Двухтактные топологии сварочных инверторов

Подобные документы обычно начинаются параграфом Abstract, где освещается основной тезис в данном случае фраза указанного документа "пиковые средние ошибки тока, которые по своей природе усиление в токовой петле не может быть исправлено." Дальше идет доказательство и описание решения.

"Не может быть исправлено"! - это актуально для аналога (в нем нет никаких логических выражений, зато есть ФНЧ он-же БИХ фильтр, он-же "фильтр со звоном"), для исправления таких ошибок я и придумал "датчик отказа датчика", а теоретически все это описывается опять-же коренным отличием аналоговой БИХ фильтрации от цифровой КИХ фильтрации. Что такое КИХ и чем отличается от БИХ написано в википедии.

P.S. Вот к примеру, в микроконтроллере стоит "цифровой фильтр" после компаратора. Алгоритм его работы прост. Просматривается окно 32 имп. с тактовой частотой на выбор, если в этом окне заданное к-во единиц подряд поступает с компаратора то на выход идет 1, если заданное к-во нулей выход устанавливается в 0. Что это? это простейший КИХ фильтр (не имеет звона и отставание по фазе значительно меньше БИХ он-же ФНЧ)

Что касается ОС по напряжению, то применяется программные КИХ фильтр он может быть несколько более навороченным. Вообще цифровая фильтрация не столь сложна в понимании. Часто, любое условное выражение это и есть простейший цифровой фильтр.

Приведу пример такого условия, что считаю одним из эффективных. Мы ожидаем сигнал от компаратора "условно" с 00:04 до 00:06 часов, если он поступил в другое время считается недействительным и заменяется "выдуманным" сигналом на выход укладывающимся в интервал 00:04 до 00:06 часов. А теперь, на что это похоже? ответ ФАПЧ, а как по другому "цифровой фильтр"!!!!

Ну, или-же классическая формула из Википедии со знаменателем 1.

А если обобщить, то цифровая фильтрация предоставляет большой простор для творчества, от "Экспериментов от балды", что я и продемонстрировал до стройных теорий.

Сообщение отредактировал astrahard - 17.6.2019, 12:07

Я старался максимально просто рассказать как освоить цифровую фильтрацию. Просто "по среднему" это тоже фильтр, но очень несовершенный. То что Вы процитировали во первых преувеличение ради оправдания основного тезиса, во вторых, на практике, просто опровергнуто изделиями той-же фирмы (оба решения мгновенное и по среднему одновременно присутствуют на рынке). Гиратор, как всегда прав оказался только в 10% своих высказываний, в отличие от толяна, к нему вообще не придерешься.

P.S. А теперь еще раз основной тезис: цифровой фильтр прост как ""паренная репа" и, "любое логическое выражение и есть цифровой фильтр, обычно КИХ, его отличает отсутствие обратной связи"

И пусть Вас не смущает термин КИХ (конечная импульсная характеристика) просто примите, что в данном случае это "хорошо". А теперь еще, просто поверьте, что описание свойств фильтров выглядит сложнее чем их реализация.

При переходе к сигнальному процессору термин "по среднему" вообще теряет всякий смысл ибо это самое самое несовершенное решение из существующих. За примерами ходить долго не надо, сравните среднее и медиану. Прочтите статью про медиану, очень поучительно очень популярно https://trv-science.ru/2011/10/25/srednee-i...jo-zhe-mediana/

Abstract все таки, в данном случае, лучше переводить как абстракция.

Сообщение отредактировал astrahard - 17.6.2019, 14:35

astrahard.
Вы напоминаете мне ребёнка которому дали микрофон на \шоу голос\
или как его там ещё, и попросили спеть песню о любви. А так как этот ребёнок
еще не знает что такое эрос, венерология и оппортунизм, которые являются неотъемлемой
составляющей любви, то его потуги быть похожим на так называемых звезд шоу заставляет
его пародировать их лица которые если бы он осознал их генеалогию то возможно постыдился
своего бездумного пародирования высоких тем. При том что знатоков и ценителей этой темы такой
ребёнок может раздражать, но уловив это некоторые детишки начинают целенаправленно использовать
этот момент. Но несомненно его маме кривлянья её дитя, является божьей росой и она не замечает,
что растит куклу которая легко превращается в резиновую, ждать от которой настоящих ценностей не стоит.
Если Вы не поняли о чём я, то я могу детализировать с достаточной абстракцией для Вас.

