Делаем сварочный инвертор Barmaley'я. Часть 1-я. Опции

[MSprut]

2Палыч
И с выходным напряжением тоже есть заморочка... По формуле U=18+0.05*Iсв расчитывается напряжение при максимальном токе дуги, при этом для нормального поджига дуги напряжение х.х. должно быть не менее 50В. Учитывая что Ymax=0.5, то напряжение расчетное должно быть 100В, соответственно растет и мощность, тогда будет уже не 3кВт,а целых 12кВт и этот сердечник можно смело в чулан отправить. Или я снова не так понял что-то?

[Гость_Палыч_*]

2Палыч
Давайте все таки закончим с трансом... Насколько я понял, вы считаете свои трансформаторы по вышеприведенным формулам и все прекрасно подтверждается практикой, ну или с какой-то погрешностью..? Если да, то возникает вопрос почему Бармалей не стал делать сварочник на ETD59 более мощным чем 100А, хотя по вашим расчетам можно было? Не сочтите за занудство, просто хочу на будущее определится окончательно с этим и все точки над И расставить. По формуле Эраносяна получается что сердечник для 4кВт должен быть в 4 раза больше чем ETD59 и на 160-180А форумчане применяют 3-4 сердечника Ш20х28 да еще на частоте 30-40кГц, а по вашим расчетам из сердечника РМ62 можно на 15кГц-ах получить аж 5,3кВт. Так где же правда и кому верить? Или у Эраносяна что-то с размерностями в формуле, а те кто делает свои сварочники берут специально 3-х кратный запас по сечению и частоте чтобы витков было 18/6 или 21/7?

Почему Эраносян?
вы може заглянуть в книгу Митрофанова, стр.25 3-й абзац с верху. или в книжку Семенова(первое издание) стр.44.
А вот и первые проблемы с вашим сердечником: окно у него очень маленькое 4.3см2, у того же ETD59 оно 5.4см2 .
И обмотки не влезают даже при частоте в 50кГц и 5А/мм2.

Вариант при котором можно разместить обмотки выглядит так:
F=45кГц
J=8А/мм2
w1=21 (19х0,51)
w2=6 (74х0.51)
Сумарные потери в трасформаторе 60Вт

[Гость_Палыч_*]

2Палыч
И с выходным напряжением тоже есть заморочка... По формуле U=18+0.05*Iсв расчитывается напряжение при максимальном токе дуги, при этом для нормального поджига дуги напряжение х.х. должно быть не менее 50В. Учитывая что Ymax=0.5, то напряжение расчетное должно быть 100В, соответственно растет и мощность, тогда будет уже не 3кВт,а целых 12кВт и этот сердечник можно смело в чулан отправить. Или я снова не так понял что-то?

на ХХ у вас будет:
Uвхmin/n(коэф. трансформации)=342/3,5=71В(при просаженной сети, а при нормальной 88В)

[MSprut]

Ну его же можно охладить...

[Гость_Палыч_*]

Ну его же можно охладить...

конечно, но к этому надо быть готовым.

[MSprut]

Ну это все приемлемо я думаю при ПН=50% и параметрах приведеных вами выше?

[Гость_Палыч_*]

там вверху, описочка закралась, должно быть так
250/3,5=71

[MSprut]

Да, я заметил...

[Гость_Палыч_*]

Ну это все приемлемо я думаю при ПН=50% и параметрах приведеных вами выше?

Поскольку токи очень большие, отнеситесь с большим вниманием к борьбе с индуктивностью рассеянья. я склоняюсь к 8 однослойным секциям. при соединении частей обмотки будет геморой, но он того стоит.
Чуть не забыл, считалось без каркаса, поскольку он бы съел еще драгоценных квадратов.

[Гость_лысый_*]

Вариант при котором можно разместить обмотки выглядит так:
F=45кГц
J=8А/мм2
w1=21 (19х0,51)
w2=6  (74х0.51)
Сумарные потери в трасформаторе 60Вт

3. т.еперь определимся с габаритной мощностью транса...
Итого 2700/0,9=3000Вт
Pг=2*Кф*F*S*So*dB*J*Km
где
Кф- коэфф формы (для прямоугольной = 1)
Km - коэфф. заполнения окна медью=0.5
заглядываем в даташит и смотрим пронаш сердечник РМ62
S=4.7 см2
So=4.3 см2
смотрим чем порадует N87
В(100гр)=0.39
...
теперь немного упрощаем формулу(подставив значенияКф,Km) и выражем частоту
F=Рг/(S*So*dB*J)
проведем расчет для плотности тока в обмотках для J=5А/мм2
F=3000/(4.7*0.0001(чтоб площади в метрах были)*4.3*0.0001(чтоб площади в метрах были)*0.35*5*1000000( и тут плотность в метры))=8482 Гц. Очем говорит эта цифра? говорит она о том,что с данного сердечника можно снять 3кВт уже при 8.5кГц.
Есть повод задуматься, а мож не надо второй сердечник и не надо задирать частоту до 50кГц, чтоб достич конечной цели ?

