ШИМ контроллер на DSP процессоре , Нечто нигде не встречавшееся ранее Опции

[astrahard]

1.) Поскольку в каждом, даже самом дешёвом инверторе, имеется регулятор тока то задействовать его для формирования любой на выбор ВАХ и Циклограммы с помощью недорогого DSP (до 200 руб.) например dsPIC33EPXXGS50X FAMILY (процессор будет "крутить" регулятор тока c посредством ЦАП в высоком темпе и воспринимать через свое АЦП вых. напряжение и ток с тр-ра тока, реализуя при этом алгоритм ПИД и Циклограммы импульсной сварки) в случае частичной модернизации, или напрямую управлять затворами IGBT без посредничества аналогового ШИМ в случае глубокой модернизации силовой части;


2.) Такое решение позволит оснастить произвольно выбранный уже готовый инвертор дополнительным функционалом наподобие профессиональных аппаратов http://www.технотрон.рф/product/ds200a33/;


3.) Или сформировать процесс STT например
http://www.intertehno.ru/articles/c4/35/;



есть достаточные основания полагать, что применение Циклограмм подобных MIG или TIG позволит усовершенствовать процесс MMA, приблизив его по качеству к процессу TIG (отсутствие брызг наподобие пайки, уменьшение расхода электроэнергии, чтобы лампочки у соседей не мигали)

4.) Начал разрабатывать плату управления по просьбе знакомого электрика для трехфазного инвертора, и думаю, какое еще применение найти?, это полностью цифровой ШИМ контроллер (трехфазный или однофазный с ККМ на шесть IGBT или MOSFET по барабану, в.т.ч. синхронный выпрямитель) с классными драйверами затвора SI8239x и цифровым сигнальным процессором, позволяет творить все что душе угодно (резонансный, фазовое управление, мост, полумост, косой прямоход и.т.д. вплоть до полного списка известных топологий, в том числе векторное управление асинхронным двигателем)



PS: Процессор dsPIC33EPXXGS50X FAMILY специально сконструирован для управления источниками питания без ограничения мощности. Смысл в том чтобы сделать подобное, но с цифровым ШИМ (будет не нужен аналоговый ШИМ UC3846 или ему подобные KA32xx и.т.п.). Кроме того хочу прикрутить к последней плате WiFi ESP8266 и в качестве панели оператора применить планшет с TeslaModbusSCADA, хороший протокол для MODBUS уже готов, проверял на TMS320F28016, собственно с него и начал работу с DSP так-же написал и проверил цифровой контур регулирования с поцикловым ПИД (2 мкс процессорного времени). Процессор хороший (TMS320F28xxx конечно лучше ШИМ 150 пс. конвейерное АЦП 12 Мс.), но дороже Пика. Пик покупается за 160руб. в Элтехе и имеет навороченный ШИМ с разрешением 1 нс. и 12 разр АЦП 2 Мгц с 5 УВХ больше чем TMS320 и 4 компаратора 20 нс. с временем распространения до затвора 45 нс. учитывая драйверы SI8239x. Понятно, что преимущество DSP в на несколько порядков более быстрой арифметике, что не успеет AVR сделает DSP.

Кроме того есть мысли по выходному дросселю:

Проблема сгорания выходных диодов не нова, детальное изучение темы дает следующую причину:

1.) Диоды горят по причине пробоя напряжением самоиндукции выходного дросселя;
2.) Хотя дроссель помогает стабилизировать дугу он-же и резко понижает надежность (избыточность индуктивности);
3.) Большинство последних фирменных сварочников не имеют на выходе дросселя хватает индуктивности рассеяния т-ра и индуктивности сварочных проводов а также того факта, что дуга хоть и нелинейная нагрузка, но не чисто емкостная ближе к резистивной (здесь могут быть несогласные) в т.ч резонансные и с фазовым управлением источники обходятся без сосредоточенного дросселя, при этом прекрасно стабилизируют дугу На мой взгляд, индуктивность дросселя не должна быть больше 2 микрогенри, все что больше - убивает надежность (диоды), хоть и повышает стабильность;
4.) Стабильность дуги в отсутствии сосредоточенного дросселя достигается совершенствованием алгоритма ШИМ;
5.) Совершенный алгоритм ШИМ (то есть применение специализированных контроллеров) повышает надежность и дроссель не нужен;
6.) Многие жалуются что свежие ШИМ контроллеры дороги и трудно доставаемы, а также тяжелы в освоении, но это преодолимо (освоение), а их кажущаяся дороговизна нивелируется расходами на сожженные силовые полупроводники;
7.) Продвинутый ШИМ - Это очень перспективно в плане надежности и потребительских свойств дуги и не противоречит резонансному, фазовому, косому, полному мосту и.т.д. все топологии;
8.) Выходные модули пробиваются исключительно в обратную сторону. Даже килоампер прямого тока до 20 мс. не выведет модули из строя, только обратное напряжение самоиндукции выходного дросселя жгёт диоды.

