Сварочный инвертор

lexx_l

Ну в идеале у тебя радиатор должен быть 1, а на нем через электроизоляцию ключи... Дело в том что желательно чтоб температура всех ключей была одинаковой... потому как с изменением тем-ры - меняются параметры ключей. И желательно чтоб они у всех были одинаковые...

Реклама

gwiktor

Приветствую, нужна консультация специалистов по силовой электронике. Планирую собрать "универсальный" инвертор основное назначение полуавтомат под проволоку 0.8-1 мм и аргон (электрод вольфрам диаметр 1,5 мм). Хотелось бы иметь возможность варить продолжительно черным и нержавейкой электродом 3 мм. Использовать как пуско-зарядное устройство для авто 12 и 24 В. В массе своей сварочные преобразователи используют схему "косого (как правильно мост или полумост)" на 2 ключах и 2 вентилях. Я пока со схемой не определился разбираюсь с сильными и слабыми сторонами разных схем. Более симпатизирует полный мост. Разжился ключами HGTG30N60A4D 4 шт., конденсаторы 400 В 220 мкФ 4 шт., мост диодный 25 А KBPC2512, транс силовой намотал на феррите броневом 48 мм наружный диаметр Н2000 первичка провод медный 2 мм витков 15 кажется 2 слоя, вторичка провод 0.9 мм 8 проводов в жгуте 2 катушки по 3 витка, индуктивность первички L = 1.39 мГн в диапазоне 20-100 кГц, добротность падает с 235 на 20 кГц до 195 на 100 кГц, Ls соответственно падает с 15,3 мкГн (20 кГц) до 12,8 мкГн (100 кГц) снимал при КЗ вторички.
Волнуют пока 2 вопроса: 1 как лучше изготовить дроссель в выходной цепи; 2 хотел услышать отзывы о драйверах нижнего и верхнего ключа IR2113, обеспечат ли работу с ключами 30N60A4D, и какие номиналы конденсаторов и сопротивлений вешать в обвязку.
Хотелось бы перед тем как палить детали оценить, на что можно рассчитывать исходя из имеющегося, что обязательно нужно ставить для защиты. Есть идея управлять с контроллера например мега8 учитывая ток и напряжение в выходной цепи, по типу мощного блока питания с возможностью выставлять максимальный ток и напряжение.
Буду благодарен за конструктивные советы и критику.

Реклама

qaki

gwiktor писал(а):Приветствую, нужна консультация специалистов по силовой электронике. Планирую собрать "универсальный" инвертор...

Не слишком удачный набор компонентов. С такой индуктивностью первички и соотношеним витков в мостовую схему ниже 70- 80 кГц лучше не соваться, но и с ферритом 2000НМ выше 50 кГц особо не разгуляешься. Для косого моста типа Бармалейника транс должен иметь зазор. Емкость фильтра выпрямителя маловата. Нормальная жизнь начинается с 1500- 2000 мкФ. Сетевые мосты народ предпочитает на 50 А или сдваивает 35 А. Заметьте, что такие токи предполагают использование хорошего радиатора. IGBT в мостовой схеме выдадут нужные токи, с драйверами IR2113, IR2110 вопросов нет. Вообще примеры подобных конструкций можно поискать на форуме http://www.electrik.org/forum

Andy61

"Универсальность" задуманного аппарата выпьет у Вас очень много крови

Принципиально разные режимы работы аппаратов TIG и MIG/MAG (я не говорю о разнице в выходных напряжениях инвертора для этих 2-х режимов, это само собой).
Импортные решения таких аппаратов на рынке представлены, но Вы видели их внутри

???
Практика говорит, что лучше иметь 2 аппарата .
PS.KBPC2512 - слаб, как минимум 3510, а лучше 5010, во многих современных аппаратах стоят по 2 5010 в параллель.
Электролиты, как Вам писали, от 1000 и выше, причем, если будете собирать из 200-к и им подобных, придется их располагать "звездочкой", чтобы получить одинаковую длину дорог от моста до кондеров, иначе будет звучать музыка Баха

