Делаем резонансный сварочный инвертор Vadne1'я. Часть 2-я. Опции

[RV3BJ]

При таком подходе это уже будет квазирезонансный аппарат, но он требует совершенно другого подхода. Контур должен расчитываться на порядок выш и масса других проблем....

О прекрасно! Коллега так научите нас какой подход надо использовать.
Мы здесь собрались и проблем не боимся...

[RV3BJ]

,
Не очень то формируется нужный импульс ЧИМ БУ на 3846. Или схлопывается до иголки, или длительность гуляет вместе с частотой. Две штуки и работают одинаково. При регулировке порога на ножке 1, сначала схлопывается импульс по 11 ноге, потом по 14. Может транзисторы 2SC945 не годятся? ..

Помнится еще Негуляев писал в своем нетленном творении, что 384Х не очень удобна в работе, т.к. формирует импульс только при подаче на определенный вход пилообразного напряжения с выходного каскада. Я не знакомился с материалами, опубликованными здесь Гиратором, в котором, как я понял, предлагает использовать для формирования ЧИМ - 3846. Мне больше по душе подход Скифа, предлагающего использовать микроконтроллер для этих целей.

[Dedan]

RV3BJ,
Черновой вариант можно и на логике собрать. Как быть с диапазоном регулировок? Одной частоты для полной регулировки явно мало. Даже если 20-200 кГц всего 10 крат.. При 200 кГц = 5 мкс :2 = 2,5 - 1,5 dt = остается пшик... Да и минимальная длительность (быстродействие) ограничится параметрами 50UD. Или я неверно считаю?
Может быть поискать способ "подкручивания" частоты в штатной 494?

Сообщение отредактировал Dedan - 11.12.2008, 21:45

[dark_owl]

Можно на простой логике БУ соорудить imho... Хотя конечно сейчас мы избалованы спец-микрухами и контролерами... )))

2 Dedan

Синхронно выдали однако )))

[RV3BJ]

RV3BJ,
Сорри. Я видимо неправильно задал вопрос не хватает знания терминов.
Попробую пояснить вопрос.
Сейчас длительность импульса на рез в 33,3 кГц = 14мкс. Значит для сохранения полной мощности аппарата, суммарная длительность импульсов на высокой частоте, должна соответствовать этой величине? Регулировка мощности осуществляется частотой, у меня получилось ( от 20 до 150 кГц) лишь в 7,5 раз. 14мкс разделить на 7,5 менее 2 мкс, а у нас мертвое время 1,5 мкс минимум!
Поскольку повышать до бесконечности частоту не удастся, я и хотел знать где та золотая середина, между фиксированной длительностью импульса и частотой для нашего случая? Поэтому и спрашивал, при какой частоте и длительности импульса, транзисторы 50UD будут еще работать? И хватит ли нам динамического диапазона регулировок? Скорее всего в моих подсчетах есть ошибка. Но вопрос актуален, потому как прямо сейчас все моделирую... Хочется разобраться. Как бы не пришлось делать ЧИМ+ШИМ...
И второй вопрос. При повышении частоты, видимо будет справедливым, перерасчет выходного трансформатора в сторону уменьшения числа витков?

Все не так.

Длительность импульса на рез. частоте в 33.3кгц - 14 мкс - это правильно. При этом эти импульсы последовательно открывают сначала одну, потом другую диагонали моста. Только во время действия управляющих импульсов энергия из электрической сети передается в дугу. Это режим максимальной мощности.
Теперь наша задача уменьшить мощность, передаваемую нагрузке. Как мы можем этого достичь ?

Первый путь - это использование фазового способа регулирования, когда мы уменьшаем длительность управляющих импульсов, одновременно увеличивая паузу между ними, сохраняя неизменной рабочую частоту. Этот режим реализован в большинстве двухтактных преобразователях (например блок питания РС на TL494). Он позволяет регулировать выходную мощность в широких пределах, но использует режим жесткой коммутации транзисторов моста и требует использования обратной связи для ограничения выходного тока. Классический пример сварочника на этой основе - мост Bigson'a.
Негуляев же разместил в диагонали моста последовательно с первичной обмоткой трансформатора некую резонансную цепь. Это позволило ему решить две задачи.
Первая - снижение коммутационных потерь в транзисторах, но только в режиме максимальной отдаваемой мощности.
Вторая - параметрическое ограничение тока в нагрузке за счет использования режима насыщения сердечника дросселя.
Но как известно за все приходится платить и как результат появились как минимум две проблемы.
Первая - резкое повышение коммутационных потерь при попытке уменьшения отдаваемой мощности.
Вторая - Появление резких выбросов коллекторного тока ключей в моменты захода сердечника дросселя в режим насыщения.

