Invertor na sváření - schema

Zpráva

kulikus · #1 Příspěvek od **kulikus** » 01 čer 2018, 22:50

Na přiloženém schematu svařovacího invertoru je proud primáru snímán proudovým transformátorem, který je připojen na svorky a,b v levé části schematu. Nesedí mi zapojení D17, D18 a rezistorů R25,R26,R27. Proudový transformátor má být zatížen rezistory, pak teprve obvykle následují diody...

Druhé sekundární vinutí je zatížené pouze kondenzátorem!!!! Proč?

Celeron · #2 Příspěvek od **Celeron** » 01 čer 2018, 23:02

Nejspíš zapoměls něco přiložit.

kulikus · #3 Příspěvek od **kulikus** » 01 čer 2018, 23:19

Schema dodatečně přiloženo...

elektrosvit · #4 Příspěvek od **elektrosvit** » 01 čer 2018, 23:47

Protože svářečka pracuje jako jednočinný propustný měnič. Tedy je potřebné snímat proud v době, kdy jsou sepnuty výkonové tranzistory Q1 a Q2. V tu dobu teče primárem silového a tím pádem i měřicího trafa obdélníkový pracovní + šikmě narůstající magnetizační proud silového trafa. V době, kdy jsou oba tranzistory vypnuty, teče přes diody D4, D5 a primáry obou traf jen šikmě klesající magnetizační proud silového trafa. Proudové trafo se magnetuje ze svého sekundáru: magnetický tok v jeho jádře je integrálem z napětí na diodě D17 a bočníku.

A druhé sekundární vinutí není zatíženo kondíkem. To, co vypadá jako kondík, je symbol GND, druhý konec tohoto vinutí, N1, je přes odpor R7 připojen k diodám D80 a D81, přes které napájí Q3 a Q4.

EDIT: Opraveny překlepy.

kulikus · #5 Příspěvek od **kulikus** » 02 čer 2018, 00:07

Aha. Druhý sekundár je pomocné napájení. Málo jem si to předtím zvětšil.

U T2 jsem očkával spíše zapojení níže. U původního zapojení bude kvůli D17 vznikat v sycení T2 ss složka. Ale možná že ta nevadí...

elektrosvit · #6 Příspěvek od **elektrosvit** » 02 čer 2018, 11:03

Správně se bočník přímo k proudovému trafu může připojit v aplikacích, kde měřený proud má stejný průběh v kladné i v záporné půlperiodě. Tedy například ve dvojčinných měničích, nebo ve střídavých obvodech s harmonickým průběhem proudu. Pak je zajištěno, že sekundární napětí vzniklé na bočníku má nulovou střední hodnotu.

Tady je situace odlišná. Pokud zanedbáme magnetizační proud, který bude ve srovnání s pracovním proudem tekoucím primárem silového trafa malý, bude mít měřený proud tvar jednopolaritních obdélníkových (v ideálním případě) impulsů. I takový proud je měřicí transformátor schopen přenášet, pokud se k němu připojí vhodný demagnetizační člen. Ten obsahuje antisériovou kombinaci Zenerovy diody a normální diody a je připojen přímo k sekundárnímu vinutí. Teprve za ním je připojena usměrňovací dioda a bočník.

Když prochází trafem primární puls, přetransformovaný proud teče jak do magnetizační indukčnosti, tak i přes otevřenou usměrňovací diodu do bočníku. Dioda v demagnetizačním členu je polarizována v závěrném směru, takže tudy proud neteče. Po zániku primárního pulsu zanikne i sekundární proud, avšak magnetizační indukčnost se brání zániku magnetizačního proudu. Ten nyní nemůže procházet přes bočník a usměrňovací diodu, ale najde si cestu přes Zenerku a antisériovou diodu v demagnetizačním členu. Demagnetizace tedy probíhá ve smyčce magnetizační indukčnost-Zenerka-antisériová dioda.

