Ремонт, модернизация осциллятора RE165D

еще для информации:
в поисках инфы по процессу образования искры наткнулся на сайт исследователей-последователей Теслы, у них активно обсасывалась тема создания искры с крутым передним фронтом (http://www.skif.biz/index.php?name=Forums&file=viewtopic&p=288887#288887)
Искру там получают обратноходовиком - ключ(полевик) нагружен на первичку ВВтранса, включают ключ пока ток в первичке не достигнет 1..30А, выключают, при этом запасенная в феррите магнитопровода энергия выдает импульс на вторичку, утверждают что порядка 10кВ.
Что интересно, параметры ВВтрансформатора почти 1:1 что в этой теме: магнитопровод от строчника ТВ, первичка один..два витка фольгой, вторичка 10..20 витков.
И еще - применяют высокочастотные полевики, добиваясь крутого фронта на первичке -порядка 0,1 мкс. При этом, сообщают что ВВтранс должен мотаться и изолироваться чрезвычайно тщательно - мол, без разрядника на вторичке сразу межвитковые искры прошивают обмотку.

Применительно к теме - по сути, стабилизатор - это тот же обратноходовик. В принципе, никто не мешает в силовую цепь ключа и первичку ВВтранса засунуть, подав ВВимпульсы со вторички на держак, подключенный через дроссель. В итоге получим тот же ВВимпульс

У меня закрадывалась мысля использовать в качестве осциллятора парралельного действия - ждущий блокинг генератор, который бы запускался в работу синхро-импульсами привязанными к вторичке сварочника, да и питать его можно с нее-же. Остались непонятки с получением разнополярных ВВ импульсов, правда кое какие соображения на сей счет имеются, но схема выглядит громоздкой (А так для простейшего ждущего блокинга надо щепоть китайского ширпотреба).
_________________
Попробовал промоделить схемку RE, только с диодом вместо разрядника, результат довольно приемлимый.
Не обращайте внимания на синхронизацию, не хотелось заморачиваться с полноценной, заменил эдаким эрзацем, т.к. задача была посмотреть на поведение силовой части.
Правда место тиристоров симмисторы, лепил как говорится, из того что в библиотеках было


Вот так выглядит ВВ импульс на вторичке и ток через первичку ВВТ

модель утверждает что работоспособна вообще без всяких диодов и разрядников, правда ВВ импульс стал таким

_________________
Кстати на сайте у В.Володина есть корректная модель сварочной дуги переменного тока.
Заточена под ММА, но переделать ее под TIG не проблема тем более что и там, и там процессы одинаковы.

Это с дросселем

А это с балластником


P.S.
По поводу безопасности осцилляторов:
Старайтесь в своих конструкциях обходиться минимально возможной энергией разряда.
Я используя свой "монстр" не то что бумагу зажигал, сигареты от разряда прикуривал Схватился разок за держак, одной рукой, вторая на детали была, и хоть одет был в рукавицы, такой заряд бодрости получил, чуть глаза не выпрыгнули. Потом полчаса пальцы толком не гнулись... Но слава богу живой

диодный мост, по аналогии с сциллятором с одним тиристором, в качестве решения не годиться?

для коррекного моделирования ВВимпульса во вторичке как минимум необходимо добавить а)индуктивность и емкость фильтра б)паразитные емкость и индуктивность кабеля (индуктивность 5тиметрового провода диаметром 10мм примерно 4 мкГ, емкость не считал,взял с потолка 200пФ)
При этих добавках уже можно более-менее корректно смотреть поведение схемы на ХХ, без разряда.

Эта модель хороша для симуляции нагрузки инвертора или сварочника.Но
а)Дуга не совсем то что искровой разряд, физика немного разная и напряжения зажигания из-за разных предусловий. У искры лавинный пробой в холодном газе, у дуги пробой в раскаленных парах металла и оставшихся ионах газа от предыдущей полуволны
б)напряжения зажигания дуги разные для прямой и обратной полярности, в итоге на обратной искра бъет при отсутствии дуги - тем самым процируя зажигание дуги, на прямой полярности при небольшом зазоре дуга и сама загорается до искры, поэтому ВВразряд фигачит на сопротивление горящей дуги
в)сопротивление дуги для 50Гц сильно отличается от сопротивления для импульса с фронтом 2..5 мкс, т.к. сопротивление дуги это в основном сравнительно медленные ионы газа, для ВЧ сопротивление дуги намного большее чем для постоянки

Я пробовал вот такую модель на выход вешать

результаты не очень - в момент искры расчет не сходился, программа прекращала симуляцию. На мой взгляд, причины проблемы в том что модель не учитывает постэффекты пробоя - оставшийся ионизированный канал газа, поэтому при моделировании ВЧколебаний ВВимпульса(они есть в любом случае) переход через ноль считается криво
Почему я и рою инет на предмет модели не дуги, а именно искрового разряда. Пока не нашел.

