Теория резонанса в инверторах Опции

[ingener99]

первичка СТ строится в резонанс вместе с контуром. Если бы так было, инвертор бы сгорел

вроде бы Негуляев делает акцент на насыщающийся дроссель в резонансном контуре как основной регулирующий элемент. Какие еще реле?

Сообщение отредактировал ingener99 - 29.11.2013, 19:41

[protector]

вроде бы Негуляев делает акцент на насыщающийся дроссель в резонансном контуре как основной регулирующий элемент.

Если это действительно так, то многое проясняется. Только
вот почему "вроде бы"? У кого нибудь есть эта книжка целиком?

[protector]

Спасибо, очень ценная информация. Особенно про четные и нечетные капли.

[p210]

protector, Вы не совсем по адресу обратились... По поводу теории - лучше тут спросить. Здесь больше практики тусуются, очень многих тут слово "симулятор" просто бесит, потому как разбираться в теории - в лом, нужны готовые решения, чтоб денюшку заработать... Ну не всем же учеными быть. А gyrator всё очень понятно сказал, поскольку резонансная тематика обсусоливалась долго (давно и в других местах) и пришли к выводу, что для сварочников решение непутевое, лучче по-другому...

Сообщение отредактировал p210 - 30.11.2013, 0:15

[yjriy]

если бы вы читали про резонанс то знали бы почему нельзя использовать ТТ в цепи первичной обмотки

Фигня натуральная. Занимался я им один из самых первых на этом форуме конкретно и досконально. Не ставил реле и ставил в управление с ТТ, работал он прекрасно. Потом спрыгнул на другие топологии, как более переспективные и мене гемморные именно в этом направлении.

Главное, не забыть навешать

да, это почти главное

Сообщение отредактировал yjriy - 30.11.2013, 0:38

[Pavel.I]

Если это действительно так, то многое проясняется. Только
вот почему "вроде бы"? У кого нибудь есть эта книжка целиком?

Вот, кае как нашол,случайно сохранилась на диске.Скачивай Negulaev_12

[AlexLut]

Вот например не понятно, как происходит ограничение тока к.з., если в цепи резонанс?

При уменьшении нагрузки (КЗ) добротность контура возрастает ==> возрастает амплитуда напряжения и на индуктивности. Сердечник дросселя начинает входить в насыщение и частота резонанса (собственных колебаний контура) смещается относительно частоты комутации ключей ==> амплитуда клебаний падает, т.к. полное сопротивление колебательного контура при смещении резонанса возрастает. При каких токах сердечник дросселя войдет в насыщение в данном случае мы регулируем прокладками. Больше толщина прокладок ==> труднее завести сердечник в насыщение. Я так понимаю.

[nikon]

Фигня натуральная.

Эту фигню взял отсюда[attachment=29642:_______2.PNG][attachment=29643:______.PNG]
Изложил может быть не совсем верно, а может и совсем не верно, главное одно: при КЗ нет резонанса, а если нет резонанса то нет и максимального тока через ключи.

[nikon]

Теперь по резонансу. Я так понял, вы утверждаете, что первичка СТ строится в резонанс вместе с контуром.

Цепь контура последовательная, измените номинал одного из элементов: сопротивление, ёмкость или индуктивность, и увидите что получится. Даже при смене сопротивления нагрузки во вторичной цепи контур выйдет из резонанса.

Сообщение отредактировал nikon - 1.12.2013, 20:48

[AlexLut]

Цепь контура последовательная, измените номинал одного из элементов: сопротивление, ёмкость или индуктивность, и увидите что получится. Даже при смене сопротивления нагрузки во вторичной цепи контур выйдет из резонанса.

В последовательном LCR контуре резонансная частота зависит от реактивных элеменьов, от R зависит добротность контура. Поэтому, при изменении сопротивления нагрузки будет меняться добротность колебательной системы. Трансформатор можно рассматривать как последовательно с основными LC включенные Ls(индуктивность рассеивания) и R (сопротивление нагрузки , приведенное к первичной цепи).

Сообщение отредактировал AlexLut - 2.12.2013, 21:47

[nikon]

В последовательном LCR контуре резонансная частота зависит от реактивных элеменьов, от R зависит добротность контура. Поэтому, при изменении сопротивления нагрузки будет меняться добротность колебательной системы. Трансформатор можно рассматривать как последовательно с основными LC включенные Ls(индуктивность рассеивания) и R (сопротивление нагрузки , приведенное к первичной цепи).

Другими словами частота останется прежней, но при уменьшении добротности импульсы будут затухать. Получается тот же блин только с другой стороны.

