Полный мост для инвертора контактной сварки, По какой дороге идти? Опции

[vasta]

Доброго времени суток участникам сообщества.
Давненько я не брал в руки шашек. В смысле не касался силовой тематики. Но иногда, когда все забыто, приходится возвращаться к истокам)
Значит ситуация такая. Меня попросили приглядеть за человеком, который делает сварочный инвертор, в том плане чтобы он не наворотил фигни. Недавно дошли руки, посмотрел чего он ваяет, и у меня сложилось впечатление, что именно это он и наворотил.
Значит задача была такая. Сделать инвертор для контактной сварки на 10 кВт. Какое я увидел решение. Стандартно, сеть, мост, транс, выход транса подключается туда, где надо варить. В это я не вникал особо, вроде у человека опыт должен быть, с трансом надеюсь не просчитался.
Предполагается, что транс будет работать на 500Гц. Почему на 500, а не на тысячу например, я не знаю, пытаюсь сейчас вытянуть соображения, по которым выбрана эта частота, мб правильно, мб нет. Если кто знает, какая частота "правильная", большая просьба поделиться этим знанием.
Вопросы у меня на данном этапе в основном по схеме управления мостом.
Сейчас у него сделано управление каждым ключом с 494 микросхемы, которые как-то друг на друга завязаны. при этом в схеме куча резисторов и прочей рассыпухи, причем многие как я догадываюсь прецизионные. Я хоть и давно не в теме новшеств силовой электроники, но думаю, что новшества имели место быть и после 494 ти разработал что-нибудь более подходящее под такую задачу.
Собственно вопрос какой. Ходят слухи, что нынче подобные решения делаются полностью в цифре с реализацией алгоритма регулирования на мк. Насколько это реализуемо с учетом того, что ни я, ни ответственный товарищ именно такую задачу никогда не решали. Хотя я давно в микроконтроллернрой и плисоведческой тематике, если там нет каких-нибудь сильно специфичных нюансов, могу написать прошивку.
Ну и если в реализации чисто в цифре есть какие-то сложности, какой шим-контроллер больше подходит для данной задачи. Требование собственно основное - надежность, ну и чтобы поменьше рассыпухи, чтобы схема не требовала десятка процентных резисторов условно говоря, и что если что-то не пойдет, не сильно сложно было бы разобраться.

[perfect]

Я ремонтирую сварочники, но из чего-то чем-то похожего пока приходили только споттеры - обыкновенный трансформатор, симистор, никакого плисоводства. Так что не знаю, пардон если это совсем не то.

[vasta]

Схемы из журнала за 1978 это немного не то.
Про пид-регулирование на мк мне говорили ребята, которые проектируют блоки питания, не для сварочников, но какая разница. У ребят физтеховское образование, поэтому я знаю, что если они так делают, значит что-то в этом есть) Вопрос собственно на каких микросхемах сегодня (в 2013, а не в 1978) принято решать такие задачи (регулирования).
ЗЫ. Собственно на вашей картинке сварочная машина на 50Гц. Сегодня они примерно так и работают. Задача которая стоит - поднять частоту (сделать инвертор), чтобы уменьшить трансформатор.

Сообщение отредактировал vasta - Sep 22 2013, 10:59

[shf_05]

на сайтах производителей силовых компонентов и их обвязки поищите digital power controller DPC вроде так называется. многие аксакалы отечественной силовой электроники относятся к ним со скептицизмом, для них нет ничего роднее ОУ, хотя может времена меняются.недавно видел схему от ti "dual half bridge resonant controller" если не ошибаюсь? поглядите какой там контроллер к примеру.
по своему опыту в 2006 г. участвовал в такой работе - делали инверторы с "мозгами", использовали для этого tms2401, я писал программы, алгоритмы предлагали коллеги, силовую часть от меня "держали в тайне" там был мост с шим. выдавал красивейший синус с регулировкой частоты, амплитуды, фазы. правда алгоритм при работе на нелинейную нагрузку тогда не пошел. были и цифровые фильтры и пи и пид и прочие регуляторы. так что дерзайте.

