Полумост, мост с конденсаторным балластом Опции

[qaki]

Разбираясь с характеристиками моста с конденсаторным балластом, к чему меня подтолкнуло обращение Pansim, обнаружил удивительные свойства этой топологии. Оказывется, если управлять величиной сварочного тока изменением частоты, при любых реально используемых токах превышение тока КЗ над сварочным составляет 15-20 А. Т.е выставив ток сварки, например, 100 А мы будем иметь ток КЗ порядка 120 А, а при токе 180А соответственно 200А. ШИМ-регулирование такими свойствами не обладает. В возлюбленном многими негуляйном резонанснике ток КЗ остается примерно одинаковым, ставь 200А или 60 А. При этом кондербалластная топология не нуждается в нелинейном дросселе и настройке по Маленину- Буренину или как их там зовут. Правда достается это не совсем бесплатно: нужны драйверы с крутыми фронтами, а диоды требуют обязательного шунтирования саппрессорами на 300 В, чтобы убрать стуки в коренных подшипниках коленвала. Провел массированный расчет выходных ВАХ инвертора. Результаты выкладываю для всеобщего обозрения.

Эскизы прикрепленных изображений

 

[pansim]

gaki -

Начинаем! Давай подробнее по драйверы с крутыми фронтами.

Ето с ОС по ток или нет

Сообщение отредактировал pansim - 19.4.2011, 21:42

[gyrator]

Оказывется, если управлять величиной сварочного тока изменением частоты

Направление мысли верное, поскольку, при ШИМ регулировании на малом и среднем токе, кондербалл близок к обычному жёсткому мостику-полумостику со сварными кабелями в качестве вых. дросселя. При максимальной же нагрузке, когда балластная ёмкость заряжается до напряжения питания, напряжение на первичке и, ессно на выпр. диодах, удваивается. А треугольная форма упомянутого напряжения приводит к необходимости уменьшать Ктр, по сравнению с топологиями без балластной ёмкости, чтобы поддержать вых. моченность на приемлемом уровне. Вопчем, кондербалл, пмсм, исть аналог "грязной" атомной бонбы, кою запросто могут сваять развивающиеся страны не имеющие денег и технологий для создания настояшчей.
Прошу рассматривать мой пост не как хулу и наезд на очередную версию народного сварочнега и его автора, а как обнародование моего частного мнения на данную тему, которое исть результат тестирования многия моделей ЧИМ-кондербалла.
По картинке ВАХ замечу, что ежели на банках входного выпрямителя будет не 200В, а скажем 300В, то, пмсм, кривульки заметно сместятся вправо.

[qaki]

2 gyrator TNX
2 Pansim ОС нет. Это собственные ВАХ девайса.

[gynik]

Уважаемый Qaki, раз речь зашла о полном мосте с конденсаторным балластом, то не пора ли уже и картинку в студию повесить. С уважением...

[ДядяВася]

... Правда достается это не совсем бесплатно: нужны драйверы с крутыми фронтами ...

Цифры можно подробней? Какая пологость фронтов допустима? Что со спадами?

[qaki]

Уважаемый Qaki, раз речь зашла о полном мосте с конденсаторным балластом, то не пора ли уже и картинку в студию повесить.

Пока не получится. Сезон начинается, на даче половой вопрос встал ребром, да и водопровод требует капремонта. Переквалифицируюсь в плотника и специалиста по говну и пару.

Цифры можно подробней? Какая пологость фронтов допустима? Что со спадами?

IR2110 полностью удовлетворяет при использовании народных полтинников и IRGP4063D. Но даже при наличии собственных body-diodеs требуется шунтирование дополнительными быстрыми диодами из расчета на суммарный средний ток порядка 40 А. Критичен передний фронт, т.к. практически все коммутационные потери сидят в нем. При регулировании тока частотой без укорочения импульсов ШИМом спад порядка 0,5 мксек вполне допустим.

[ДядяВася]

...Критичен передний фронт, т.к. практически все коммутационные потери сидят в нем. При регулировании тока частотой без укорочения импульсов ШИМом спад порядка 0,5 мксек вполне допустим.

Спасибо за ответ. Если кто захочет использовать ТГР, то фронт должен быть не хуже 150нс, я правильно понял?

[qaki]

Спасибо за ответ. Если кто захочет использовать ТГР, то фронт должен быть не хуже 150нс, я правильно понял?

Передок желателен не более 70-80 нан. А при такой длительности звон ТГР убрать архи трудно. Он выползает при попытках укорочения даже в очень хорошей схеме Скифа. Кратчайший путь IR2110 или оптодрайверы, т.е. безиндукционные схемы.

[lapa]

Разбираясь с характеристиками моста с конденсаторным балластом, к чему меня подтолкнуло обращение Pansim, обнаружил удивительные свойства этой топологии. ....

Пост заинтересовал и тоже немого посчитал. Результаты в архиве.

Прикрепленные файлы

 Архивчик.zip ( 58.72 килобайт ) Кол-во скачиваний: 556

 

[qaki]

Результаты в архиве.

