параллельный осциллятор-стабилизатор без разрядника Опции

[VladimirLS]

предлагается аналог RE-165 без его "ахиллесовой пяты" в виде регулярно "накрывающегося" разрядника. Выход для параллельного подключения к бодику, с обязательным использованием защитного силового дросселя.
Позволяет варить алюминий в аргоне (TIG), можно использовать и для MIG в качестве возбудителя-стабилизатора дуги.

О схеме. Сразу предупрежу - идея тиристорного полумоста не моя, заимствована в теме про RE-165. Но в исходном виде осциллятор с тиристорным полумостом имеет два врожденных дефекта - недостаточно "острый" импульс из-за того что тиристор включается медленнее разрядника, и склонность к периодическому сквозному току, выжигающему предохранители и ограничительные резисторы в питающем выпрямителе.
Первый недостаток вынуждает а)значительно увеличивать мощность разряда относительно минимально необходимого, что приводит к кратерам от искровых разрядов на шве, б)применять защитный дроссель с увеличенной относительно RE-165 индуктивностью. Второе еще хуже - осциллятор может подвести в самый неподходящий момент, у меня за время настройки на сварочном посту такое случалось пару раз, потом еще пару раз за 3 года эксплуатации, обычно во время включения. Понятно, что девайс с такой надежностью (точнее - ненадежностью) некомильфо для тех у кого сварка не хобби а заработок

Оба недостатка устранены введением в схему полумоста магнитного ключа на насыщающемся ферритовом кольце. Конструкция собрана и введена в эксплуатацию. Разница по сравнению с исходной схемой была замечена сварными сразу - поджиг надежней, дуга устойчивей. За пол-года эксплуатации ни одного эксцесса с выходом по сквозному току не было.
Собственно, схема (версия 1-03, возвращены обратные диоды)

пояснения по деталям даны в схеме.
Внешний вид (первая реинкарнация, С3,С4 с излишним номиналом 0,68 мкФ):


Важно - колечко магнитного ключа должно насыщаться в строго определенный момент. Момент насыщения определяется размерами кольца, материалом (проницаемостью) феррита и количеством витков.
Из-за некоторого разброса параметров феррита, кол-во витков дросселя могут оказаться не оптимальными, для достижения наилучшего результата можно попробовать изменить число витков в пределах +-3..5, добиваясь максимальной амплитуды импульса на первичной обмотке Tr1, контролируя амплитуду осциллографом или пиковым детектором. Получив максимум, необходимо отмотать от дросселя 1..2 витка, так чтоб амплитуда снизилась на 5..10%
Применять кольца проницаемости меньше 2000 не рекомендуется, снижается эффект ключа. БОльшей 3000..4000 можно.

По защитному дросселю - осциллятор уверенно искрит с дросселем из 10 витков шины на 4х сердечниках от ТВстрочных трансформаторов.

PS в симуляторе прикинул схему с двойным магнитным ключом, параметры еще более красивые.
(уже дошли, отписался о результатах)

Сообщение отредактировал VladimirLS - 21.12.2015, 14:59

[Vladimir38]

Сделал модель по предложенной схеме у меня получается на первичной обмотке трансформатора
320в на выходе 1600в. Проверил схема и модель идентичны, а напряжение 6-7кв не выдает. Модель
нелинейного трансформатора как у Володина, в чем причина?

[VladimirLS]

Сделал модель по предложенной схеме у меня получается на первичной обмотке трансформатора
320в на выходе 1600в.

в моей модели на первичке ВВТр амплитуда импульса почти полный размах питания тиристоров, т.е. чуть меньше 600 В
На вторичке тот же импульс, умноженный на Коэф.трансформации ВВТр, т.е. на 5, соответственно, пик импульса на вторичке где-то 2,8 кВ
Вверху напряжение на емкости что перед м.ключем. На нижней - импульс на первичке ВВТр


И на практике практически то же самое

5..8 кВ в этом осцилляторе и не планировалось.
Для аргонной сварки алюминия в самый раз 1,5..2,5 кВ, это 1..1,5 см искры в аргоне.
Ну и не надо забывать о технике безопасности, с этой точки зрения чем меньше напряжение тем лучше. 5..8 кВ далеко не всякая изоляция выдержит. Малейший дефект изоляции сварочного кабеля - прокол или задир - и искра будет бить через него, или на руку схватившегося сварного или на массу, с последующим фейерверком.
Тут и с 2мя кВ хватает приключений. Излишки аргонного рукава висели на ручке железного шкафа, а рукав был чуть потерт. В один прекрасный момент при сварке начало шить в этом месте на железяку, секунды - и вот уже пыхнуло, в рукаве прогорела дыра, вонь паленой резины и свист аргона из дыры

