Делаем сварочный инвертор Barmaley'я. Часть 8-я. Опции

[кабельщик]

HIT, про направления протекания тока и Кзап. вам обьяснил шумный. Теперь про мощность.
Действительно, через прямой диод коммутируется бОльшая мощность, нежели через обратный (замыкающий). Однако вы упустили из виду, что греет его (диод) не коммутируемая мощность, а величина тока и время его протекания.
Возьмем условный пример: выходной ток 100А, выходное напряжение 25V (на дуге), Ктр=3 (трансформатор), Кзап.=0,25 (25% ШИМ).
1.На прямом диоде коммутируется вся 100% средняя выходная мощность 2,5kW в виде прямоугольных импульсов амплитудой 100V, током 100А, мгновенной мощностью 10kW (мгновенная 2,5kW утекает в нагрузку-дугу, мгновенная 7,5kW запасается в дросселе), но временем только 25%. Если условно принять, при любом токе падение напряжения на диоде равно 1V (и отбросить динамические потери), то рассеиваемая мощность на прямом диоде составит 100A · 1V · 25% = 25W .
2.На обратном (замыкающем) диоде коммутируется не вся выходная мощность, а только 75% (запас из дросселя на обратный ход) в виде прямоугольных импульсов амплитудой 25V, током 100А, мгновенной мощностью 2,5kW, но временем аж 75%. Рассеиваемая мощность на обратном (замыкающем) диоде составит 100A · 1V · 75% = 75W .
Как видите, несмотря на коммутацию большей (100% против 75% у обратного) мощности, прямой диод втрое выигрывает в потерях за счет того, что работает с вчетверо бОльшими напряжениями , как следствие для коммутации через себя мощности-энергии при том же токе требуется мЕньшее в разы время.
Обратите внимание, что дроссель работает как трансформатор (на прямом ходе запасает энергию с одним амплитудным напряжением, а на обратном отдает с другим ).

Сообщение отредактировал кабельщик - 19.4.2012, 11:39

[Summon]

HIT, про направления протекания тока и Кзап. вам обьяснил шумный. Теперь про мощность.

Также интересует данный вопрос. И если с теплом все понятно, то с током не совсем. Если дроссель в течении 75% времени через обратный диод отдает ток в 100А, получается прямой диод должен прокачать через себя за 25% времени ток 100А в нагрузку и 300А для накопления в дросселе, а это уже 400А. Хоть среднеквадратический ток в данном случае, скорее всего, окажется в пределах допустимого, то при токе в дуге 165А он уйдет за пределы максимально допустимого для 150EBU. Здесь я немного в недоумении. Хотелось бы до конца понимать происходящее.

[кабельщик]

Summon, не так. Нет тока ни 300А, ни 400А. Есть ток 100А, но импульсы разного напряжения (соответственно, разная переносимая энергия-мощность). Дроссель запасает энергию импульсами бОльшего напряжения, а отдает импульсами меньшего (в разы).
Цифры из моего предыдущего поста условны, исключительно для упрощения обьяснения. Для большей ясности можно самостоятельно прокрутить всю эту картинку в симуляторе .

Прикрепленные файлы

 100A_Kzap_0.25___________.asc.zip ( 1.4 килобайт ) Кол-во скачиваний: 321

 

[Summon]

кабельщик
Большое спасибо, кажись понял.

Сообщение отредактировал Summon - 18.4.2012, 15:34

[a-nry]

Что-то не так, если 140 А на 0.3 Ом, то напруга 42 вольта, это 6 кВатт на входе минимум, как транс намотан? И в какую розетку ты инвертор включаешь?

Транс Е65 мотал 18/6 самопальный литц, что то немогу понять логики, причем тут транс? максимальное значение можно настроить и на более высокое сопротивление. Сеть отличная 230В провалов не наблюдалось.

[voldemar_52]

Здравствуйте, тот дроссель из алюминия в работе конечно-же не греется, но на прогоне на 150А на баласт 0,15 ом довольно прилично греется феррит, а уж он постепенно разогревает всё остальное. Контакты перед установкой были облужены припоем с флюсом по алюминию, претенэий вроде нет. Был собран 1,5 года наэад.

[mono]

Транс Е65 мотал 18/6 самопальный литц, что то немогу понять логики, причем тут транс? максимальное значение можно настроить и на более высокое сопротивление. Сеть отличная 230В провалов не наблюдалось.

Логика простая, хотел узнать количество витков, у меня с таким же соотношением при 160А 32В при максимальном заполнении на 0.12 Ом, если 0.2 Ом, я не получу и 140А никогда, каким образом на 0.3 Ом получается 140А не могу понять, тем более получить максимальное значение на более высокое сопротивление.
Что сеть хорошая понимаю, розетка где - в квартире?, на даче?, в гараже? Или прямое подключение к подстанции?

Сообщение отредактировал mono - 18.4.2012, 21:05

[HIT]

кабельщик, Спасибо , попробую ещё почитать, но пока скажу, что думаю. Согласен,
что так и будет при Кзап=25% но только с ДР такой индуктивности,что бы отдавать импульс
в 75% времени на дуге или нагрузке.Но ведь Др при Кзап 45% должен примерно за такое же
время и отдать энергию до начала нового импульса. А когда импульс укоротить до 25% то Др накопит меньше энергии, и не будет длительного низковольтного импульса на 75% ,а
будет, особенно при КЗ короткий высоковольтный импульс , который может ,,пробить,,
обратные диоды. Если глупость написал, можно и не отвечать.