[нищеброд]

Значит задача была такая. Сделать инвертор для контактной сварки на 10 кВт. Какое я увидел решение. Стандартно, сеть, мост, транс, выход транса подключается туда, где надо варить. В это я не вникал особо, вроде у человека опыт должен быть, с трансом надеюсь не просчитался.
Предполагается, что транс будет работать на 500Гц. Почему на 500, а не на тысячу например, я не знаю, пытаюсь сейчас вытянуть соображения, по которым выбрана эта частота, мб правильно, мб нет. Если кто знает, какая частота "правильная", большая просьба поделиться этим знанием.

Думаю "правильная" частота будет 200Гц. На более высокой частоте возникнут трудности с проталкиванием тока через индуктивность сварочных проводов. Пример:
Зелёный - напряжение на вторичке
Красный - напряжение на сварочной точке
Синий - ток нагрузки

[vasta]

Спасибо, хотя бы по частоте понятно, так и думал, что какая-то физика в этом.

на сайтах производителей силовых компонентов и их обвязки поищите digital power controller DPC вроде так называется.

Ну да, совершенно верно. Заходишь на ти.ком, вбиваешь то что вы пишите и вываливается список из 100 наименований. Вопрос - что из этого наиболее надежное и ходовое.

[shf_05]

Вопрос - что из этого наиболее надежное и ходовое.

сейчас все можно достать, судя по тому, что сделано изначально не для ширпотреба, надежность (если применять правильно) и цена, наверно, везде высокая.
поэтому, вопрос лучше задавать такой- что из этого будет для Вас проще и дешевле осовить, среда разработки, всякие демо платы, отладчики, сложность программирования и т.п.
У техаса есть представительство в РФ, обратитесь к ним, посоветуют что выбрать. Еще ST посмотрите, они по ценам демпингуют и ср-ва разработки у них часто бесплатные.

[K-Volodja]

Недавно пришлось ремонтировать контактную сварку, где стоял трансформатор, потом выпрямитель с большой емкостью на выходе. Потом мощный тиристор, с помощью которого этот электролит разряжался на электроды. Простая схема управления. Заряд электролита до заданного напряжения с индикацией светодиодом.

[perfect]

Думаю "правильная" частота будет 200Гц. На более высокой частоте возникнут трудности с проталкиванием тока через индуктивность сварочных проводов.

В катушке индукционной плавки гоняют большие токи высокой частоты, вот в разрыв контура и контактную сварку. Ну, бедные конденсаторы, чтоб через них текли килоамперы

[нищеброд]

В катушке индукционной плавки гоняют большие токи высокой частоты, вот в разрыв контура и контактную сварку. Ну, бедные конденсаторы, чтоб через них текли килоамперы

Идея правильная. Только конденсаторы можно поставить в первичку, и обойтись без килоампер. Вот пример на 1кГц.

[нищеброд]

Только конденсаторы можно поставить в первичку, и обойтись без килоампер.

Нет, конденсаторы лучше поставить во вторичку. Иначе на первичке трансформатора будет резонансное напряжение в несколько киловольт.

[Integrator1983]

Непонятно, что лучше - емкость на 500нФ и несколько кВ или на 8.4мФ и ток 6кА.

[нищеброд]

Непонятно, что лучше - емкость на 500нФ и несколько кВ или на 8.4мФ и ток 6кА.

8.4мФ и ток 6кА. - это боян конденсаторов (громоздко, но реально) и трансформатор с первичкой на 500В и током 50А , вторичка- 4,5В и ток 5кА.
емкость на 500нФ и несколько кВ - это трансформатор с первичкой на несколько киловольт и током больше 50 А , вторичка- 100В и ток 5кА.

[perfect]

Мне нравится вот этот трансформатор - последняя картинка, перед роликами

[vasta]

Еще вопрос по этой теме - обязательно ли выключать IGBT минусом? Или достаточно нуля?

[НЕХ]

лучше с минусом, чтобы гарантировать НЕ приоткрывание ключа при включении оппозитного IGBT.

[tremor]

Гуглите среднечастотные сварочные трансформаторы и инверторы. Оборудование выпускается готовое, мощности там в разы больше чем 10кВт и т. д.
Что касается 494, все нормально, там все равно ничего лучше не надо.

