Помощь - Поиск - Пользователи - Календарь
Полная версия этой страницы: Однотактная схема индукционного подогрева. Проблема с надежностью.
Форум разработчиков электроники ELECTRONIX.ru > Силовая Электроника - Power Electronics > Индукционный Нагрев - Induction Heating
Страницы: 1, 2
sind-rom
Интересно узнать мнение общественности по следующему вопросу: индуктор в составе последовательного или параллельного контура. В каких случаях отдать предпочтение последовательному, а в каких параллельному контуру.
Для себя сделал умозаключение, что параллельный контур выбирается для маловиткового индуктора. Насколько это верно?
dmitrp
Цитата(sind-rom @ Mar 9 2011, 20:24) *
Интересно узнать мнение общественности по следующему вопросу: индуктор в составе последовательного или параллельного контура. В каких случаях отдать предпочтение последовательному, а в каких параллельному контуру.
Для себя сделал умозаключение, что параллельный контур выбирается для маловиткового индуктора. Насколько это верно?

Совсем не верно.
sind-rom
Цитата(dmitrp @ Mar 10 2011, 18:39) *
Совсем не верно.

Прокомментируйте, пожалуйста. Ваше утверждение не кажется очевидным.
Ramzess76
Сейчас пользуюсь Еленберг, кайфовая весчь. До этого была такая же, да вот залили водой солёной из под пельменей, злодеи. Буду на её базе чудить. Кстати не забудьте про плавное включение нагрузки, очч полезная весчь.
sind-rom
Цитата(Ramzess76 @ Mar 10 2011, 20:26) *
Кстати не забудьте про плавное включение нагрузки, очч полезная весчь.

А как это? Нагрузка либо есть (в моем случае:деталь в поле индуктора), либо нет. Регулировка мощности (так же в моем случае) либо ЛАТРом, либо длительностью открытого ключа (скважность и частота).
Ramzess76
При подключении нагрузки, идёт плавное нарастание мощности, путём постепенного увеличения ширины управляемых импульсов ключевого транзистора. Если есть живая индукционная печь, то можно определить на слух постепенное увеличение мощности. Ну и защита от превышаемого тока в нагрузке не помешает.
sind-rom
Цитата(Ramzess76 @ Mar 11 2011, 19:08) *
При подключении нагрузки, идёт плавное нарастание мощности, путём постепенного увеличения ширины управляемых импульсов ключевого транзистора. Если есть живая индукционная печь, то можно определить на слух постепенное увеличение мощности. Ну и защита от превышаемого тока в нагрузке не помешает.

Да, действительно. Печь, описанная ранее, такой звук издавала. В моем устройстве это делается вручную ( sm.gif пока вручную) способами, которые назвал выше.
For All:
Все-таки кто-нибудь может направить на мысль: чем хорош индуктор в параллельном/последовательном контуре? Какие могут быть критерии для выбора того или иного контура?
sind-rom
Цитата(dmitrp @ Mar 10 2011, 18:39) *
Совсем не верно.

Да, действительно. Промоделировал оба вида контура (правда в однотактной схеме) - никакой разницы не заметил. Видимо маловитковость никакого отношения к виду возбуждающего контура не имеет.
pantelei4
Цитата(sind-rom @ Mar 9 2011, 21:24) *
Интересно узнать мнение общественности по следующему вопросу: индуктор в составе последовательного или параллельного контура. В каких случаях отдать предпочтение последовательному, а в каких параллельному контуру.
Для себя сделал умозаключение, что параллельный контур выбирается для маловиткового индуктора. Насколько это верно?


В чистом виде параллельный можно испльзовать только с инвертором тока, а послед с инвертором напряжения.
От количества витков индуктора совершенно не зависит.
А сложные контура можно использовать с обоими, существует немало вариантов однозначно прокомментировать невозможно.
sind-rom
Цитата(pantelei4 @ Mar 13 2011, 19:11) *
В чистом виде параллельный можно испльзовать только с инвертором тока, а послед с инвертором напряжения.
От количества витков индуктора совершенно не зависит.
А сложные контура можно использовать с обоими, существует немало вариантов однозначно прокомментировать невозможно.

