А кто-нибудь пробовал сделать сварочник? Часть 12

Sergey_G. написал : Ну нарисуй как в мостовой схеме токи идут и посчитай по-нормальному.

да оставь ты его в покое, у него забава такая, чтобы вы ломали голову где он, что-то подменил: то коэффициентиком поиграется, то с одной топологии н другую перескочит и т.д. (видишь как я и говорил ) уже в минуса ушли: > лучше попроси его , чтоб он обосновал выигрыш 4:1 ;)

Предлагаю простой метод предотвращения насыщения магнитопровода трансформатора в мостовой схеме: в качестве датчика магнитной индукции использовать датчик Холла, вклеенный в сердечник или наклеенный на него. Сигнал с датчика Холла поступает на пороговое устройство, а с него в схему управления силовыми ключами. Кто что скажет?

sam_soft написал : 2Multik
А ты делал сварочники на таких мостиках с ШИМ ?

Вообще-то я сварочников как таковых не делал. Но в источниках, которые делаю, есть режимы стабилизации и тока и напряжения, отдельно. Пробовал в режиме стабилизации тока варить электродом. Прблем в общем-то не было, но иногда источник начинает по непонятным причинам уходить в защиту каждые 5-7 секунд. Я сильно не разбирался, потому что не надо, но возможно, это и есть то самое насыщение. В последнее время вдруг захотелось заняться сварочниками. Повторил Barmaley'а. Работает классно, но по моим понятиям и опыту, имеет, ну очень низкий КПД.
Столько энергии в тепло переводить мне не позволяют амбиции разработчика. И совсем не потому, что жалко электроэнергии, а потому, что это прежде всего габариты охладителей и всего изделия. Грубо говоря, увеличить КПД сварника на 2 %, это значит, выбросить один стандартный охладитель на 60 Вт (80х80х45 мм). Начал думать, как сделать хороший сварочник, и получил для себя следующие выводы, (которые никому не навязываю, а просто делюсь размышлениями): Нормальный современный сварочник должен иметь в себе корректор коэффициента мощности (ККМ) и базироваться только на схемах с мягким переключением (резонансные, квазирезонансные, снабберы с возвратом энергии, пары ключей с мягким переключением). Сегодняшняя элементная база это позволяет.
Есть два хороших варианта построения такого изделия: 1) Отдельный неизолированный ККМ + изолирующий инвертор. 2) Изолирующий понижающий ККМ + чоппер. Из известных базовых схем для первого варианта наиболее подходят мостовые резонансные и квазирезонансные (фазосдвигающие) схемы. Но главный их недостаток совсем не в одностороннем насыщении трансформатора, которое легко отслеживается схемой защиты и практически устраняется введением конденсатора в цепь трансформатора, а возможность (в условиях сварника) сквозного тока в одном плече, с фатальным исходом. Преимущества косого моста здесь очевидны. И лёгкая повторяемость этой схемы многими любителями определяется именно невозможностью сквозного тока в одном плече.
Из не очень известных схем интерес представляет, например, комбинация ККМ и косого моста, при которой транзисторы в косом мосте переключаются в нуле тока, или напряжения. Я даже открыл тему на форуме, посвящённую повышению эффективности косого: http://www.set.ru/srs/board/read.cgi?user=581&board=1&type=flat&start=0&topic=77&from=0 но похоже, никого это не интересует. Я так думаю, что народ в массе не созрел ещё. А те, кто созрели - профессионалы, и своего не выдадут, а молча ждут, чем бы ещё поживиться нахаляву. Для второго варианта есть всё готовое. Бери и делай, поэтому неинтересно. А мне не так сварочник нужен, как чисто спортивный интерес решить проблему.

2k_p
/// лучше попроси его , чтоб он обосновал выигрыш 4:1 А что, хочется? :) Между прочим, я привёл формулу. Твоя (где 4:1) где? ;) И кстати, ты вообще что такое действующее ,значение U/I, знаешь? Чую, что нет. Это корень среднего квадрата (т.е. квадрата мгновенного напряжения/тока) за период. Например, за период в половинке однотакта протекает ток: 0,4 времени - ток 1 А 0,2 времени - ток 0,5 А 0,4 времени - нифига А. Тогда действующее значение тока будет равно sqrt(0.4*1^2 + 0.2*0.5^2) = 0,671 А, а так как первички две (а мы считали витки одной половинки первички!), то я удвоил, чтоб получить эквивалент - одну половинку первички удвоенной толщины, ведь считать, что вторая половинка вторички не вносит потерь, странно. А если вместо 1 А в обоих случаях подставить 100 А, то соотношение будет тем же - математика, 7 класс. ;)