Второй путь Для снижения отдаваемой в нагрузку мощности можно просто увеличивать паузу между импульсами, сохраняя их длительность. При этом суммарный период колебаний, определяемый как (Тимп+Тпаузы+Тмертвого времени) * 2 , будет соответственно расти. Рост периода будет вызывать снижение рабочей частоты.

Так что ни о каких 150 кгц не может быть и речи. Грубо говоря, для снижения выходного тока в 5 раз надо увеличить период запускающих импульсов в 5 раз, обязательно сохранив длительность самих импульсов. Частота конечно в этом случая будет в 5 раз ниже. Вместо 33.3кгц будет ~6кгц.

Ну уж не знаю как можно более подробно описать этот процесс.

Можно на простой логике БУ соорудить imho... Хотя конечно сейчас мы избалованы спец-микрухами и контролерами... )))

Да на логике конечно можно.

[Zond]

Кто с талкивался с такой проблемой резонанс получается на частоте 22 кгц ток на выходе 170А напряжение 23-25 В
Дросель ш20-28 конденсаторы к72-6 0.15 *100 шесть штук. транс на е 65 зазор в дроселе 3 слоя скотча.??

Как выйти на частоту 28-30 Кгц где хоть искать причину.
До этого собрал апарат таких проблем не было.

Пробывал менять ферит на дроселе результат тот же

Если уменьшать кол витков дроселя до 9 тогда резонанс выходит на 29-30 Кгц.

Но чем черевато уменьшение витков в дроселе.

Или может проблемы с силовымтрансом но он залит не разборный.

Два дня ломаю голову так и не мого ничего придумать.

[Dedan]

RV3BJ,
Еще раз спасибо.
Ага. Я же говорил, что счетовод из меня фиговый.)) Каша в голове, Гиратор говорил про частоту резонанса в 100 кГц... Вот меня в туЮ сторону и потянуло...)))
Тогда тем более нам желательно повышать чатоту резонанса, до разумного предела.. А где рамки разумного в нашем конкретном случае? По данным в нашей ветке, аппараты нормально работают на резонансе от 22 до 40 кГц.

И еще. А если использовать "прелести дросселя" лишь частично? Падающую характеристику для дуги, а самый критичный момент захода в насыщение с нагревом, отсекать ТТ?

Сообщение отредактировал Dedan - 11.12.2008, 22:32

[Dedan]

Zond,
А зазор пробовал менять? У меня в расчетах, измерениях на приборе, измерении индуктивности тоже несоответствие. Пока не выяснил в чем дело... Нет возможности поварить..

[RV3BJ]

RV3BJ,
И еще. А если использовать "прелести дросселя" лишь частично? Падающую характеристику для дуги, а самый критичный момент захода в насыщение с нагревом, отсекать ТТ?

Тогда дроссель не должен насыщаться и надо вводить ТТ и обратную связь. Это конечно можно. Но это приведет к усложнению схемы. Хотя конечно что считать усложнением...
В общем это на любителя. Мне совсем не хочется пытаться разрабатывать новый народный резонансник. Я просто пытаюсь помочь коллегам осмыслить процессы, происходящие в этой топологии. И конечно я не претендую на роль провидца, декларирующего "истину в последней инстанции". Я просто излагаю свою точку зрения. Она может быть и ошибочна. Только в споре и обсуждении можно приблизиться к истине.

[gyrator]

При таком подходе это уже будет квазирезонансный аппарат

В квазирезонансном инверторе длительность импульса управления
равна полупериоду коммутации. Поэтому трансформатор нужно считать
на минимальную частоту, которая будет при минимальной нагрузке.
А если длительность упр. импульсов const, то транс считается на резонансную частоту. Например, если резонанс 100кГц, а кратность тока 5, то для квазирезо транс нужно считать на 20кГц, а при постоянной длительности упр. импульсов транс считается на 100кГц.

Сообщение отредактировал gyrator - 12.12.2008, 8:02

[qaki]

2 RV3BJ

резкое повышение коммутационных потерь при попытке уменьшения отдаваемой мощности.

С чего бы резкое? При снижении отдаваемой мощности ток ключей
заметно снижается. Дросселек нелинейный, извиняюсь, уводит контур из
резонанса, реактивное сопротивление растет, а ток падает, заодно
уползая по фазе от управляющих импульсов.

Появление резких выбросов коллекторного тока ключей в моменты захода сердечника дросселя в режим насыщения.

