Делаем сварочный инвертор Толяна AVT200. , Обсуждение Опции

[толян]

Всё таки решил открыть новую тему. И скопирую последний пост. И положу схему в СПРИНТЕ сюда же.
А статья лежит в файловом архиве форумов.

В своё время обнаружил очень интересный эффект. причём не всегда и чётко проявляющийся. ситуация простая - при индуктивности дросселя большей , чем какой то предельный номинал или при относительно больших частотах , возможно и при других каких либо факторах появляются пропуски импульсов. т.е контроллер дал управляющий импульс , сила отработала и при закрывании нижнего диода на рабочем токе происходит срабатывание компаратора. сила ушла , импульс минимальной длительности - т.е не рабочий. на следующем импульсе ток дросселя уже ниже , ток через силу ниже и проходит полный импульс. в следующем цикле , или через некоторое количество импульсов эффект короткого импульсы проявляется вновь. если попадаем чётко в половинчатый режим работы , то и призвуков никаких нет - вроде нормальный режим работы , а транзюки рассеивают мощь динамическую нехилую и снаббера не работают. при биениях можно услышать всяческий писк , шуршание и т.д. такой же режим при конструктиве с кривыми руками. то есть и сварка варит , но нестабильно и жёстко и вроде и мощь не такая уж и большая , а бах приходит . проява такого режимы наблюдалась даже в фирменных ,типа, итальянцах и прочих кетайцах. причём проява этого куръёза - плавающая, то есть , то нет.поймать и разобраться стоило некоторого количества транзюков. поэтому и были придуманы некие девайсы по улучшению стабильности рабочего режима. отсюда и качество сварки. даже на короткой дуге. и при раздельной регулировки рабочего тока и тока К.З. при капельном переносе и коротких замыканиях ток превышает рабочий значительно, но стабильность улучшается.

Но некоторые тезисы выкладываю здесь , на форуме. И отвечаю на вопросы. В статье указаны некоторые особенности схемотехники AVT200 по улучшению качества сварки и предыдущий мой пост тому подтверждение, а также и удалённая картинка от Гиратора. Но некоторые особенности в статье не показаны. И я постараюсь восполнить этот пробел. Сначала расскажу один случай .
Было это ещё в советские времена, я работал в комплексной монтажной бригаде. Я по автоматике в качестве почти бесплатного приложения к монтажникам и сварщикам. Сварные варили огромные ёмкости из нержа и биметалла, соответственно постоянкой , и соответственно трёхфазным аппаратом с выпрямителем. Работа ответственная , наряды они закрывали большие - кормили почти весь участок. Швы соответственно с проверкой. И тут проблема - аппарат стал варить не так. нач участка ко мне - посмотри - ты ж один хрен байдыки сшибаешь. Спрашиваю у сварных в чём дело? Ответ - а хрен его знает , не так и всё, хуже. Причём про хуже говорят только пара старых. Молодой не различает. Ну делать нечего - надо смотреть - снимаю крышку , внутри транс , мост трёхфазный и кондёры . я не ожидал их там увидеть, с десяток или меньше не помню. Короче шваркнули. Что не раскрылось , то без ёмкости. В общем премию выписали , я как радиолюбитель добыл два десятка 10000 на 80 вольт , поставил. Старики говорят - бомба , всё окей. Казалось , три фазы , пульсации маленькие , чё еще надо , дуга и дуга , хай горит. Но видимо какие то нюансы есть.
Теперь по делу. Если проанализировать классические характеристики , то увидим , что при помощи балласта на обычных сварках ток К.З. отличается от тока рабочего почти в два раза . причём характеристика падения почти линейная. Соответственно при каплеобразовании и местном уменьшении длинны дуги, ток увеличивается пропорционально. В идеале дуга - стабилитрон, в реале есть масса нелинейностей и коротких или около замыканий. и ток болтается довольно прилично. Основная масса инверторов старается застабилизировать рабочий ток довольно жёстко, используя крутопадающий режим и не переходя на жёсткую ветвь. При стабилизации тока балластом наклон характеристики гораздо больше.
Вот я и подумал , а не сделать такую же характеристику в инверторе. Ну и сделал. Сварным этот режим понравился. От всяких форсажей отказался. Они оказались ни к чему. Ток К.З. и наклон перехода в полужёсткий режим регламентируется ёмкостями С30 и С38. С30 определяет время отключки компаратора и соответственно ток короткого замыкания. С38 определяет наклон характеристики, за счет размазывания по времени отработки компаратора. Проявляется это в скорости увеличения тока при уменьшении сопротивлении нагрузки. Отсюда и больше возможностей сделать любой режим сварки - и пожёстче и помягче. Тот номинал резистора R7 который указан на схеме определяет степень заполнения импульсов в холостом режиме - меньше , чем общепринятый, отсюда напряжение на выходе чуть меньше, но при работе на короткой дуге это не мешает.
Ну вот, пока всё про возможности и качество дугообразования.