Не понял, про что имели в виду?


Справедливо подмечено.
Действительно на импульсы с крутыми фронтами влияет малейшая емкость и индуктивность и это необходимо учитывать.
(За модель не судите строго. LTspice осваиваю не более недели, до этого даже на компе программа не стояла )


Да кто-ж утверждает обратное?! Я даже словом про искровой разряд не обмолвился.
Данная модель позволяет посмотреть с чем столкнутся цепи синхронизации в момент горения дуги.
Согласитесь, данная модель адекватнее, чем просто низкоомный резистор в вторичке сварочника

запитываем блокинг-генератор от вторички сварочника, ключ (транзистор к примеру) превращаем в двунаправленный путем установки его в диагональ диодного моста. В таком варианте полярность автоматически меняется в соответствии с полярностью питания


для модели синхроцепи - конечно полезно Просто на Вашей схеме синхроцепей нет, я решил что речь о модели искры

? А с обратной связью как быть, что и ее в мост



Сообщение отредактировал Marten - 11.2.2012, 0:29

Полезная информация!
Вот наконец Итальянцы решили сделать универсальный Поджиг дуги для DC TIG сварки и для плазмореза.
Многие хотели сделать осциллятор для трансформаторной постоянки и инвертора, осталось приобрести и .........
В отличии от RE 165D параллельного подключения, новый осциллятор - поджиг сварочной дуги HF TYPE A - D - E последовательного подключения.
Могу предположить, что задающий элемент ихнего девайса собран на спец микросхеме для поджига газовых плит, состоит она из тиристора, стабилитрона и резистора.

Внешний вид HF TYPE E и его модификаций (D и E):


И схема подключения HF TYPE E к сварочному источнику:

на чем и как итальянцы предлагают трансформатор мотать ?

Это известно только итальянцам! Думаю, он не должен сильно отличаться от тех, что мы тут рассматривали. А если копать глубже, на схеме прорисован сердечник, то наверно он будет работать и на куске феррита или тр.стали, так как его задача помочь поджечь силовую дугу и отключиться

Вот, нашел спец микросхему для поджига FLC01-200:


Сообщение отредактировал DmitriyMon - 12.2.2012, 10:15

Да, занятная микруха, этакий силовой вариант КН102 Реализует воздушный (при 200в!) разрядник в старых добрых схемах с параллельным подключением

Сообщение отредактировал Marten - 12.2.2012, 18:18

цена микрухи в чип-дипе 130 руб (http://www.chipdip.ru/product1/8240541503.aspx), в компэле $1.20 (http://www.compel.ru/infosheet/ST/FLC01-200H/).
FLC01-200H - макс. импульсный ток 190А (!) при импульсе 10 мкс. Для наших целей вполне. НО - фиксированное напряжение включения 200..230В делает ее хорошо пригодной только для схем поджига, стабилизатор на ней ваять проблемно. Теоретически можно обеспечить чтоб в нужный момент на микрухе 200В было, выбором номиналов RC питания.НО - а)угол будет плавать от напряжения сети б)регулировать угол крайне неудобно - перепайкой кондера или перепайкой резистора питания(переменные на мощность 10 вт достаточно дороги)

Зачем же так заморачиваться, берём тиристор+варистор (а лучше супрессор)+резистор 2 кОм.
Так как варистор стреляет гораздо быстрей стабилтрона, а супрессор быстрей стабилитрона и варистора вместе взятых то предлагаемый девайс должен быть гораздо скорострельней FLC01-200

А с другой стороны, цена вопроса копейки, купить и , стабилитрон , а УЭ вывести на пустую 3 ногу, затем рану эпоксидкой, получиться универсальный FLC01, интересно, о чём думали разработчики когда разрабатывали эту микро сборку, наверно просто не в теме

Pрас.имп.=I*Uпр=190*1,7=323Вт плюс не оговоренное в даташите время открытия ключа, в таком режиме мелкосхеме не хилый радиатор нужен


В идеале от 200в до 310в это, от 40 до 90гр. по синусоиде питания.
Однако судя по даташиту микросхема не претендует на скорострельность.

Если сильно уменьшить С, получится хлипкий и весьма высокочастотный разряд, возможно микросхема вообще с такими параметрами контура, не будет толком работать.
Занижение номинала резистора здОрово повышает риск вскипятить микросхему.

ИМХО При максимальной частоте 20Гц, согласно диаграммы, говорить о какой либо функции стабилизатора бессмыслено. Использовать для поджига можно, но и здесь (для переменки) может возникнуть проблема, т.к. нет жесткой синхронизации с питающей сетью.