Транзисторы лучше не хуже RG4PC50U(D) или "баяны" из спараллеленых MOFFSET типа IRF640.
А лучше всего тщательно покопать указанный Вам выше сайт, а также сайт Володина, многие вопросы отпадут по определению.
PS1.У себя пользую самодельный полуавтомат (не инвертор) и переделанный советский инвертор ВДУЧ-16 (электрод/аргонка)

Реклама

gwiktor

Благодарю, за советы, учту.
Уважаемый qaki, не подскажите из каких соображений трансформатора выбирать частоту, индуктивность я замерял на LCR, а витки мотал давно точно не помню и разбирать транс не хотелось бы могу ошибаться на пару витков. Примеров с IR2113 скудно, какие емкости вешать, встречал по 47 мкф и резисторы к затворам 51 Ом. Имеется осциллограф, подскажите, что нужно проконтролировать, планирую пока без транса нагрузить одну стойку моста верхний и нижний ключи лампочками и посмотреть фронты на затворах и ступеньку на нагрузках, таким образом убедиться в отсутствии сквозняка. Конденсаторов и диодный мост возьму еще, если ставить 2 моста в паралель нужно ли выравнивающие резисторы ставить, или лучше один мост на 50 ставить. Радиаторы с HGTG30N60A4D и трансформатор фото выложу чуть позже, сажал через пасту и резинки, допустимо ли это в сварочнике, встречал на просторах сети, что сажают на припой для лучшего теплоотвода через медную пластину. Как защиту от перегрева кристаллов лучше сделать. Вопрос с дросселем, понял что на феррите кольце смысла нет (есть 2 склеяных кольца 3000 диаметром снаружи 40 мм внутри 25 мм высота 23мм), или я не прав?
Что можете посоветовать по снабберам, встречал емкость параллельно первички транса, но при этом ведь его сопротивление будет мало.
Извините за обилие вопросов, но чем глубже копаешь тем интереснее, жаль времени только 24 часа в сутках.

Реклама

qaki

Andy61 писал(а): Электролиты, как Вам писали, от 1000 и выше, причем, если будете собирать из 200-к и им подобных, придется их располагать "звездочкой"

Ну это не единственный способ запараллеливания. Весьма эффективна схема сборки с разбиением на группы по 3 или 5 шт в линейку со съемом от центрального элемента группы. В этом случае магнитные поля правого и левого крыла оказываются разнонаправленными, что снижает на порядок уровень наводок на цепи управления. Разумеется каждая группа должна быть зашунтирована пленочным конденсатором емкостью 1- 2 мкФ.

Реклама

Andy61

gwiktor писал(а):если ставить 2 моста в паралель нужно ли выравнивающие резисторы ставить,

Нет, резисторов выравнивающих в сверкальниках с 2-мя мостами не встречал,.
Как пример недавно чинил Wintech,, полный мост на 26 кГц, там два моста 5010 в параллель и 4 электролита 470мкфх450В,4 "пленки" 2,2 мкф.

qaki писал(а):Весьма эффективна схема сборки с разбиением на группы по 3 или 5 шт в линейку со съемом от центрального элемента группы.

Точненько

встречал и подобное, в немце-полуавтомате промышленном.

gwiktor писал(а):сажал через пасту и резинки

Если под "резинкой" имеется ввиду что-то типа Номакон или аналог-то так и делается.
Как пример "Кондор Схид-Захид -200" - на одном радиаторе 12 транзюков (4 "баяна" по 3 шт впараллель)

gwiktor писал(а):Что можете посоветовать по снабберам,

Зайдити на файлообменник сайта Володина (не помню, нужно ли для этого зарегистрироваться там на форуме) - изучите схемы и, главное фото живых мостовых аппаратов, чтобы не "попасть" при компоновке силовых узлов.Это важно.

qaki

gwiktor писал(а):Благодарю, за советы, учту.
подскажите из каких соображений трансформатора выбирать частоту, индуктивность....

