Схема управления симистором для трансформаторого сварочного аппарата

[Lerik-Co]

Добрый день!

Лет 10 назад был приобретен полуавтомат Феникс ПДГ-240-1 производства ООО РостДон (красный) с дополнительным режимом дуговой сварки.

Сайт производителя: http://svarkayug.ru

В отличие от Циклона и ему подобных, в этом аппарате на выходе силового трансформатора стоят не два тиристора, а два силовых выпрямительных диода ВЛ-200. Управление (вкл/выкл) осуществляется одним-единственным симистором ТС142-80 (80A, 1200V) на высокой  стороне трансформатора.

Спустя несколько лет перестал отключаться симистор (похоже пробило), а спустя еще несколько лет напряжение на выходе полуавтомата вообще пропало.Разбираться было особо некогда, поэтому просто перемкнул его напрямую и продолжил работать. Если в режиме дуговой сварки (РДС) разницы никакой, то в режиме полуавтомата - не очень приятно постоянное наличие напряжения.

Теперь думаю, пришло время разобраться с этими проблемами и вернуть всё в первоначальное состояние.

Исходная схема (срисована вручную):

Схема в формате *.spl7: https://yadi.sk/d/P8N8V_cjW63YBw

Печатная плата в формате *.lay6: https://yadi.sk/d/wGsK17Gl38pK4w

В нашей пустыне купить новый симистор не представилось возможным, на ЧипДипе он стОит 1600руб. Купить можно, но не факт, что проработает дольше своего предшественника.

 

На другом форуме посоветовали заменить его на тиристоры 70TPS12 по схеме:

Стоимость тиристоров на алиэкспресс была копейка за пучок, поэтому решил попробовать.

Схема для перехода с симистора на тиристоры:

Схема в формате *.spl7: https://yadi.sk/d/G1CbNGRc92-Yrg

Собрал, проверил на лампочке 100 Вт - работает хорошо: замыкаю через 680 Ом Т2 и Т3 - загорается, размыкаю - тухнет.

Поставил в аппарат, проверил на холостом ходу - всё работает хорошо: трансформатор включается и выключается, напряжение на выходе появляется и пропадает.

При первой же попытке воспользоваться полуавтоматом тиристоры замкнуло накоротко, трансформатор включился и больше не отключился.

При попытке воспользоваться дуговой сваркой, получил бум и бах. Результат на фото.

Возможно, китайские друзья впарили фигню.

 

Советуют также использовать связку BTA40-600B + MOC3063. Говорят, нормально работают в сварочниках.

Схему я для себя набросал вот в таком виде:

Не знаю, может накосячил где? Да и сомнения что-то берут - симистор на 40А - не слабоват ли?

 

В общем, посоветуйте, как проще и с минимальными затратами восстановить функционал аппарата?

 

PS: А, да, еще магнитный пускатель предлагали поставить, но так не охота туда лазить ревизию контактам делать.

[Реклама]

Реклама: ООО ТД Промэлектроника, ИНН: 6659197470, Тел: 8 (800) 1000-321

[E_C_C]

В момент включения , ток ограничен только активным сопротивлением первичной обмотки. Сопротивление мало , соответственно бросок тока большой. У ТС142 максимальный импульсный(ударный) ток под 500А, китайские аналоги намного меньше. Могу предложить Т142-80-10 два штуки, проверенно работали в похожем аппарате, пишите в личку договоримся. Или применить любые другие тиристоры или симисторы с большим током. Это если по простому.

По сложному -  делать схему отслеживания нуля и включать тиристоры на пике синусоиды, тогда ток будет минимальным и плавно нарастающим .  Как бы это не казалось парадоксальным, но именно на пике, т.к. ток в индуктивности отстает от напряжения. У MOC3063 встроенный детектор нуля, нагрузка включится в момент перехода синусоиды через ноль, это хорошо для лампочек и подобного, но для индуктивных нагрузок это плохо, будет бросок тока.

