параллельный осциллятор-стабилизатор без разрядника Опции

[VladimirLS]

предлагается аналог RE-165 без его "ахиллесовой пяты" в виде регулярно "накрывающегося" разрядника. Выход для параллельного подключения к бодику, с обязательным использованием защитного силового дросселя.
Позволяет варить алюминий в аргоне (TIG), можно использовать и для MIG в качестве возбудителя-стабилизатора дуги.

О схеме. Сразу предупрежу - идея тиристорного полумоста не моя, заимствована в теме про RE-165. Но в исходном виде осциллятор с тиристорным полумостом имеет два врожденных дефекта - недостаточно "острый" импульс из-за того что тиристор включается медленнее разрядника, и склонность к периодическому сквозному току, выжигающему предохранители и ограничительные резисторы в питающем выпрямителе.
Первый недостаток вынуждает а)значительно увеличивать мощность разряда относительно минимально необходимого, что приводит к кратерам от искровых разрядов на шве, б)применять защитный дроссель с увеличенной относительно RE-165 индуктивностью. Второе еще хуже - осциллятор может подвести в самый неподходящий момент, у меня за время настройки на сварочном посту такое случалось пару раз, потом еще пару раз за 3 года эксплуатации, обычно во время включения. Понятно, что девайс с такой надежностью (точнее - ненадежностью) некомильфо для тех у кого сварка не хобби а заработок

Оба недостатка устранены введением в схему полумоста магнитного ключа на насыщающемся ферритовом кольце. Конструкция собрана и введена в эксплуатацию. Разница по сравнению с исходной схемой была замечена сварными сразу - поджиг надежней, дуга устойчивей. За пол-года эксплуатации ни одного эксцесса с выходом по сквозному току не было.
Собственно, схема (версия 1-03, возвращены обратные диоды)

пояснения по деталям даны в схеме.
Внешний вид (первая реинкарнация, С3,С4 с излишним номиналом 0,68 мкФ):


Важно - колечко магнитного ключа должно насыщаться в строго определенный момент. Момент насыщения определяется размерами кольца, материалом (проницаемостью) феррита и количеством витков.
Из-за некоторого разброса параметров феррита, кол-во витков дросселя могут оказаться не оптимальными, для достижения наилучшего результата можно попробовать изменить число витков в пределах +-3..5, добиваясь максимальной амплитуды импульса на первичной обмотке Tr1, контролируя амплитуду осциллографом или пиковым детектором. Получив максимум, необходимо отмотать от дросселя 1..2 витка, так чтоб амплитуда снизилась на 5..10%
Применять кольца проницаемости меньше 2000 не рекомендуется, снижается эффект ключа. БОльшей 3000..4000 можно.

По защитному дросселю - осциллятор уверенно искрит с дросселем из 10 витков шины на 4х сердечниках от ТВстрочных трансформаторов.

PS в симуляторе прикинул схему с двойным магнитным ключом, параметры еще более красивые.
(уже дошли, отписался о результатах)

Сообщение отредактировал VladimirLS - 21.12.2015, 14:59

[alehandro]

Так как потеплеет заезжайте,... "Билу" ,что на "Победе", закрыли, сейчас там " варус"

[VladimirLS]

еще немного на тему "последовательный vs параллельный".
Неоднократно на форумах этого сайта утверждалось что для инвертора годится только последовательный, но ни разу не видел внятного теоретического обоснования этому утверждению, аргументация на уровне "я пробовал, диоды выбило" или "даже пробовать не буду, боюсь за выпрямитель"

Давайте сравним вторичные цепи последовательного и параллельный вариантов с точки зрения теории.
Исходные данные:
1. вторичная обмотка ВВТр представляет собой источник напряжения, с неким внутренним сопротивлением. Симулируем источником однополярного импульса 5 кВ
2. искровой зазор на электроде можно рассматривать как сопротивление с двумя возможными значениями, или 1 Ом (при искре) или 1 МОм (когда электрод не у детали а осциллятор работает)
3. сварочный кабель и держак образуют паразитную емкость между электродом и землей, примем за 200 пФ (хотя по факту это в районе нанофарад)
4. основной сварочник - источник напряжения со неким внутренним сопротивлением, подключается параллельно блокировочной емкости и в последовательном и в параллельном вариантах. Наихудший для "здоровья" сварочника/инвертора вариант - когда это внутреннее сопротивление бесконечно большое. Тогда оно не шунтирует блокировочный конденсатор и не снижает напряжение на нем. Следовательно, сварочник можно вообще исключить из анализа - достаточно анализировать напряжение на блокировочном конденсаторе.
НО - это верно при условии что блокировочная емкость и выходное сопротивление сварочника не создадут резонансов на рабочих частотах осциллятора. Для инверторов с выходным дросселем это надо обязательно проверять и обеспечивать корректируя емкость блокировочного кондера

Параллельная схема:

Для параллельной: Напряжение импульса на держаке и на блокировочной емкости


Схема последовательного:

напряжения для последовательного


Обратите внимание - при том же дросселе и блкировочном конденсаторе, при последовательной схеме напряжение на блокировочном кондженсаторе 50 вольт в импульсе, в то время как для параллельной 36 В.
Разница, по крупному, одна, в зависимости сопротивления дуги и напряжения на блокировочном конденсаторе.
Для параллельного напряжение больше на ХХ, когда дуги/искры нет, для последовательного наоборот - когда есть искра
Причина этому - в принципиальном различии цепи тока искры. Для последовательного варианта ток искры замыкается через блокировочную емкость, для параллельного ток искры замыкается сразу через вторичку ВВТр, ток через блокировочную емкость не идет, здесь она элемент фильтра НЧ подключенного к ВВТр в параллель дуговому зазору. Поэтому когда дуговой зазор замкнут (искра или КЗ электрода) - напряжение на вторичке ВВТр "садиться" , и, соответственно, оно просаживается и на выходе фильтра НЧ
Схемы с контуром тока:





Сообщение отредактировал VladimirLS - 27.3.2018, 8:20