Процедура упрощённого проектирования инвертора для сварочника ОбуховаИсходные данные:
Выходной ток - Id=160А
Частота преобразования - F=20кГц
1. Определяем требуемую выходную мощность
Pd=(20+0.04*Id)*Id=(20+0.04*160)*160=4224 Вт
2. Определяем максимальное напряжение на резонансном конденсаторе
Ucm=sqrt(((2...4)*Pd)/(Cr*F*kpd))
где:
(2...4) - коэффициент зависящий от пульсации питающего напряжения инвертора. Минимум используется при отсутствии пульсации.
Сr - резонансный конденсатор. Выбираем как в оригинале 1.2мкФ
kpd - ожидаемый КПД. Скорей всего будет гораздо меньше обещанных 0.8. Более реалистичное значение 0.65-0.7. Выбираем 0.7
Ucm=sqrt((3*4224)/(1.2e-6*20000*0.7))=868 В
3. Выбираем величину индуктивности первичной обмотки силового трансформатора.
Смотреть пункт 3 Индуктивность входного дросселя в рекомендуемых пределах (> 4 мГн).
Далее, подставляем расчётные данные в модель
http://rusfolder.com/39345180и подбираем остальные параметры - коэффициент трансформации силового трансформатора и индуктивность рассеяния Lr. Доля передаваемой энергии пропорциональна коэффициенту трансформации. Поэтому увеличиваем его до срыва колебаний, а затем уменьшаем. Увеличивая Lr добиваемся устойчивой работы при КЗ на выходе.
Недостающие данные для расчёта трансформатора и входного дросселя берутся из модели. Затем рассчитанные параметры проверяются подстановкой в модель.
PS. Так как результирующий КПД инвертора, пульсация входного напряжения и добротность резонансного контура заранее не известны, то приведённые формулы не претендуют на абсолютную точность и призваны лишь обеспечить стартовые параметры для начала качественного подбора в симуляторе.
Формула определяет напряжение на конденсаторе для некоего оптимального режима передачи энергии с минимальной реактивной составляющей. Соответственно, это напряжение зависит от параметров не учтённых формулой, например коэффициента трансформации. Так же трудно заранее учесть реальные потери схемы (КПД).
Аналитический расчёт резонансного инвертора является весьма не простым делом. Для любителя практически не подъёмный. Поэтому основной упор делаю на симулятор и корректную модель. Чтобы начать процесс моделирования в модель уже надо вставить какие-то более менее реалистичные параметры, которые как-раз и вычисляют по приведённым формулам. Далее эти параметры уточняются по результатам моделирования. Это гораздо проще, быстрее и дешевле экспериментов с реальным железом!Далее приводится улучшенная методика проектирования.