Power Electronics

Интересно! С Русичем этот стабилизатор на практике ещё не испытывался (только в модели).
Однако странные осциллограммы. Похоже снимались на холостом ходу? А схема блокировки холостого хода почему-то не сработатала.
На плате стабилизатора истоковый резистор R3 почему-то проволочный и к тому же великоват (0.15 ом). При высокой скорости нарастания тока (что в данном случае имеет место) сопротивление проволочного резистора, из-за собственной индуктивности, может увеличиваться. В результате ток КЗ не достигает требуемого значения, что снижает (в квадратичной зависимости) энергию стабилизирующего импульса. Скорей всего это и является причиной понижения эффективности данного экземпляра стабилизатора. В нём лучше использовать обычные металлодиэлектрические резисторы, при необходимости включая их параллельно. И номинал R3 должен быть 0.1 Ом. В результате амплитуда тока КЗ вырастит в 1.5 раза, а энергия стабилизирующего импульса в 1.5*1.5=2.25 раз.

_________________
"Древние украли все наши лучшие идеи!"
- Марк Твен.

Осциллограмму дуги снять затруднительно ввиду отсутствия высоковольтного-высокочастотного делителя.

_________________

а если использовать простой делитель 11:1

Вот, как я себе это представляю.


valvol, а Вы можете смоделировать (исходя из стандартных размеров) на железе 3х фазного трансформатора, сварочник (бытовой, оптимальных размеров), с питанием от однофазной сети 220В, для:
-Будённого,
-для сварки штучным электродом,
-для аргона.
В принципе, регулировать ток, можно было бы и 2-мя независимыми шунтами.

Дело всё в том, что один источник, я сделал именно по такой схеме, шунты правда не ставил, так как на трансе уже была первичка на 3-х сердечниках по всей длине (1виток/В), правда размеры и масса великоваты, но это то что было.

Среднюю первичку не подключал и не сматывал, так как новая вторичка на 60В и так влезла в середину, 30 витков круглого провода 16мм2 в жёлто-зелёной, пластиковой изоляции (провод для заземления оборудования), несмотря на то, что на сердечниках присутствовала ещё и вторичка на 12В шиной 30мм2.
Сначала пробовал так: подключил 3-и вторичи последовательно, получил 48В на выходе, штучным электродом d3мм варил легко без баластника, но как показалось, всё же жестковато.

При наличие свободного времени.
Однако можете попытаться сделать это самостоятельно. В этом году, в издательстве ДМК пресс, вышла моя книга Создаем современные сварочные аппараты. В этой книге расписаны методики конструирования и моделирования сварочника Будённого и рассмотренного в соседней теме продвинутого сварочного источника с косинусным конденсатором.

В принципе может быть, но в данном случае магнитные шунты расположены не верно. Они должны входить в зазор между первичкой и вторичкой. Поэтому обмотки можно сделать не секционируемыми, а шунты расположены между ними вертикально в каждом окне. При этом одновременное их перемещение представляет некоторую технологическую проблему.

_________________
"Древние украли все наши лучшие идеи!"
- Марк Твен.

А если первичку с частью вторички расположить на среднем стержне, то такое железо, даже если оно не вполне оптимально по габаритам и массе, можно будет рассматривать и для продвинутого.

В принципе возможна и такая конфигурация. Но лучше будет первичку, с частью вторички, расположить на крайних стержнях, а вторичку на среднем.

