Простой в повторении и изготовлении сварочный инвертор Липина (косой мост)

[KT117]

Плохим сварочным швом

Была такая методика расчета дросселя 

Скрытый текст

Изготовление силового дросселя.

Минимальную индуктивность силового дросселя можно оценить по  формуле:

Ldr = Ufire(U2peak - Ufire) / 2 * U2peak * Imin *F

Где:

Ufire – напряжение на горящей дуге, для простоты примем 23V

U2peak – амплитудное значение напряжения на вторичной обмотке, оно вычисляется как  U2peak = U1max / Ktr = 325/3=108V

Imin – минимальный сварочный ток. Имеет смысл выбирать более 40А, т.к. при низких значениях тока габариты дросселя ощутимо увеличатся.

F – частота преобразования, которая использовалась при расчете трансформатора.

После расчетов получим индуктивность около 3мкГн. Это очень не большая индуктивность, и некоторые производители не используют дроссель как таковой. Его роль выполняют  силовые сварочные кабели.  Однако в большинстве  случаев дроссель используется, его индуктивность и конструктив продиктованы, как мне кажется, чисто экономическими соображениями. Можно, например, встретить индуктивности от 5мкГн до 50мкГн. Я исходил из конструктивных удобств. После выбора сердечника, который подойдет по размеру, я рассчитывал  дроссель таким образом, чтобы его сердечник использовался полностью - т.е. работал почти на максимальной индукции. После этого проводил  рабочее испытание, если качество работы меня устраивало, и не было перегревов – оставлял конструкцию без изменений. Такой «итерационный» подход нельзя назвать научным, однако любитель не располагает большим выбором сердечников. И он оправдан для использования тех материалов, что оказались «под рукой».  В итоге получилась индуктивность 13мкГн, что вполне соответствует промышленным образцам.  Может оказаться, что указанное кольцо из «распыленного железа»(Iron Powder) не просто приобрести. Тогда  можно  попробовать применить материалы МП-140(пресспермаллой, он дороже, но более распространен), альсифер (часто использовался в «военных» дросселях), феррит (заметно увеличатся габариты) и даже листовое трансформаторное железо (сам не пробовал, однако его используют). При выборе следует обратить внимание на сечение сердечника, оно должно быть порядка сотен мм.кв. , и на длину магнитной линии , она должна быть порядка 150-300мм.

После визуального выбора сердечника определяем его  пригодность для работы в данной схеме по такому алгоритму:

1.Оцениваем, сколько витков может поместиться  в окно сердечника.

2.Вычисляем максимальную индукцию в сердечнике, по формулам:

для кольцевого сердечника (пресспермаллой, альсифер на кольцевых сердечниках)

Bmax = (Imin + Imax) * N * M0 *M / l

для Ш - образного сердечника с зазором (феррит, листовое железо)

Bmax = (Imin + Imax) * N *M0 / lgap

Где:

Bmax – максимальное значение индукции в сердечнике. Для порошкового железа значение должно быть не более 1.2Тл. Для альсифера (ТЧ-60) – 0,4Тл. Для листового железа и прессованного пермаллоя  – 0,9Тл. Для феррита - 0,3Тл. Это приблизительные значения, лучше посмотреть на справочные данные. Количество витков корректируем до получения  приемлемого значения индукции.

Imin,Imax – минимальный(40А) и максимальный сварочный ток(120А)

N- количество витков.

M0- магнитная постоянная, равная 1.26 × 10-6 [м кг с-2 А-2].

M- проницаемость сердечника.

l-  средняя длинна магнитной линии сердечника [метр].

lgap-  величина  немагнитного зазора [метр]. Для начала берем 5мм, если индукция намного меньше допустимой для используемого материала - уменьшаем зазор, проверяем  индукцию, в конечном итоге оставляем значение 0,8 * B(насыщения). Если получилась значительно больше - зазор увеличиваем.

После того, как определили необходимое количество витков, находим (или измеряем) индуктивность полученного дросселя по формулам:

для  кольцевого сердечника

Ldr = M * M0 * N * N * Sdr / l

для Ш - образного сердечника с зазором

Ldr =  M0 * N * N * Sdr / lgap

Где: Sdr – площадь сечения сердечника [метр квадратный].

