инвертор Сварог

AlexSk написал : Немножко переформулирую

В любом случае в режиме РДС аппарат должен работать как стабилизатор тока. Дуга жесткая,когда при малейшем её увеличении она рвется,это удобно при ювелирной работе,например пшиками заварить тонкомер.Дуга эластичная,когда её можно довольно прилично тянуть - это удобно для начинающих и при сварке в неудобных условиях,минусы дугу трудно оборвать и при сварке в углах она склонна "гулять". Говоря о регулировке ВАХ,я имел ввиду скорость её спада с ХХ до Uд.Её надо делать более пологой для основных электордов тогда они будут стабильно и устойчиво поджигаться. Возможно,что можно как-то так написать прогу,чтобы диференцировать эти события.Один алгоритм поведения при переходе от ХХ до Uд и другой при обратном процессе,чтобы дуга сильно не тянулась.

Печка написал : Дуга жесткая,когда при малейшем её увеличении она рвется

Или при малейшем уменьшении длинны дуги ток возрастает очень заметно. А то что при удлинении она рвётся это ещё не говорит о её жёсткости, скорее о малом ХХ аппарата, ибо с хорошим дросселем она будет гореть даже на 5А на любом электроде. У балластного реостата с ХХ 80в ВАХ примерно 0,8-4А/В при токе 50-200А, совсем не жёсткая, довольно крутопадающая

Еще одно определение жесткости-мягкости :) У каждого свои представления что же это такое. Мне больше понравилось объяснение на одном из форумов с привязкой к мощности в дуге. Если дуга удлиняется, то напряжение на ней увеличивается и при стабилизации тока мощность тоже увеличивается. Это жесткая дуга. Если же при увеличении длины дуги мощность в ней уменьшается - дуга мягкая. На счет поджига мысли не понял. При чем к нему верхний участок ВАХ? Как только электрод касается мы сразу оказываемся в нижней части ВАХ. На этот счет автор ИНУЭМа где-то на форумах говорил что проводил эксперименты - на чистом металле поджиг зависит только от величины и длительности тока горячего старта и не зависит от Uxx. Напряжение холостого хода при "грязной" поверхности облегчает нахождение точки через которую пойдет ток и только. В наших же J-сериях горячего старта на ММА нет вообще. Отсюда и сложности с поджигом.

AlexSk написал : Отсюда и сложности с поджигом.

Возмите обычный трехфазник с выпрямителем и механической регулировкой. Откуда там взяться горячему старту? Однако никаких проблем с повторным поджиго УОНИ там нет.

Нарисуйте наклонную линию - ВАХ этого трехфазного выпрямителя и тут же падающую ВАХ инвертора. И пририсуйте к ВАХ инвертора ток горячего старта в области скажем ниже 7В а потом сравните получившееся с ВАХ выпрямителя в этой же области и поймете почему на выпрямителе не нужен горячий старт. Он там за счет наклона ВАХ сам собой получается.

Купить можно много чего. Вопрос - надо ли оно не профессионалу. Уже говорил, я за сохранение простоты управления. Как и была, одна ручка установки тока + добавляется кнопка с помощью которой и той же ручки можно занести в память аппарата ток горячего старта (от 0 до 100% установленного тока) и ток форсажа (от 0 до 100% установленного тока). Изначально будет "заводская" установка 70% ГС и 30% форсаж что по разным источникам вроде как достаточно оптимально и для рутила и для основных с возможностью быстрого сброса на эти значения если чего-то не то накрутили. Если ВАХ будет такой, что дуга не будет сразу рваться при удлинении и ток не будет заметно возрастать при укорочении до включения форсажа, то надо ли еще одна регулировка?

На счет

Печка написал : я-то,всё равно,делать ничего не буду

Если будет готовый открытый проект с возможностью самому, на простейшем С-подобном языке как угодно подправить или изменить по своему вкусу хорошо прокомментированную программу и по usb-кабелю залить ее в модуль чтобы получить такую сварку, какую пожелаете, ваше мнение не изменится? Программное обеспечение для работы с модулями бесплатное, работает без инсталляции, достаточно распаковать папку из архива. Модули от $6+ на ebay до $18+ в оффлайн магазинах, миниатюрны, устанавливаются в стандартную 40-пиновую колодку для микросхем. Они уже есть и как готовые от МастерКит. Кроме модуля понадобится немного резисторов и конденсаторов для согласования со схемой инвертора. Все собрать и установить можно за один выходной с перекурами.