Короче говоря, если сравнивать однотакт и мост на столь высокой частоте, что индукция ограничена перегревом в обоих случаях (это для сварников 50+ кГц), то (одно-/двутакт): Витки первички: 1:1 Витки вторички: 1:1 (если считать ОБЕ половинки вторички двутакта) Ток первички 1,414:1 Ток вторички 1:1 (потому что половинки вторички двутакта работают так же, как вся обмотка однотакта, только со сдвигом по фазе на 180 град. - если рассматривать Кзап не так, как я делаю, 0,5 для однотакта и 1 для двутакта, а реально, 0,4 и 0,8, то двутакту это не поможет... кто не верит, пiдра***... что по-украински значит "подсчитай", мне лень). Итого: первичка в однотакте имеет габ. мощность в 1,414 раза больше мощности первички двутакта, последняя равна мощности нагрузки, а габ. мощности вторичек у обоих топологий равны 1,414 мощности нагрузки , итого полусумма (габ.мощность транса): Однотакт Pгаб=(1,414 * Pнагр + 1,414 * Pнагр)/2 = 1,414 * Pнагр Двутакт Pгаб=(1 * Pнагр + 1,414 * Pнагр)/2 = 1,207 * Pнагр Разница - в 1,172 раза. Именно в такое кол-во раз будет отличаться мощность трансов одно- и двутакта, если их магнитопроводы использовать с одной и той же частотой и плотностью тока в одной и той же топологии инвертора (одно- или двутакте). То есть приблизительно настолько буду отличаться их массы. Причём этот результат не учитывает потерь в холостой половине вторички двутакта. А они - 0,15...0,35 (типично) потерь рабочей половины. Таким образом, разница в габ мощности трансов дву- (с выпрямителем со средней точкой!) и однотакта вообще стирается.

Если что непонятно, спрашивай. ;)

2Sergey_G. Дроссель фильтра между электролитом и ВЧ блокировочным кондёром полезен (и для давки помех, и для облегчения судьбы электролита) и в случае двутакта, значит, ему в хорошо сконструированном сварнике - тоже быть! А размер его практически одинаково ничтожен что для однотакта, что для двутакта, на нём вольт 10 макс. переменки, а ток - 10-15 А макс.

При нагреве индукция насыщения феррита уходит вниз, и разница по индукции у одно- и двутакта НИКОГДА не будет 2. Ведь потери же проп-ны КВАДРАТУ индукции - что, в 4 раза увеличить потери в феррите, это столь уж привлекательная идея?.. Вообще говоря, с учётом ПВ этак 40-50% на максимальных токах у большинства любительских инверторных сварников, индукцию (давайте договоримся: под индукцией понимается амплитуда её переменной составляющей; потому что от постояной составляющей индукции, типичной в однотакте, потери феррита практически не зависят) в двутакте в принципе можно поднять от дефолтных 0,15 Тл у однотакта до где-то 0,2...0,25 даже на 50 кГц, если выключать (или придушивать Кзап) инвертор в паузах (а сие делают не так часто). Но нам же надо получить ПВ 100% на малых токах. А это требует, чтобы мы перенесли тяжесть тепловыделения по сравнению со случаем максимальной эффективности использования сердечника (когда мощности потерь сердечника и обмотки примерно равны) на обмотку, облегчив тепловой режим сердечника. Потому что иначе на малых токах транс всё равно будет как печка из-за сердечника, хотя обмотка и будет в облегчённом тепловом режиме, а это очень нежелательно. И ещё такой нюанс: хочешь, не хочешь, но индукцию двутакта надо делать существенно ниже индукции насыщения, потому что меры симметрирования не всесильны, и перекос всё равно регулярно будет из-за дёрганого характера дуги как нагрузки, а если B=Bs, он будет ещё и ПОСТОЯННЫМ, так что защитный зазор индукции тут необходим. Итог: преимущество двутакта над однотактом в индукции на самом деле почти отсутствует на частотах 50...60 кГц и выше, и около 1,3 на частоте в 30 кГц.

