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

[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.

[Skif]

Мне больше по душе подход Скифа, предлагающего использовать микроконтроллер для этих целей.

Спасибо, нарисуем
Dedan-вы находка. На следующей неделе постараюсь выложить простую схемку ЧИМ на контроллере с прошивкой, попробуете ее в работе, только не на 220! а то первый блин может быть комом. Так что если будет желание, соорудите на досуге тот программатор, схему которого я выкладывал и поглядим че будет

Сообщение отредактировал Skif - 13.12.2008, 2:25

[Dedan]

Skif,
Я пока на логике сварганил. 4013 и 4049. На столе в БУ все вроде регулируется. Только пока не знаю, какой выход делать у БУ. По переменке двуполярный или сначала испытать наш на 316 и 530. Двуполярный, по идее, должен лучше закрывать IGBT транзисторы моста.
ЗЫ.
Прошу прощение за занудство, но поясню еще раз свою мысль о рез. дросселе и транформаторе тока. Мы сейчас подбираем характеристику работы сварочника зазором в дросселе. Балансируем между резонансом, крутизной рабочей характеристики и режимом КЗ. Чисто механическая подборка. Если зазор больше, аппарат варит жестче, но и КЗ зашкаливает, что чревато пробоем транзисторов (сответственно и др. греется больше).
Пусть дроссель по прежнему подходит к насыщению. Если дроссель получился с током КЗ 230А, ТТ может регулировать отсечку тока КЗ на подходе к критическому на уровне 200А.
Балансирование на грани насыщения и насыщение - "две большие разницы")). А для универсального блока, ТТ это регулируемая защита по току. Понимаю, что далеко не всем это надо, но все же...

Сообщение отредактировал Dedan - 13.12.2008, 18:10

[gyrator]

Я пока на логике сварганил.

Инфа довольно древняя, но когда-то далал так http://slil.ru/26433062

[Dedan]

gyrator,
Я и не думаю претендовать на оригинальность. Речь идет о поиске и подборе готовых и обкатанных решений в топологии инверторов, применительно к нашей конкретной цели. Путь даже и давно забытых.
А все же, какая рез частота предпочтительнее в нашем апарате?
Собираю макет ЧИМ, но скорее ради спортивного интереса. Диапазона регулировки частоты, маловато будет для сварочника.
Вот если пристроить MC 34066,..67... или фазовую 3875..

Сообщение отредактировал Dedan - 13.12.2008, 17:53

[dark_owl]

Диапазона регулировки частоты, маловато будет для сварочника.
Вот если пристроить MC 34066,..67... или фазовую 3875..

Генератор на ТТЛ или КМОП можно сделать на десятикратное перекрытие imho...
Блок-схема навскидку, не думая, - генератор, триггер (делитель на 2), после триггера по два одновибратора в каждом плече, потом транзисторы и ТГР. Один одновибратор формирует паузу, второй длительность импульса...
Это если не думать... )))

Или воткнуть одновибраторы между выходами TL494 и транзисторами ТГР... Одновибраторы какие угодно, хоть 555 к примеру... TL494 будет формировать "мертвое время" и регулировать частоту, одновибраторы будут держать заданную длительность импульсов...

Это для экспериментов, по-быстрому слепить...
Для окончательной схемы нужно более рациональное решение...

Сообщение отредактировал dark_owl - 13.12.2008, 20:18

[Dedan]

dark_owl,
Да генератор можно сделать и с перекрытием в 1000 крат. Меня смущает работа блока с редкими импульсами фиксированной длительности. Допустим пляшем от 25кГц вниз. Мощность максимальна 5000 Вт. Ток 200А. Снижаем частоту в 50 раз. Ток 4А? 500 Гц не маловато? Как он себя поведет? Поэтому уже в десятый раз и спрашиваю, на какую разумную частоту поднять резонанс в цепи дроссель-транс-рез. емкость? И какая минимально разумная частота внизу.
Сейчас ферриты, почти у всех, намотаны толстыми проводами. Сильно вверх не разгонишься. Скин замучает. А хотя все равно буду пробовать. Просто хотелось знать откуда ждать грабли.. Мы же не первопроходцы. Кто то уже по ним прошелся...

Сообщение отредактировал Dedan - 13.12.2008, 20:44

[gyrator]

Диапазона регулировки частоты, маловато будет для сварочника.