Если полученная индуктивность находится в пределах нескольких десятков мкГн, то имеет смыл проверить работу аппарата, если индуктивность слишком мала- единицы мкГн, лучше взять больший сердечник, и повторить расчет.  Если при работе будет наблюдаться сильное  разбрызгивание металла - индуктивность дросселя увеличиваем, возможно, придется использовать сердечник большего размера. Сечение провода должно быть 12..16мм.кв. Я использовал обычный электромонтажный провод ПВ-1-16мм.кв. в ПВХ изоляции. В другой конструкции был использован сердечник из альсифера ТЧ-60 и провод литцендрат, тоже примерно с таким же сечением. В обоих случаях при работе дросселя нагревались на 10..15 градусов выше температуры окружающей среды.

 

 

RadioHobbi042009.djvu RadioHobbi052009.djvu

[Реклама]

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

[RadioRamzes1]

Благодарю. В Вашем варианте корпуса ключам хватает охлада? 

Почему сварочный ток может меняться с шагом на в 5А, а более? (выходной)

[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

[олег.г]

да ни в чем.И Олега я не хотел обидеть, просто файл делал по его плате при сохранении имя файла совпадало вот и написал 2ку  это плохо,.? просто сделал от души вдруг кому пригодиться ,у меня  зрение не очень паять смд,но стараюсь с очками ,с первой страницы собрал аппарат ,вот и распечатал чтоб видно было ,сейчас плату енту малыша спаиваю, ,Хобби.

[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

[RadioRamzes1]

14 часов назад, RadioRamzes1 сказал:

шагом на в 5А, а более?

Причем чем выше выходной ток. Тем выше погрешность.

[зеленый 97]

Измерение действующего тока напрямую зависит от качества шунта и измерительной головки.Применение компонентов заводского исполнения позволяет более точно произвести измерения,так же следует учитывать погрешность шунта и измерителя суммируя их.Ну и для более точной подгонки желаемого к действительному-установка заводского шунта в сам инвертор,по своему опыту скажу что это лишнее,но от него зависит погрешность особенно на максимуме при его нагревании.

Изменено 30 января, 2021 пользователем зеленый 97
Добавление

[RadioRamzes1]

Кто может покидать свои варианты корпусов под платы из 1-го поста? Интересно посмотреть.

[solling114]

Oleg1ma спасибо я видел сообщение про транзисторы думал просто может что-нибудь еще подойдет просто stgw45hf60wd оказались в загашнике у силовиков) а заказал HGTG20N60A4

А по моточным данным СТ на кольце R63x38x25 PC40 (сделал запил на 2/3 ~0.60мм) для шим 50 кГц и тока 180-200А (в общем то сеть у меня хорошая да и увеличение ПВ тоже желательно) у меня получилось 30 витков первичка и 10 витков вторичка это нормально?

И если нормально каким проводом лучше мотать есть 0.75мм(по лаку) и 1.25мм (по лаку) по идее ведь чем выше частота тем меньше диаметр 1 жилы в жгуте?

Изменено 31 января, 2021 пользователем solling114
нен указал материал сердечника

[KRAB]

1 час назад, solling114 сказал:

просто stgw45hf60wd оказались в загашнике у силовиков

ну так чем они не устраивают тебя?

[solling114]

KRAB я в даташите не нашел график зависимость Ic  от частоты и хотя вроде и написано что они могут работать на частотах больше 100кГц но какой ток они пропустять на 50кГц не понятно а HGTG20N60A4 при 50кГц пропускают 35А ну по даташиту) 

Изменено 31 января, 2021 пользователем solling114

[RadioRamzes1]

Нужен ли термостат на СТ?

 

[KRAB]

16 минут назад, solling114 сказал:

я в даташите не нашел график зависимость Ic  от частоты

да они великолепно живут в инверторах - вот, дабы не приводить перечень всех - сам смотри - отличные ключи

https://www.google.com/search?client=firefox-b-d&sxsrf=ALeKk03Bq6FH1cFY19CD5Wbv79SArlDtdg%3A1612105469726&ei=_cYWYJTmK67prgSAl524Bg&q=stgw45hf60wd+Kaiser+Gerrard&oq=stgw45hf60wd+Kaiser+Gerrard&gs_lcp=CgZwc3ktYWIQAzoECAAQRzoCCAA6BAgAEEM6BAgAEB46BggAEAUQHjoFCAAQzQI6BQghEKABOgQIIRAVOgcIIRAKEKABUOk2WJSZAWCZmwFoAXACeACAAYACiAGnEZIBBjEuMTMuMpgBAKABAaoBB2d3cy13aXrIAQjAAQE&sclient=psy-ab&ved=0ahUKEwjU2PPuuMbuAhWutIsKHYBLB2cQ4dUDCAw&uact=5

ты слушай что говорят ....