Сообщение отредактировал толян - 13.5.2011, 20:40

Прикрепленные файлы

 Сварочный_аппарат__AVT__200а.zip ( 28.05 килобайт ) Кол-во скачиваний: 22809

 

[толян]

Грешить на шунты , даже самодельные, не стоит. Работают уже года по четыре первенцы ,не меньше. Китаёза ставит на пайку туже нержу на выходе 200ампер и не сожалеет. Посмотрите конструктив того же САИ200 и прочих клонов. Я в подобные аппараты ставил просто кусок шампура. отличный шунт.
За редким исключением никто так особо и не понял изюминки представленного девайса. Все обсуждают конструкцию шунта . А ведь этот аппарат просто как пример того , что можно не зацикливаться на общепринятых контроллерах и практически одинаковой схемотехнике , попытаться сделать устройство наиболее универсальное и подходящее для нужд и запросов сваркостроителя. Кстати несколько аппаратов специально для аргона было сделано на той же плате , только с шунтом в выходной цепи и со стабилизацией тока по среднему значению. и там ток стабилизировался очень жёстко - что длинная дуга , что К.З. ток всё равно был в районе заданного. и это просто как примочка шла к основной плате. и управление только по входу шима. для собирающихся поэкспериментировать в этом режиме - вход шима без памяти. короткое управление там работать не будет. сожжёте всё. Шим в этой микросхеме позволяет работать только с медленноизменяющимися сигналами. И наличие входа способного плавно изменять скважность это одно из преимуществ , в отличии от классических схем . По тому же входу шимить можно и режиме полуавтомата простейшими медленными регуляторами напруги. А применение компенсатора позволяет соорудить практически любую ВАХ. И с заходом в жёсткий режим и массу промежуточных. Такого не позволяют все остальные схемотехники. По крайней мере , те которые находят у нас обсуждение и также те , которые продаются у нас в торговых сетях. Сармат это понял практически , а aleksandr64 даже и теоретически. А конструкция шунта - это не главное . кстати кусок нержа в шунте ещё и делает своеобразный аркфорс - пока холодный ток побольше , прогрелся , ТКС отработал - ток поменьше. Аппарат засрался пылью , кАкой всякой , шунт меньше охлаждается - ток меньше. незначительно , а приятно.

Сообщение отредактировал толян - 16.5.2011, 20:10

[ДядяВася]

..Шим в этой микросхеме позволяет работать только с медленноизменяющимися сигналами. И наличие входа способного плавно изменять скважность это одно из преимуществ , в отличии от классических схем . По тому же входу шимить можно и режиме полуавтомата простейшими медленными регуляторами напруги. А применение компенсатора позволяет соорудить практически любую ВАХ. И с заходом в жёсткий режим и массу промежуточных...

А можно пример схемки с жесткой характеристикой, думаю будет всем интересно, а то кроме ЭЛЕКТРОВОЗА и ЛИСОВА ничего вроде не предлагалось. А регулируемый наклон ВАХ вообще не встречал. Схему в студию, кто-то должен быть первым в любительском варианте, потому как в профи где-то встречал плавный регулятор от жесткой к падающей.

[толян]

А можно пример схемки с жесткой характеристикой, думаю будет всем интересно, а то кроме ЭЛЕКТРОВОЗА и ЛИСОВА ничего вроде не предлагалось. А регулируемый наклон ВАХ вообще не встречал. Схему в студию, кто-то должен быть первым в любительском варианте, потому как в профи где-то встречал плавный регулятор от жесткой к падающей.