Спасибо за ответ. А может подскажите где можно почитать/подсмотреть про схемотехнику силовых инверторов тока/напряжения?
pantelei4
Цитата(sind-rom @ Mar 14 2011, 08:06) *
Спасибо за ответ. А может подскажите где можно почитать/подсмотреть про схемотехнику силовых инверторов тока/напряжения?

Одна из более менее Г. С. ЗИНОВЬЕВ ОСНОВЫ СИЛОВОЙ ЭЛЕКТРОНИКИ, вобще книжек и журналов по силе сейчас появилось .
Но конкретного ответа применительно к индукционному нагреву найти трудно.
Есть хороший журнал Силовая электроника, но в электронном виде его мало, на сайте много разрозненных статей прошлых лет.
sind-rom
Цитата(pantelei4 @ Mar 14 2011, 09:29) *
Одна из более менее Г. С. ЗИНОВЬЕВ ОСНОВЫ СИЛОВОЙ ЭЛЕКТРОНИКИ, вобще книжек и журналов по силе сейчас появилось .
Но конкретного ответа применительно к индукционному нагреву найти трудно.
Есть хороший журнал Силовая электроника, но в электронном виде его мало, на сайте много разрозненных статей прошлых лет.

Спасибо, интересны именно статьи.
pantelei4
Цитата(sind-rom @ Mar 15 2011, 04:26) *
Спасибо, интересны именно статьи.

Вот лови - твоя тема имеется. Ну собственно параллельный инвертор напряжения, типа прёт против природы.
http://depositfiles.com/files/jpu2naa20
sind-rom
Цитата(pantelei4 @ Mar 15 2011, 10:38) *
Вот лови - твоя тема имеется. Ну собственно параллельный инвертор напряжения, типа прёт против природы.
http://depositfiles.com/files/jpu2naa20

О, благодарствую! Прочитал, но не понял, почему "против против природы" sm.gif
pantelei4
Цитата(sind-rom @ Mar 17 2011, 04:45) *
О, благодарствую! Прочитал, но не понял, почему "против против природы" sm.gif

Моё мнение параллельный инвертор напряжения то-же самое, что телегу впереди лошади поставить.
Хотя как знать, делают-же вовсю...
Просто нельзя физически два кондёра с разным потенциалом коммутировать ключом без дополнительных элементов.
Блин то,что выкладывал уже и в открыто виде есть. http://www.power-e.ru/2009_1_46.php
sind-rom
Цитата(pantelei4 @ Mar 17 2011, 13:16) *
Моё мнение параллельный инвертор напряжения то-же самое, что телегу впереди лошади поставить.
Хотя как знать, делают-же вовсю...
Просто нельзя физически два кондёра с разным потенциалом коммутировать ключом без дополнительных элементов.

Так уж получилось, что тему я эту начал осваивать именно с такой схемотехники.
Когда моделировал свое устройство в LTspice, по-началу очень напрягал бросок тока в "много" ампер в момент первой коммутации (начальное условие - конденсатор разряжен), и по-началу устройство содержало дроссель по входу. Потом от дросселя отказался, не знаю почему. До сих пор устройство работает без него. Посмотрим как долго sm.gif
pantelei4
Цитата(sind-rom @ Mar 17 2011, 16:39) *
Так уж получилось, что тему я эту начал осваивать именно с такой схемотехники.
До сих пор устройство работает без него. Посмотрим как долго sm.gif

Думаю подобная схемотехника для более-менее приличных мощностей совсем негодится.
Как выражается один мой хороший друг всё равно что крутить педали велосипеда одной ногой, да ещё против ветра.
Он, кстати транзисторных модулей тоже понапалил пытаясь поднять хоть сколько нибудь мощность подобного генератора.
sind-rom
Цитата(pantelei4 @ Mar 17 2011, 18:06) *
Думаю подобная схемотехника для более-менее приличных мощностей совсем негодится.