Ну и детализируйте, в чем я не прав? Вы же заметили, что я пародирую намерено. Вас это так раздражает, а между тем найдутся те для кого такой стиль окажется полезным, Вы что напугались? И о какой пользе идет речь? Я сам не имею твердого навыка в этой сфере. Просто экспериментирую и результат не за горами. И вообще в моей писанине есть упрощения, но явных заблуждений Вы все равно не найдете.

Сообщение отредактировал astrahard - 17.6.2019, 19:45

Да я боюсь появления аналога Зверева здесь.

А я согласен с толяном "миллионы мух не могут ошибаться" когда покупают китайскую поцикловку, которая, иногда, работает пару лет. Могу привести практический пример foxweld мастер 200т сам пробовал варить им, так он зажигает двойку начиная с самых малых токов в 37А, как будто у него есть осциллятор. И там явно реализован "Эквалайзер" в ОС по напряжению, как в моей теме "Сварочный инвертор как усилитель класса D"
P.S. Вы боитесь потому что Вам нечего возразить на ниве популяризации. И вообще это для тех, кому лень внимательно прочесть документацию и, реализовать фильтр более высокого порядка чем первый . Довелось почитать Ваши труды, стиль мягко говоря как у "миллионов мух".

Сообщение отредактировал astrahard - 17.6.2019, 20:18

Но ведь может и не быть. В одном плече один диод, в другом два последовательно. Ток намагничивания всё симметрирует.


Второй вариант. Всё симметрично , а двухтат кривится в разные стороны.. Нет тока намагничивания(зазора).

Вот и правильно

Всем здравствуйте.
аstrahard, Вы сейчас абсолютно уверены, что сможете устранить все возможные, даже маловероятные причины перекоса перемагничивания в переходных и аварийных режимах. Может быть и так, но борьба за свою правду, пмсм, отнимет немало сил и самое главное – времени. А третий глаз прост в реализации, времени на реализацию много не отнимет, и выручает при абсолютно любых непредсказуемых фарс мажорах. Причём, тороидальный сердечник дырявить совсем не обязательно: десяток витков теперь уже не дифситной тонкой наноленты на сердечник (а хоть и на ферритовый) и несколько виточков тонкого эмальпровода – вот и готов третий глаз. Места практически не занимает, от сердечника ценное сечение не откусывает, а трудоёмкость изготовления получается почти нулевая.
Кстати, очень показателен пример двух весьма авторитетных учёных мужей, посмотрите на количество публикаций и патентов на эту тему. Они ищут надёжные, но опосредованные решения проблемы (в отличии от прямого метода Гиратора), поэтому уважаемые и по сей день в процессе творческого поиска :