От души посмеялся над Вашей шуткой

Купить интегральную микросхему, дома в кухне на коленке ее препарировать, вырезать с кристалла стабилитрон, и запаять перемычку с УЭ на 3-ю ногу, а потом замазать все эпоксидкой!
Кррруто! Инженеры ST Microelectroniсs отдыхают!

это верно для хобби и мелкосерийного производства. В промышленных масштабах все иначе: затраты на логистику/закупки элементов в три раза меньше, площадь(=стоимость) печатки меньше, монтаж одной детали вместо трех дешевле, пайка двух выводов вместо семи дешевле(и надежнее!).

если под скорострельностью подразумевается время включения, то оно в большей степени зависит от параметров тиристора, чем от порогового элемента. Пример: берем тиристор, ток управления регулируем переменным резистором. Пока ток управления меньше тока включения, тиристор закрыт. Плавно крутим резистор - при достижении тока включения тиристор включается скачком - и эта скорость никак не зависит плавно или быстро крутили переменный резистор

Для импульсов 10мкс 190А при частоте 100Гц, постоянно рассеиваемая мощность P=Pимп*10*10^-6*100=Pимп*10^-3=0.323 Вт
Радиатор не нужен


20Гц даны для примера. В реале никто не мешает и на 50 Гц использовать, к примеру, вот так
а вот диаграммы напряжения/токов, Vn001 - напряжение первички, Vn002 - напряжение вторички, Vn003 - напряжение на накопительном конденсаторе C2, I(L1) - ток в индуктивности симулирующей первичку ВВтранса
Импульс тока сдвинут примерно на 1 мс от нуля напряжения на вторичке,это 18 градусов при 50Гц,т.е. примерно то что надо.
Сдвиг при стабильном напряжении сети зависит только от номиналов C2 и R2
Про минусы я уже говорил: а)угол зависит от напряжения сети б)регулировать угол геморройно - или подбором номинала конденсатора, или подгонкой номинала резистора (мощность которого не менее 10 Вт)

Еще один минус - очень большая мощность рассеиваемая на резисторе R2. Судя по симулятору, на нем ватт 20..25 выделяется. Простота требует жертв

Собственно, ничто не ново под луной - если пороговый элемент поменять на RC-цепочку+динистор, получится уже знакомая нам схема :


Сообщение отредактировал VladimirLS - 14.2.2012, 8:11

совершенно верно - обратную связь тоже в мост

Какие трудности при изготовлении этой схемы?

Абсолютно никаких, но также никаких трудностей не возникает и со схемами без открытых разрядников и реле, работающих по такому же принципу
А принципы работы осцилляторов - стабилизаторов Симферопольского от УДГ-180 (на двух самовыключающихся тиристорах ку221А, схема без разрядника) и Итальянского RE165D (с разрядником в питающей цепи 4-х тиристоров, включенных по мостовой схеме) тем и отличаются от искровиков - стабилизаторов, что у них этот режим перехода с поджига дуги на стабилизацию дуги происходит автоматически, без каких-либо дополнительных реле, которое отключает искровик , (согласитесь, реле при такой схемотехнике не самый надёжный элемент схемы )


Да, наверно проще поставить один мощный варистор или супрессор, а тиристор - лишняя деталь.


Заманчиво выглядит! А что симулятор говорит по этому поводу?

не, тиристор нужен. Это ключ с малым падением напряжения во включенном состоянии. Варистор/супрессор суть - не ключи а ограничители, тиристор не заменяют

работает Но параметры так себе, т.к. затянут фронт выключения (т.к. нет ПОС на выключение), отсюда большое рассеивание тепла на транзисторе и сравнительно невысокий импульс напряжения при выключении.
Имхо, если уж идти в сторону стабилизатора, лучше применять полупроводниково-микросхемное управление чем слабонастраиваемые блокинг-генераторы; схем таких стабилизаторов масса, к примеру, на сайте Володина.

Самовыключающийся тиристор? Может всетаки запираемый
КУ221 это обычный частотный тиристор, в отличие от серии 16,25TTS (они запираемые), правда во всех предложенных схемах выключение по УЭ не реализовано.


Верно. Я выше писал, что использование супрессоров приведет к неполному использованию энергии накопительного конденсатора, т.к. выключится он при снижении напряжения на емкости менее Uвкл. Варистор еще к тому-же постепенно, с каждым импульсом, теряет свои свойства, деградирует.


Во-во. Благодаря мосту в ПОС, она всегда ПОС и не может перевести транзистор в режим отсечки.

Сделать двухтактный ждущий блокинг - та еще морока, похоже для возбудителя-стабилизатора это тупиковый вариант. Если только использовать блокинг для безконтактного поджига, но это тема уже совсем другой песни...