Так у меня скромные потребности. До 500Вт.
Цитата(pantelei4 @ Mar 17 2011, 18:06) *
Как выражается один мой хороший друг всё равно что крутить педали велосипеда одной ногой, да ещё против ветра.

Безусловно, что четырьмя ногами крутить педали намного приятнее (..если я правильно понял аналогию).
pantelei4
Цитата(sind-rom @ Mar 17 2011, 19:30) *
Так у меня скромные потребности. До 500Вт.

По всей видимости диапазон допустимых нагрузок очень мал.
Зато при всех недостатках его главное достоинство -ПРОСТОТА.
НЕХ
Новый хороший ключ http://catalog.compel.ru/blog/2011/03/18/c...rbida-kremniya/
pantelei4
Цитата(НЕХ @ Mar 18 2011, 17:36) *
Новый хороший ключ


Хрена-се. wacko.gif
122.61 $ CMF20120D (CREE) MOSFET транзистор: N-канал, 1200 В, 33 А, 110 мОм
За такую цену я и сам переключаться стану.
SNGNL
Ничего, подешевеют $ или вымрут. Ежели денег платить неохота, закажите бесплатные образцы у производителя. Только потребуется обосновать, зачем понадобились.
air77
Вроде всю ветку прочитал, но так и не понял, как автор реализует квазирезонансный режим - в какой точке (или точках) схемы анализируются потенциалы для определения времени включения IGBT? Если берется только потенциал на коллекторе, то это ошибка.
sind-rom
Цитата(air77 @ Apr 8 2011, 01:51) *
Вроде всю ветку прочитал, но так и не понял, как автор реализует квазирезонансный режим - в какой точке (или точках) схемы анализируются потенциалы для определения времени включения IGBT? Если берется только потенциал на коллекторе, то это ошибка.

Если под "временем включения IGBT" имеется ввиду момент включения, то действительно этот момент берется на основании потенциала коллектора. Включение происходит в минимуме коллекторного напряжения. Если видите ошибку, то не сочтите за труд, расскажите в чем Вы ее видите.
Извиняюсь за молчание, начинаю следить за веткой.
air77
Цитата(sind-rom @ Apr 19 2011, 22:57) *
Если под "временем включения IGBT" имеется ввиду момент включения, то действительно этот момент берется на основании потенциала коллектора. Включение происходит в минимуме коллекторного напряжения.


Посмотрите на схему Elenberg IC-1900. Там сравниваются потенциалы горячей и холодной сторон колебательного контура. Точка включения - переход через ноль ( в плюс или в минус, зависит что от чего отнимать). Ту же мысль встречал в какой-то литературе. Года два назад я реализовал этот принцип, но не стал морочиться с кучей компараторов и фильтров, сделал на ATTINY26 20мгц, использовал встроенный компаратор. Его включение - на прерывание, а там можно включать хоть каждый период, хоть через один, менять длительность и момент включения и т.д. Все работало. Однако, здесь особое внимание следует обратить на контроль режимов - ток, напряжение на коллекторе, температура катушки и радиатора.
sind-rom
Цитата(air77 @ Apr 21 2011, 20:54) *
Посмотрите на схему Elenberg IC-1900. Там сравниваются потенциалы горячей и холодной сторон колебательного контура. Точка включения - переход через ноль ( в плюс или в минус, зависит что от чего отнимать).

Да, видел в схеме Еленберг отводы от колебательного контура. Для себя решил, что по этому напряжению логика судит о перенапряжениях и наличии нагрузки. Осциллограммы рабочей плитки показали включение в минимуме коллекторного напряжения. AN-9012 тоже говорит, что включаться надо в минимуме. Видимо, я что-то недопонял.
Для себя рассуждаю так: чтобы ключ не грелся, надо переключаться при нуле тока или напряжения. Рассмотрим второе. Для низкодобротного контура это вытекает в переключение в минимуме напряжения, т.к. нуля коллекторное напряжение не достигает. Где я ошибаюсь? Чего не вижу?
При переключении в нуле контурного напряжения означает, что коллектор находится под потенциалом сети? В это время ток через контур(он же коллекторный) нулевой, так? Или как?
Интересненько, попробую промоделировать. Спасибо за пищу для размышлений.
Цитата(air77 @ Apr 21 2011, 20:54) *
Ту же мысль встречал в какой-то литературе. Года два назад я реализовал этот принцип, но не стал морочиться с кучей компараторов и фильтров, сделал на ATTINY26 20мгц, использовал встроенный компаратор. Его включение - на прерывание, а там можно включать хоть каждый период, хоть через один, менять длительность и момент включения и т.д. Все работало. Однако, здесь особое внимание следует обратить на контроль режимов - ток, напряжение на коллекторе, температура катушки и радиатора.