Некоторые мысли о температурном режиме силовой части, по собственным расчетам и наблюдениям за изделиями ведущих разработчиков.

По моим сведениям трансформатор должен греться до 100С это его нормальный режим, когда потери в феррите минимальны они (потери в феррите) имеют нелинейную зависимость от температуры (резко уменьшаться до 6 раз с ее ростом, поскольку феррит магнитодиэлектрик) в отличие от меди где они растут, но линейно. Так-же хорошо, когда нагреты диоды (потери меньше КПД больше), только IGBT нужно держать попрохладнее градусов на 30С, у них температурный к-т в другую сторону, почти все остальное в инверторе может и должно быть горячим до 100С нормально.

Сообщение отредактировал astrahard - 23.7.2016, 22:22

[astrahard]

Спасибо за развернутый ответ. Если у Вас есть адрес сайта, где продают изделия от Страт? Хоть внешний вид и заявленные свойства посмотреть.
А китаец,который куплен для экспериментов такой выбран намерено, как почти голая силовая часть, недостатки которой нужно исправить алгоритмически. В том и смысл задумки, что процик по цене как недорогой UCxxxx при этом сильно круче и обвязки меньше. В то-же время современные алгоритмы, например, цифровой фильтрации здорово превосходят аналог (запросто симулируют несуществующие физически аналоговые узлы). http://www.технотрон.рф/product/ds200a33/ отечественного пр-ва. Технотрон кажется близко к тому что я делаю.

Снял осциллограмму плавного пуска UC3846 сильно удивился как гуляет амплитуда ШИМ сигнала в момент пуска, одна из причин выхода инвертора из строя при включении. Ожидал что будет пуск только изменением ширины импульсов. К примеру с процессором такое просто не может быть, я имею в виду эти импульсы "средней" амплитуды в начале запуска.


Пока пробую на компьютерном БП за 50р выкинув ШИМ TL494 и подключив полумост непосредственно к процессору полет нормальный т-ры живы, сохраняю осциллограммы момента возможной аварии в кольцевом буфере.

И еще, видел инвертор с регулятором индуктивности в виде "крутилки" на передней панели, оказывается алгоритмически можно эмулировать дроссель на 200А хоть это и звучит неожиданно.

Сообщение отредактировал astrahard - 24.7.2016, 20:07

[толян]

Спасибо за развернутый ответ. Если у Вас есть адрес сайта, где продают изделия от Страт?


И еще, видел инвертор с регулятором индуктивности в виде "крутилки" на передней панели, оказывается алгоритмически можно эмулировать дроссель на 200А хоть это и звучит неожиданно.

Ага, а в гугле вас наверно забанили -- http://www.страт.рф/

Да и вполне можно эмулировать дроссель и на гораздо большие токи. Главное КАК это сделать, что бы не потерять эффективность, то есть дроссель должен быть минимально достаточной индуктивности, а при желании вполне можно её и увеличить электронно. Вообще то это актуально, в основном для полуавтоматов в классическом исполнении.

[astrahard]

Ага, а в гугле вас наверно забанили -- http://www.страт.рф/

Да и вполне можно эмулировать дроссель и на гораздо большие токи. Главное КАК это сделать, что бы не потерять эффективность, то есть дроссель должен быть минимально достаточной индуктивности, а при желании вполне можно её и увеличить электронно. Вообще то это актуально, в основном для полуавтоматов в классическом исполнении.

Спасибо нашел, просто поленился на первый запрос "фирма Страт" Гугль вывалил много ответов нерелевантных.
Все верно вы говорите "минимально достаточная индуктивность" должна физически присутствовать, например в виде индуктивности рассеяния тр-ра и инд. сварочных проводов, то-есть как конструктивного элемента ее опять не будет, а вот насчет емкости на выходе я согласен кодер там дополнительный не помешает на 1-2UF. И процик у Страта точно из той-же серии. Буду пробовать.

Так вы же ж, как теоретик, должны понимать, что буде у источника упр. импульсов вых. сопротивление не бесконечно малое, то при работе на ёмкость, амплитуда импульсов, на той самой емкостной нагрузке, будет уменьшаться тем больше, чем меньше длительность оных импульсов.
Но если хиленькому выходу упомянутой вами UC-шки помочь, например, посредством внешнего драйвера, то картинка будет не такой печальной. Но кетайским производителям это не нужно, по описанной Толяном причине.

Немного не так. Осциллограмма снята на выпаяной плате контроллера с голыми выводами (только емкость щупов 15пФ) В схеме инвертора выходы нагружены 2 парами IRFZ34 (промежуточный усилитель тр-ного драйвера IGBT). Но сути это не меняет, виновата не емкостная нагрузка выходов UCxxx. Это, видимо, "врожденное" для аналоговых ШИМ контроллеров.