Да мне не интересно только для себя делать :) Если бы делал так то взял бы просто микросхему контроллера без всяких модулей и написал бы программу в AtmelStudio. И получилась бы конструкция которую повторить смогли бы единицы с этого форума, но они свои сварочники уже сделали. Я же хочу сделать так чтобы повторить могли и те кто микроконтроллеров в глаза не видел. А это посложнее задачка и трудозатратнее. Зато интереснее.

А ещё интереснее регулировку ВАХ сделать без микроконтроллера, тогда и повторить смогут многоие

Без серьезной переделки схемы получить желаемую ВАХ не получится. Если достаточно просто менять ее наклон в районе рабочей точки то вместо резистора R3 15к который подключен между конденсатором С1 и 2 контактом платы ШИМ попробуй включить цепочку из постоянного 5,1к и переменного 20к. Но что из этого выйдет надо проверять.

В схему заложен контроль вых напряжения. Надо его через неск деталек соединить с заданием тока, вот и ВАХ будет регулируемая и не придётся контроллеры прикручивать

Вы рассуждаете так, как будто ток и напряжение на выходе инвертора существуют по отдельности :)

AlexSk написал : как будто ток и напряжение на выходе

А разве нет? На ХХ напряжение есть,а тока,почему-то - нет.Странно,правда?!

AlexSk, Сварочный инвертор это источник тока, при штыковой и крутопадающей ВАХ ток почти не зависит от напряжения, при пологопадающей уже некоторая более заметная зависимость... Контролируя напряжение на дуге и сообразно этому обратно пропорционально управляя током получаем желаемую ВАХ, от штыковой до пологопадаюзей, дальше уже жёсткая для полуавтомата, Ток и напряжение как раз связаны через ВАХ источника и дуги, при штыковой ВАХ зависимость в идеале нулевая, т е никакой в пределах возможности источника

joha написал : А ещё интереснее регулировку ВАХ сделать без микроконтроллера, тогда и повторить смогут многоие

Это,конечно,интересно,но ниразу не проще,как это не парадоксально. Если будет готовое работоспособное решение на мк,то переделка потребуется минимальная а функционал расширяется многократно.Другое дело надо-ли это большинству пользователей. Меня,например,и так всё устраивает,тк. УОНИ не пользую,а МРки ещё килограммов 100 в запасе. Рутил горат без проблем. УОНИ,кстати,тоже - главное приноровиться. Там проблемы с повторным поджигом. И,это моё личное мнение, все-таки он(повторный поджиг) в больщей степени зависит именно от высокого хх и более плавного спада с хх до напряжения дуги. И никакой ГС там не поможет, т.к. бессмысленно менять уставку тока в момент касания,из-за большого переходного сопротивления контакта электрод-изделие.Тут важно именно напряжение пробивающее этот переход,а вот затем,когда переходного сопротивления не стало подключается ГС который,собственно, и позволяет разогреть сварочный кратер. --======= По этой причине пов.подж. УОНИ хорошо способствует дроссель. При отрыве электрода ЭДС саминдукции дросселя способствует пробою и электрод легче разжигается,а уже дальше ГС и все дела... Это,повторюсь,мое личное мнение.

Хороший поджиг можно разными путями получить. например при касании минимальный ампер 10-20 ток не даст прилипания при касании любых электродов, хороший дроссель позволит загореться дуге на этом токе, а потом через 0,1-0,2с уже и рабочий ток, можно и с ГС +20-40% тока 0,1-1с для первоначального прогрева и лучшего формирования начала шва. А можно и ударный ток как в китайцах, пережигающий любое касание и зажигающий дугу, но на тонком железе такое только мешает, а вот первое очень даже ничего. А для лучшего горения УОНей форсаж помогает заметно даже на крутопадающей ВАХ

joha написал : для лучшего горения УОНей форсаж помогает заметно даже на крутопадающей ВАХ

Форсаж помогает заметно при ГОРЕНИИ пусть хоть слабой,но дуги.Проблема,т.о. уже не в поджиге,а удержании.Это совсем разные вещи. Я же писал об улучшении поджига,а для этого нужно,если угодно,форсаж напряжения,а уже затем форсаж тока в виде ГС. Путей для этого два: либо не снижать резко напряжение на выходе при минимальной нагрузке,либо наличие приличного дросселя,который сработает при отрыве электрода.В наших аппаратах нет ни того,ни другого: напряжении хх резко снижается при малейшем нагружении,а дросселя нет вообще.

