Делаем резонансный сварочный инвертор Vadne1'я. Часть 3-я.

Юрий
Ну как дела с послепасхальными испытаниями? Уже руки чешутся плату развести и к модулям это всё подвесить.
Только мне чего-то кажется (может навязчивость всего лишь) но для ограничения тока КЗ всетаки желательно не датчиком тока по первичке смотреть а шунтом или Т.т. но на выходе аппарата, да и еще интегрированным результатом. Ато как то некрасиво в симуляторе выходит. Или я нетуда полез (ошибаюсь)???

По этому поводу даже порылся в датчиках Холла на предмет использования в выходной цепи - нашел вот такой неплохой экземпляр
http://www.sentron.ch/csa_appl_notes.htm
http://www.sentron.ch/csa.htm
Датчик CSA-1V около 5-6 баксов, а что делать...

Сообщение отредактировал KLIM - 23.4.2009, 11:38

нашел прогу для расчета импульсного трансформатора для блока питания. учитывает плотность тока в обмотках,
раскидывает вторичку на n-ное количество проводов меньшего сечения, учет марки феррита.
взял сдесь http://www.maxiol.com/download/calcIBP103.rar
хочу сделать бп на топе 244y. есть транс с блока питания компа. маркировку не знаю, вроде ei 34/28/12/.
проницаемость не нашел, но при расчетах взял м1500нм, кто знает- правильно?

Миф о Рогах.

Возникла задача намотать рез.дроссель для полумоста, при этом др. не должен насыщаться
при КЗ. А так как полумост, то и ток через дроссель удвоенный.
Посчитав для Е70 выяснилось, что нужно два комплекта.
Естественно напрыгнула жаба и начала душить, ну и вспомнилось народное поверье
о "Ненасыщающихся Рогах".
Сложил комплект Е70 спинами, образовались две секции в которые уложил по 9 витков.
Замер индуктивности профессиональным LC-метром показал величину в 25 мкГн в каждой
секции. КЗ одной секции уменьшало индуктивность во второй всего на 2 микрогенри, что говорит о
слабой магнитной связи между ними. Но последовательное соединение секций дало индуктивность
70мкГн вместо предполагаемой 50мкГн.
Смешное состоит в том, что по расчету 60 мкГн получается на двух комплектах Е70 при 26-витках и
суммарном зазоре 1.75см(8.75мм+8.75мм в двух кернах). Зазор же в Рогах по центрам кернов (средней
магнитной линии) 30мм по прямой.
Рога из одного комплекта Е70 с 18 витками (против двух компл. Е70 с 26 витками по расчету) имеют
примерно одинаковую индуктивность. Это говорит о сильном шунтировании зазора боквыми стенками керна,
а непропорциональное увеличение индуктивности (50/70 мкГн) только пдтверждает это.
На всякий случай провел проверку на рогах с большим разносом оных - на трех сложенных спинами комплектах
ПК 60*30*16, где "зазор" 46мм по прямой. Ситуация таже.
Отсюда вытекает, что Рога при своем естественном Огромном "зазоре" в 46мм имеют весьма большое значение
Мю-эффективное. А это говорит, что эффективный зазор значительно меньше 46мм. Ну а это говорит, что Рога без
труда могут насыщаться. Сборка дросселя традиционно рогами встречно, с тем же количеством витков до получения
тойже индуктивности подтвердило, что эффективный "зазор" в рогах маленкий 8-15мм, а не 46мм.
Дальнейшие эксперименты показали, что расчеты занижают реальную индуктивность до 3,5 раз.
Столь высокое значение навело на мысль о наличии еще одного фактора, кроме шунтирования.
По логике получается, что индуктивность катушки с сердечником равна произведению индуктивности
этой катушки без сердечника на эффективную Мю-проницаемость сердечника.
Были сделаны катушки в 2мкГн, при одевании на одиночный рог индуктивность возрастала в 4 раза, не зависимо
от марки феррита 600НН или 2500НМС1. При одевании на сборные рога индуктивность росла в 6-12 раз.
Вывод - Мю эффектиное Рогов лежит в пределах значения 4 - 12, в зависимости от общей геометрии, а это соответствует
суммарному эффективному зазору пресловутых Рогов в 12-16мм (6мм+6мм - 8мм+8мм) не так уж и бесконечно.