Палыч, если так (см. первую цитату), то по вашему (см. вторую цитату) для F=45кГц и J=8А/кв.мм (остальное так же) габаритная мощность транса на PM62 получается 9,950 кВт. Объясните пожалуйста, какой технический, физический или ещё какой смысл имеется в расчёте "габаритной" мощности во второй цитате?
Напомню, что габаритная мощность по определению это наибольшая мощность, которую транс может при заданных условиях непрерывно передавать в нагрузку. Если таки не может, или не непрерывно, то с какой стати вы эту мощность называете "габаритной"? Называйте её тогда ну скажем "Эраносян-мощность", если уж она для чего-то там нужна в методике Эраносяна.

[Гость_Андрей Маяк_*]

Господа форумчане, ответьте мне пожалуйста на вопросики, (если нетрудно):

1. Какие функции выполняет термистор, включенный последовательно в цепь питания (220В) БП 14В на ТОР224, и какой номинал желательно использовать?
А может из комп. БП выпаять?

2. Какой последовательности наладки БП на ТОРе следует придерживаться (что за чем..), или там без вариантов - включил - работает, подстроил напряжение, и все, или может нюансы есть какие-то. Плата разведена у меня правильно, без ошибок и так как пишет даташит.
Просто ТОР использую впервые и не хотел сжечь.

3. Какие функции выполняет полевой транзистор в драйверах ключей?

P.S. Собираюсь сделать инвертор по схеме Бармалея уже всё достал, дроссель уже намотал, вот печаткой занимаюсь, собрал блок конденсаторов, «поставил» мостик диодный на радиатор, корпус есть, и так там по мелочам. После сборки могу сделать небольшой «отчетик» с фотками, чертежами, данными и т. п. (Если надо).

[Гость_лысый_*]

Господа форумчане, ответьте мне пожалуйста на вопросики, (если нетрудно):
1.  
2.  
3.  
P.S.

1. В момент включения ограничивает ток заряда конденсатора в питании ТОР.
2. Если всё правильно, то сразу работает. А если нет, значит грубые ляпы. Тогда наладка сводится к их поиску и устранению.
3. Он выполняет функции полевого транзистора. В каких драйверах? схему в студию. Поконкретнее плиззз, а то на такой вапроц ничего не остаётся, кроме как начать пересказ как работает транзистор. Надеюсь это не надо.
PS. А по конструкции? (Бармалей вообще где-то описывал свою конструкцию в подробностях?) А то в этом деле схема и комплектация без конструкции даже на четверть дела не тянут. имхо.

[Гость_Палыч_*]

Палыч, если так (см. первую цитату), то по вашему (см. вторую цитату) для F=45кГц и J=8А/кв.мм (остальное так же) габаритная мощность транса на PM62 получается 9,950 кВт. Объясните пожалуйста, какой технический, физический или ещё какой смысл имеется в расчёте "габаритной" мощности во второй цитате?
Напомню, что габаритная мощность по определению это наибольшая мощность, которую транс может при заданных условиях непрерывно передавать в нагрузку. Если таки не может, или не непрерывно, то с какой стати вы эту мощность называете "габаритной"? Называйте её тогда ну скажем "Эраносян-мощность", если уж она для чего-то там нужна в методике Эраносяна.

Обычно при расчете, задаются вопросом,а какой сердечник нужен? В данном конкретном случае, заказчик сердечник задал наперед, оставалось только проверить на сколько он подходит. оказалось, что для поставленной задачи он большой, после чего задача была скорректирована.
А то что, частоту пришлось задрать почти вдвое от расчетной объясняется тем, что транс будет изготовляться в домашних условиях, и иметь при намотке 8 секций.

 Если таки не может, или не непрерывно, то с какой стати вы эту мощность называете "габаритной"?

вы считаете, что не может, тогда аргументируйте, а сколько может?
может я ошибся с формулой для определения габаритной мощности сердечника?
приведите правильную.

[Гость_лысый_*]

Обычно при расчете, задаются вопросом,а какой сердечник нужен? В данном конкретном случае, заказчик сердечник задал наперед, оставалось только проверить на сколько он подходит. оказалось, что для поставленной задачи он большой, после чего задача была скорректирована.
А то что, частоту пришлось задрать почти вдвое от расчетной объясняется тем, что транс будет изготовляться в домашних условиях, и иметь при намотке 8 секций.

