Делаем резонансный сварочный инвертор Vadne1'я. Часть 1-я.

Была у меня идейка, а теперь ее тут выдали. По идее коммутация в нуле тока происходит на той длительности импульса - на которой аппарат настраивали на балласт подбирая частоту по максимальному току. Получается что при уменьшении длительности действительно идет ужесточение (каламбур) переключения. Но поскоку токи протекают меньшие то транзюки живут(нескажу как им там но держатся молодцами). Так вот появилась идея (на выходных), а сегодня уже ее прочитал озвученную гиратором. При регулировке двигать не только длительность импульсов но и частоту, помню что на максимальной мощности через датчик тока на колечке была практически чистая синусоида, при уменьшении длительности шло искажение синусоиды (разрывалась). По идее еще при добавлении небольшого ЧИМ (в малых пределах +/- 5-10кГц) будет переключение в нуле тока во всем диапазоне. Подумаю как это на практике осуществить.

идея понятна. Раз частотное регулирование предпочтительнее, надо поступить следующим образом. Оять же это из опыта по сбору резонансников. Когда я собирал резонансник с частотной регулировкой, основная проблема была втом , чтобы не подойти близко к резонансу, не говоря о том, чтобы не дай бог выскочить по каким либо причинам на него- токовая защита не успевала отрабатывать . А надо поступить следующим образом: настроить резонасник как при фазоой регулировке с максимальным заполнением на максимальный ток, а рабочий ток регулировать частотой. В результате дросель будет нахоится в насыщении меньшее время, будет меньше греться, а может вообще не будет греться на малых токах.

Как обещал, выкладываю модельку электронного
сварочного транса на основе резонансника.

В данном варианте нет цепи ОС по току, поэтому и назвал - электронымь бодиком. Интузазистам резонансной топологии хочу сказать следующее:- На частотах 30-40кГц эта топология не эффективна и всегда будет проигрывать однотактному и двухтактному мостикам. Единственная радость-решение проблемы насыщения силового транса параметрическим способом. Однако, контроль тока намагничивания в обычном CM-мосте позволяет решить эту проблему менее затратно. Единственный случай, когда на низкой частоте имеет смысл использовать резонансную топологию- жесткие требования к ЭМС. Но для самопальных сварочников это, ИМХО, не актуально. Только на частотах 100кГц и выше, проявляются преимущества резонансника. Ведь для ШИМомвских топологий, с использованием IGBT ключей, путь на эти частоты закрыт из-за динамических потерь. Даже костыли из демпферов не спасут. Остаются резонансник и фазник. Последний более предпочтителен при использовании полевиков, а вот резонансник -самое то для IGBT.
Из вышеизложенного мораль:-если нужен аппарат для работы или для продажи, то лучше делать "бармалейник". Если хочется экзотики или самореализации в качестве разработчика, то констралим резонансник.
Хочу особо подчеркнуть, что все вышеизложенное всего лишь мое личное мнение, а не истина в последней инстанции. Поэтому в спор вступать не буду, но с интересом выслушаю мнения других философов.

KT315
собрал прибор из Радио. хотел уточнить некоторые вопросы:
1 почему для расчета длительности берут 300 в, хотя под нагрузкой напряжение будет гораздо меньше?
2 хотел уточнить методу проверки дросселя по насыщению(чтоб подобрать необходимый зазор) для этого:
а. выставляю длительность импульсов в районе 32-35 кГц (желаемая раб частота) с пересчетом на раб питание 12 в, получаю ~0.7 мС
б. зная свое R8=0.17 Ом и задавшись желаемым раб током 180 А, следовательно ток насыщения должен быть 21-22А (это правильная кратность?), считаю Uп=3.6 В.
в. увеличением зазора добиваюсь начала насыщения в расчетной точке( Uп=3.6 В, Т~0.7 мС)

Привет всем!
Подскажите пожалуйста что за кольца м4000нм размеры не помню а сечение 450 мм2 внешний диаметр примерно 70мм, что с него может получится?
Снять показания и поварить на выходных не получилось... И всю неделю на курсах буду, так что снятие параметров отложил пока.... Жутко не хватает времени и темнеть стало быстро....

gyrator
Вот всю сознательную историю сваркостроения и импульсных БП тянуло к мостам НО всегда стоял вопрос сваливания моста в одну из сторон из-за несиметрии плеч. Потом дошло что нада ток намагничивания транса смотреть. Вот хочу поспрошать (так как в этом вопросе я плаваю сдорово) каким макаром это оптимальней сделать? Или может пояс роговского туда всунуть? На мосте мощу можна красиво задрать и компактней. Проясните ПЛИЗ