з/ы собственно потому и разница в стоимости нормальных тиристоров , допускающих многократный перегруз, и китайских поделок.

Изменено 17 апреля, 2019 пользователем E_C_C

[Реклама]

20% скидка на весь каталог электронных компонентов в ТМ Электроникс!

Акция "Лето ближе - цены ниже", успей сделать выгодные покупки!

Плюс весь апрель действует скидка 10% по промокоду APREL24 + 15% кэшбэк и бесплатная доставка!

Перейти на страницу акции

Реклама: ООО ТМ ЭЛЕКТРОНИКС, ИНН: 7806548420, info@tmelectronics.ru, +7(812)4094849

[Lerik-Co]

3 часа назад, E_C_C сказал:

 Как бы это не казалось парадоксальным, но именно на пике, т.к. ток в индуктивности отстает от напряжения.

Во-первых, не факт, что он будет отставать именно на 90 градусов. Поэтому, вовсе не очевидно, что нас интересует именно максимум напряжения.

Во-вторых, как Вы правильно сказали, ток отстает от напряжения, а не опережает. Не стОит заблуждаться его периодичностью. Ток в цепи вряд ли появится раньше напряжения.

[Реклама]

Выбираем схему BMS для корректной работы литий-железофосфатных (LiFePO4) аккумуляторов

 Обязательным условием долгой и стабильной работы Li-FePO4-аккумуляторов, в том числе и производства EVE Energy, является применение специализированных BMS-микросхем. Литий-железофосфатные АКБ отличаются такими характеристиками, как высокая многократность циклов заряда-разряда, безопасность, возможность быстрой зарядки, устойчивость к буферному режиму работы и приемлемая стоимость. Но для этих АКБ, также как и для других, очень важен контроль процесса заряда и разряда, а специализированных микросхем для этого вида аккумуляторов не так много. Инженеры КОМПЭЛ подготовили список имеющихся микросхем и возможных решений от разных производителей. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[ART_ME]

Насколько я понял, при работе без нагрузки все было нормально, а бабах произошел при включении нагрузки. Т.е. очень похоже на то, что тиристоры не выдержали тока через них. Их отгоревшие выводы тоже намекают на это.

Скорее всего Вам не удастся повысить надежность за цену ниже цены оригинального симистора.

Дело а том, что оригинальный симистор мог сгореть и не сам по себе, а например из-за искрового пробоя обмотки трансформатора во время работы под нагрузкой.. Т.е. получается, что Вам сначала нужно восстановить работоспособность согласно оригинальной схеме, а уж потом думать о её улучшении.

 

Изменено 17 апреля, 2019 пользователем ART_ME

[Vslz]

Тиристоры в таких схемах могут вносить постоянную составляющую или даже выпрямлять ток. На лампе этого конечно не будет заметно, и ей пофиг. А вот на моторе или трансформаторе - очень даже, с входом в насыщение и бабахом. Это может происходить из-за разброса токов срабатывания тиристоров. В результате, токи анодов тиристоров +/- оказываются разными = появление постоянной составляющей. Сопротивление обмотки трансформатора обычно низкое, поэтому, легкой асимметрии достаточно для появления большой постоянки. 

Можно в режиме лампочки, померить постоянное напряжение на открытом (проводящем) ключе. Оно должно быть равно 0, т.е., оба полупериода симметричны. Если не так, то это проблема.

Изменено 17 апреля, 2019 пользователем Vslz

[ART_ME]

На хх постоянная составляющая тоже есть, однако схема работала.

ТС, а предохранитель а схеме есть?

Изменено 17 апреля, 2019 пользователем ART_ME

[E_C_C]

2 часа назад, ART_ME сказал:

 

Тиристоры в таких схемах могут вносить постоянную составляющую или даже выпрямлять ток.