4 минуты назад, RadioRamzes1 сказал:

Нужен ли термостат на СТ?

на диодах - нужнее .... а так - если некуда девать - ставь и диоды и ключи и СТ .... 

[solling114]

KRAB В принципе уже все равно ну будут в запасе с работы их еще в пятницу забрал))

Мне бы по моточным данным перепровериться правильно ли я витки посчитал под свои хотелки да и определиться каким проводом СТ мотать

Там мне подсказали что еще с советских времен альсиферы можно достать причем в не плохих колличествах) а то распыленку чего-то пока не нашел(

Изменено 31 января, 2021 пользователем solling114

[RadioRamzes1]

Кто может объяснить, почему в сильном магнитном поле дуга становится очень шумной, металл брызгает сильнее?

[RadioRamzes1]

Даже не знаю как описать проблему... В общем, на токоограничении 140А через пару секунд работы произошел БАХ! Перед этим сварка шла как по маслу. Ума не приложу в чем может быть дело... Может ключи помощнее поставить? Как 60n60 себя покажут? Может быть так что инвертор завышает ток? Заметил чти на этом токе инвертор издавал гул 50Гц.  Потом он стал громче, потом был БАХ. Интересно то, что свистит СТ.

[RadioRamzes1]

Варил на токе 55А. Есть предположение, что на расчетном токе 140А фактический был более 200. Как это проверить я увы не знаю, не нашел на вторичке амперметров на 200А с шунтом.

 

Изменено 31 января, 2021 пользователем RadioRamzes1

[тимвал]

2 часа назад, RadioRamzes1 сказал:

 Заметил чти на этом токе инвертор издавал гул 50Гц.  Потом он стал громче, потом был БАХ. Интересно то, что свистит СТ.

СТ "свистит" потому что модулирован частотой сети. Разбирайтесь с сетевым "фильтром". Диодный мост, конденсаторы, токовые цепи.

[RadioRamzes1]

Сетевой в норме.

 

[RadioRamzes1]

Гул присутствует только на высоком токе.

 

1 час назад, тимвал сказал:

свистит

Свист не 50Гц.

 

[TIM Meys]

@RadioRamzes1 да они все гудят свистят плачут...если работает что еще тебе надо

[RadioRamzes1]

Тим, работает, да не так как нужно((. Я писал выше что заметил в работе. на электрод 2мм все четко, а вод на 3-ку может и бах быть, я там выдвинул предположение, если дело не в шунте, а в схеме? Т.е. шунт дает правильные показания, а вот аппаратная часть дает погрешность. Моим предположением было то, что ток на 140А по дисплею по факту стали 200+А на выходе.

[TIM Meys]

@RadioRamzes1  Я  тебя понял...это лечит только время...я тоже такой ...забей на время..все ты сделал правильно..вот у меня например напруга в сети скачет жесть  а ты думаешь что у тебя сборка через задницу...тоже повод задуматся

 

короче что я понял шунт полная херь..нах не нужная..само главно трансформатор..дальше(или это само главно) ограничение в КЗ..чтоб не превышало твои ИГБТ..

[RadioRamzes1]

Оно видимо и превышает... Напруга не скачет, косяк явно связан с токоограничением, но где?..

[TIM Meys]

@RadioRamzes1 там тема какая... даже не подумаешь....меняй микруху..было такое...стабилитрон..ни чем не проверишь. Выпаять только(один конец отрежь показывает правильно но не те цифры)..на управляюшую ногу микры..все там нет ни чего другого

или подай ей напругу на управление микры смотри осцилом гасет ли ее

[RadioRamzes1]

@TIM Meys Какой стабилитрон? Они есть только в цепях ключей.

[TIM Meys]

@RadioRamzes1  понятно ограничение тока у тебя на чем ?

ТТ