Прямо в краску меня вогнал.Всем привет и удачного повторения сварочника Деда Николая.Переписка Деда николая на форуме:Может кого заинтересует и будет интересна эта информация, которую я выкладывал на Мастерсити:
Тут мне добрые люди прислали схему сварочного Деда Николая. Приложил схему и его комментарии к ней.
Лет десять назад меня достала необходимость при сварке внутри квартиры какой нибудь сантехники тащить на 9-й этаж шланги от ацетилена и кислорода. На 50-ти герцах сантехнику варить нельзя - одни каверны и трещины, дуга то зажигается и тухнет сто раз в секунду. И тут "побежала мурашка" и я придумал довольно простую схему на базе генератора Фитча-Говела с резонансной перезарядкой одной из двух заряженных встречь емкостей. Схему и описание прикладываю. Эта штуковина почти в том же варианте, как описан, была изготовлена мной на столе, показала очень хорошие параметры сварки ( профессиональный сварщик сказал "Варит как на постоянном токе") и очень хорошо показала себя как ВЧ генератор для ТВЧ нагрева железок. Потом в Самарский универ, где я тогда работал, приехала очередная комиссия, прибежал мой босс и велел навести порядок. Схему пришлось разобрать и больше я её не собирал. Я, к сожалению, так устроен, что как только показал возможность чего либо сделать, интерес к этой теме у меня пропадает. Много народу хотели потом это повторить, но видимо руки так и не дошли. Посмотрите и сравните.
На схему Бармалея я не ругаюсь, я просто сравниваю её со своей на основе Фитча-Говела.
Давайте разберёмся в принципе - мост будем строить вдоль реки или поперёк?
1.По принципу преобразования энергии. У Бармалея -классическая схема: энергия от сети "рубится" на порции ключами и в той же фазе ( без смещения по времени) передаётся в нагрузку - сварочную дугу. Это означает, что изменение параметров нагрузки сразу сказывается на протекающем через ключ токе и может при определённых условиях привести к его токовому пробою.
В моей схеме цикл заряда накопительных конденсаторов предшествует циклу передачи энергии из них в нагрузку и по времени эти циклы практически не совпадают. При любом изменении сопротивления нагрузки прямого соединения питающей сети с нагрузкой нет. В нагрузке может выделиться столько энергии, сколько в предыдущий цикл кондюки успели накопить в себе. Т.Е. КЗ отсутствует в принципе.
2. По регулированию тока сварки. Бармалей явно меняет его скважностью да потом ещё выпрямляет и фильтрует на выходе. Это приводит к тому, что у него напряжение горения дуги на каждом токе своё, а это не есть хорошо - дуга гаснет при малейшем удалении электрода.
В моей схеме на каждый цикл разряда кондюков передаётся одна и таже энергия, цикл начинается с одного и того же напряжения и разным в зависимости от создавшегося сопротивления нагрузки - понимай: разный диаметр электрода, разная длина дуги, разные свариваемые материалы - будет только длительность колебательного переходного процесса, "время звона". Каким бы это сопротивление не было за цикл в дугу войдёт одно и тоже количество энергии. Таким образом термический эффект дуги целиком определяется частотой повторения "звона" и его можно менять от 200 Гц - сварка тонюсенького металла электродом 1-1,5 мм. - до 2000 Гц. работа на максимальном режиме.
3. Если прочитать до конца моё описание, то станет видно что этим генератором ещё можно и ТВЧ разогревать металл и ТВЧ индукторами специальной формы производить пайку. Насколько я вижу схему Бармалея - он этого не может.
4. По стоимости. У Бармалея всё самое современное - и IGBTшки, и диоды и вообще. Всё это стоит денег. У меня - один ключ типа ТЧИ-125-10 и кондюки типа К75-10- 3.3-500 в. Остальное - шняга: Ш-образник из 2000НМ - 3 шт. не ахти какие большие кондюки фильтра.
Единственное я рекомендую использовать индуктивность Lр не линейную, а дроссель с насыщением чтобы дать время тиристору по людски открыться. Перегрузочная способность тиристоров даже близко не сравнится с IGBT, сразу ясно что моя схема надёжней.
«Загадочный квадратик» - схема запуска тиристора , типа задающий генератор . Там нет ничего сложного , на нескольких транзисторах собрать можно . Главное - чтобы он не давал следующий импульс , пока переходной процесс от предыдущего не затухнет ..... иначе - может быть кирдык
Почему лучше дроссель с насыщением?