 

Могут,  но не вносят. Эти схемы давно известны и применяемы, т.н. тиристорные пускатели, в том числе и для асинхронных двигателей.

4 часа назад, Lerik-Co сказал:

Во-первых, не факт, что он будет отставать именно на 90 градусов. Поэтому, вовсе не очевидно, что нас интересует именно максимум напряжения.

Видимо у вас своя, особенная теория электротехники. Можно только пожелать удачи в изучении. 

4 часа назад, Lerik-Co сказал:

Во-вторых, как Вы правильно сказали, ток отстает от напряжения, а не опережает. Не стОит заблуждаться его периодичностью. Ток в цепи вряд ли появится раньше напряжения.

Ну ну.

[Vslz]

1 час назад, E_C_C сказал:

тиристорные пускатели, в том числе и для асинхронных двигателей

я в курсе наличия таковых, но у тех, что я видел - трансформаторное импульсное (вертикальное) управление.

Изменено 17 апреля, 2019 пользователем Vslz

[Lerik-Co]

17 часов назад, ART_ME сказал:

Дело а том, что оригинальный симистор мог сгореть и не сам по себе, а например из-за искрового пробоя обмотки трансформатора во время работы под нагрузкой.

Стоп-стоп-стоп. А откуда там могло появиться такое напряжение для искрового пробоя? Там максимум могло появиться межвитковое из-за перегрева. Перегрев пару раз был, но срабатывал термопредохранитель в трансформаторе и аппарат отключался. После этого были установлены два вентилятора (вдув-выдув) и больше перегревов не случалось. После этого трансформатор нормально работал несколько лет. Не похоже, что в нем есть проблемы.

 

17 часов назад, ART_ME сказал:

Т.е. получается, что Вам сначала нужно восстановить работоспособность согласно оригинальной схеме, а уж потом думать о её улучшении.

Напротив, оригинальная схема доказала свою несостоятельность, из-за чего я "попал" на стоимость нового симистора. Нет смысла покупать такой же симистор и снова его "потерять".

 

17 часов назад, ART_ME сказал:

Насколько я понял, при работе без нагрузки все было нормально, а бабах произошел при включении нагрузки. Т.е. очень похоже на то, что тиристоры не выдержали тока через них. Их отгоревшие выводы тоже намекают на это.

Очень похоже на то. Однако, сейчас я заменил эти тиристоры на такие же (из этой же партии), заменил (по совету спецов с другого форума) резистор между управляющими электродами с 680 Ом на 300 Ом. Собрал это всё как отдельное устройство с вилкой-выключателем-розеткой и... И это устройство выдерживает одновременное включение двух утюгов. Собираюсь испытать его на сварочном аппарате в ближайшее время, но пока нету доступа к телу.

 

16 часов назад, Vslz сказал:

Тиристоры в таких схемах могут вносить постоянную составляющую или даже выпрямлять ток. На лампе этого конечно не будет заметно, и ей пофиг. А вот на моторе или трансформаторе - очень даже, с входом в насыщение и бабахом. Это может происходить из-за разброса токов срабатывания тиристоров. В результате, средние токи через них оказываются разными.

Можно в режиме лампочки, померить постоянное напряжение на открытом (проводящем) ключе. Оно должно быть равно 0, т.е., оба полупериода симметричны.

Было такое предположение, именно поэтому и предложили уменьшить величину резистора на управляющих электродах вдвое. Сегодня при подключенных лампе и утюге замерил мультиметром падение напряжения на тиристорах (они включены встречно-параллельно). При режиме измерения постоянного тока получил 0В. При режиме измерения переменного тока получил тоже 0В. Не знаю, насколько можно верить таким измерениям, но осциллографа у меня, увы, нету.

 

15 часов назад, ART_ME сказал:

ТС, а предохранитель а схеме есть?

Эмм... Предохранитель? Хм... На входе аппарата стоит автоматический выключатель на 25А. Есть еще термопредохранитель внутри трансформатора (не в курсе на какой номинал). На этом всё.