Первый пост , там и схемка. При подборе режима - от ёмкости С30 - зависит ток К.З. от С38 - наклон ВАХ на напругах меньше нормальной сварочной. Номиналами выбираете любой режим - хоть мягкий , хоть пожёстче. На полуавтомате конечно пожёстче - там указана и предельный номинал ёмкости С38 . Ток К.З. - это и есть граница ВАХ снизу. ёмкости взаимосвязаны с параметрами. для упрощения не стал делать более сложные схемки с плавными регулировками. вполне достаточно просто раз понять как оно работает и потом просто выбирать нужные номиналы в соответствие с пожеланием заказчика, или просто делать вариант какой хочется.
Просто счас готовится вариант двухтактного прямохода с универсальным питанием - 220-380 и с полным управлением и заданием ВАХ по выходу. так, что доводить этого косого до полного универсализма не считаю нужным. Для повседневного применения вполне достаточно тех параметров и возможностей регулировки, какие заложены а этой схеме.

[Лопух]

Прошу прощения за занудство, но хотелось бы знать. Кто и каким образом определяет, какая именно должна быть ВАХ? Я имею ввиду не общие слова о жесткой, крутопадающей и т.д. ВАХ, а конкретно в какую сторону ее регулировать. Проводились ли исследования с целью выяснения оптимальной ВАХ для различных режимов сварки и как вы ее оптимизируете в готовых аппаратах? В чем заключается улучшение при сварке данным аппаратом относительно других: улучшается качество шва и это проверено приборами или об этом сказал знакомый сварщик? Или просто легче держать дугу?
По моему скромному мнению, работы по исследованию, определению и реализации оптимальной ВАХ в различных режимах сварки тянут на диссертацию. Поэтому, хотелось бы знать, кроме субъективных ощущений варивших, есть ли объективные данные, подтверждающие, что обсуждаемый аппарат лучше других. И в чем эта "лучшесть" проявляется. И еще, при бабахе не вылетает ли вся управа, ведь она гальванически связана с сетью.
Я не издеваюсь и не подкалываю, просто действительно любопытно.

[lapa]

Прошу прощения за занудство, но хотелось бы знать. Кто и каким образом определяет, какая именно должна быть ВАХ? Я имею ввиду не общие слова о жесткой, крутопадающей и т.д. ВАХ, .....

Мне тоже многие рассуждения показались туманными. В исходном тексте всё гораздо понятнее. Можно предположить что два кондера чудесным образом поменяли ВАХ. Правда позднее автор написал - " от ёмкости С30 - зависит ток К.З. от С38 - наклон ВАХ на напругах меньше нормальной сварочной." В рабочей области создаёт наклон только компенсационная пила. Но и в бармалейник её не ввел только ленивый, а аналог С38 там есть. Наличие узла с С30 полагаю мера вынужденая. Не дифференциальный вход компаратора и вчетверо меньший порог увеличивают чувствителность к помехам по фронту включения. А регулировать ток КЗ с помощью С30 просто опасно для начинающего. Гиратор это сразу отметил. КЗ 200А не шутка многие и на меньшем попухли. ИМХО автор оценивает детище с излишним оптимизмом, впрочем все авторы таковы. Правда первый и весьма положительный отзыв уже есть.

[толян]

Мне тоже многие рассуждения показались туманными. В исходном тексте всё гораздо понятнее. Можно предположить что два кондера чудесным образом поменяли ВАХ. Правда позднее автор написал - " от ёмкости С30 - зависит ток К.З. от С38 - наклон ВАХ на напругах меньше нормальной сварочной." В рабочей области создаёт наклон только компенсационная пила. Но и в бармалейник её не ввел только ленивый, а аналог С38 там есть. Наличие узла с С30 полагаю мера вынужденая. Не дифференциальный вход компаратора и вчетверо меньший порог увеличивают чувствителность к помехам по фронту включения. А регулировать ток КЗ с помощью С30 просто опасно для начинающего. Гиратор это сразу отметил. КЗ 200А не шутка многие и на меньшем попухли. ИМХО автор оценивает детище с излишним оптимизмом, впрочем все авторы таковы. Правда первый и весьма положительный отзыв уже есть.