Дело в том, что после того, как он насытится, индуктивность дросселя в ноль не улетает. Вот её то, остаточную индуктивност, я и беру в расчёт при определении времени перезарядки кондюка и максимального тока в этом процессе. Если внимательно почитать журналы " Приборы и техника эксперимента" то в целом ряде журналов за 75-85 годы описываются т.н. линии сжатия импульсов. Их применяли для питания лазеров на парах металлов - там для электроразрядной накачки нужен был очень крутой фронт нарастания тока: эти лазеры на т.н. самоограниченных переходах генерят только когда идёт непрерывно нарастающая накачка, - и для эксимеров. Нормальные ключи - тиратроны, таситроны, разрядники, не говоря уже о тиристорах и транзисторах - хреново себя чувствуют уже при крутизне тока на уровне 10- е 10 - 10 е 11 А/ сек., а там треба до 10 е12 А/сек. Вот и стали сжимать импульсы на пассивных нелинейных линиях сжатия. Тогда очень хорошо исследовали поведение в таких режимах ферритиов, пермоллоев, метгласа и т.д. Я свои данные для расчёта этого дросселя брал оттуда. Так вот: феррит типа НМ 1000 - НМ 2000 изменяет индуктивность при насыщении раз в 10 -12. При включении тиристора заполнение проводящего слоя полупроводниковой плазмой идёт с не очень большой скоростью ( сколько точно - сейчас не вспомню) и нужно дать время, чтобы эта плазма заполнила всю поверхность пластины. Ток при этом процессе лучше ограничивать, что я и делал пока дроссель не насытился. Потом он резко увеличивал ток перезарядки, но тиристору это уже было по фигу - он уже работал всей площадью, и пробить его было сложновато. Поэтому такая система включения обеспечивает хороший режим для включения тиристора.
Далее. Кондёр перезарядился и приложил своё напряжение к тиристору с другой стороны. Время рекомбинации носителей в проводящем слое теристора достаточно большое - 15-25 мксек. а в это время по нему может потечь встречный ток и помешать ему закрыться побыстрее. Но в то же время насыщенной индуктивности нужно перемагнитится и, поскольку она находится в состоянии -В нас. ,то до +В нас. она будет перемагничиваться вдвое дольше, нежели сразу после включения тиристора. За это время тиристор успевает надёжно закрыться. Т.о. дроссель с насыщением помогает тиристору и закрыться.
Потери энергии при таком процессе весьма незначительны - процентов 7-10 от энергии кондюка, а то и меньше. Так что он перезаряжается до почти максимального значения. От потерь дроссель конечно нагревался, но когда сосредотачиваешь такие мощности в таких объёмах ,нужно всегда помнить об эффективном ( лучше если конечно воздушном) охлаждении.
По второму вопросу. Вы обратили внимание, что в конечном итоге я сделал не отдельно дроссель зарядки и отдельно выходной трансформатор, а объединил их. Это далось не сразу, голову ломал с полгода, потом на малой модели попробовал и понял что работать будет. Дело в том, что и зарядный дроссель и выходной трансформатор на одном сердечнике вместе работать могут если рассчитать их так, чтобы индукция в сердечнике нигде не выходила за установленные пределы - это как правило 0,6 - 0,75 от Внас. В процессе разряда кондюков идёт колебательный процесс с частотой порядка 10-15 кГц, энергия с кондюков уходлит быстро в нагрузку - сварочную дугу- а зарядный дроссель в это время только начинает процесс закачки тока. Когда ВЧ процесс заканчивается, ток в дросселе достигает приличных величин, но он там уже единоличный хозяин и индукцией ни с кем делиться не обязан. Вот так они и идут параллельно. Частота тока зарядки порядка 1-2 кГц не может влиять на разрядную цепь с частотой 10-15 кГц, - принцип суперпозиции полей- поятому они и независимы.
И последнее ( на сегодняшний день конечно). Если соберётесь всё таки делать, гарантирую консультацию и помощь в любом вопросе. Могу заранее переслать вам спецификацию и тех. требования к элементам - их я тоже довольно долго мурыжил пока сформулировал. Там всё не так просто особенно с кондюками, у них режим работы жёсткий.
Мой E-mail:
klimov@fian.smr.ru Будете писать обязательно в теме ставьте - Деду Николаю. А то случайно со спамом ухлопаю.
По вопросу книжки Заики и Задерея. Она у меня есть своя ( правда очень потрёпанная от частого употребления) и есть в электронном виде но в формате jpeg, места занимает почти целый CD. В начале августа я буду несколько дней в Москве перед отъездом на Цейлон, если хотите можно встретится и я вам передам диск с этой книгой.