Дроссель конечно не помешал бы, А поджиг как я описал:"при касании минимальный ампер 10-20 ток не даст прилипания при касании любых электродов, хороший дроссель позволит загореться дуге при поднятии электрода на этом токе, а потом через 0,1-0,2с уже и рабочий ток..." очень простой, это в общем то ЛифтАрк, который опробован недавно. При этом повышенное напряжение не требуется, требуется только первоначальный контакт электрода и детали

joha написал : который опробован недавно

Кем?

Печка, мной на Ресанте опробовано, весьма забавно, касаешься электродом (хоть УОНИ, хоть нержа), затем поднимаешь и загорается дуга на 15А, через секунду (для наглядности пока 1сек) включается задание, Сколько бы не выставил сначала слабоамперная загорается, за то после касания в нужную точку есть время опустить маску если она обычная, а потом уже поднимать электрод и зажигать дугу

joha написал : Печка, мной на Ресанте опробовано, весьма забавно, касаешься электродом (хоть УОНИ, хоть нержа), затем поднимаешь и загорается дуга на 15А, через секунду (для наглядности пока 1сек) включается задание, Сколько бы не выставил сначала слабоамперная загорается, за то после касания в нужную точку есть время опустить маску если она обычная, а потом уже поднимать электрод и зажигать дугу

Почти такая штуковина реализована в Сварог ARC165,205 и подобных в режиме TIG - только дросселя нет,а вместо "малоамперной" дуги сразу дает около 70 ампер "стартового тока" и критерием перехода в рабочий режим является не время, а подъем напряжения на выходе свыше 7 вольт. Но если просто переключиться на TIG -то работа электродом разочарует. Возможно от того, что на TIG отключен форсаж дуги, а каждое замыкание дугового промежутка каплей расплавленного металла приводит в переходу инвертора в "стартовый режим" с какими -то характерными временами переключения - в итоге дуга "тарахтит". Ну а отсутствие дросселя мешает сделать стартовую дугу действительно малоамперной. Так что надо добавлять дроссель, и настраивать малоамперный стартовый режим с критерием включения по времени. Плюс к этому надо отключить блокировку форсажа дуги в режиме TIG, одновременно заблокировав форсаж на время "старта". Кстати , о дросселе - в косых мостах есть обратные диоды и ток дросселя в паузе ШИМ идет через них. В полных мостах обратных диодов нет и ток в паузе ШИМ пойдет встречно по полуобмоткам силового транса. Наверное это нехорошо. По крайней мере , встречал схемы, где даже у трансформаторного мостового выпрямителя с дросселем предлагалось ставить обратный диод.

Дроссель в современных инверторах не ставят из-за того что он сильно ухудшает быстродействие регулирования по петле обратной связи если оказывается внутри петли и сильно ухудшает точность регулирования если оказывается за петлей т.к. предсказать мгновенное распределение тока и напряжения между дросселем и дугой нереально. Дроссель используют в полумостах как вынужденную меру т.к. там надо сгладить большую скважность (провалы больше или равны 0,5 периода) и в старых схемах мостовых с медленной ОС. В современных схемах, в т.ч и с контроллерами быстродействие ОС на уровне 10-100 мкс. Это позволяет регулировать и стабилизировать процесс переноса металла с электрода в ванну. И стремятся (но пока это сложно) поднять быстродействие еще на один-два порядка чтобы влиять еще и на процессы в дуге. Так что дроссель в инверторе это шаг назад от прогресса :)

А теперь от теории к практике. Вы подключали нагрузочную вилку. Можете посмотреть какой коэфф. преобразования Вольт/Ампер у трансформатора тока? Т.е. померить напряжение на конденсаторе С1 при пару значениях тока на выходе. А если бы еще и осциллографом глянуть что на резисторах 44 и 45 делается...