Вот, что получается в виртуальном резонанснике, при изменении
номинала времязадающего резистора от 12кОм до 30кОм с шагом 6кОм.

Сообщение отредактировал gyrator - 13.12.2008, 20:55

[Алекс_Н]

Вот и у меня сегодня по дороге из деревни возник вопрос о мин. токе с ЧИМ. Ведь во время импульса мгновенное значение тока будет максимальным. Кто-то должен "размазать" этот импульс во времени. А вроде некому, кроме, может быть, свариваемого металла, если толщина позволяет... Мож я не прав, ТЕОРЕТИКИ, ВПЕРЁД!

И опять же к теоретикам, да и к практикам: можно ли делать немагнитный зазор в дросселе из немагнитного металла(например люминий)? Не грозит ли это чем-нить нерпиятным? А то чё-то малярный скотч мне там не нравится, дроссель греется, всё-таки. Я вполне понимаю, что "народ делает, не парься", но хоцца сделать конструкцию максимально стабильной, а то у меня даже от нажима на сердечник пальцем ток насыщения заметно гуляет(по прибору гуева зуммерова). Я задумал делать зазор из слюды, но фольга удобнее в смысле удержания стопки вкуче.

И ещё: у меня с нагретым сердечником ток насыщения получился меньше, чем с холодным. ЭТО ПРАВИЛЬНО? Если да, то имеет смысл настраивать по холодному, а не по горячему, как советовал Клим в архиве по прибору.(?)

Заранее благодарю.

Сообщение отредактировал Алекс_Н - 13.12.2008, 21:25

[dark_owl]

Сейчас ферриты, почти у всех, намотаны толстыми проводами. Сильно вверх не разгонишься. Скин замучает. А хотя все равно буду пробовать. Просто хотелось знать откуда ждать грабли.. Мы же не первопроходцы. Кто то уже по ним прошелся...

Если я правильно понял, то нужно на макс. частоте получить макс. мощность и притом в резонансе. Т.е. подобрать максимально возможную частоту резонанса на которой полтиники смогут долговременно работать на максимальной мощности без перегрева и прочих траблов... (не знаю какой верхний предел у них может быть, 30, 50, или более кгц) Gyrator в модельке "резонансник с ЧИМ регулированием" показывал 50 кгц, но это теория. Как поведут себя полтиники на такой частоте да при максимальной мощности неизвестно. Это первые грабли на которых можно подорваться, буквально, с бабахом )))
Насчет скина... Фирмачи вроде применяют круглые провода в первичке и вторичке на высоких частотах (не буду утверждать, видел только на фото в инете) Если аппарат будет работать на 50 кгц, то скин на круглых проводах скорее всего не смертелен )))
Про низкую частоту при малой мощности ничего не могу сказать. Пока предполагаю две проблемы:
1. акустика. Может гудеть на слышимых частотах, если нижняя частота будет 3-5 кгц, при десятикратном диапазоне частот регулировки мин-макс.
2. как отразится на дуге и качестве шва такой ток, короткие импульсы при длительной паузе между ними.

Это всё моё imho. Мысли вслух. Сильно не пинайте )))

[gyrator]

Кто-то должен "размазать" этот импульс во времени.

Дык, выходной дросселек. Ему что ШИМ, что ЧИМ. Ведь при уменьшении частоты и постоянстве длительности резонансных "колокольчиков" тока происходит изменение Кзап как и при ШИМ регулировании. Стало быть, пока имеем режим непрерывных токов в дросселе, выходное напряжение-ток также регулируются по среднему, пропорционально изменению Кзап.
Ессно, что при сильном занижении частоты и габариты дросселька возрастут, поэтому имеет смысл задирать частоту до 100кГц, благо резонансная тополгия позволяет это делать и с "тупыми" IGBT.
А чтобы дросселек не влиял на частоту LC-контура, нужно либо вешать
емкостину параллельно первичке силового транса и гонять доп. реактивную мощность, либо делать выходной выпрямитель на удвоителе тока и подключать емкостины параллельно диодам, что позволяет решить как проблему с выбросами на диодах при сбросе нагрузки, так и обеспечивает ЖиЖигание без доп. примочек.

Сообщение отредактировал gyrator - 14.12.2008, 0:42