 

13 часа назад, E_C_C сказал:

Видимо у вас своя, особенная теория электротехники. Можно только пожелать удачи в изучении.

Курс электротехники нам преподавали хорошо, но безусловно уже очень давно. Однако, насколько я помню, даже в элементарной индуктивной цепочке величина сдвига между напряжением и током будет  зависеть от соотношения активной и реактивной составляющих сопротивлений. А уж в трансформаторе и подавно, при активной нагрузке на вторичке, там получается LR цепь, а значит ток вторички будет сдвинут от напряжения вторички НЕ на 90 градусов. Этот сдвинутый ток создает сдвинутую эдс в первичке, сумма двух сдвинутых синусоид это опять же сдвинутая синусоида. То есть в первичке напряжение и ток тоже становятся сдвинутыми НЕ на 90 градусов.

Если я не прав - поправьте меня.

 

13 часа назад, E_C_C сказал:

Эти схемы давно известны и применяемы, т.н. тиристорные пускатели, в том числе и для асинхронных двигателей.

И для сварочных аппаратов тоже:

Про схему на тиристорах могу сказать одно: ближе к праздникам получу доступ к сварочному аппарату и проведу испытания. Если получу такой же эффект, как и в прошлый раз, то рассматривать их (тиристоры) применительно к данной теме в дальнейшем не буду.

PS: кстати, деньги за эти тиристоры на алиэкспресс уже вернули.

А пока хотелось бы обсудить вышеприведенную схему управления симистором через MOC3036. Смущает то, что на разных схемах, приведенных на просторах интернета,  указываются разные номиналы сопротивлений без особого обоснования. Поэтому хотел бы попросить прокомментировать номиналы. И еще, эту схему я могу использовать без изменений  с любым тиристором? Хоть с BTA40-600B, хоть с ТС142-80?

Изменено 18 апреля, 2019 пользователем Lerik-Co

[ART_ME]

55 минут назад, Lerik-Co сказал:

Перегрев пару раз был

Что могло привести нарушению изоляции. Под искровым пробоем а данном случае понимается в  .ч. и межвитковое, но не постоянное, а кратковременное под нагрузкой. Для выгорания тиристора его достаточно.

Изменено 18 апреля, 2019 пользователем ART_ME

[ART_ME]

25 минут назад, Lerik-Co сказал:

 

А пока хотелось бы обсудить вышеприведенную схему управления симистором через MOC3036. Смущает то, что на разных схемах, приведенных на просторах интернета,  указываются разные номиналы сопротивлений без особого обоснования.

Довольно давно делаю симисторные коммутаторы управления тормозом двигателя. Неизменно ставлю MOC3062 с резисторами из даташита на неё. Кстати, в этом даташите дан и их расчет для тиристорной схемы. Симисторы применяю типа BT, с номиналами резисторов обхожусь весьма вольно, т.е. ставлю ближайшие по номиналу из наличия.

[proba]

в этой схеме коммутация симистора происходит почти на вершине синуса

 

Изменено 18 апреля, 2019 пользователем proba

[Vslz]

В даташите на "моську" приводится схема с дополнительным снаббером в цепи управления. Указано, что это зависит от типа нагрузки. 

[Lerik-Co]

В 18.04.2019 в 10:01, Lerik-Co сказал:

Про схему на тиристорах могу сказать одно: ближе к праздникам получу доступ к сварочному аппарату и проведу испытания.

Испытания прошли неудачно:

Подключал вот в таком виде два утюга с лампочкой - никаких проблем: включает и выключает. Воткнул в розетку сварочный аппарат (на ХХ, естественно), включил - работает. Израсходовал пару электродов 3мм, работает. Затем на ХХ попробовал поклацать выключателем сборки и на четвертом "клац" тиристоры включились и больше не отключились.