Моя реализация с обратной связью по коллекторному напряжению не оправдала мои надежды. Использовал прерывание у ATtiny261 на переход в ноль. Система работала и отслеживала изменения индуктивности контура при приближении нагрузки, НО, когда нагрузка велика, то коллекторное напряжение не достигало нуля и прерывания не происходило. sad.gif А каким-то другим способом отслеживать минимум коллекторного напряжения я отказался. Так эту идею и оставил.
Было бы интересно познакомиться с Вашей реализацией.
SNGNL
Цитата(sind-rom @ Apr 22 2011, 21:26) *
НО, когда нагрузка велика, то коллекторное напряжение не достигало нуля и прерывания не происходило.

Это лишь свидетельствует о том, что энергии контура при большой нагрузке недостаточно для поддержания необходимого размаха колебаний. Если не менять параметры контура, то нужно повышать питающее напряжение. На х.х. это может вызвать аварийный режим, поэтому питающее напряжение приходится понижать.
Загляните в соседнюю ветку. В схеме между выпрямителем и инвертором, стоит регулятор напряжения.
Плитки рассчитаны на более узкий диапазон нагрузок. Выход за пределы диапазона приводит к отключению инвертора.
air77
Цитата(sind-rom @ Apr 22 2011, 20:26) *
AN-9012 тоже говорит, что включаться надо в минимуме. Видимо, я что-то недопонял.

Если включаться в минимуме напряжения на коллекторе (как отследить? дифференцированием?) или в нуле, то что произойдет - или ничего (при коротком импульсе на затворе) или кз при очень длинном или просто начало нового колебания на контуре с новой фазой. Вообще, минимум коллекторного напряжения возникает в результате включения транзистора rolleyes.gif Задача схемы - начать раскачивать контур, а затем поддерживать его колебания включая транзистор в фазе с ними (компенсируя потери в контуре). Точка включения - минимум энергии на конденсаторе. За период колебаний таких точек две - т.е. - исходное - импульс транзистора - конд. заряжается - транз. закрываем - конд. начинает разряжаться на инд. - 0 на конд. (здесь ничего не делаем) - конд. начинает заряжаться в обратную сторону за счет процессов в индуктивности (что приводит к росту напряжения выше сетевого на коллекторе) - кон. разряжается - 0 на конд. (здесь опять включаем транзистор) и т д. Все делал на параллельном контуре
В Elenberg IC-1900 потенциалы точек контура сравниваются на компараторе U2B, результат идет на контроллер (PAN-IRQ). Я делал проще - два одинаковых делителя, сигналы с них на встроенный компаратор. Можно делители сделать неодинаковыми чтобы поймать точку пораньше - больше свободы для программной подстройки момента включения. Если смотреть на осциллографе напряжение на контуре - почти идеальная синусоида при средней нагрузке. Без нагрузки перенапряжение до 1000в, поэтому все время смотреть за этим.
sind-rom
Цитата(air77 @ Apr 26 2011, 00:26) *
Если включаться в минимуме напряжения на коллекторе (как отследить? дифференцированием?)

Ну вот и я не решил. Простых способов не нашел.
Цитата(air77 @ Apr 26 2011, 00:26) *
или в нуле, то что произойдет - или ничего (при коротком импульсе на затворе) или кз при очень длинном или просто начало нового колебания на контуре с новой фазой.