Для этого например достаточно выбрать ожидаемо допустимую плотность тока, определиться с типом провода и конструкцией обмоток (коэф. трансформации известен) и посмотреть, сколько витков можно себе позволить в данном окне. А затем прикинуть, какая для этого понадобится частота. При необходимости скорректировать. Для этого не нужно считать никакую "мощность".
А от теплового расчёта единственно что требуется - оценить температуры перегрева на предмет насколько они приемлемы, про что фонари типа Рг=2*Кф*F*S*So*dB*J*Km ничего не говорят.

вы считаете, что не может, тогда аргументируйте, а сколько может?
может я ошибся с формулой для определения габаритной мощности сердечника?
приведите правильную.

Палыч, что аргументировать? Что при 9,95кВт, w1=21, w2=6, J=8 обмотки не лезут в это окно просто ну вообще никак? А без аргументов это только вам не ясно или ещё кому?
Пишу ещё раз - габаритная мощность по определению это наибольшая мощность, которую транс МОЖЕТ непрерывно передавать в нагрузку. И повторяю вопрос - с какой стати мощность, расчитанную по фонарю см. выше, и которую транс явно передавать НЕ МОЖЕТ, вы называете "габаритной"?

[MSprut]

2лысый
Ну вот, снова разбили мозги на части... Напишите тогда как правильно подойти к расчету, потому что Палыч мне хоть как-то пытался помочь и разложить все по полкам, а теперь оказывается что все порожняком и он не прав, а я сейчас там откуда начинал.

[Nexor]

Какие функции выполняет термистор

Он ограничивает скачёк тока при включении, т.к. при зарядке конденсатора ток стремится возрости до бесконечности (до бесконечности конечно дело не доходит, но скачёк весомый и при кондёре в 1000 мкФ он может быть смертельным). Достаточно 5 Ом. Я брал из компового БП, они там бывают разных номиналов, у меня был 4,7 Ом. Берите любой, который выковырите или купите - до 10 Ом. Свыше не стоит, т.к. он начнёт сам греться бестолку.
Я также пробовал ставить резистор марки ММТ-9 - 10 Ом. Тоже работает, но тут надо заметить, что у него немного другое назначение. Термистор используемый в БП нагревается при протекании через него тока и его сопротивление уменьшается. Кстати он способен выдержать значительный нагрев и сетевое напряжение. А резистор типа ММТ-9, как мне говорили - использовался для компенсации температуры при работе радиоэлектроники. Назначение вроде бы разное, но в принципе работает.
Тут можно постаивть любой ПРОВОЛОЧНЫЙ резистор сопротивлением скажем 5 Ом. Именно проволочный и не в коем случае не МЛТ. Во первых резисторы марки МЛТ до 2 Ватт не предназначены для сетевого напряжения. Если по нему должно течь сетевое напряжение, то ставят 2х ватник, даже если там токи маленькие. Я ставил МЛТ-2 2Ома в БП у которого на входе была ёмкость 2000 мкФ - так этот резюк сгорел при первом включении. Так, что только проволочные или как и положено - термистор.

Какой последовательности наладки БП на ТОРе следует придерживаться (что за чем..)

ТОР хорошо защищён. Я никак не проверял - сразу вколючил и всё заработало.
Другой человек сразу включил и у него не заработало - во первых он попутал концы в трансе - переделал и БП заработал, но выдавал напругу около 7 вольт.
Причина была в неправильно впаянной TL431. Перепаял и всё заработало.
Когда мучал БП, то у меня сгорел стабилитрон P6KE200 и микросхема стала под нагрузкой отключаться. Перепаял стабилитрон - БП вновь ожил.
Включайте сразу, если уверены, что всё спаяли верно. Микросхема выживет, если чуток накосячили. Я мотал на транс разное количество первичик от 120 до 150 - все работают, просто чем не правильнее подобрано количество витков, тем меньшую мощность сможет выдать БП - будет отключаться.
А вообще есть небольшая меотдика настройки обратноходового БП на микросхеме серии ТОР, я приводил название брошурки. К содалению она на работе сейчас, а я в отпуске.
Там суть такая - тыкаем мультиметром на входе, потом на выходе БП - там не должно быть КЗ. Ещё какие-то рекомендации, но в принципе включайте сразу

[Гость_Палыч_*]

Для этого например достаточно выбрать ожидаемо допустимую плотность тока, определиться с типом провода и конструкцией обмоток (коэф. трансформации известен) и посмотреть, сколько витков можно себе позволить в данном окне.  А затем прикинуть, какая для этого понадобится частота. При необходимости скорректировать. Для этого не нужно считать никакую "мощность".  