[ERika]

AlexLut, согласна с Вами, резонансная частота от сопротивления R в контуре не изменится, а изменится лишь добротность. Вот только не согласна, что СТ в такой цепи играет лишь роль R. Контур у нас к примеру последовательный, значит резонансная частота контура зависит и от индуктивности первички СТ. А индуктивность первички в свою очередь зависит от нагрузки. К примеру на ХХ она 2000мкГн, а при КЗ равна Ls, т.е. всего нескольким мкГн. Изменится ли при этом собственная резонансная частота контура? Думаю, что непременно.

[nikon]

Браво ERika!!! Я уже думал что я один со своей мыслью остался, ещё раз цитата основоположника резонансника [attachment=29707:______.PNG]. Трансформатор активный элемент, активней некуда. Он то и контролирует ток в нагрузке выходя на полную мощность на частоте которую ему навязывает контур (то есть частота при которой у контура самая высокая добротность) при определённой нагрузке. Стоит эту нагрузку изменить или изменить частоту и контур выходит из резонанса со всеми вытекающими. Вот чего понять не могу почему от сопротивления не зависит частота контура, если сбавлять величину сопротивления конденсатор начнёт быстрей разряжаться, Может именно поэтому частота уходит вверх? Хотя скорее всего важнее индуктивность первичной обмотки чем сопротивление.

Сообщение отредактировал nikon - 3.12.2013, 21:03

[ERika]

Благодарю . Почему резонансная частота не зависит от сопротивления в контуре? Потому что в нём происходит обмен энергии между ёмкостью и индуктивностью и соблюдается её баланс. Не знаю смогу ли понятно объяснить - к примеру представьте, что у нас активного сопротивления контура нет. Мы закачали в контур определённую энергию. В контуре происходит обмен этой энергией (скажем 1 Дж) между индуктивностью и ёмкостью с частотой резонанса. Потерь никаких у нас нет, частота постоянна, колебания не затухают, притока энергии в контур извне тоже нет. Теперь добавим туда активное сопротивление - вроде бы ёмкость будет заряжаться дольше и частота уменьшится? Но процесс обмена ведь двусторонний - часть энергии потеряется на активном сопротивлении, ёмкость зарядится до меньшего напряжения - а значит заряжаться будет меньше по времени (видите - увеличение времени с одной стороны, компенсируется его уменьшением...). Дальше думаю понятно уже.

Продолжу свой пост выше - получается при уменьшении R нагрузки, собственная резонансная частота контура уходит вверх (за счёт уменьшения индуктивности первички СТ), и наоборот - при увеличении R нагрузки уходит вниз. Именно поэтому резонансную частоту рассматриваемого инвертора настраивают на нужном сопротивлении нагрузки, около 0,15R. При выходе нагрузки за эту величину (больше или меньше), контур выходит из резонанса. И вот тут начинаются проблемы - и их немало. Да, ограничение мощности тоже будет присутствовать, но боюсь тут далеко не всё так красиво, как писал Негуляев в своей книге. Но поскольку такая тема создана, интересно будет их обсудить и возможно найти какие-то решения .

Сообщение отредактировал ERika - 3.12.2013, 22:24

[nikon]

Спасибо, ERika, за разъяснения, вот только данную тему давно уже обсуждали на ветке о резонансере, и данная топология увлекла часть сваркостроителей которые другие топологии даже не признают, так же как любители жёсткого переключения ключей косо смотрят в сторону резонансника. Кто то писал что после резонанса собрал косого, не понравилось. На вкус и цвет как говорится...

[ERika]

На вкус и цвет согласна...Насчёт ветки соответствующей - начинала когда-то читать, но там не столько теория обсуждалась, сколько практика постройки, и никаких попыток принципиально улучшить аппарат - потому забросила чтение. "Мягкая" коммутация в обсуждаемом резонанснике является "мягкой" только на частоте резонанса. При выходе аппарата из неё, скажем в режиме КЗ - мягкая коммутация сменяется жёсткой, и поскольку снабберов нет, динамические потери в ключах куда больше, чем в приличном "косом" с нормальными снабберами. При сбросе нагрузки - всё то же самое. Потом - все говорят про то, что сопротивление последовательного контура минимально на резонансной частоте и резко увеличивается при выходе за неё. Вот только думаю многие забывают, что речь в данном случае идёт о реактивном сопротивлении контура. А это значит, что к примеру при сбросе нагрузки, энергия, циркулирующая в контуре не может "испариться" или выделиться в виде тепла на элементах контура. Значит у неё один выход - рост напряжения на контуре в целом и его составляющих в частности. А значит высоковольтный всплеск напряжения будет на ключах (тут правда при правильном монтаже ключи будут спасены параллельными диодами), а вот пробой выходных диодов весьма вероятен. Тут конечно можно что-нибудь придумать, если понимать наличие проблемы и откуда она берётся. Сама вообще не являюсь поклонницей резонансных топологий именно в сварочниках, но вот к примеру в ККМ строении резонанс думаю может быть весьма перспективен.

