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

[ERika]

...так как табличные данные и практика расходятся между собой. Видимо Вы ERika это и хотели донести до моего понимания.
Я тоже не чужд перестраховки поэтому разработал плату изолирующего 7-канального источника втор. для питания драйверов и ОУ со сверхмалой проходной емкостью. Эта плата монтируется этажеркой к уже приведенной плате процессора

Частично это, но главным образом другое. При большой скорости перепада напряжения (К-Э) на закрытом ключе, возможно его незапланированное открывание. В этом случае емкость Миллера является как бы генератором, выдающим импульс на открывание ключа. При определённых условиях ключи таким образом открываются не хуже, чем от сигнала драйвера. Приведённую выше статью писали не самые плохие специалисты, которые часто сталкивались с таким вот ложным открыванием ключей. И драйвера, думаю, они тоже применяли не самые посредственные, пскольку речь идёт явно о промышленном оборудовании. Но ок, видимо мне не дано понятно объяснять какие-то вещи. Может Гиратор или ещё кто-нибудь объяснит лучше. Насчёт 7-канального DC-DC - оценить по печатке сорри, не могу. По принципиальной схеме оценить было бы значительно проще. За счёт чего достигается сверхмалая проходная ёмкость? За счёт высокой частоты (400кГц) и соотв. малого кол-ва витков трансформатора? И сверхмалая это сколько, если в цифрах?

А по поводу симметрирования моста есть у Вас какие-то идеи? Просто пмсм, прежде, чем загружать проц. работой по обеспечению режима СТТ или подобного, в первую очередь нужно обеспечить надёжную работу инвертора как источника сварочного тока, а потом уже допиливать алгоритм под СТТ или что-то подобное. Тем более, что Вы изначально отказались от отдельного ШИМ контроллера (который, к слову сказать, сам по себе эту задачу стандартными методами тоже не решает). Начинать строить дом не с фундамента, а сразу со второго этажа, как-то не совсем правильно по-моему. Если не хочется заморачиваться такими вещами, тогда нужно сразу топологию соответствующую выбирать. Спарку, например, или косой мост...

Сообщение отредактировал ERika - 28.7.2016, 19:21

[astrahard]

За счёт высокой частоты (400кГц) и соотв. малого кол-ва витков трансформатора? И сверхмалая это сколько, если в цифрах?

А по поводу симметрирования моста есть у Вас какие-то идеи? Просто пмсм, прежде, чем загружать проц. работой по обеспечению режима СТТ или подобного, в первую очередь нужно обеспечить надёжную работу инвертора как источника сварочного тока, а потом уже допиливать алгоритм под СТТ или что-то подобное. Начинать строить дом не с фундамента, а сразу со второго этажа, как-то не совсем правильно по-моему. Если не хочется заморачиваться такими вещами, тогда нужно сразу топологию соответствующую выбирать. Спарку, например, или косой мост...

Емкость расчетная 12пф. За счет частоты и малого к-ва витков Вы правы. Симметрия вычисляется как разница площадей под кривой тока на тр-ре тока при работе плеч, если есть разница добавляем ширину в соотв плечо с привлечением ПИД алгоритма. Как источник тока проц. запускал пробовал работает. Исходники на AVR реализуют источник напряжения подключал к компьютерному БП с выдранной TL494.

Сообщение отредактировал astrahard - 28.7.2016, 19:33

[ERika]

Благодарю за ответ. Возможно и получится. А возможно придётся всё равно контроль намагничивания прикручивать, сложно сказать.

Сообщение отредактировал ERika - 28.7.2016, 22:26