Сообщение отредактировал VladimirLS - 19.2.2018, 11:53

[Vladimir38]

[quote name='VladimirLS' date='19.2.2018, 14:28' post='490845']
в моей модели на первичке ВВТр амплитуда импульса почти полный размах питания тиристоров, т.е. чуть меньше 600 В
На вторичке тот же импульс, умноженный на Коэф.трансформации ВВТр, т.е. на 5, соответственно, пик импульса на вторичке где-то 2,8 кВ
Вверху напряжение на емкости что перед м.ключем. На нижней - импульс на первичке ВВТр


И на практике практически то же самое

5..8 кВ в этом осцилляторе и не планировалось.
Для аргонной сварки алюминия в самый раз 1,5..2,5 кВ, это 1..1,5 см искры в ароне

У меня ключ открывается на 200мкс, в момент открытия на вторичной обмотке в течение 60 мкс происходит примерно 50 периодов
колебаний амплитудой 1-2кв и частотой 2.5 Мгц, это как бы не колебания, а биения с амплитудой доходящей до 2кв на вторичной
обмотке, на первичной обмотке 500-600в. Если ключ открывать на 3000мкс, то напряжения увеличиваются на 20%
что бы добиться этих напряжений пришлось изменить номиналы методом подбора L2,L3=11mkH; R9,R10= 680om;
R4,R5=150om; C3,C4=470nF L1 K32x20x6 2000HM 16витков; L4 K32x20x6 2000HM 8витков;
Tp K32x20x6 первичка 10витков, вторичка 50 витков. Модель трансформатора выполнена как у Володина с индуктивностями
рассеяния в первичке и во вторичке.

[VladimirLS]

...в момент открытия на вторичной обмотке в течение 60 мкс происходит примерно 50 периодов колебаний амплитудой 1-2кв и частотой 2.5 Мгц, это как бы не колебания, а биения с амплитудой доходящей до 2кв на вторичной
обмотке, на первичной обмотке 500-600в.

Что-то не так в вашей модели.
в момент открытия ключа напряжению ни на первичке ни на вторичке взяться неоткуда - сначала оно должно появиться на накопительном конденсаторе, а уж потом , через насытившийся дроссель возникнуть на первичке и далее

[Vladimir38]

Что-то не так в вашей модели.
в момент открытия ключа напряжению ни на первичке ни на вторичке взяться неоткуда - сначала оно должно появиться на накопительном конденсаторе, а уж потом , через насытившийся дроссель возникнуть на первичке и далее

При закрытом ключе на конденсаторе C5 устанавливается напряжение +90в.При открытии ключа Т3
начинается перезаряд конденсатора C5 и он перезаряжается за 2.5 мкс до -350в через ключ Т3, далее
тремя импульсами тока через индуктивность L1 конденсатор C5 перезаряжается до +350в. Импульсы тока
(длительность 150-160нс, период 250-350нс) через L1 достигают 400-500А. Далее Конденсатор С5
перезаряжается током через ключ Т3 с +350в до -350в в течении 1.2-1.5мкс. После конденсатор С5
опять перезаряжается 3-4 импульсами тока через L1. ток перезаряда от цикла к циклу снижается и
через 60-70мкс затухает совсем. Через первичную обмотку трансформатора Тр текут такие же импульсы
тока но, амплитуда другая в общем случае все же ниже чем на L1. Эти импульсы тока порождают
импульсы напряжения на первичной обмотке и через коэффициент трансформации импульсы
напряжения на вторичной обмотке.
Да и у на меня тоже получаются импульсы 2.5кв. Нашел ошибку не правильно указал индуктивность
вторичной обмотки
Если я выкидываю из модели трансформатора индуктивности рассеяния характер колебаний существенно
не меняется

[VladimirLS]

спрашивая "почему у меня вот так" логично хотя бы скриншот модели выложить.
Телепатия, к сожалению, редкий дар, я им не владею. Как и навыками синтеза модели по текстовому описанию что в ней происходит
Все что могу сказать - схема в стартовом посте рабочая 100%, как и схема с двумя МК - с учетом предыдущего коммента
Амплитуда фронта ВВимпульса схемы с одним МК и Ктр=5 в ВВТр примерно 2,5 кВ. С двумя МК и Ктр=4 порядка 4..5 кВ(слишком много, имхо. Как раз собираю для друга, в марте отлаживаться на его аппарате буду, вот и проверю/подгоню)