И ещё такой момент. Ток в полуобмотках двутакта при переходе от импульса к паузе отнюдь не мгновенно распределяется по половинам вторичной обмотки равномерно - как правило, он сильно сдвинут в сторону той полуобмотки, которая проводила ток в предыдущий импульс, из-за индуктивности рассеяния между половинками вторички, медленно выравниваясь к концу паузы (причём далеко не до конца выравниваясь даже к концу). А это заметно подращивает действующий ток вторички.

2Multik
///главный их недостаток совсем не в одностороннем насыщении трансформатора, которое легко отслеживается схемой защиты и практически устраняется введением конденсатора в цепь трансформатора, а возможность (в условиях сварника) сквозного тока в одном плече, с фатальным исходом. А это для меня совершенная новость... То есть как это? И схема управления не спасает в условиях сварника? Что за условия? Пьяный сварщик дядя Вася мочит сварник в тухлом квасе? ;)

2Multik
2) Изолирующий понижающий ККМ + чоппер. ...Для второго варианта есть всё готовое. .. интересно на ссылки посмотреть если есть?

2psnsergey

Почему же, спасает, есть статьи, как это предлагается сделать (ссылки не записывал) но теряется до 1 мкс в цикле (в фазасдвигающем мосте) ещё 1 мкс теряется на индуктивности рассеивания, и прикинь, что останется на частоте 50 КГц?
А вообще-то я спорить тут не намерен. У меня проблем с трансформаторами нет, в том числе и с насыщением. Посмотри, как я делал в ссылке, на которую Лёша патент нашёл, замени один трансформатор тока тремя (двумя) и забудь про проблему об одностороннем насыщении. Слишком много чести ей тут уделяют. Если надо, уменьшу индукцию не задумываясь. Не в трансформаторе узкое место!
2gls
Да не собирал я ссылок. При случае, специально для Вас... .

2Multik
Начал думать, как сделать хороший сварочник, и получил для себя следующие выводы, (которые никому не навязываю, а просто делюсь размышлениями): Нормальный современный сварочник должен иметь в себе корректор коэффициента мощности (ККМ) и базироваться только на схемах с мягким переключением (резонансные, квазирезонансные, снабберы с возвратом энергии, пары ключей с мягким переключением). Сегодняшняя элементная база это позволяет.
а как на счет вот этого... http://www.radioland.mrezha.ru/dopolnenia/elcon/elcon.htm

2gls

Не, я сторонник того, что по английски звучит примерно так: "ор олл, ор нафиг", а переводится - "или всё, или ничего". Притянутые за уши недоделки меня не интересуют.

Всем привет! Вот, поснимал еще кое-что...

2barmaley
2)Собрал вторую почти все как у тебя,только драйвера от bigson,регулятор тока на min ток кз сразу 120а в чем дело пока не пойму на нагрузке 0.55ом и 0.2ом плавно регулируется от 5 до 70а и выше не поднимаеся нагрузка тт 1.8ом. У тебя ничего подобного не было?

2витя Собрал по этой схеме 4 сварочника, не считая макетов, окончательно до корпуса довел пока только 2, фотки которых и выложил, никаких бабахов и проблем небыло, кроме взорвавшегоя один раз пленочного конденсатора по питанию :) ... КЗ во всех схемах при минимальном токе 5-10а превышает рабочий примерно на 40-50а, на максимуме всего на 15-20а, но я люблю делать пульсации тока в дросселе поменьше, поэтому ниже 70мкГн индуктивность выходного дросселя стараюсь не делать . Не смотря на это компенсация пилы реально ни разу не потребовалась, все работает устойчиво и без нее... Если есть двухканальный осцил, не подключая 300в посмотри задержку в драйвере, один канал на сток полевика, что на выходе UC3845, другой на затвор IRG4PC50. У меня задержка примерно 400нс, при работе на 30кГц, может дело в этом, тут когда-то Sergey_G. плевался по поводу задержек трансового драйвера и даже как-то поставил IR2110, а может и дроссель у тебя насыщается, но это врядли ...

у тебя вольтметр на выходе висит? Что показывает? На 0,55 ома при Ктр~3 больше 70а и не получишь, надеюсь догадаешься почему :)

2Multik Не подскажешь, почему сильно греется феррит в резонансном дросселе, что-то подсказывает мне, что это не нормально:( и как конструктивно выполнены дросселя у тебя в источниках на несколько кВт?