Процессы в сварочной ванне достаточно медленны по сравнению с частотой преобразования и дроссель тут совсем не мешает и не замедляет процесс регулирования, его не ставят в связи с экономией и никакая электроника не заменит физический дроссель, Большая скважность присутствует в любых инверторах, если в мосту Uхх 60в а на дуге 20-30в вот уже и скважность 0,3-0,5, другое дело что на токах больше 100А и частотах 50кГц и выше роль дросселя уже частично выполняют сварочные провода, Но никакая электроника не заменит физический дроссель, никакая электроника не сможет подбросить напряжение на сотни вольт при случайном обрыве дуги для её зажигания-поддержания, Все кто добавлял дроссель в сварочную цепь отмечали улучшение процесса сварки

Я не хочу начинать здесь теоретические споры о скорости тех или иных процессов при сварке. Их уже было достаточно на разных форумах и не один год назад. Когда вы говорите об улучшении процесса сварки с добавлением дросселя, не забывайте упоминать что это касается самодельных инверторов и заводских нижнего ценового диапазона которые проектировали люди вообще не знакомые с ТАУ и не способные просчитать динамику регулирования. Добавьте свой дроссель к какому нибудь Селко Генезис или другому аппарату высокого уровня и увидите что он только ухудшит результат.

joha написал : и не замедляет процесс регулирования

Справедливости ради,хочу отметить,что тут Вы не совсем правы,вернее - не правы. Дроссель,особенно с солидной индуктивностью, действительно замедляет процессы регулирования,просто в силу законов физики,т.к. на накопление энергии сердечником требуется время,по-этому ток в цепи с индуктивностью отстает по фазе от напряжения и это отставание тем больше,чем выше величине индуктивности. НО... Так-ли уж важно достичь скорости ОС в 1мкс? Если частота преобразования 50кГц(Т=20мкс) зачем нужна скорость отклика в 1мкс? Иными словами зачем асфальтовому катку АБС ?

joha написал : Все кто добавлял дроссель в сварочную цепь отмечали улучшение процесса сварки

Но где-то мне попадалась инфа(я тогда было зажегся идеей приладить выносной дроссель и лазил по многим сайтам) , что после добавки дросселя появились проблемы и с антистиком(что понятно) и с поведением самой дуги - ухудшились параметры стабилизации тока.Возможно это именно свойство мостов,а в косых все несколько иначе. А основная масса инверторов - полумосты (Ресанты,Штурмы-Энергомаши ну и всякая шелупень,типа Прораба...) вот и складывается впечатление,что ВСЕ кто добавил дроссель - довольны.

AlexSk написал : и заводских нижнего ценового диапазона

Но у нас-то с Вами,как раз такие.:) У Вас чуть дешевле,у меня - дороже,но это не критично,т.к. схема-то одна.... Я не стал связываться с дросселем т.к. нет нужды в исп.УОНИ и потребовались бы доработки вых выпрямителя для защиты диодов от пробоя противоэдс,да и габаритная штука получается. Внутрь больно-то не впихнешь,а кейс и так забит "под завязку".

AlexSk написал : А теперь от теории к практике. Вы подключали нагрузочную вилку. Можете посмотреть какой коэфф. преобразования Вольт/Ампер у трансформатора тока? Т.е. померить напряжение на конденсаторе С1 при пару значениях тока на выходе. А если бы еще и осциллографом глянуть что на резисторах 44 и 45 делается...

Осциллографа нет, измерения напряжения на С1 делал китайским M890G, лучше бы стрелочным - но "Цешка" на даче. Сами напряжения - совсем не милливольты, на 1-вольтовом пределе и стрелочный неплохо бы измерил

Холостой ход +0,14 вольт. Т.е. даже на холостом ходу какой-то ток по трансформатору идет, сама первичная обмотка чуть теплая

10ампер по крутилке+форсаж (на нагрузке 0,14 ом 3,5 вольта =25 ампер) +0,28 вольта

60ампер по крутилке +форсаж (на нагрузке 0,14 ом 9 вольт =64 ампера) +0,6 вольта

Если посчитать прирост напряжения при переходе от ХХ на рабочий режим, то окажется что пропорциональности нет, на 64 амперах напряжение на конденсаторе оказывается больше, чем получилось бы по расчету 0,14+(0,28-0,14)*(64/25)=0,5 вольта.