Ve svářečce tento člen není, asi z důvodu úspory (pokud v tom ještě není nějaký jiný mně unikající fígl), takže magnetizační proud zaniká skokově za vzniku záporné napěťové špičky, kterou je namáhána dioda D17.

kulikus · #7 Příspěvek od **kulikus** » 02 čer 2018, 23:44

OK. Potřebuju se zorientovat v obvodech řízení kolem U1 (má jen číslo 2844B, v dalším řádku AKAFE).
Tyristor V1 zablokuje U1 přes tranzistor Q4 při nadproudu - připečení svářecího drátu. Q3 jej zablokuje při nízké nastavené hodnotě na potenciometru RP1 (nastaveni proudu). Q2 se otevře naopak při vyšším napětí z poťáku, jen mimo čas buzení transformátoru, a hodnotou R8 nastavuje cosi. Operáky snímaj asi teplotu, zjistím.

elektrosvit · #8 Příspěvek od **elektrosvit** » 02 čer 2018, 23:56

To bude nejspíš UC2844B. S ním jsem nikdy nic nestavěl, takže moc neporadím.

A v tom značení je docela zmatek. Výkonové tranzistory mají označení Q1 a Q2, tranzistory v řízení jsou taky Q1 a Q2, i Q3 a Q4, zároveň Q3 a Q4 jsou i stabilizátory nebo regulátory, nebo co to je. Oba výstupy z budičů jsou označeny G1 a E1...

kulikus · #9 Příspěvek od **kulikus** » 03 čer 2018, 10:56

Ano, U1 se vším v rámečku je totiž na samostatném SMT modulu, součástky v rámečku mají samostatné indexování. Hranatý Q4, Q5 kolem jsou LM317.

Operáky hlídaj přehřátí dvou chladičů - s diodama sekundáru a se spínacími polovodiči.
U1 bude UC2844B, sedí rozmístění signálů.
Vfb vstup není použit. Okamžitý magnetizační proud se řídí až napětím na COMP který má proudové omezení 1mA.

Při přehřátí se překlopí výstup OZ a sníží napětí COMP přes R16, D4.
Při malém nastaveném napětí na poťáku RP1 (C29) je také malé napětí na emitoru Q3 a přes D3 snižuje napětí COMP. Naopak při napětí nad asi 2,5V se otvírá Q2 a snižuje napětí COMP přes R8,D3, pouze však v době mimo buzení trafa.

Takže to má jen hlídání přehřátí a Antistick.

kulikus · #10 Příspěvek od **kulikus** » 03 čer 2018, 11:34

Max. uváděný proud na výstupu je 80A. Zvažuju použití aktivních diod místo pasivních D1,D2,D3,... Tím klesne ztráta z 80W na 2W. To samo o sobě jen sníží odpadní teplo a přidá voltík pro oblouk.

Proč jsou na sekundáru mezi L1 a GND dvě dvojité diody, kdežto mezi sekundárem a L1 jen jedna dvojitá? ještě D16-1,D26-2 ?

Zvažuju cvičnou úpravu pro výstupní proud řekněme 100A nebo 120A.
Výkonové Q1,Q2 v primáru jsou na 600V/40A, zvládnou to. Převod trafa odhaduju na 1:4,4. Musím změřit přípustné sycení toroidního trafa a výstupní tlumivky. případně převinout/vyměnit. Bude asi potřeba zvětšit kapacitu elitů C1,2. A filtrace C6.
Otázkou je, jak vhodně změnit "převodní poměr" proudového snímacího trafa. Neměl bych ovlivnit časové konstanty určující dynamické chování a stabilitu invertoru. Takže to vypadá na odpor před D17,D18.

elektrosvit · #11 Příspěvek od **elektrosvit** » 03 čer 2018, 12:41

Rámeček jsem přehlédl, tím se vše vysvětluje. Omlouvám se.