Я полагал, что в этот момент (когда ключ открыт) в контур передается энергия от сети (ну или конденсатора), которая после запирания ключа заставляет контур сделать следующее колебание. Разве не так?
Цитата(air77 @ Apr 26 2011, 00:26) *
Вообще, минимум коллекторного напряжения возникает в результате включения транзистора rolleyes.gif

Не только! Ведь если не включать транзистор, то можно обнаружить несколько минимумов (во время отрицательных полупериодов свободных затухающих колебаний).
Ну а в общем Вы, конечно же, правы...
Цитата(air77 @ Apr 26 2011, 00:26) *
Задача схемы - начать раскачивать контур, а затем поддерживать его колебания включая транзистор в фазе с ними (компенсируя потери в контуре). Точка включения - минимум энергии на конденсаторе. За период колебаний таких точек две - т.е. - исходное - импульс транзистора - конд. заряжается - транз. закрываем - конд. начинает разряжаться на инд. - 0 на конд. (здесь ничего не делаем) - конд. начинает заряжаться в обратную сторону за счет процессов в индуктивности (что приводит к росту напряжения выше сетевого на коллекторе) - кон. разряжается - 0 на конд. (здесь опять включаем транзистор) и т д. Все делал на параллельном контуре

Но зачем подпитывать контур именно в минимуме напряжения на конденсаторе? Как обстоят дела с нагревом ключа? Ведь в таком случае переключение происходит под потенциалом сети.
Цитата(air77 @ Apr 26 2011, 00:26) *
В Elenberg IC-1900 потенциалы точек контура сравниваются на компараторе U2B, результат идет на контроллер (PAN-IRQ). Я делал проще - два одинаковых делителя, сигналы с них на встроенный компаратор. Можно делители сделать неодинаковыми чтобы поймать точку пораньше - больше свободы для программной подстройки момента включения. Если смотреть на осциллографе напряжение на контуре - почти идеальная синусоида при средней нагрузке. Без нагрузки перенапряжение до 1000в, поэтому все время смотреть за этим.

Посмотрите, пожалуйста, осциллограмы снятые мной с работающей плитки. В Вашем устройстве похожие? По-моему там отчетливо видно включение ключа в нуле коллекторного напряжения. Хочу знать Ваши мнение.
air77
Цитата(sind-rom @ Apr 26 2011, 01:18) *
Ну вот и я не решил. Простых способов не нашел.

Я полагал, что в этот момент (когда ключ открыт) в контур передается энергия от сети (ну или конденсатора), которая после запирания ключа заставляет контур сделать следующее колебание. Разве не так?

Думаю, так
Цитата(sind-rom @ Apr 26 2011, 01:18) *
Но зачем подпитывать контур именно в минимуме напряжения на конденсаторе? Как обстоят дела с нагревом ключа? Ведь в таком случае переключение происходит под потенциалом сети.

В моем случае ключ грелся, но приемлемо. Вода кипятилась хорошо. Он в любом случае греется - недаром в оригинале мощный радиатор и вентилятор
Цитата(sind-rom @ Apr 26 2011, 01:18) *
Посмотрите, пожалуйста, осциллограмы снятые мной с работающей плитки. В Вашем устройстве похожие? По-моему там отчетливо видно включение ключа в нуле коллекторного напряжения. Хочу знать Ваши мнение.

Вижу. Наверное, есть в этом сермяжный смысл. Вся беда в том, что ноль на конденсаторе легко отследить, а минимумы при переменном размахе и частоте - трудно. Дифференцирующая цепочка не работает, т.к. для правильного дифференцирования для каждой частоты и размаха нужна своя постоянная времени RC. Вариант - непрерывно измерять период колебаний и отсчитывать четверть периода от точки нуля на контуре. Надо бы промоделировать. Городить схему как в еленберге не готов - да и мне не очень сейчас понятно, как она работает.

Кстати, режим с достижением коллекторного напряжения нуля - не рабочий (нет нагрузки или нагрузка - не ферромагнетик), поэтому его вообще нет смысла рассматривать.