Конечной целью выбора параметров трансформатора является обеспечение работы сердечника с минимальным заходом в область насыщения, а лучше вообще без оного. Формулы и программы расчета задают предельное значение индукции в сердечнике и определяют минимально необходимое число витков исходя из
подводимого напряжения, частоты и размеров сердечника. Прямого ответа на возможность контроля пригодности полученных результатов этот метод не дает. Но однозначная связь между индукцией и напряженностью магнитного поля позволяет использовать индуктивность в качестве достаточно простого и надежного способа оценки. Из практики известно, что для мостовых
схем работающих на частотах 30-40 кГц, трансы на сердечниках из Эпкос N87 должны иметь индуктивность 2,6- 3,5 мГн. В полумостовых схемах в 4 раза меньше. При использовании феррита 2000НМ1 индуктивность следует увеличить на 30- 50%. При
повышении частоты требуемое число витков и соответственно
индуктивность снижается, но здесь необходимо учитывать рост потерь на гистерезис.
Применение IR2110,13 особых проблем не вызывает. Лучшим вариантом с точки зрения использования возможностей IGBT является запитка верхних драйверов от плавающих источников с уровнем управляющих сигналов 15 В.Бутстрепное питание снижает амплитуду верхнего драйвера на ~1 В. Для мостов это особо не сказывается, но полумостах способстует возникновению некоторой асимметрии.
В резонансных и близких к ним инверторах с конденсаторным балластом снабберы ключей не нужны, но снабберы выпямительных диодов должны присутствовать обязательно.
И еще одна рекомендация. Не торопитесь идти сразу с паяльником на перевес. Освойте один симуляторов. Это сократит материальные затраты и избавит от необходимости регулярно бегать в лавку за новыми деталями на замену сгоревшим. Программа моделирования позволит Вам знать заранее все о режимах работы всех элементов и процессах, происходящих в схеме. Лично я пользуюсь Микрокапом.

gwiktor

Уважаемый, qaki, вы написали что каждая группа должна быть зашунтирована пленочным конденсатором емкостью 1- 2 мкФ. Извините за глупый вопрос, если емкости складываются то на фоне 1500 мкФ 2-4 мкФ играют ли заметную роль, или в него ВЧ наводки пойдут из соображений здравого смысла (моего) сопротивление конденсатора обратно пропорционально емкости, а ток не ищет трудных путей и по наименьшему сопротивлению (2 порядка) выгоднее идти через большие емкости. Может я чего то не правильно понимаю, может это пленочный особенно работает, я выложу фото конденсатора, он ли пленочный как раз попался 2 мкФ 400В. Втюхали мне как то на рынке такой взамен высохшего цилиндрического для 2х фазного асинхронного моторчика вентилятора, так поработал он пару часов и сдулся.

Фото выложу завтра прокоментирую. Благодарю за советы.

qaki

gwiktor писал(а):Уважаемый, qaki, вы написали что каждая группа должна быть зашунтирована пленочным конденсатором емкостью 1- 2 мкФ. Извините за глупый вопрос, если емкости складываются то на фоне 1500 мкФ 2-4 мкФ играют ли заметную роль, или в него ВЧ наводки пойдут из соображений здравого смысла (моего) сопротивление конденсатора обратно пропорционально емкости
.

Электролиты имеют собственную индуктивность и для частот в десятки и сотни кГц их реактивное сопротивление уже не мало. У пленочников на этих частотах собственная индуктивность еще не сказывается и они берут на себя всю ВЧ токовую нагрузку, а это десятки ампер, от которых электролиты моментально перегреются и взорвутся.

Juri000

qaki писал(а):Для косого моста типа Бармалейника транс должен иметь зазор.

Скажите, уважаемый qaki, откуда взялось убеждение, что транс в косом должен обязательно иметь зазор?

К@Т

Juri000 писал(а):Скажите, уважаемый qaki, откуда взялось убеждение, что транс в косом должен обязательно иметь зазор?

Подождите... Без зазора сердечник влетает в насыщение,индуктивное сопративление первички упадёт и потечёт ОЧЕНЬ большой ток через ключи(от этого схема во время работы будет плеватса ключами и выпрямителями),т.к. Бармалейник в отличии от Москатника и подобных не имеет ограничения тока первички! Это мной проверено и написано мной ранее.Т.е. либо делайте зазор,либо ограничивайте ток первички.Бармалей в своей схеме сделал первое,правда не лучшее,решение этой ситуации.