Давайте попробую следовать Вашему совету, а вы будете меня нгапрвлять в нужное русло если я буду не туда сворачивать.Для примера уже звучащие цифры 30В 180А

1. выбираем ожидаемо допустимую плотность тока. как выбрать допустимую?
мне хочется 4-5А, а 8 будет допустимо? а может быть и 10, нет десять наверно плохо много энергии в топло будет превращаться кпд наверно низкий будет.
Поскольку я буду делать 1 трансформатор, то начитавшись умных книжек и поспрашав на форуме решил, что 5 будет хорошо.
Тогда для вторички сечение надо Iн*SQR(Ymax)/J=180*SQR(0.45)/5=24мм2
2. определяюсь с типом провода и конструкцией обмоток. поскольку понятия не имею какая будет частота, то с проводом "проблем нет" , то остановимся пока на самодельном литце жилами 0.3
3. с коэфф. трансформации все ясно, придумывать не будем 3.5
4. теперь смотрим сколько витков можно позволить себе в окне. но надо определиться с окном. Вот приличный ферритик ETD59. Померял окно 45х11.5.
суммарное сечение первички примерно равно суммарному сечению вторички.
поскольку коэфф. заполнения окна медью в 0.5 - это фанарь, то лысый подскажет скока надо, а пока оставим.Витки вторички
N2=517,5(площадь окна)*0.5(коэфф. заполнения окна)/2(половина ж нужна под вторичку)/24(сечение вторички)=5,39 витков
соттветсвенно N1=N2*3.5=18.87

5. Теперь надо прикинуть какя частота для этого понадобиться.
Вот тут я натолкнулся на трудность. моя формула - это фонарь, и я не знаю как мне тогда определить(прикинуть) частоту, (или длительность импульса, тогда я ее вычислю)?

[Гость_лысый_*]

Палыч, бросьте эти нерусские штучки - отвечать на вопрос кучей своих про другое. Ну да ладно.
И не надо делать вид, что та пара моих предложений - готовая методика. Там только самая суть, возможны варианты. Например можно и так:
По конструкции обмоток резонно предположить, что это будет два слоя первички и между ними один слой вторички. Провод - жгут. Пусть будет ETD59, раз уж упомянут. У него высота окна 41,2мм, толщина намотки 9мм (по каркасу, пусть будет). Скидываем ещё 1мм на межслойную изоляцию, остаётся на толщину намотки 8мм.
Пусть диаметр жгута первички d1. Тогда, если коэф. трансформации 3,3 (3,5 имхо много), то диаметр жгута вторички d2=d1*sqrt(3,3)=1,82*d1.
Отсюда
d1+d1+1,82*d1=8(mm)
d1=2,1(mm)
d2=3,8(mm)
это максимальные диаметры жгутов, которые в данном случае может позволить толщина намотки.
Максимальное кол-во витков в одном слое ограничено вторичкой:
41,2/3,8=10 (вит).
Тогда для коэф. трансформации 3,3 нужно 33 витка первички. Они свободно лягут в два слоя.
Эта с позволения сказать "методика" основана на простейшем факте, что при известной конструкции обмоток и технологии их изготовления в данный конкретный сердечник можно всунуть только то, что может влезть. Чтобы всунуть большее сечение нужно ломать голову придумывать другую конструкцию обмоток, например использовать ленту, но там свои "прелести", одни выводы ещё та заморочка.
Плотность тока (и сечение провода) здесь не выбиралась, она получилась какая есть, меньше при такой намотке не сделаешь. Она нужна как параметр для теплового расчёта. В конце концов это будет влиять только на ПВ, и скорее всего ПВ будет ограничена именно трансформатором, а не активными элементами.

5. Теперь надо прикинуть какя частота для этого понадобиться.
Вот тут я натолкнулся на трудность. моя формула - это фонарь, и я не знаю как мне тогда определить(прикинуть) частоту, (или длительность импульса, тогда я ее вычислю)?

Палыч, не плакайте, берёте калькулятор имени меня, и ваще никаких формул не надо.

[Гость_Палыч_*]

С таким же успехом вы могли получить 66 и 20!
Это полная профанация с вашей стороны.

[Гость_лысый_*]

С таким же успехом вы могли получить  66 и 20!
Это полная профанация с вашей стороны.

66 и 20 получится только при вдвое меньшем диаметре жгутов. Но, Палыч, вы главного для себя не заметили - при втрое меньшем получится ваще 99 и 30... ужыс...

А в чём профанация, Палыч? Для конкретной конструкции обмоток считай витки исходя из максимального возможного диаметра жгутов, потом проверяй частоту - "калькулятором" для верности. Не устраивает - меняй конструкцию обмоток и смотри снова, или бери другой сердечник.
Кстати, вы бы хоть что-нить отписали по моему к вам вопросу, а то чесслово, уже надоело вас тренировать дадом.