А с чего бы им появляться? Ведь в последовательном контуре с
нелинейной реактивностью полной взаимной компенсации падений
напряжения на емкости Uc и на индуктивности Ul никогда не происходит,
а это и есть физическая причина ограничения тока КЗ в резонансной
топологии. К тому же, если на выход воткнуть дросселек с небольшой
индуктивностью, скажем 10 мкГн, то благодаря работе выходных диодов
на индуктивную нагрузку с углом отсечки больше 90 град. импульсы
тока ключей уплощаются и принимают вид неравнобокой трапеции.

[Dedan]

Что не так в схеме? Вроде должна работать. Частота регулируется от 40 до 150 кГц, а длительность нет. По оригиналу на 1 ножке 4,5 в. При регулировке R8 реагирует только на 0,5-0,6в, но при этом импульс схлопывается до иголки. Пробовал базовые емкости увеличить до 10n. Без толку. Зарядные резисторы уменьшал до 50к..тоже мимо.. У транзисторов h21 = 200.

Сообщение отредактировал Dedan - 12.12.2008, 20:26

Прикрепленные файлы

 3846.spl ( 21.92 килобайт ) Кол-во скачиваний: 514

 

[Zond]

Zond,
А зазор пробовал менять? У меня в расчетах, измерениях на приборе, измерении индуктивности тоже несоответствие. Пока не выяснил в чем дело... Нет возможности поварить..

Да о при увеличении зазора растет не только частота но и ток за 200А лезет

[RV3BJ]

2 RV3BJ

С чего бы резкое? При снижении отдаваемой мощности ток ключей
заметно снижается. Дросселек нелинейный, извиняюсь, уводит контур из
резонанса, реактивное сопротивление растет, а ток падает, заодно
уползая по фазе от управляющих импульсов.

Коллега ваши рассуждения очень противоречивы. Нелинейность дросселя проявляется только после достижения определенного значения протекающего тока. То есть при уменьшении тока ниже определенного порога дроссель становится линейным элементом. Не хочется развивать эту тему дальше, т.к. в свое время в дискуссиях с чукчей этот вопрос уже обсуждался. Загляните в архив форума и почитайте.

А если не хотите, то воспользуйтесь симулятором SWCAD или MICROCAP и вы сами все увидите. Конечно при условии правильного описания модели нелинейного дросселя. Хорошее описание работы в SWCAD есть в книге Володина "Современный сварочный аппарат". За точность названия не могу поручиться. В той же книге хорошо описано как создать и правильно использовать модель нелинейной индуктивности.

А потом подходите и можете постараться более аргументировано убедить всех в своей правоте.

Удачи.

[RV3BJ]

Да о при увеличении зазора растет не только частота но и ток за 200А лезет

Такую ситуацию можно вылечить только увеличением коэффициента трансформации. Т.е надо домотать 1 - 2 витка в первичку или отмотать полвитка из вторички.

[Sergei]

Как выйти на частоту 28-30 Кгц где хоть искать причину.
Д

Или может проблемы с силовымтрансом но он залит не разборный.

Два дня ломаю голову так и не мого ничего придумать.

а вместо силового транса лампочку ставил?

[кт315]

Если уменьшать кол витков дроселя до 9 тогда резонанс выходит на 29-30 Кгц.

Два дня ломаю голову так и не мого ничего придумать.

оставляйте 9витков и не ломайте голову. Об этом не раз уже писалось.

[Dedan]

Ладно ЧИМ это мелочи. С 3846 разберусь потом. Сделаю макет на логике и подставлю dt. Остался вопрос с максимальной частотой резонанса. Если переводить аппарат в ЧИМ регулирование, имеет смысл поднять резонанс до максимально возможного в данной топологии. Перемотка ферритов меня не смущает. Что подскажут теоретики? Время и силовые блоки есть, могу поэкспериментировать.

[Zond]

оставляйте 9витков и не ломайте голову. Об этом не раз уже писалось.

наврно так и придется сделать жаль дросель залит а из за чего такое расхождение до этого делал апарат и тех же запчастей и ни каких проблем не было

Такую ситуацию можно вылечить только увеличением коэффициента трансформации. Т.е надо домотать 1 - 2 витка в первичку или отмотать полвитка из вторички.

к сожелению транс залит и разборке не подлежит буду уменьшать дросель до 9 витков

[serj]

Насчет уменьшения витков в дросселе - Nexor писал уже в начале второй части этой темы. И я тоже заметил разницу. Меньше витков - более жесткая ВАХ. У меня на двух аппаратах 12 и 11 витков, разница чуток заметна. Так что я бы наверное остановился на 11-ти витках, и сбавил бы емкость.