Ну я несколько несогласен. Компенсационная цепочка служит для своих вполне определённых целей.И она может быть любой конфигурации. Отличие только в узле на транзисторе VT8. Открытием его на небольшое время и скоростью нарастания напруги на входе компаратора после этого открытия мы и можем ужесточить или оставить мягкой ВАХ. Ток в 200 и более ампер при касании никак не страшен для транзюков , ну , конечно , если сделано более менее нормально. Пиковый ток в импульсе дЛя того же полтинника - 220 ампер. И если мы пропустим хотя бы половину ничего страшного не произойдёт. Время этого , вроде бы удара , небольшое .
Ситуация такова - ёмкостя настроечные минимальны - ток К.З зависит от ёмкости С30 и на больших токах вполне приемлен , на малых токах он на сварку большого влияния не оказывает. Вернее - никакого. Просто при касании гораздо быстрее расплавляется кончик электрода . Емкость С30 подбираем по току К.З. который нам нужен. Я ставлю в пределах 220 - 250 ампер для одиночных транзисторов. Ёмкость С38 минимальна - проявление увеличения тока происходит только при уменьшении напряжения дуги до минимального. Проверить это напряжение сложно - сопротивление проводов, входная сеть и другие помехи.
Так что конкретно указать вольтаж и нарастание тока можно только для частного случая.
Теперь чуть изменим параметры. Увеличением ёмкости С38 уменьшаем скорость нарастания после строба.
Ток К.З растёт , но можно подрегулировать шунтом , но и увеличивается напряжение на выходе при котором начинает увеличиваться ток в отличии от заданного регулятором . И вполне можно добиться режима , когда при уменьшении длинны дуги ток почти линейно увеличивается. Получается , что ток можно в некоторых пределах регулировать дугой. И залипнуть электроду гораздо сложнее - металл плавится быстрее обгорания обмазки , и при каплепереносе , когда быстро меняется дуговой промежуток в зависимости от истечения металла , увеличивается ток , но при попадании капли в ванну он тут же уменьшается. То есть на напругах меньше классической происходит поддержание мощности. Я , допустим так себе видел этот процесс и задачу при отработке этого узла. ИМХО. То есть пока мы не уменьшаем напругу дуги идёт классический процесс , ничем не отличающийся от других и только когда уменьшется мощность дуги , тогда и включается в работу эта примочка. Ну и помогает при каких либо помехах со стороны кривых рук, но это не панацея.
Причём приписывать мне рекламу луччести не совсем справедливо. Я , к стыду , своему не собрал ни одного бармалея . Так , что я не знаю как варит чистый бармалей , или кольт , или конструкция дантиста.
Да я и не сварщик. Сужу только поверхностно. Как зажигается и как залипает.
По поводу опасности регулировки тока К.З. - никто не мешает понять , и опробовать работу узлов этого аппарата на малых токах. Увеличьте сопротивление шунта в два , три раза и экспериментируйте . Потом можно только перенести в нужный токовый режим посредством уменьшения датчика тока.
По крайней мере , как я считаю, эти примочки самые простые варианты возможностей регулировки параметров, какие я смог только придумать . Всё остальное получалось уже более сложней и с применением микросхем. Также и по поводу устройства автоматики - те два транзистора в блоке опроса - итог довольно много количества вариантов, но проще и надёжней я пока не видел и не придумал.

Не то. Жесткая характеристика - это стабилизированый источник напряжения дуги. Сварщик должен видеть это напряжение и при неоходимости его регулировать. Например, чуть другое железо, и напряжение не 22 вольта, а 21, так лучше, потому что опыт подсказывает. Кстати, теория утверждает, что для больших токов сварки полуавтоматом желательна перекомпенсация, то-есть в процессе сварки с увеличением тока напряжение немного подрастает, а с уменьшением падает. Кто знает, может на средних токах порядка 200А это тоже может кому полезно.

У меня сложилось впечатление , что всё таки напряжение источника вроде , как бы, должно быть не менее , хотя бы 45 вольт. Но никак не 21 или25. А вот увеличение тока при уменьшении напряжения , по моему , ИМХО, это и есть проявление жёсткости . И степень увеличения тока в зависимости от напруги нам и даст ту характеристику жёсткости.

Сообщение отредактировал толян - 18.5.2011, 14:18

[Лопух]

Я , к стыду , своему не собрал ни одного бармалея . Так , что я не знаю как варит чистый бармалей , или кольт , или конструкция дантиста. Да я и не сварщик. Сужу только поверхностно. Как зажигается и как залипает.

Повторять чужую схему совсем не обязательно. Зато вы подарили форуму новую конструкцию, что гораздо весомее, чем повторить чужую. Возможно, ваша разработка станет еще одним народным сварочным. И главное, вы удовлетворены работой своего детища. Что касается сварщиков, не думаю, что их сюда много заглядывает. В основном любители, умеющие варить лучше или хуже. А критика всегда будет, ведь сколько людей, столько и мнений. Удачи!

Сообщение отредактировал Лопух - 18.5.2011, 15:05