С уважением
Дед Николай
deemon
-И вот ещё вопрос - есть ли какой-то критерий , позволяющий по внешним признакам оценить , нормально ли открывается и закрывается тиристор , в смысле - не превышена ли скорость нарастания тока и скорость нарастания обратного напряжения ? Чтобы не получилось , что вроде всё нормально , а потом тиристор кряк , и усё ..... И кстати , как Вы относитесь к оптотиристорам , например ТО2-40 и им подобным ? Я их применял в мощных управляемых выпрямителях с дроссельным фильтром , также моторы через них запускал , вроде проблем с надёжностью не было , с другой стороны - то была частота 50 герц , а у Вас - килогерцы ..... хватит ли им скорости ?
По внешним признакам - это как? Пальчиком что ли? Нет, пальчиком нельзя. Нужен осцилл типа С1-75 на два канала и с частоткой до 250 мгц., нужна схема с минимальными индуктивностями и паразитными емкостями ( т.е. на осцилл снимать всё через выносные пробники) В общем копотно это да и для радиолюбителя не актуально. Я уже ранее писал насчёт "собачьей дыры" и Вам не грех её тоже не раскапывать. Ищите "калитку". А самое надёжное накачаться информацией из справочников и статей ( но будьте осторожны: ни один автор в статье не выложит все ноу-хау, некоторые даже специально "тень на плетень" наводят). Попробуйте освоить какой нибудь электронный моделёр, в котором можно задавать парметры элементов - такие есть, я видел и на нём промоделировать всё и выбрать параметры подальше от критических точек.
По оптотиристорам и тому подобной опто хрени. Вещь хорошая, оптосхемы, как правило, более скоростные по части включения, но вот по выключению - тут швах. Выключение зависит только от законов Природы- матушки, если не придумать что то своё с чем она согласится. Самые быстрые тиристоры моего времени были КУ 221 - включение 3 мкс. выключение - не более 10 мкс.- их специально для блоков развёрток отечественных телевизоров разработали и в некоторых они очень даже хорошо стояли. Но вольтаж маловат - всего 200 в., даже в выпрямленные 220 не включишь. Кстати, ищу сейчас ключ типа тиристора с временем включения порядка 5 мкс. и выключения не более 15 мкс. на напряжение не менее 600 в. и ток порядка 10-20 А. Случайно не в курсе - где можно взять такой и как он называется? В обмен могу выслать схему блока поджига, который вообще ни с чем, кроме основного источника питания не связан ( 220 извне ему не нужно) и выключается автоматически ( по природе своего фунциклирования) как только лампа зажглась.
С уваженим
Дед Николай
deemon
Сам этими измерениями (на тиристиорах) никогда не занимался, но видел приличного размера стенды для таких исследований на заводах - производителях ( в Запорожье, в Саранске) и в некоторых НИИ. Наверное нужно смотреть токи и напряжения на управляющих и рабочих электродах, оснастив всё максимально компактными ТВОшками и кондюками на фторопласте или керамике. Даже сейчас не вижу смысла этим заниматься. Ведь важно выбрать такие параметры схемы, чтобы не впороться в эти проблемы, а до эксперимента это можно сделать только в хороших моделёрах или на математике. В остальном следует полагаться на справочные данные - им нет резона "тень на плетень" наводить.
Дед Николай.
LV
- Вашей схемы не видел, но получается, что каждый разряд конденсатора в вашем случае - неконтролируемый ток.
с прямоходом как раз наоборот... -
Когда я эту схему ваял, то об этом тоже задумывался. Но в конце концов дотумкал, что важен термический эффект цикла на металл, в конечном итоге выделенная за цикл энергия. В зависимости от согласованности характеристического сопротивления контура и нагрузки ( параметров дуги) будет тот или иной максимальный ток, но и время вложения энергии этого тока в область дуги тоже будет разным: при полном согласовании оно самое малое и равно величине полупериода собственной частоты контура. Это гдето около 100-150 мксек ( при параметрах контура, которые я использовал). Некоторый перегрев конечно будет, но и такой жёстко согласованный режим - тоже большая редкость. В основном идут циклы либо с недостатком сопротивления нагрузки, либо с её избытком, т.е. колебательные. Они значительно длиннее и максимальный ток при них тоже меньше.
Описание высылаю, мне лишний критик не повредит.
- Обычная работа PFC -
Уважаемый! несколько ранее я написал, что непрофессиональный электронщик, у меня базовое образование - автоматическое регулирование авиационных двигателей и они сами. Электронику пришлось освоить в связи с лазерами. Если Вас не затруднит, то пожалуйста расшифруйте эту PFC и если можно отошлите туда, где я могу об этом прочитать ( как пользоваться Вашей ссылкой - честно - не знаю)
А, это похоже описание работы м/с . Наверное на английском. Жаль, я учил немецкий.
С уважением
Дед Николай.
Вход
Регистрация
FAQ
Это как раз у меня было на продвинутом,пришлось заново перематывать и пропитывать вторичку! 