1) Шевцов Д.А., Манбеков Д.Р. Сравнительный анализ и классификация методов симметрирования двухтактных преобразователей напряжения с ШИМ-регулированием // Силовые транзисторные устройства. Выпуск 2. / Тематический сборник научных трудов. Под редакцией Е.В. Машукова-М.: "Экон-Информ", 2006. Стр.58-75.
2) Шевцов Д.А., Манбеков Д.Р. Классификация и сравнительный анализ методов симметрирования двухтактных транзисторных преобразователей с ШИМ-регулированием // Проектирование и изготовление аэрокосмических аппаратов. Сборник научных статей под ред. Ю.Ю. Комарова, М.: Издательство МАИ, 2006, с. 163-166.
3) Шевцов Д.А., Манбеков Д.Р. Компенсационные методы симметрирования // Практическая силовая электроника, Выпуск 24,2006, с. 11-13.
4) Д.А. Шевцов, Д.Р. Манбеков Двухтактные конверторы с симметрирующими свойствами // Практическая силовая электроника. Выпуск 24. 2006. Стр. 7-11.
5) Шевцов Д.А., Манбеков Д.Р. Симметрирование двухтактных преобразователей напряжения с использованием принципа подчинённого регулирования. // Практическая силовая электроника. Выпуск 26.2007.Стр.30-33.
6) Шевцов Д.А., Манбеков Д.Р. Моделирование процессов несимметричного перемагничивания двухтактных ИВЭП // Практическая силовая электроника. Выпуск 30. 2008. Стр. 41-45.
7) Шевцов Д.А., Манбеков Д Р. Количественный анализ несимметричных режимов перемагничивания трансформаторов в двухтактных преобразователях с дросселем постоянного тока во вторичной цепи // Практическая силовая электроника. Выпуск 31. 2008. Стр.48-51.
Шевцов Д.А., Манбеков Д Р. Анализ несимметричных режимов перемагничивания сердечника трансформатора в двухтактных преобразователях с дросселем переменного тока в первичной цепи. // Практическая силовая электроника. Выпуск 32. 2008. Стр. 46-47
9) Шевцов Д.А., Манбеков Д.Р. Анализ несимметричных режимов перемагничивания сердечника трансформатора в двухтактных преобразователях с дросселем постоянного тока в первичной цепи // Практическая силовая электроника. Выпуск 33.2009. Стр. 42-44.
10) Шевцов Д.А., Манбеков Д.Р. Сравнительный анализ различных типов транзисторных преобразователей постоянного напряжения при несимметричном режиме перемагничивания. // Практическая силовая электроника. Выпуск 33.2009. Стр. 45-47
11) Манбеков Д.Р., Шевцов Д.А. Обеспечение симметричного перемагничивания сердечника трансформатора в двухтактных преобразователях напряжения с управлением по вольт-секундному интегралу. // Практическая силовая электроника. Выпуск 35.2009. Стр.41-44.
12) Д.Р. Манбеков, Д.А. Шевцов Моделирование двухтактного преобразователя с ШИМ-регулированием и контуром симметрирования по вольт-секундному интегралу // Практическая силовая электроника. Выпуск 36.2009. Стр. 45-48.
13) Д.А. Шевцов, В.В. Крючков, Д.Р. Манбеков Создание нелинейной модели магнитного сердечника. II Практическая силовая электроника. Выпуск 36.2009. Стр.49-51.
14) Е.В. Машуков, Д.А. Шевцов, Д.Р. Манбеков Исключение эффекта интегрирования тока в переходных и аварийных режимах для транзисторных преобразователей постоянного напряжения//Практическая силовая электроника. Выпуск37. 2010. Стр.33-36.
15) Д.Р. Манбеков, Д.А. Шевцов Симметрирование процесса перемагничивания сердечника двухтактного преобразователя в режиме Current mode // Практическая силовая электроника. Выпуск 38. 2010. Стр.45-47.
16) Манбеков Д. Р., Шевцов Д. А. Использование информации о вольт-секундном интеграле для симметрирования процесса перемагничивания двухтактного преобразователя // Электронный журнал "Труды МАИ" (http://w\w.mai.ru/science/tnid\7published.php) . Выпуск 37.2010.
17) Д.Р. Манбеков, Д.А. Шевцов Симметрирование двухтактных транзисторных преобразователей путем коррекции опорного пилообразного напряжения ШИМ //
Электромеханика, электротехнические комплексы и системы. Межвузовский научный сборник. Уфа, 2010 г. Стр. 128-131.
18) Д.Р. Манбеков Обеспечение симметричного перемагничивания сердечника двухтактного преобразователя в режиме Current mode // Вестник московского авиационного института 2010, т. 17, № 2. М.: Издательство МАИ-Принт, 2010. Стр. 68-72.
19) Манбеков Д.Р. Применение управления по вольт-секундному интегралу в двухтактных преобразователях для обеспечения симметричного режима перемагничивания // 8-я международная конференция "Авиация и космонавтика 2009", 26-29 октября 2009, Москва. Тезисы докладов. - М.: Изд-во МАИ-ПРИНТ, 2009. Стр.180.
20) Манбеков Д.Р., Шевцов Д.А. Обеспечение Симметричного режима перемагничивания в двухтактных преобразователях напряжения путем изменения наклона опорного пилообразного напряжения ШИМ // Научно-практическая конференция студентов и молодых ученых МАИ "Инновации в авиации и космонавтике - 2010", 26-28 апреля 2010, Москва. Сборник тезисы докладов. - СПб.: Мастерская печати, 2010. Стр.72.
21)Машуков Е.В., Шевцов Д.А., Манбеков Д.Р. Устранение эффекта интегрирования тока в двухтактных транзисторных преобразователях постоянного напряжения с ШИМ-регулированием // 9-я международная конференция "Авиация и космонавтика 2010", 16-18 ноября 2010, Москва. Тезисы докладов. - СПб.: Мастерская печати, 2010. Стр.168-169.
22) Пат. 103996 РФ, МПК НОЗК 4/08. Генератор пилообразного напряжения с изменяемой частотой при аварийных перегрузках по току/ Д.Р. Манбеков, Д.А. Шевцов, Е.В. Машуков (РФ).-2010146756/08; Заявлено 18.11.2010; Опубл. 27.04.2011 Бюл.12. 3 с.
23) Пат. 104794 РФ, МПК Н02М 7/00; Н02М 7/162. Схема управления двухтактными преобразователями с симметрированием электромагнитных процессов/ Д.Р. Манбеков, Д.А. Шевцов, Е.В. Машуков (РФ).-2010148296/07; Заявлено 26.11.2010; Опубл. 20.05.2011 Бюл.14. Зс