К@Т, вот только не надо нести ахинею про ограничение тока...
для прямохода в общем случае (с размагничивающей обмоткой) зазор в сердечнике не нужен, и даже вреден. но при этом существует остаточная индукция, из-за которой размах индукции оказывается значительно меньше амплитуды индукции.
в косом мосте созданы условия рекуперации энергии, накопленной индуктивностью первичной обмотки. поэтому ничего страшного в том, что эта накопленная энергия будет и достаточно большой.
а введение зазора позволяет снизить остаточную индукцию практически до нуля.
надеюсь, понятно, что увеличение размаха индукции в 2-3 раза позволяет сократить число в итков тоже в 2-3 раза. а значит, позволяет сократить габариты сердечника.

К@Т

Starichok51 писал(а):К@Т, вот только не надо нести ахинею..

Я об этом читал(то что вы говорите),причём не одну книгу.Но к бармалейнику это правило не подходит,т.к. я замучился с ним бадатса и постоянно перепаивать,а когда в керне сделал зазор 5мм,то всё стало работать без фейверков и выгорания силовой части.Если вы не верите что у меня были такие проблемы,то изготовте себе бармалеевскую сотку и сожгите ей пару кг электродов на токе около 90 А,и если у вас он будет без зазора работать надёжно то я съем 100 ватный паяльник.

Juri000

К@Т писал(а):... Без зазора сердечник влетает в насыщение,индуктивное сопративление первички упадёт и потечёт ОЧЕНЬ большой ток через ключи(от этого схема во время работы будет плеватса ключами и выпрямителями),т.к. Бармалейник в отличии от Москатника и подобных не имеет ограничения тока первички! Это мной проверено и написано мной ранее.

Будет насыщение или нет - зависит исключительно от вашего транса. Намотаете достаточное количество витков - никакого насыщения не будет Кроме того, независимо, есть зазор или нет, при намотке трансформатора следует учитывать, что с прогревом размах индукции феррита уменьшается. Поэтому транс должен иметь соответствующий запас по виткам.

К@Т писал(а):... когда в керне сделал зазор 5мм,то всё стало работать без фейверков и выгорания силовой части.

5 мм зазор в трансформаторе прямохода? Это какой же у вас ток намагничивания ? Да у вас при таком зазоре должны были со свистом улетать обратные диоды и ключи вместе с ними. Такой зазор делают в дросселях, но никак не в трансах. А сказки про то, что без зазора летят ключи, расскажите другим. Значит, криво сделали. В этой ветке я выкладывал фото бармалейника на 180 ампер. Транс без зазора. И ключи даже не думают вылетать.

Andy61

В прошедшем году попадали в ремонт "близнецы-братья" РИТМ-180 и ТЕМП-180, прямоходы, в 2-х из 5-ти приходилось восстанавливать трансики.
Зазор в них чисто символический, и 0,1 не будет.

Juri000

Andy61 писал(а):Зазор в них чисто символический, и 0,1 не будет.

Это и есть пресловутый зазор.
В прямоходе его больше и не делают, 0,1мм - максимум. Я его никогда в прямоходах не делал вообще. И в заводских сварочниках, собранных по схеме косого моста, зазор мне не попадался. Керны гладкие и никаких следов клея на прилегающих поверхностях.

Andy61

А в этих "РИТМах" стояла тонюсенькая пленочка. миктометра под рукой нет, но на-глаз меньше 0,1.

вот в этом документе от Володина приведен расчет немагнитного зазора для трансформатора косого моста.
для снижения остаточной индукции до 0,03 Тесла получился зазор 0,07 мм.
поэтому более 0,1 мм не требуется никогда.
а 5 мм зазора - это даже обратноходу круто...

qaki

Juri000 писал(а):
qaki писал(а):Для косого моста типа Бармалейника транс должен иметь зазор.
Скажите, уважаемый qaki, откуда взялось убеждение, что транс в косом должен обязательно иметь зазор?

Сказать по совести косые мосты в упор не вижу. Я патологический полумостовик в их недорезонансной разновидности. Подробности можно почитать в соответствующей ветке, которую открыл на electrik.org. Что же касается зазора в трансе косого, то эту мысль я почерпнул у Вал. Володина. Его версия изложена весьма убедительно и полностью согласуется с тем, что мне ведомо из теории ферромагнетиков.