А кто-нибудь пробовал сделать сварочник? Часть 12

2k_p
///Вы совершенно забыли про коэфф. Трансформации, который для двухтактника будет чуток другим и тогда все с потерями становится на место. Габаритная мощность учитывает ВСЁ ЭТО. ;) Перечитайте её определение и посчитайте на к-л. примере.

2simpson
Здравствуй! ////Я ,конечно, понимаю что это не сильно хорошо..... НО интересно, а чего это Поликарпов и Сергиенко в своей книжке про однотактнике ВЕЗДЕ используют этот тип вторички? Они вроде не такие уж лохи! Не лохи... но что-то не видел я практически реализованных продвинутых однотактов их конструкции... ;)

///Оставим один дроссель на удвоенной частоте и 2 силовых транса прямоходов с собственными выпрямителями. Проблемы забыты? Так частенько делают (ты и сам это знаешь ;) ). Но мне не нравится удвоение транса (идиосинкразия?..). Уж проще один транс и дроссель чуть побольше.

2Леша
А ты выпрямитель по какой схеме используешь?

2serg71
Ты лучше почитай этот форум, с начала до конца, и про старые архивы не забудь

psnsergey написал : Габаритная мощность учитывает ВСЁ ЭТО

Ну, что ты прикалываешся. Раз все учел в габаритной, а второй еще отдельно для вторички. Тогда продолжай в том же духе, того гляди вообще в минуса уйдешь.

psnsergey

У тебя выводы по двухтактнику несколько необычные. Давай посчитаем. Двухтактник:прямоход

1. Число витков первички 1:2
2. Число витков вторички 1:4
3. Ток первички 1:1.41
4. Ток вторички 1.06:1 (при заполнении 0.8)

Итого, мощность в первичке меньше в 2.82 раза, во вторичке в 3.7 раза, в среднем - в 3.2 раза габаритная мощность у двухтактника меньше. Сюда добавляются в 1.41 меньший ток через электролиты, в 2 раза лучшее использование выходных диодов, в 4 раза меньшая индуктивность выходного дросселя, отсутствие динамических потерь на ключах. Трансформатор более мелкий -> плотность тока можно делать выше. Ну и т.д. Из минусов - надо 4 драйвера вместо 2 и хитрую схему управления.

2Sergey_G.
Исправляю: ;) Двухтактник:прямоход

1. Число витков первички 1:2 (имеется в виду, очевидно, полумостовой двутакт - ну ладно, с мостом разницы в итоговых цифрах не будет)
2. Число витков вторички 1:1 (у двутакта - выпрямитель с отводом от средней точки - я считаю обе половинки - или удвоитель тока - без разницы)
3. Ток первички 1:0,7071 (среднеквадратический, греет провод-то он!)
4. Ток вторички 1:1 у двутакта с выпр. со средней точкой и 1:1,414 у двутакта с куррент дублером (при заполнении 1 - давай уж так, а то ведь и для однотакта заполнение не строго 0,5, там же ещё фаза рассаса прямого диода выпрямителя занимает время, и перезаряд ёмкостей, и интервал безопасности... хотя согласен, в принципе у двутакта есть трабл при приближении к 1, но ты же за двутакты, тебе же самому не выгодно обнажать это дело. ;) ) Итого: в случае куррент дублера имеем преимущество двутакта 1,414 раза, в случае обычного выпр. со ср. точкой - в (1,414 + 1)/2 = 1,207 раза. Всё строго по теории, мне можно успокоиться. ;) А на практике, напомню, из-за вихревых токов вариант со ср. точкой двутакта вообще садится и сосёт лапу.

А k_p можно прикалываться дальше вместо того, чтоб внимательно прочитать наконец определение габаритной мощности и вникнуть в это "пустое понятие". :)

2Sergey_G.
///в 1.41 меньший ток через электролиты Ну, правило хорошего тона - не перекладывать мегагерцовый спектр тока на электролит, а вешать бумажник мкФ на 10...20 непосредственно к транзисторам, это и им полезно.

///в 2 раза лучшее использование выходных диодов В 1,5 раза. Нижний диод однотакта - на полный ток, а вот верхний-то - на половинный.

///в 4 раза меньшая индуктивность выходного дросселя В 2-3. Поскольку в принципе пульсации тока максимальны при нулевом Uвых, а при этом у одно- и двутакта разница строго в 2 раза из-за удвоения частоты пульсаций двутакта. Между прочим, это удвоение ещё и величивает потери в магн. материале дросселя (на железе 0,35 уже дроссель двутакта на 30 кГц не сделаешь, нецелесообразно, а однотакта - запросто) - хотя всё же у двутакта дросссель мельче и ему легче жить и работать.

psnsergey

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

1. Число витков первички 1:2 (имеется в виду, очевидно, полумостовой двутакт - ну ладно, с мостом разницы в итоговых цифрах не будет)

Нет, имеется в виду, что в мостовой схеме dB в 2 раза больше, чем у прямохода. В результате 1:2. Да, феррит нагреется сильнее. Но в сварочнике свои правила, так как мощный вентилятор стоит.