Самый главный вопрос - какой максимальный ток???
Если пользоватся "витково-зазорной" формулой Imax=Bmax*lэф/(Мю0*Мюэф*N), то получается солидный ток.
Если формулой тогоже автора (схемотехника) исходя из обьема сердечнка, фактической индуктивности и эффективной
проницаемости - то результат не впечатляет.
Imax=Bmax*SQRT(Vэф/(Мю0*Мюэф*L))
Для первой формулы ток получается за 1000А, для второй 96А.(Три комплекта ПК60 спинами друг к другу, 13,5 витков, L= 60мкГн)
Видимо автор умолчал во втором случае о начальной индуктивности катушки без сердечника, которую и надо подставлять во вторую формулу
вместо измеренной уже в сборе. Тогда получается в районе 300А.
Замеры также показали,что намотав по расчету необходимую индуктивность с расчетным зазором на нужный ток, на практике сердечник придется практически "вынуть" из
катушки для получения нужной индуктивности.

Кто нибудь может внести ясность?

Сообщение отредактировал Diso - 25.4.2009, 22:04

Diso, Про зазор между рогов Вы правы. Это доказал Ваш земляк Трибун с форума ValVola.

Аналогично, только я гашу резонанс, и использую только нарастающую и спадающую ветки.
Причём регулируется и скважность и частота , и не мост , а полумост .
Прототип опробован , готовлю платы , конструктив .

А как вы отслеживаете комутацию в нуле?, коонтроллер какой-то используете?


К сожалению применение датчиков в схеме автогенераторного инвертора приведет к усложнению., опять же таки остается нерешенная проблема с перезарядом демпфирующих конденсаторов при малой нагрузки

[quote name='толян' date='26.4.2009, 10:57' post='89262']
Аналогично, только я гашу резонанс,

Что значит "гашу резонанс ",если можно поподробнее,потому как не пойму чем идля чего он глушится

Заодно хотел предупредить любителей повторить чужие схемы (я тоже в их числе),не делать тупую копирку схемы полумоста ув. gaki, есть ооочень много ошибок,да будет не в обиду сказано создателю

Кому интересно могу расказать

[quote name='Wiew' date='26.4.2009, 13:15' post='89268']
А как вы отслеживаете комутацию в нуле?, коонтроллер какой-то используете?

Очень просто - при приближении к нулю на силе , на выходном трансе напряжение тоже стремиться к нулю ,
компаратор отслеживает это и сбрасывает цикл , дальше сброс в нагрузку проходит при выключенных ключах до
следующего начала цикла .


[quote name='конструктор' date='26.4.2009, 13:22' post='89270']
[quote name='толян' date='26.4.2009, 10:57' post='89262']
Аналогично, только я гашу резонанс,

Что значит "гашу резонанс ",если можно поподробнее,потому как не пойму чем идля чего он глушится

Опять , всё просто - ограничение диодами напряжения в контуре не выше напряжения питания .
Произвели накачку в дроссель и нагрузку - напряжение на транзисторе около 0 - выключили транзистор , перемагничивание
происходит точно также как в косом - не выше Vпит , потом следующий цикл . Только принять меры надо, что-бы транс не
закорачивался выходными диодами.

"А из зала все кричат - давай подробности" /А. Галич/
Ну какие могут быть обиды. Очень интересно мнение другого человека.
Вчера полдня я варил этим девайсом. Сам не могу высказать особых
претензий. Дуга зажигается с одного касания, электрод не прилипает.
Шов очень чистый, без мелких брызг, после скалывания флюса
мелкочешуйчатый. Рентеном не просвечивал за отсутствием оного. Гамма,
ультразвука и магнитоскопа нет тоже.

И все таки обида зацепила
скажем так:из вашей схемы остались драйвера,управа Клима,включение реле тож от туда,поджиг также переделан,варит прелесно,чешуек я не наблюдал,поджиг при первом касании любым электродом,драйвера класные,транзисторы холодные совсем,и выдерживают всякие издевательства:сварка 10 електродов подряд,принуд корочение,больше всего достается диодам,при этих издевательствах нагрелись до отключения биметала на 75 гр,дросель на люминии до 88 гр не нагрелся, апаратом доволен,великое дело резонанс

[quote name='толян' date='26.4.2009, 12:49' post='89271']

Очень просто - при приближении к нулю на силе , на выходном трансе напряжение тоже стремиться к нулю ,
компаратор отслеживает это и сбрасывает цикл , дальше сброс в нагрузку проходит при выключенных ключах до
следующего начала цикла .


А при включении как? магкость сохраняется? ведь включение нужно производить когда течет ток через обратный диод этого же ключа.
У вас должно быть моделька в свечке есть?

А при включении как? магкость сохраняется? ведь включение нужно производить когда течет ток через обратный диод этого же ключа.
У вас должно быть моделька в свечке есть?
[/quote]

Теоретически, можно следить за током размагничивания дросселя, и разрешать включение при спадании тока до определённых величин ,
но , включаться транзистору легче , да и включение происходит на спаде тока дросселя , поэтому мирюсь с потерями при включении .
Но подумаю об отслежке всех токов . Полной модели в SW нет , моделирую только узлы , потом обязательная проверка вживую .
Но вообще то, сейчас параллельно разрабатываются три варианта сего решения - с дросселем в первичке , с дросселем во вторичке и
двухтрансовый вариант , какой зарекомендует лучше , тот и останется .

