Если 100Вт источник, то внутри меняются силовые транзисторы на MJE13009 или им подобные (довольно дешевы - 3 гривны штука). И он становится ессно уже чуток мощнее - ферриты позволяют. В принципе можно оставить штатные 13003 или 13005(последняя цифра - ток). Но если не заменить, или не добавить им радиатор - при очень долгом нагреве при пайке - стрельнут. Потом я насверлил дыр в этом корпусе и сверху добавил пропеллер. Также на транзисторах чуток увеличил радиаторы.
Вывел обычным многожильным медным 2-х проводным проводом 2,5кв.мм эти 13,5В наружу с БП. Купил паяльник накаливания-пистолет, с типа керамическим непаяющимся жалом. Выкинул с него все, шо там было. Оставил один корпус. Потом купил такой вот ферритик

Намотал на него фторопластовый провод столько же витков + 1-2 витка, сколько и на вторичке, на вышеуказанном блоке питания .
Продел в ферритик шинку со сторонами 3,5х5мм. Просверлил отверстия под винты М3. Замкнул шину медным проводом 0,8 и притянул его винтами. Поставил это все в пистолет.
Добавил в пистолет кнопку на 20А и готово. Включение осуществляю разрывом провода, что идет к пистолету.
Паять им одно удовольствие. Доволен им страшно. Нагрев мгновенный, мощь добрячая. Успеваешь припаять что-то, благодаря скрости и мощности - так быстро, что прогрев получается очень локальный. Единственный недостаток - перегорают медные жала (обычная медная проволочка диаметром 0,7-0,8 ). И если включить вхолостую, не прислонив никуда жало - сразу краснеет, белеет и перегорает, создавая причудливые кристаллы оксида меди. В общем к накаливания не вернусь уже...(разве что к электротопору, которым паял транс и диоды)
Фото выложу чуток позже, если будет интересно

Сообщение отредактировал Skif - 11.12.2008, 1:07

RV3BJ,
Не вытерпел до завтра. Запустил на столе БУ. Нормально работает. Нужно лишь "подпереть" потенциометр постоянным резистором ограничив диапазон регулировки.
Теперь вопросы.
1. Резонанс я могу увести (зазор + рез. емкость) ближе к 50 кГц. И принять ее за минимум. Но тогда мощность с учетом повышения частоты до 150 кГц, сможет регулироваться только в три раза? Если выставить резонанс на 20 кГц - в 7,5 раз?
5000 Ватт : на 7,5 = 670 Ватт - минимальная мощность. Многовато пожалуй. Или в расчетах ошибка?
2. Получается надо начинать плясать от минимальной частоты в 20 кГц ? Импульс 50 мкс : 2=25 -2 мкс (dt)=23 мкс. Как изменится импульс в 23 мкс на частоте 150 кГц? И как будут чувствовать себя транзисторы?

Skif,
Про паяльник.
А если "курковый" потенциометр добавить и рулить ШИМом?
У меня лет 20 работает одновитковый чешский 50гц. Удобный, но тяжелый. На шинке написано ф 1,4 мм х35 мм. Это провод жала.

Сообщение отредактировал Dedan - 11.12.2008, 1:21

ВОПРОС. Хочу добавить в создаваемую микроконтроллерную схему, кроме сервиса еще и ЧИМ регулятор. Вот думаю, как дать понять контроллеру какая резонансная частота контура?
Собственно вопрос: Если подать контроллером одиночный импульс в контур, появятся затухающие колебания. Будут ли они четко с резонансной частотой? Если да, то проблема самонастройки аппарата в резонанс - не есть проблема, он сам вычислит ширину импульса и дальше только будет регулировать паузу, а если нет, то какие варианты?


Справедливо заметили. 50 Гц - тяжелый. А ВЧ очень легкий и маленький. Собственно чему там весить? ферритику, маленькому пластиковому корпусу или шинке длиной 10см? ну грамм 100-150 - не больше.(на прототипах ставил вместо шинки медную трубку - тоже очень неплохо) А ШИМом рулить неплохая идея, единственное придется тогда переделывать импульсный БП

Сообщение отредактировал Skif - 11.12.2008, 1:28

Алекс_Н,
А зачем в БУ 5819? Достаточно 4148.
Скиф.
Не спеши пока с ЧИМ. Надо все обкатать. Подключил второй канал и все разъехалось...