Печка написал : Если частота преобразования 50кГц(Т=20мкс) зачем нужна скорость отклика в 1мкс? Иными словами зачем асфальтовому катку АБС ?

Если инвертор будет слишком долго "думать", то он может не отследить КЗ и продолжать наращивать ток. Вроде именно поэтому на TL494 и ей подобных КА7500 и т.д. инверторы не делают. Хотя, казалось бы, сделать из АТ или АТХ блока питания зарядное устройство со стабилизацией тока - не проблема (сам делал несколько штук для знакомых и режима КЗ они не боялись) - и какая разница для цепей управления - будет ли на выходе ток в 5 или 150 ампер?

Иными словами , если бампером в стенку уперся, надо перестать давить на педель газа . И чем быстрее, тем лучше. А еще лучше эту самую "стенку" заранее опознать и начать торможение

borys78rus, Вот тут дроссель как раз и не мешает, чем больше индуктивность тем медленнее нарастание тока и тем более медленная схема справиться с заданием отследить ток, а в косых так вообще потактово следит, так что хоть на 1мГн дроссель поставить (пробовал) всё будет работать, Даже с небольшим 5-8мкГн дросселем нарастание тока до 200А происходит за несколько тактов

borys78rus написал : Холостой ход +0,14 вольт. Т.е. даже на холостом ходу какой-то ток по трансформатору идет, сама первичная обмотка чуть теплая 10ампер по крутилке+форсаж (на нагрузке 0,14 ом 3,5 вольта =25 ампер) +0,28 вольта 60ампер по крутилке +форсаж (на нагрузке 0,14 ом 9 вольт =64 ампера) +0,6 вольта Если посчитать прирост напряжения при переходе от ХХ на рабочий режим, то окажется что пропорциональности нет, на 64 амперах напряжение на конденсаторе оказывается больше, чем получилось бы по расчету 0,14+(0,28-0,14)*(64/25)=0,5 вольта.

На ХХ все естественно, инвертор работает, иначе напряжения на выходе не будет. Скважность максимальна, ток фиксируемый трансформатором минимален. Напряжения на С1 не больше а меньше получились чем должны быть по расчету. Считать надо не так. На плату ШИМ приходят отрицательное напряжение с задатчика тока и положительное с С1 - датчика тока. Эти напряжения на плате ШИМ через одинаковые резисторы 10к поданы на вход ОУ. Смысл в том, что инвертор создает такой ток на выходе чтобы напряжение получающееся на C1 скомпенсировало напряжение задатчика тока и в точке соединения резисторов стало 0В. Максимальное напряжение с крутилки 2,5В (выставляется подстроечником) соответствует току 180А. Значит для 64А напряжение будет 2,5/180*64=0,89В и через инвертирующий повторитель на U3 и три резистора по 10к оно приходит в точку где должно быть 0В. Значит ток через резисторы 0,89/30к. С конденсатора С1 в точку с 0В напряжение поступает через 15к + 10к и ток должен быть таким же. Значит при 64А на выходе на С1 должно быть 0,89/30к*25к=0,74В. Возможно на ваши результаты повлияло увеличение сопротивления шунта от разогрева. Этим можно объяснить и нелинейность с увеличением тока.

Прорабатываю программку для контроллера. Схемка, кстати, совершенно смехотворная получается, плата со спичечный коробок. Возникают разные интересные вопросы. Вот, например, горячий старт. На трансформаторе у меня его не было, на этом инверторе тоже. Опыта работы с ним нет. Поэтому не знаю, при сварке с отрывом, когда повторно зажигается разогретый электрод и шов раскален, ГС сильно мешает? Надо заморачиваться по этому поводу пытаясь как-то определить такую ситуацию или тупо включать ГС при каждом касании электродом после хх?

При сварке с отрывом когда и деталь и шов уже прогреты и поджиг и так нормальный может ГС и вовсе не нужен, отключать его в этом режиме, Например сделать режим сварка с отрывом - первый поджиг с ГС а последующие без ГС, а через неск секунд не активности сварки, когда и электрод и шов уже точно остынут автоматом ГС опять включать