Сообщение отредактировал thickman - 18.6.2019, 11:35

Тут есть люди которых я не в шутку раздражаю, поэтому воздержусь от дальнейших повествований. Может тему создать типа "Программирование специализированных для ИИП микроконтроллеров"

P.S. Я не говорю что игнорирую это "поэтому уважаемые и по сей день в процессе творческого поиска :" пусть ищут, что касается меня и уверенности, то да интуитивно уверен, что есть способ предотвратить подмагничивание не меняя конструкцию тр-ра.

Сообщение отредактировал astrahard - 18.6.2019, 13:40

Это да, главное не б-а-а-ятся.

Технологичность важна при массовом производстве, в рукодельном творчестве, пмсм, важнее простота изготовления не требующая списфисских навыков, инструментов, существенных затрат времени и дорогих или труднодоступных компонентов. Пусть это делается руками, но себе в удовольствие и без напряга.
Впрочем, на вкус и цвет товарищей нет. Вышеупомянутые ученые мужи ведь тоже получают удовольствие, занимаясь многолетним поиском самого-самого технологичного метода симметрирования.


Сообщение отредактировал thickman - 18.6.2019, 14:02

Много раз говорили, сделайте резерв до насыщения и усё. Я рассчитывал тр-р на 16 кВт. и 80 килогерц на крупном чашеобразном сердечнике N87 по принципу сколько меди влезет и, получилась рабочая индукция 60 миллитесла.

Сообщение отредактировал astrahard - 18.6.2019, 16:10

Осмелюсь предположить, что моё "усё" получится легче, дешевле и экономичней, - меди то меньше. А может быть, даже и надёжней
-охотно верю, но принцип "сколько меди влезет" совершенно не работает при замагничивании со стороны вторичных обмоток.

Сообщение отредактировал thickman - 18.6.2019, 14:34

Я просто привел пример, сердечник не скажу сейчас названия, только помню что EPCOS из феррита N87 и весом 1,6 килограмма, предполагалось намотать лентой 0,2 мм шириной 40 мм=8 кв.мм а сам сердечник высотой 60 мм внутри с изоляцией из препрега, который используют при изготовлении печатных плат (тонкая стеклоткань с клеем). До заполнения медью полностью (это все чтобы получился монолит хорошо охлаждаемый). Поскольку тр-р мощный на 16 кВт, то в этом классе разница в стоимости меди не решающая.

Сообщение отредактировал astrahard - 18.6.2019, 15:23

Хорошо, но надёжность ведь всё равно на первом плане остаётся?
Вот картинка получена пару дней назад. На холостом ходу несимметрия полупериодов практически не сказывалась на форме тока перемагничивания, однако на полной нагрузке – пожалуйста, сильнейшее одностороннее замагничивание, и ситуацию эту в принципе нельзя выправить "витками под завязку".