Посмотрите здесь http://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=20960
начиная с поста №78.
Там и картинки, и разговоры, и патент, и даже Чукча-Фрол Кузмич.
Есть немного на Володинском форуме. Там же и модельки двухтактов с реализацией контроля тока намагничивания.
А если коротко, то сверлим дырку в одном из колец силового транса (или ш-образника, для него картинка была на мастерсити) по радиусу на расстоянии 1,5-2 мм от края. Вставляем в нее кусок провода, пропускаем его через имеющийся транс. тока (не забывая о фазировке) и замыкаем пайкой. Теперь на выходе Т.Т. будет сумма тока первички и тока намагничивания. Если транс не приближается к насыщению, сигнал от тока намагничивания мал и не влияет на работу СМ-ШИМ (СМ-current mode ). Как только транс приближается к насыщению (перекос) сигнал из дырки резко возрастает и ограничивает длительность упр. импульсов в соотв такте. Вот и все.
Это самый простой вариант.
Можно добавить второй Т.Т и контролировать ток в замкнутом витке, находящемся в дырке, не зависимо от тока нагрузки и ограничивать длительность с помощью отдельного компаратора. Если лень сверлить феррит, то можно вычесть ток вторички из тока первички с помощью
дифф. транса тока, как делает Мультик, и получить все тот же ток намагничивания. Можно впердолить в транс пояс Роговского, но его сигнал нужно еще интегрировать, да и амплитуда его не велика.
P.S.
Давно хотел сказать, что инвертОр пишется через O и нехило бы заменить букоТку в названии ветки.

Пасиба, буду думать!

А на пояс роговского поглядеть можно?

Пояс роговского - это в Гугле набрать, сразу все и выдаст, рисовать долго. Да и сигнал с него интегрировать нада (это почему я с ним несвязывался).

понятно..... тогда не нада..
я просто первый раз услышал хотелось посмотреть на чудо.....

используя прибор КТ315 получил при четырех слоях бумажного скотча (на Ш20х28):
17.6 А и 7мкС реальной длительности импульса-такое можна пихать али подумать еще?
крутого излома по насыщению нет(когда меньше зазор-излом лучше)
и звенит он как звонок домашний-это должно быть?
кто-нть еще пробовал настраивать таким образом?
как связаться с авторами прибора для консультаций?

Тока что спаял, включил, гляжу в осцилл. На трансах показует правду, потом поточней сравню , нет ли разницы между калькулем и его 15вольтовым заменителем. Но сразу тебе скажу, тока трансы, про дроссель выходной забудь. Логика шептала на ухо, что коэффициент деления на 20 касается только напруги, однако после транса подсунул таки дроссель-рогатку из строчников. Никакого насыщения и изломов не видать. Точней , есть , только не излом, а кривуля, отказывающаяся расти выше 7В (транзистор начинает закрываться). Твой дроссель и в сварном при 17,6А благополучно уйдет в насыщение. Т.е. прибором ты видишь реальный ток насыщения твоего изделия. Только при 300В транс достигнет такого же тока в 20 раз быстрей. А получить достаточный для насыщения вых. дросселя (правильного) ток - никак. Вообще говоря, обрати внимание, какие у людей зазоры - по 3, по 5мм. Неспроста ж. Или им хочется лишние витки мотать?
Транс действительно поет, частота низкая. Дроссель почти не слышно, половинки Н-рогатки я склеиваю.
КТ315, вот скажите, я прав или нет? Или полчаса - мало для исследования? Если что, рубите сплеча...

Потому как опасность насыщения транса именно на холостом ходе, напряжение максимально.

2 sssrsd, кабельщик

Николай КТ315 сейчас в Москве. Вчера мы с ним встречались. В Белгород он возвращается в субботу утром.

Не хочу много говорить по сути заданных вопросов. Пусть это сделает Никалай. Но одно замечание позволю себе. Для лучшего ограничения тока в данном резонанснике надо так мотать дроссель, чтобы зазор в нем был минимальным. Поэтому рекомендую сначала все делать на пробной обмотке, намотанной тонким проводом (для удобства). После определения необходимого кол-ва витков его следует перемотать уже подходящим проводом или литцем. Излом характеристики будет наиболее резким при меньшем зазоре. То что в ранее опубликованных конструкциях резонансников Vadne1'я встречаются дроссели с зазором 3-4 мм не есть хорошо. Это говорит о том, что для получения резонанса на нужной частоте авторам приходилось уменьшать индуктивность, увеличивая зазор. Еще раз повторюсь, степень ограничения тока будет хуже при увеличении зазора. Все это в конечном счете чревато сверх большим током КЗ и опасностью перегрузки транзисторов.

KT315 будет с понедельника (может быть). А вот за фазовый зря так переживают, я ему еще попробую сварганить регулировку тока заполнением и частотой одновременно. Заодно соберу аппаратик и проверим доводы. Лажа в том чт живого аппарата нет для замеров (собрать себе чели для тестов....).

SSSRSD
Думаю ставитьь можна, сам прибор не делал но 17.5А умножаем на 12 и получаем 210А в КЗ это рабочими будет на 0.2 ома примерно 140-160А (точно нескажу но для тройки заглаза, можно и поболе чуть выжать). Свистит как звонок изза низкой частоты прибора.

Кабельщик
Наскока я понял у SSSRSD дроссель для фазового а не выходной. Для него такое нормально насыщение.

Алекс 646
http://www.ferrite.ru/literatura/ring.pdf - это по поводу феррита 4000нм.

А, ну тогда не знаю... Хотя все равно,дроссель он и в африке дроссель. А видимый на осцилле излом прямо отображает величину тока начала насыщения, без каких либо коэффициентов.


17,5А - это по первичке? 12 - Ктр?

Климу:
Спасибо за ссылку..... некатят для транса....

Кабельщик
Умножение на 12 - это совпадает с практикой. А почему так - потому что 6 - это коэф. трансформации а еще на 2 - это потому что двутактный. 6*2=12. Причем проверенный КТ315 ток на девайсе - ровно в 12 раз меньше тока КЗ, как его (дроссель) не крути.