Сообщение отредактировал Dedan - 11.12.2008, 2:54

диоды стоят 1N4148
а в чем причина лучшей работы 2Т2907 я не разбирался.....но вероятнее всего дело в меньшем разбросе параметров от ТУ

1. Резонанс не надо уводить никуда. Его надо просто определить и вычислить необходимую длительность импульса. Насчет изменения рабочий частоты могу только посоветовать не делать неверных выводов на ночь.
Повторяю для ясности:
Для уменьшения отдаваемого в нагрузку тока следует не увеличивать, а уменьшать рабочую частоту. Причем это надо делать увеличением паузы между импульсами, сохраняя их длительность постоянной.

При использовании микроконтроллера и как ЧИМ регулятора можно автоматизировать процесс настройки длительности импульсов следующим образом. При первом включении или при нажатии какой-нибудь кнопки "калибровка" нужно:
1. подать на силовую часть небольшое питающее напряжение (как и предлагает автор)
2. заставить контроллер генерировать запускающие импульсы так как это умеет TL494.
3. Далее контроллер изменяет частоту запускающих импульсов (сохраняя "постоянным мертвое время"). При этом контроллер с помощью встроенного АЦП находит максимум отдаваемой мощности и запоминает частоту резонанса и вычисленное значение длительности управляющих импульсов. Последняя величина будет в дальнейшем использоваться как константа.
4. перевести контроллер в режим формирования ЧИМ с изменением времени пауз между импульсами в сторону увеличения при изменении положения потенциометра задатчика сварочного тока.

Для формирования всех этих импульсов могу предложить следующий алгоритм. В контроллере задействуется один из таймеров. Таймер работает на вычитание. При достижении нулевого значения генерируется прерывание. Конечно можно использовать таймер и в режиме прямого счета. В этом случае прерывание должно генерировать при переполнении таймера, а значения в таймер надо заносить в дополнительном коде.
Обработчик прерывания содержит внутри машину состояний. Возможных состояний - несколько:
- формирование импульса
- формирование защитной паузы (мертвое время)
- формирование дополнительной паузы для уменьшения отдаваемого тока
- еще один флаг сотояния - это режим калибровка / работа
и похоже этого достаточно для формирования ЧИМ.
В остальное время контроллер выполняет опрос положения задатчиков и обслуживает индикацию.

Если правильно понял- при макс. токе у нас непрерывная последовательность импульсов с неизменным периодом и длительностью. Пропуская н-периодов мы уменьшаем ток, т.е делаем пачки импульсов, при этом не уходя с резонанса- вроде как включаем и выключаем ШИМ на макс. токе?
И ещё-где можно почитать о мягкой и жёсткой коммутации (у Лисова, например, стоит ёмкость последовательно с трансом, тоже для мягкости?). Теоретики, просветите!

да именно так.



Так можно делать, но это не тот режим о ктр. я говорил. Его тоже можно назвать ЧИМ, если под этим подразумевается Число-Импульсная-Модуляция.

Тот режим, ктр. я упоминал ранее, называется тоже ЧИМ, но это Частотно-Импульсная-Модуляция.

Но вобще говоря, в обоих режимах можно соблюсти режим переключения ключей при нуле.

Я не спешу , просто разрабатываю экспериментальную плату, и хочу учесть на ней все, чтоб она была обкаточная. Поставлю там 3 вещи: стандартное управление на TL494, сервисный проц, и проц для ЧИМ, ШИМ и еще каких угодно управлений, какие сочтем тут уместными.
Хорошо написали, согласен почти со всем. Есть нюансы. Тут к сожалению могут быть конфликты. Я б не стал рисковать, а сделал бы двухпроцессорную систему. А то что вы написали выше, именно так и предполагал делать (единственное частоту резонанса собирался определять одиночным импульсом и мерять частоту затухающих колебаний, а из них считать длительность импульса) Но наверно способ по максимуму будет предпочтительнее. Единственное делать наверно буду без без таймеров и прерываний
Поясню почему. С прерываниями от таймеров были неясные проблемы, было например такое. программа написана четко, но на разных партиях процов бывали с ними чудеса - начинали ни с того ни с сего возникать эти прерывания с большой частотой (по переполнению, хотя в таймер ничего не записывалось, от тупо считал переполнения поделенной тактовой частотой), мигали цифры, работа была хаотична. А вот убрав прерывания от таймеров и заменив подпрограммкой простого счета импульсов, программа заработала стабильно на всех процах.