Diody D16-1 a D26-2 jsou tam podle mě kvůli odlehčení diodám D1, D2, D3. Samotné D1, D2 a D3 by nejspíš proudově nestačily a další přidané dvojdiody by už zase byly nevyužité. Při velkosériové výrobě se takto asi ušetří dost peněz.

U silového transformátoru se sycení nezvýší. To je dáno velikostí primárního napětí, počtem primárních závitů, frekvencí a průřezem magnetického obvodu. Nic z toho se nezmění, resp. při větším proudu se zvětší úbytky na různých částech (odpor vinutí, diody v usměrňovači...) a primární napětí a tudíž i indukce se lehce sníží. Co se však zvýší, je proudová hustota a s ní oteplení vodičů. Takže pokud takhle budeš chtít svářečku používat trvale, asi se nevyhneš nutnosti použít větší jádro a do něj navinout vodiče s větším průřezem.

U tlumivky ano, tam maximální hodnotě proudu Imax odpovídá maximální hodnota indukce Bmax (Ψ = NΦ = NBmaxS = LImax). Opět se zvýší i proudová hustota, takže tlumivku bude potřeba navrhnout nově.

Kondenzátory C1 a C2 asi bude třeba zvětšit, s C6, 6C1 a 6C2 bych nehýbal, ty jsou tam kvůli odrušení. Co se týká proudového trafa, u něj můžeš zmenšit počet sekundárních závitů, ovšem tím se zmenší magnetizační indukčnost, vzroste magnetizační proud a s ním i chyba toho trafa. Takže raději bych zkusil zmenšit hodnotu bočníku.

kulikus · #12 Příspěvek od **kulikus** » 03 čer 2018, 12:57

To snímací proudové trafo je zalité, na jeho vinutí se nedostanu. Vyměňovat ho zatím nechcí, zkusím vhodně zařazený rezistor.

Není mi jasné, proč je na sekundáru více diod mezi tlumivkou a zemí než mezi sekundárem a tlumivkou? Očekávám stejný proud oběma větvemi.

V toroidu trafa je místo. Navinu paralelně k sekundáru stejné další vinutí.

Pokud chci na výstupu větší proud, musím větším proudem nabudit primár a to umožním změnou převodního poměru snímacího trafa. U1 kvůli tomu změní střídu, případně musím snížit frekvenci. A to už ovlivní sycení hlavního trafa.

Toroid (tmavě zelený) tlumivky má 11 závitů, 640uH, průřez feritu 128mm2, stř. délku siločáry 100mm.

elektrosvit · #13 Příspěvek od **elektrosvit** » 03 čer 2018, 13:17

Špičkový proud je stejný, ale střední a efektivní ne. Usměrňovací diody D3 + D16-1 pracují se střídou s, nulové diody D1 + D2 + D26-2 pracují s větší doplňkovou střídou 1-s, tudíž střední a efektivní proud jimi protékající je větší. Proto je jich více.

kulikus · #14 Příspěvek od **kulikus** » 03 čer 2018, 13:21

Zrovna si říkám, jaký bude maximální proud diodama, pří Ief = 80A na výstupu. To bude střída 50%. Zkusím ještě zjistit frekvenci U1 a indukčnosti vinutí trafa...

elektrosvit · #15 Příspěvek od **elektrosvit** » 03 čer 2018, 13:37

Maximální proud usměrňovacích i nulových diod je stejný jako výstupní stejnosměrný proud do zátěže Iz. Střední proud je pak Iz*s pro usměrňovací a Iz*(1-s) pro nulovou diodu. Efektivní hodnoty se určí jako Iz*√s a Iz*√(1-s). Maximálního výstupního proudu by měl měnič dosahovat už při střídě menší než 50 %. Typicky se počítá s 30 až 35 %, aby měl regulátor rezervu. Ovšem jakou hodnotu si zvolil Číňan zde, to nevím.