[elman]

Гуглите лучше по контактной сварке. В этой теме обсуждается все что угодно но не оборудование для контактной сварки. Как делаются такие сварочники вкратце замечено в 8мом сообщении, с той только разницей что емкость разряжается на собственно сварочный трансформатор, про который поколение ютуба забывает невзначай ;-)

[vasta]

Гуглите лучше по контактной сварке. В этой теме обсуждается все что угодно но не оборудование для контактной сварки. Как делаются такие сварочники вкратце замечено в 8мом сообщении, с той только разницей что емкость разряжается на собственно сварочный трансформатор, про который поколение ютуба забывает невзначай ;-)

Да нет, тема в целом познавательная.
Сообщение действительно интересное, пропустил его. Мысль разряжать электролит напрямую правильная, но сварщики говорили что-то такое, что пробовали и не получилось (изза того, что надо коммутировать большие токи). Но раз так делают, значит наверное есть возможность.

[ukpyr]

Мысль разряжать электролит напрямую правильная

если бы не их цена и надежность (пройдитесь по спец.форумам и узнаете что к.сварки на электролитах долго не живут).
трансформаторные дешевле и надежнее.

Сообщение отредактировал ukpyr - Oct 11 2013, 08:07

[Огурцов]

а если взять обыный сварочный инвертор и подключить к его выходу трансформатор где-нибудь 20:1 ?
выпрямлять нужно или метр кабеля можно попытаться питать без выпрямления ?

[Огурцов]

хорошо, в каких-то приложениях технологически возможно сократить провода, питающие электроды, до 10 или даже до 5 см
вряд ли в этом случае будет иметь значение наличие или отсутствие выпрямителя на выходе источника ?

[mozal]

а если взять обыный сварочный инвертор и подключить к его выходу трансформатор где-нибудь 20:1 ?
выпрямлять нужно или метр кабеля можно попытаться питать без выпрямления ?

Блин, сначала основы сварки почитайте, у кок ого сварочного источника крутопадающая характеристика, а у кок ого жесткая.

[Огурцов]

Блин, сначала основы сварки почитайте, у кок ого сварочного источника крутопадающая характеристика, а у кок ого жесткая.

в инверторе характеристика формируется,
если это просто источник, то можно взяться до дросселя
а еще это может быть совсем не мма, а, например, миг/маг
зы: стоило ли лет пять ждать, чтобы написать свой первый пост ответом на мой глупый? вопрос ?

[vasta]

Прикольно, полгода прошло а тема наверху.
На самом деле на 494 получилось [censored]. Я как бы в них не копенгаген, я больше по софту. От автора силовой части услышал только, что софт кривой (а также осциллограф)), при том, что софт по сути делает одну вещь - задает с пк уровни на входах микросхемы. Надо было идти по пути цифрового регулирования - знал бы хотя бы, где искать. Щас по сути ситуация такая.
Взял плату, подцепил к одному выходу осциллограф, отладил настройку частоты и скважности. Частота, ширина импульсов регулируются уровнями на входах 494, уровни задаются цифровыми резисторами ds1804-z010, зацепленными между референсом и нулем (частотный - просто к соответствующей ноге). Но на втором выходе при этом какие-то микросекундные иголки вместо импульсов. Хотя, судя по даташиту, оба выхода переключаются из одного места, как такое возможно?
Взял другую плату (чистую). Прошил. Оба выхода переключаются как надо. Как только подал команду на смену уровня (инкремент-декремент DS1804) все развалилось и к нормальному состоянию не вернулось .
Ctrl output на референсе. DTCна нуле.
Третьим лучом начинаю ходить по ногам. (На одном выходе импульсы, на втором иголки). Двигаю с компа DS1804, смотрю на Feedback (выход ОУ). Выставляю так, чтобы на нем был ноль. На одном выходе почти меандр - на другом иголки. Начинаю поднимать фидбэк. Один выход по прежнему отрабатывает корректно (ширина уменьшается) - на втором иголки. Подключение выходов - совместный коллектор.

Сообщение отредактировал vasta - Dec 15 2013, 08:24

Причина редактирования: Напушение п.2.1.в Правил