У меня SW не стоит и этим сервисом не пользуюсь. Посмотреть содержимое архивчика полностью не получилось. Но обратил внимание на нереальные параметры транса. Индуктивности на порядок завышены. Не полностью учтены параметры сварочных концов, нет активной составляющей, которая реально присутствует и имеет величину 7-10 мОм. Индуктивность концов тоже завышена. Реально около 5 мкГн. В моих расчетах использовалась модель дуги в виде источника напряжения с фиксрованным значением, величина которого зависит от ее длины. Модель перехода из тлеющего разряда в дуговой при поджиге дуги пока не задействована. Может быть в зтих нюансах и сидит некоторое различие в результатах.

[SBV]

Попробовал кучу вариантов всяческих однотактных ТГР. Лучший результат получился на К28х16х9 М200НМ1 витой парой 25 витков первичка 28 вторичка. Однако при подаче на модуль 300 вольт на затворе нижнего транзистора все стало уже на так А это напряжение коллектор-эмиттер нижнего транзистора на ХХ Похоже это подойдет в качестве иллюстрации к следующему высказыванию

Передок желателен не более 70-80 нан. А при такой длительности звон ТГР убрать архи трудно. Он выползает при попытках укорочения даже в очень хорошей схеме Скифа. Кратчайший путь IR2110 или оптодрайверы, т.е. безиндукционные схемы.

IR2110 я уже пробовал. С ним фронты были еще хуже даже без подачи питания на модуль. Вопрос - куда плыть?
PS А плыть, похоже, сразу нужно было в сторону драйвера из поста 699, а я решил, что он инвертирующий. С чего я это взял не помню и начал на ТГРах тренироваться, ну лучше поздно, чем ... Пошел пробовать.

Сообщение отредактировал SBV - 22.4.2011, 13:10

[lapa]

У меня SW не стоит и этим сервисом не пользуюсь. Посмотреть содержимое архивчика полностью не получилось. Но обратил внимание на нереальные параметры транса. Индуктивности на порядок завышены. Не полностью учтены параметры сварочных концов, нет активной составляющей, которая реально присутствует и имеет величину 7-10 мОм. Индуктивность концов тоже завышена. Реально около 5 мкГн. В моих расчетах использовалась модель дуги в виде источника напряжения с фиксрованным значением, величина которого зависит от ее длины. Модель перехода из тлеющего разряда в дуговой при поджиге дуги пока не задействована. Может быть в зтих нюансах и сидит некоторое различие в результатах.

Транс представляется нелинейной индуктивностью и идеальным трансформатором индуктивность обмоток которого определяет только коеффициент передачи. Для устранения шунтирования и искажения тока первички током ХХ идеального трансформатора его индуктивность и выбирается раз в 10 больше реальной, но можно и в 1001. Миллиомы ничего принципиально не изменят несколько уменьшится ток и мошность в нагрузке снизится ток КЗ, но время счета возрастет из-за дополнительных элементов. Дроссель предполагался настоящий. У вас напряжение горизонтального плато завышено вольт на 20. Как может быть при 50А 47 вольт когда ХХ примерно 44. Ну и с номиналом баластной емкости нестыковка.

[qaki]

Попробовал кучу вариантов всяческих однотактных ТГР.....Однако при подаче на модуль 300 вольт на затворе нижнего транзистора все стало уже на так.....Вопрос - куда плыть?

Извините за задержку с ответом. Почти неделю не был дома. Коллега! Поздравляю Вас с научным открытием. Второе фото показывает, что Вы на пороге создания машины времени. Пока на короткий миг, но оно движется у Вас вспять! Ради бога извините за эту шутку. Никак не хотел Вас обидеть. Ваш осцилл безбожно глючит. Звенят горизонтальная и вертикальные развертки. Отсюда попятный ход луча. Звон по вертикали имеет частоту 17 мгц. Инвертор таких частот не делает. Я не знаю, что за прибор у Вас, но это похоже на реакцию цепей ВЧ коррекции усилителей отклонения или звон открытых проводников, которыми прибор подключен к схеме. Пользуйтесь экранированными кабелями. Хорошо снижает наводки второй экранирующий чулок поверх внешней изоляции кабеля. Это гарантированное ослабление внешних полей на 80 дБ.
Теперь куда грести. Могу предложить вариант для ключей с входной емкостью 10 нФ. На схеме половинка для одной диагонали моста. В полумосте можно второй выход TL-ки просто подать на нижний драйвер MIC4420, а для верхнего задействовать только одну обмотку. Небольшая разница задержки сигналов между каналами скорее всего никак не скажется. Короче, проявите творческую мудрость.

Эскизы прикрепленных изображений

 

[qaki]

.... У вас напряжение горизонтального плато завышено вольт на 20. Как может быть при 50А 47 вольт когда ХХ примерно 44. Ну и с номиналом баластной емкости нестыковка.