Сообщение отредактировал ERika - 3.12.2013, 23:00

[nikon]

Возможно все о чём вы пишите так и есть и единственную защиту что я видел в схемах резонансников это контроль напряжения на выходе с последующим отключением силовой части, хотя основатель данной ветки утверждает что это бред. Куда он к стати пропал?

[ERika]

Решений думаю тут может быть много, к примеру коррекция фазы переключения ключей или ещё что-нибудь. Тут думаю идеального решения нет и нужно исходить из конкретной решаемой задачи. Отключение подпитки моста за счёт фактически отключения питающей сети с помощью реле пмсм проблему качественно не решает, так как энергия входного фильтра (около 30-40Дж) никуда не исчезает при этом и способна причинить немало неприятностей.

Сообщение отредактировал ERika - 4.12.2013, 10:37

[AlexLut]

Вот только не согласна, что СТ в такой цепи играет лишь роль R. Контур у нас к примеру последовательный, значит резонансная частота контура зависит и от индуктивности первички СТ. А индуктивность первички в свою очередь зависит от нагрузки. К примеру на ХХ она 2000мкГн, а при КЗ равна Ls, т.е. всего нескольким мкГн. Изменится ли при этом собственная резонансная частота контура? Думаю, что непременно.
...
... получается при уменьшении R нагрузки, собственная резонансная частота контура уходит вверх (за счёт уменьшения индуктивности первички СТ), и наоборот - при увеличении R нагрузки уходит вниз. Именно поэтому резонансную частоту рассматриваемого инвертора настраивают на нужном сопротивлении нагрузки, около 0,15R. При выходе нагрузки за эту величину (больше или меньше), контур выходит из резонанса.

Напомню милая ERika, что я пытался обяснить автору темы почему при КЗ у резонансного инвертора существует параметрическое ограничение тока КЗ и как оно получается (Сообщение #27). Т.е. речь идет о работе при малых сопротивлениях нагрузки. Для этого случая Ваш пример с ХХ не подходит. Настраивается резонансник с нагрузкой Rн соответствующей максимальному току инвертора (например 0,14 Ом) при этом индуктивность СТ уже фактически равна индуктивности рассеивания (в нормальном СТ Ls приблизительно мкГн или менее). Для определенности давайте положим, что активное сопротивление всех проводов, подводящих ток к дуге составляет 10% от сопротивления нагрузки Rп=0,1Rн. При коэффициенте трансформации N в первичку трансформируется сопротивление 1,1Rн*N^2. При КЗ в первичку трансформируется сопротивление только проводов, т.е. 0,1Rн*N^2. Если считать индуктивность и емкость колебательного контура идеальными, то имеем, при возникновении КЗ, изменение активного сопротивления в контуре в 11 раз (а изменение индуктивности СТ при таком изменении нагрузки будет крайне мало и на резонансную частоту колебательной системы не скажется). В зависимости от отношения L и C контура к сопротивлению, привносимому в контур через СТ, можно получить изменение добротности в разы, что в свою очередь скажется в разы на амплитуде колебаний на индуктивности ==> если сердечник начнет насыщаться, то тут мы и получим существенное уменьшение индуктивности и уход вверх частоты резонанса ... (тут я повторяюсь).
---
Наука сокращает нам опыты быстротекущей жизни.

Сообщение отредактировал AlexLut - 4.12.2013, 12:11

[ERika]

Почему же мой пример не подходит? Дело не в работе на ХХ, данный пример лишь для большей наглядности, суть того, что я сказала - при изменении сопротивления нагрузки во вторичке СТ обязательно изменится собственная резонансная частота всего контура. И это происходит не потому что меняется активное сопротивление в контуре, а потому что меняется индуктивность части этого самого контура. Отсюда и возникнет ограничение мощности - выход контура из резонанса, резкий рост реактивного сопротивления контура и как следствие - снижение мощности. Ваш последний пост, простите, не поняла. К примеру " при возникновении КЗ, изменение активного сопротивления в контуре в 11 раз" - это как? Насколько я понимаю, активное сопротивление - это сопротивление постоянному току индуктивных элементов. Как у контура может меняться активное сопротивление в 11 раз? Реактивное - дело другое...Насчёт того, что "в нормальном СТ Ls приблизительно мкГн или менее" опять же не соглашусь - это нормальный СТ по представлениям экстрималов, а для меня 4мкГн к примеру более чем нормальная Ls для транса. А для резонансника Ls близкая к нулю и вовсе смысла не имеет, с дросселем последовательно первичке...Ещё есть пара моментов, но пока оставим.

Сообщение отредактировал ERika - 4.12.2013, 12:36