вот что пишут в an-9012 "The turn-on time of the switching circuit is determined by comparing the sizes of DC-LINK and the resonant voltage (Vce)." Стр. 23
sind-rom
Цитата(air77 @ Apr 26 2011, 23:39) *
В моем случае ключ грелся, но приемлемо. Вода кипятилась хорошо. Он в любом случае греется - недаром в оригинале мощный радиатор и вентилятор

Я видел в китайской плитке небольшой радиатор (конечно, это все субъективно), но с принудительном обдувом. Кстати, там стоял 15N120 и заявленная мощность 1800Вт.
Цитата(air77 @ Apr 26 2011, 23:39) *
Кстати, режим с достижением коллекторного напряжения нуля - не рабочий (нет нагрузки или нагрузка - не ферромагнетик), поэтому его вообще нет смысла рассматривать.

Ну почему же. В моем случае, когда нагреву подвергаются алюминиевые детали, такой режим актуален. Но это, конечно, специфика.

air77
Цитата(sind-rom @ Apr 27 2011, 00:54) *
Ну почему же. В моем случае, когда нагреву подвергаются алюминиевые детали, такой режим актуален. Но это, конечно, специфика.

Интересно, на каких режимах греете алюминиевые детали - частота, потр. мощность. Перенапряжения компенсируете защитными диодами? Какие результаты на выходе (масса детали - нагрев до какой температуры? за какое время? Если возможно, покажите форму напряжения на коллекторе. И зачем это нужно - не работают другие способы?
pantelei4
Цитата(sind-rom @ Apr 26 2011, 00:18) *
Я полагал, что в этот момент (когда ключ открыт) в контур передается энергия от сети (ну или конденсатора), которая после запирания ключа заставляет контур сделать следующее колебание. Разве не так?

Не только! Ведь если не включать транзистор, то можно обнаружить несколько минимумов (во время отрицательных полупериодов свободных затухающих колебаний).
Ну а в общем Вы, конечно же, правы...

Но зачем подпитывать контур именно в минимуме напряжения на конденсаторе? Как обстоят дела с нагревом ключа? Ведь в таком случае переключение происходит под потенциалом сети.

Посмотрите, пожалуйста, осциллограмы снятые мной с работающей плитки. В Вашем устройстве похожие? По-моему там отчетливо видно включение ключа в нуле коллекторного напряжения. Хочу знать Ваши мнение.


В установившемся режиме работы именно в нуле напряжения на транзисторе и надо его включать - когда открыт обратный диод. В этом заключается суть квазирезонанса. Во время открытого состояния ключа индуктивность (индуктор) набирает ток, тем самым пополняя энергию колебательного контура.
Включать транзистор в минимуме, а не внуле напряжения нельзя, если не прингимаются меры ограничения зарядного тока конденсатора ( скажем коммутирующая индуктивность последовательно с параллельным контуром, которая в свою очередь начнёт создавать на коллекторе выбросы самоиндукции в момент выключения, и придётся бороться с другим злом).
В статье из журнала по однотактам это хорошо разжовано.
Это и накладывает сильные ограничения на диапазон нагрузок такого генератора.
sind-rom
Цитата(air77 @ Apr 28 2011, 00:57) *
Интересно, на каких режимах греете алюминиевые детали - частота, потр. мощность.

Частота в районе 30кГц, плюс минус 10кГц. Использовал с разными индукторами. Потребляемая мощность (без учета cosфи, принят за 1) 300-500Вт. Детали самые разные, массой до 80-100г. Задача: просто разогревать до 150-200 градусов. Время не критично.

Цитата(air77 @ Apr 28 2011, 00:57) *
Перенапряжения компенсируете защитными диодами?

Тут я еще в раздумьях. Были выходы их строя ключа от перенапряжения при том, что TVSы сохранили работоспособность. Как это вышло для меня все еще загадка. Поэтому я в цепь TVSов включил светодиод, а оператору сказал ЛАТРом снижать напряжения если светодиод загорается. Но это, конечно, не выход. Думаю этот процесс автоматизировать.
Для просмотра полной версии этой страницы, пожалуйста, пройдите по ссылке.
Invision Power Board © 2001-2025 Invision Power Services, Inc.