2. Число витков вторички 1:1 (у двутакта - выпрямитель с отводом от средней точки - я считаю обе половинки - или удвоитель тока - без разницы)

У двухтакта я указал количество витков в каждой полуобмотке. К тому же см. п. 1. Итого 1:4

3. Ток первички 1:0,7071 (среднеквадратический, греет провод-то он!)

Я и указал среднеквадратический. Ты забыл, что двухтакте ток в первичке идет в 2 раза дольше. Поэтому его амплитуда в 2 раза меньше. RMS в 1,41 раза меньше.

4. Ток вторички 1:1 у двутакта с выпр. со средней точкой и 1:1,414 у двутакта с куррент дублером

В двухтакте со средней точкой через каждую полуобмотку течет ток I в течение D/2, ток I/2 в течение (1-D) и нет тока в течение D/2. RMS будет 1.06:1 (взята сумма токов каждой полуобмотки) при D=0.8 (как средний случай).

Ну, правило хорошего тона - не перекладывать мегагерцовый спектр тока на электролит

Основная гармоника все равно через электролиты пойдет.

в 4 раза меньшая индуктивность выходного дросселя В 2-3. Поскольку в принципе пульсации тока максимальны при нулевом Uвых

Я исходил из того, что у моста удвоенная частота выпрямленного напряжения и его пиковое значение в 2 раза ниже, чем у прямохода. 2*2=4.

2Sergey_G.
////имеется в виду, что в мостовой схеме dB в 2 раза больше, чем у прямохода. В результате 1:2. Да, феррит нагреется сильнее. Но в сварочнике свои правила, так как мощный вентилятор стоит.

При мощностях 4 кВт и частотах от 50 кГц - одинаково, около 0,3 Тл, иначе нагрев феррита превысит нагрев обмотки. ;) Как Леша вынужден был снизить индукцию вдвое от насыщения. Феррит же в противном случае будет плавить внутренние слои обмотки. Хотя на НЧ кГц этак 30 - да, согласен, разика в 1,5 разница возможна. Но 30 кГц нынче - Low-End. ;)

/// Основная гармоника все равно через электролиты пойдет.

При буферной ёмкости в 20 мкФ значительная её часть ответвится в неё. А если поставить _совсем маленький_ дроссель, который к тому же станет частью помехового фильтра...

///в 1.41 меньший ток через электролиты

И, кстати, это ты сравнил токи потребления ОТ сетевого фильтра, ток "накачки" из сети В НЕГО как был основным, так и будет, так что результирующая разница - этак 1,15 раза.

///Я и указал среднеквадратический. Ты забыл, что двухтакте ток в первичке идет в 2 раза дольше. Поэтому его амплитуда в 2 раза меньше. RMS в 1,41 раза меньше.

Нет. Ты не забыл, что рассматривался двутакт по полумостовой схеме? Там ток первички равен мгновенному току первички прямохода, но последний течёт в 2 раза меньшее время, отсюда и разница в 1,414 раз, но как раз в противоположную сторону. ;)

///В двухтакте со средней точкой через каждую полуобмотку течет ток I в течение D/2, ток I/2 в течение (1-D) и нет тока в течение D/2. RMS будет 1.06:1 (взята сумма токов каждой полуобмотки) при D=0.8 (как средний случай).

Нет. В случае единичного тока имtем для двутакта Irms = sqrt(0.4*1^2 + 0.2*0.5^2)*2 = 1.342 Для однотакта с Кз = 0,4 (равные условия? Вот и ладненько! ;) ) Irms = sqrt(0.4*1^2) = 0.6325

Отношение - 2,122:1 НЕ в пользу двутакта!

Двухтактники это гимор, по определению, сама по себе вторичка с отводом только чего стоит, особенно в случае намотки втоички лицендратом ... Я вот в новогодние праздники из праздного интереса слепил макет резонансного полумоста, управление на TL494+драйвера, транс и резонансный дроссель на одиночных Ш16Х20, ключи все теже IRG4PC50U :), резонансные кондеры к78-2, резонанс на частоте около 30кГц, дросселя на выходе нет, при попытке грузить на балластник и при 40а/40-45в на выходе, через несколько минут зверски разогревается феррит в резонансном дросселе, нагрев похоже идет от зазора, там аж разводы на центральном керне появились... :( Ставил дроссель на Ш20х28, с меньшим зазором, греется меньше, но все равно приличный нагрев феррита есть, чтож будет на больших токах? Перспектива ставить резонансный дроссель неслабых размеров не очень вдохновляет, транс нагревается меньше, там греется в основном провод, а не феррит...

Никаких дополнительных защит пока не делал, попробовал также работу на дугу со слегка расстороенным резонансом, на токе около 60а(КЗ при этом был около 100а), двойка вроде горит, но без дросселя на выходе и без удвоителя зажигается херовенько...

зы: не сказал бы, что транзисторы ну прямо холодные, во всяком случае по сравнению с косым выигрыш явно не в разы ...

2витя Ну их эти праздники...

А колебалку я душил путем установки RC на транзисторы которые после UC3825 10Ом и 1500 пф последователно. Цепочки вешал с истока на сток.

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?