2 Diso

Если не стесняют габариты, возьми пучек ферритовых антенн (штук 7) и
обмотай их толстым проводом. Очень хороши для этих целей стержни из
1000НМ1 размером 120*10*20.

Габариты не стесняют, задача стационарная. Но очень хочется знать реальный ток насыщения с практической и теоретической стороны у
подобных систем. Особенно как учитывается начальная индуктивность катушки (без сердечника), замеры показали о её существенном влиянии.
Стержни могут не решить проблему, так как в "открытых" магнитопроводах явно присутсвует более сильное перекрёстое шунтирование магнитной цепи.
Этот фактор по видимому не даёт открытым маг-дам преимуществ по сравнению со стандартной с зазором.
По проведенным вчера беглым замерам выходит даже более высокая индуктивность, чем с зазором, что очень плохо и о многом говорит.

2 Diso
В замкнутых магнитопроводах из материалов с высокой проницаемостью
действием размагничивающего фактора можно пренебречь, что дает
простые формулы для инженерных расчетов. В случае малых зазоров
(порядка 0,01 силовой линии и менее) размагничивающий фактор
учитывается путем включения участка с большим магнитным сопротивлением
в общую магнитную цепь. Для открытых магнитопроводов, особенно
сложной формы инженерных методов расчета не существует. Кое-что весьма
приближенно можно посчитать, используя аналогию с задачами
электростатики, см. например К.Шимони " Теоретическая электротехника".
Но вообще в те времена, когда такие задачи представляли прикладной
интерес, а это середина прошлого века, их чаще всего решали с помощью
злектростатического моделирования распределения поля с последующей
припассовкой удобных расчетных формул. Так что смело экспериментируйте
и никто не упрекнет Вас в отсутствии наукообразия.

В развитие дискуссии о пользе резонанса.
Есть ли удачные примеры применения в сварочнике или хотя бы в мощном БП или зарядке 3875, 3895? Еще два года назад вскользь прошлись и.. и тишина..

Сообщение отредактировал Dedan - 26.4.2009, 23:34

Упомянутые Вами контроллеры заточены под фазники, в которых мягкая коммутация достигается
без резонанса.

Была испытана схема контроля моста при КЗ и ХХ в реальных условиях. И если с режимом ХХ и работой проблем не возникало, т. е. при отрыве электрода мост выключается- при касании происходит работа на заданном токе и сварка на любых токовых режимах. То в режиме КЗ (а он около 200 Ампер) есть проблема. А именно:
При КЗ идет опрос выходного напряженияи и мост выключается, при отрыве электрода напряжение возрастает (постоку поскоку есть дежурное) мост включается и при достижении порогового значения как и положено выключается, но с тихой смерью стоимостью в 4 бакса одного из четырех силовых диодов по напруге. Возникает именно на максимальном токе, т.к. какая-никакя а ООС есть и работает.
Думаю наверное нужно вкинуть контроль амплитуды на резоноансных кондерах и изменить логику работы дежурки на Чистом КЗ.

Да и Вообще--- весьма сложный и хитрый этот ,блин , рЕзонанс в сварочныХ имеННо мостах. Один хр-н победю.



СмоТрю все гоСтЯми заделались, поменяйте хотя-бы стиЛЬ выражения и ЛоГику высказывания-- уважаемые старЫе-ноВые гости.

Сообщение отредактировал yjriy - 27.4.2009, 10:29

2 yiriy
А поподробнее циклограмму развития событий в инверторе можно
расписать, чтобы на модели проиграть динамику катастрофы? Может быть
причина в слабости гавкнувшего диода, а не во внутреннем ударе? Ведь
остальные, как я понял, остались живы. Это тоже о чем то говорит.

Этот прикол во вторичке по умиранию диодов я уже неоднократно наблюдал у некоторых сборщиков. Кто- то отписывал, что тихо гибнет диод на ОДНОМ И ТОМ-ЖЕ МЕСТЕ. Советовать доп. защитные меры не нужно (супрессоры, снаберы, В ИЗБЫТКЕ). Режим этот можно создать сварщику и без дежурки, ХОТЯ НУЖНО ИМЕТЬ ОПРЕДЕЛЕННУЮ СНОРОВКУ РАБОТЫ РУКОЙ. Но есть в этой дежурке один АГРАМАДНЫЙ ПЛЮС- она не дает умереть ключам и остальной требухе --- ДЕРЖА мост в выключенном состоянии с закороченным силовым диодом .
Попозже отпишу правильный алгоритм опустошения моего кошелька именно резонансником