Тут либо все мыслимые и немыслимые причины несимметрии устранять, либо, придерживаясь принципа "нам не страшен форс мажор", ввести простейший контроль состояния сердечника, третий глаз Гиратора например.

Сообщение отредактировал thickman - 18.6.2019, 15:14

Так это точно двухтактный?

P.S. Кстати, когда при полном наполнении медью, я посчитал индукцию и, получилось 60 миллитесла при частоте 80 килогерц, посмотрел справочник на феррит и, там 150 мТ на эту частоту (100 кГц) рекомендовалось.

Вот что значит фирма EPCOS они как в воду глядели. Ну и само собой на частоте 40 кГц получиться 120 миллитесла.

Сообщение отредактировал astrahard - 18.6.2019, 16:10

Описка, надо полагать? Лучше бы подправить, поводов у злопыхателей будет меньше. У Вас и без того подход к оптимизации трансформатора несколько оригинальный, нетрадиционный, скажем так.

Фу ты черт, миллтесла. Описка, если взять в температурном диапазоне то при -60 град. индукция вырастет вдвое, а при 100 град. уменьшиться в 1.5 раза. То что я получил 60 миллтесла на частоте 80 килогерц, 120 на частоте 40 килогерц 160 на частоте 30 килогерц и, мощность 16 кВт. Широкий температурный диапазон! резерв большой (потратив много меди конечно). Просто доверился EPCOS получилось просто шикарно, на мой взгляд конечно.


Описка точно миллитесла. Просто я доверился фирме EPCOS. Решил проинтуитить взял исходными данными только к-т трансформации, ток холостого хода и сечение меди и, что медь лента а изоляция препрег, заполнил медью полностью, а только потом стал считать попал или нет на индукцию ну и попал, в хорошем смысле.

Дело в том, что фирма EPCOS писала статью подробную, как они рассчитывают свои сердечники, и окно под медь особенно тщательно, в допущении, как раз, что окно под медь будет заполнено полностью.

Кстати этот метод лучше назвать не "нетрадиционным" а секретным (от некоторых неверующих в абстракции) и еще, ток холостого хода я выбирал как в учебнике "электрические машины" 2% от габаритной мощности, несмотря на то, что это относиться к мощным тр-рам подстанций на 50Гц.

Сообщение отредактировал astrahard - 18.6.2019, 16:46

Модель у Вас шикарная, нужно срочно подучиться такие делать, а то ответить нечего.

Да Вы правы, гарантий оптимальности расчета тр-ра нет (но риск, даже риск вызвать раздражение, благородное дело). Но, что получилось то получилось, насчет емкости я тоже переживал, оказалось напрасно (препрег у меня вышел вдвое толще меди 0.4 мм, что гораздо больше лака даже двухслойного с шелком). А насчет нагрева очень интересная мысль, оптимальный тр-р должен работать при 100 град. и, пока он не прогрелся, его нельзя "нагружать полностью" в каком-то смысле. А насчет запаса индукции, тут нужно учесть, что я считал для случая работы тр-тра на частотах от 30 до 80 килогерц и температуре до -60 Град (когда индукция возрастает вдвое) а на 30 килогерц индукция уже 0.16 Тл. Это я уговаривал перейти от 30 килогерц к 80, согласия не получил, меня убедили, что на таких мощностях (16 кВт) силовые IGBT не рассчитаны на 80 килогерц!

P.S. Впрочем получившиеся данные тр-ра самого впечатлили:
1. Температура -60 - 100 Град;
2. Частота 30-80 кГц;
3. Мощность 16 Киловатт 4 кГ. (1 кВт ~ 250 грамм.).


Сообщение отредактировал astrahard - 19.6.2019, 3:22

Да то-же самое, просто я переутяжелил тр-р написав 4 кГ. На самом деле 1.6 кГ сердечник по паспорту, обмотка не помню сколько весит но явно меньше, берем 1 кГ итого: 2.6 кГ на 16 кВт (~163 грамма на киловатт).