[кабельщик]

А когда импульс укоротить до 25% то Др накопит меньше энергии, и не будет длительного низковольтного импульса на 75%

HIT, в прямоходе дроссель обязан накапливать столько энергии, сколько нужно для полного обратного хода. Даже если на выходе КЗ и ШИМ ограничен 5% - дроссель обязан дотянуть заданным током весь обратный ход 95%. Если дроссель обрывает ток до окончания обратного хода - он неправильно рассчитан и насыщается. Кстати, при КЗ в реальности ему требуется меньший запас энергии, поскольку отдает он ее тем же заданным током, но очень малым напряжением 3-5V. Наибольшее же кол-во энергии запасается и отдается дросселем при реальной нагрузке и макс. токе задания.
Если же в обсуждении мы затрагиваем переменный Кзап. (уходим от простейшей ситуации, где мы прибили его фиксированно на 25%), то придется уже учитывать и работу самого ШИМа, т.е. всей петли обратной связи по току.

Сообщение отредактировал кабельщик - 19.4.2012, 12:06

[HIT]

кабельщик, Ох и трудно мне доходит, но может кому то поможет вникнуть и
разобраться. Ещё раз спасибо.

[ДядяВася]

кабельщик, Ох и трудно мне доходит, но может кому то поможет вникнуть и
разобраться. Ещё раз спасибо.

Может так: Для нагрева диода важна не коммутируемая мощность (определяется еще и U обратным), а именно коммутируемый ток. Предположим вероятный случай - аппарат, скажем, на 133А, регулятор в положении 3/4 - это примерно треть периода на заполнение или рабочий прямой ход. Значит при токе 100А и падении 1 вольт на диодах, на них выделяется 100 ватт тепла. Дальше дело за временем - поскольку прямой диод работает треть, а обратный - две трети времени, то обратный и греется в два раза больше. Меняя положение регулятора мы перераспределяем выделение тепла на диодах.

[HIT]

ДядяВася, С этим всем я согласен. Меня смущает что Др отдаёт 5 вольт равномерно и длительное время, он может ещё не всё отдал, а тут ,,прямой ход,, встречные токи.
Просто помогал настраивать сварку, и там в описании было сказано: Закоротить Вых и на
обратных диодах посмотреть напряжение. Если не больше 170-180 вольт выбросы, всё нормально.
Посмотрели 170 в , сварка работает уже 2 года, и я тогда не стал вникать, потому что
заработало. Решил, что это Др даёт короткий высоковольтный всплеск.

[Summon]

Дроссель является источником тока, то есть грубо говоря напряжение может плавать а ток нет. При разряде дросселя, напряжение снижается а ток остается примерно одинаковым.

Сообщение отредактировал Summon - 19.4.2012, 12:18

[HIT]

Summon, Сварка у знакомого, замерить не могу, но обратные диоды рекомендуют
ставить на большее напряжение, чем прямые, значит выбросы откуда-то берутся.
Спасибо за ответы. Пороюсь в литературе, может разберусь .


Вот что меня смущало, ток большой и при 5 в, но ведь дуга потухнет раньше.Ели бы
дуга горела при 5-10 вольтах, то это был бы новый вид сварки.

Сообщение отредактировал HIT - 19.4.2012, 12:56

[Summon]

значит выбросы откуда-то берутся.

Броски тока? если напряжения то я же написал что дроссель источник тока по этому напряжение отпущено в свободное плаванье. Индуктивность дросселя не позволяет резко изменить ток, при этом мощность накопленная в дросселе не бесконечна и будет снижаться при разряде, а так как ток находится в пределах заданной величины то для понимания можно посметреть зависимость U по формуле U=P/I где I постоянная величина.

Сообщение отредактировал Summon - 19.4.2012, 12:53

[ДядяВася]

Summon, Сварка у знакомого, замерить не могу, но обратные диоды рекомендуют
ставить на большее напряжение, чем прямые, значит выбросы откуда-то берутся.
Спасибо за ответы. Пороюсь в литературе, может разберусь .

А вот это странно, потому что у КОЛЬТА на обратных диодах даже снаберы не стоят.

[Summon]

Так же можно посмотреть формулу U=R*I. Если сопротивление нагрузки резко возрастает, индуктивность пытается удержать ток в заданном пределе, напряжение резко возрастет (получится всплеск напряжения). С этим явлением идет борьба при закрытии силовых ключей, так как трансформатор так же имеет индуктивность.

[HIT]

Так же можно посмотреть формулу U=R*I. Если сопротивление нагрузки резко возрастает, индуктивность пытается удержать ток в заданном пределе, напряжение резко возрастет (получится всплеск напряжения). С этим явлением идет борьба при закрытии силовых ключей, так как трансформатор так же имеет индуктивность.

Ну так с этого и началось, что на обратных диодах может возникнуть короткий/ потому что, мощность
накопленная в дросселе не бесконечна/ высоковольтный всплеск.

Просто мне нужно было написать: А обратный диод размагничивает Др и тем поддерживает ток до следующего импульса.


Сообщение отредактировал HIT - 19.4.2012, 13:59

[Summon]

Ну так с этого и началось, что на обратных диодах может возникнуть короткий/ потому что, мощность
накопленная в дросселе не бесконечна/ высоковольтный всплеск.

Посмотрите внимательно на формулу, при КЗ всплеска не будет. Всплеск будет при резком увеличении сопротивления нагрузки (отрыв эллектрода).

[HIT]

Summon, Правильно я там уже добавил. Спасибо.При разрыве , может быть всплеск
напряжения.
Но а как же тогда 5 вольт и 100А дуга не погаснет?