Спасибо за вопрос . В расчетах напряжение на электролитах принималось равным 270 В. При соотношении числа витков 18/4+4 напряжение ХХ прямо в лоб должно составлять 270*4/18=60 В.
Модель генерирует также и небольшие коммутационные всплески напряжения на вторичной обмотке, на которые сглаживающее звено реагирует подобно пиковому детектору и выдает завышенные против лобового значения. Такое же мы видим и на реальном инверторе, когда измеренное Uхх получается несколько выше рассчитанного через напряжение питания и коэффициент трансформации. По поводу завышенного напряжения плато каждый, имеющий резонансник, может убедиться, что это так, закоротив дроссель и соответствующим образом выставив частоту. Единственная опасность для девайса в этом эксперименте - ТГР-драйверы
имени Негуляева.
По поводу нестыковки номинала балластной емкости надо бы по-подробнее. Пока не вижу здесь криминала.
Для ускорения счета и ухода от сообщений о сингулярности матрицы пользуюсь представлением транса в виде нескольких связанных индуктивностей с коэф. связи единица на сердечнике с реальным мю и реальными размерами. Кривая намагничивания задается моделью
Джилса-Атертона. Индуктивность рассеяния включается в цепь первички. Допустимость такого представления проверял "брутфорсом" матрицы с помощью пакета Матлаб, имеющего большой набор мощных солверов.

Сообщение отредактировал qaki - 27.4.2011, 22:11

[lapa]

В расчетах напряжение на электролитах принималось равным 270 В. При соотношении числа витков 18/4+4 напряжение ХХ прямо в лоб должно составлять 270*4/18=60 В.

Да так и будет в МОСТЕ. А вполумосте в два раза меньше. Я моделировал полумост.

[SBV]

Как бы финальный отчет. В конце концов раскачку модуля выполнил по следующей схеме
Правда питание верхнего драйвера сделал от отдельного источника 15 вольт и в затворы модуля поставил резисторы по 3 ома, да еще транзисторы использовал IRF530 и IRF9530. Без подачи силы на модуль получил такие осциллограммы на затворе нижнего транзистора: фронт и спад 200 наносек/5 вольт в клетке. После этого собрал все в кучу, прицепил балласт 0,2 ома и начал испытывать с балластной емкостью 0,3 мкф. Оказалось, что измерить напряжение на балласте можно только стрелочным прибором (Ц4313), китайский М890Д только мерцал всей шкалой (Хотя у "косого" по схеме SPARK 1600 я этим же М890Д замерял напряжение на балласте без проблем). Т. е. видимо не все гладко в моей конструкции, откуда то идут наводки. Ну да речь не об этом. Доведя балластную емкость до 0,6 мкф получил на балласте 0.2 ома примерно 120-130 ампер. Аппарат при этом вел себя изумительно. Было слышно только дыхание испытателя и шум вентилятора. После этого перешел к балконным испытаниям - спалил 3 тройки практически подряд. В аппарате практически ничего не нагрелось. вот пример шва Если учесть, что держак в руки я взял впервые, думаю пойдет. Ну и фотосессия. Это главный виновник
А это то, что вышло
Осталось доделать корпус. Спасибо всем кто помогал разрешить мои затруднения, а особенно QAKI.

Сообщение отредактировал SBV - 5.5.2011, 17:09

Эскизы прикрепленных изображений

 

[qaki]

to SBV
Получилось! Мои поздравления с успехом. Теперь хотелось бы знать Ваше мнение о целесообразности самопального сваркостроения в смысле финансовых и трудовых затрат, а также получаемого морального удовлетворения, когда сделанная своими руками вещь понятна до противности во всех ея ипостасях.

[SBV]

to QAKI
Если подходить к вопросу о целесообразности самопального сваркостроения только с позиций финансовых и трудовых затрат, то видимо оно не очень целесообразно. С этой точки зрения, на мой взгляд, целесообразнее покупка готового инвертора с последующей его доработкой под свои представления об этом предмете. А можно использовать и без доработки он и так будет работать. При покупке всех компонентов для постройки самодельного сварочного инвертора он всяко получится дороже промышленного. Однако существует понятие - хобби. И в этом случае любые затраты вторичны, главным становится моральное удовлетворение от процесса, а в случае успеха и подавно.
В моем случае вообще все запущено до предела. С недавних пор я пенсионер. До этого инженер электронщик. Обслуживал и ремонтировал много чего: от станков с ЧПУ и автоматических линий до всяких инверторов, конверторов и прочей промэлектроники. Когда стало понятно, что пенсия неизбежна - возник вопрос достойного завершения карьеры. И тут попалась на глаза брошура Негуляева... Теперь у меня три аппарата: резонансник, косой мост и полумост с конденсаторным балластом. Два последних я подарю, даже знаю кому, а резонансник оставлю как память. И хотя он мне совершенно не нужен - я доволен. Так что вопрос целесообразности достаточно неоднозначный и, видимо, каждый будет его решать для себя по своему.

[insektorat]

Нет возможности быстро достать кольцо для силового транса. Есть несколько Ш epcos E-65 N-87
можно-ли сделать на одном комплекте Ш силовой транс ? считал обмотки получилось 10 первичка 3+3
вторичка, подскажите, правильно, или надо всё отложить до покупки колец?