Сообщение отредактировал Skif - 11.12.2008, 15:01

Да это право каждого автора делать так как ему удобнее. Я тоже сторонник разделения задач. Особенно на этапе создания прототипа. Эта топология как раз хорошо подходит для использования процессора, как задающего генератора. Дело в том что здесь нет необходимости следить и ограничивать в реальном времени ток. Эти функции берет на себя дроссель. Данный дроссель, столь нелюбимый Гиратором (кстати во многом оправданно нелюбимый), освобождает от необходимости введения обратной связи по току. Так что вполне можно применить любой маленький АВР или ПИК, возложив все сервисные функции, включая и АЦП, на другой процессор. Особенно это оправдано при использовании для программирования языка ассемблера.
Использование прерываний - это уже шаг в сторону многозадачности, и такой путь требует при программировании больших затрат...

RV3BJ,
Сорри. Я видимо неправильно задал вопрос не хватает знания терминов.
Попробую пояснить вопрос.
Сейчас длительность импульса на рез в 33,3 кГц = 14мкс. Значит для сохранения полной мощности аппарата, суммарная длительность импульсов на высокой частоте, должна соответствовать этой величине? Регулировка мощности осуществляется частотой, у меня получилось ( от 20 до 150 кГц) лишь в 7,5 раз. 14мкс разделить на 7,5 менее 2 мкс, а у нас мертвое время 1,5 мкс минимум!
Поскольку повышать до бесконечности частоту не удастся, я и хотел знать где та золотая середина, между фиксированной длительностью импульса и частотой для нашего случая? Поэтому и спрашивал, при какой частоте и длительности импульса, транзисторы 50UD будут еще работать? И хватит ли нам динамического диапазона регулировок? Скорее всего в моих подсчетах есть ошибка. Но вопрос актуален, потому как прямо сейчас все моделирую... Хочется разобраться. Как бы не пришлось делать ЧИМ+ШИМ...
И второй вопрос. При повышении частоты, видимо будет справедливым, перерасчет выходного трансформатора в сторону уменьшения числа витков?

Сообщение отредактировал Dedan - 11.12.2008, 18:47

И транс войдёт в насыщение и плучится замечательный бум...

Ну только не надо голословных утверждений.
Все-таки было бы полезно изучить внимательно тему, а потом заявлять что-нибудь подобное.
Бум действительно может случиться при уменьшении рабочей частоты, но только при условии что при этом будет увеличиваться длительность рабочего хода импульса.
Мы же уменьшая частоту, сохраняем длит. импульса постоянной.

Может моя идея покажется не совсем правильной ,но почему нельзя мотать дроссель обычным монтажным проводом соответствующего диаметра в изоляции.

,
Почему нельзя?
Нужно обеспечить хорошую изоляцию и термостойкость.
А ТГР тоже мотают по разному.
Половина народа мотает именно так. Делают жгутик из тонких цветных проводов и мотают. У каждого из проводов свои недостатки. У фторопласта плохая влагостойкость, поскольку изоляция не монолитная, а из ленты. Ну а у винила свои.

ЗЫ.
Не очень то формируется нужный импульс ЧИМ БУ на 3846. Или схлопывается до иголки, или длительность гуляет вместе с частотой. Две штуки и работают одинаково. При регулировке порога на ножке 1, сначала схлопывается импульс по 11 ноге, потом по 14. Может транзисторы 2SC945 не годятся? ..

Сообщение отредактировал Dedan - 11.12.2008, 20:39

При таком подходе это уже будет квазирезонансный аппарат, но он требует совершенно другого подхода. Контур должен расчитываться на порядок выш и масса других проблем....