_________________
"Древние украли все наши лучшие идеи!"
- Марк Твен.

- и совершенно правильно - что "проволчный"!
Иба "проволочный" - гарантированно выдержит большой пик-фактор тока силового ключа.
Тогда как говеный-цементно-керамо-китай на пик-фактор не рассчитан. А посему запросто уйдет в обрыв, гарантированно убивая в результате затвор закрытого полевика(база - в земле, а на стоке=на истоке=напряжение вторички, что гарантированно больше пробивного напряжения затвора...)
- а индуктивность 10 витков нихрома при намотке на оправке 6 мм - длиной 3 см - это вооще где-то около 0.5 микрогенри. И вместе с емкостью монтажа - порядка 15-30 пикофарад - резонансные частоты такого контура будут лежать в полосе - десятков и сотен мегагерц(УКВ), что на несколько порядков выше полосы рабочих частот данного устр-ва(десятки, ну максимум сотня килогерц).
- так что делайте ЧИСЛОВЫЕ оценки, уважаемый. Хотя-бы с точностью до порядка величины. Это-то - и отличает инженера-физика от шарлатана!
- Ведь и тот и другой занимаются ни чем иным - как древним ремеслом предсказателя будущего ))
- а "система холостого хода" - Вашего розлива - весьма критична к напряжению вотричной обмотки силового тр-ра. И стоит его немного уменьшить(а именно в этом случае применение сей к4онструкции наиболее актуально...) - да плюс погрешность комплектации да плюс пдение напряжения в сети - и она есс-но работать не будет... Чему тут удивляться...
- а "эффективность" - сиречь преобразование амплитуда тока стока в амплитуду выбросов напряжения самоиндукции - радикально зависит(как Вам уже тут писалось) - ОТ ВРЕМЕНИ ЗАКРЫВАНИЯ открытого полевика(скорости убывания тока через индуктивность). А хилый выходной драйвер 561-й серии способен отдать на разряд нехилой емкости затвора силового ключа - лишь порядка миллиамперов тока - тогда как тут(для реализации скоростных возможностей данного полевика) нужен ток на два, а то и три порядка больше(!) - т.е. сотни миллиампер, а лучше порядка ампера(есс-но в импульсе...)

- так например - в моей реализации этой Вашей "самоиндукционной" идеи, где полевик закрывается(именно закрывается! - иба скорость открывния - в этой схеме - не критична) - дополнительным транзисторным каскадом(ток порядка 200 ma) - там уже амплитуду выбросов напряжения в режиме ХХ приходится ОГРАНИЧИВАТЬ диодами-кламперами на уровне 600 вольт... Дабы не пробить силовой ключ...

- и это при том - что в истоке там стоят 4 нихромовых вот именно-что СПИРАЛИ (в парралель)...
)

- почувствуйте разницу в "эффективности"...


Что, 600 вольт много? - Много - не мало...
- Хотите меньше? - ставьте в сток силового ключа токоограничивающие резисторы. И греться будут уже ОНИ хоть до 200 градусов - а не канал сток-исток "нежного" полевика...
- и будет Вам "эффективность".
))

мдяяяяя, не буду комментировать Фсё, но про частоты и "несколько порядков" задело. Вы посмотрите скорости переключения современных ключей? Гляньте даташиты на досуге. Тут просто провод 5-10см уже недопустимую индуктивность имеет, не то что 10 витков.

- не путайте сильно- и слабо- точные цепи...
Там где надо обеспечить фронты на токовом импульсе порядка 100 ампер(в инверторах) - там да, согласен. Там и скин-эффект, и короткие провода. Все правда.

- но в нашем-то случае разговор идет о токовых импульсах порядка сотен миллиампер - ампера!
- вот эта разница(100А - 100ma) - и есть как раз те-самые вышеупомянутые "несколько прядков" по частоте - которые в НАШЕМ случае(разряд емкости затвора) - позволяют НЕ ЗАМОРАЧИВАЯСЬ - совершенно спокойно мотать нихромовые резисторы НЕ БИФИЛЯРНО...
))

А теперь по поводу даташитОв
http://www.datasheetcatalog.org/datashe ... rfpc50.pdf
- да, действительно.
минимально-возможный фронт спада напряжения на затворе составляет немногим более 100 ns(Td(off)+Tf - см. "Electrical Characteristics"). Это так.
- Но давайте прикинем ТОК, который должен обеспечить в этом случае драйвер затвора.
- Заряд затвора при 12 вольт согласно "Fig 6" составит 100*10-9 кулона. Если такой заряд надо скинуть за время 100*10-9 секунд на пассивное сопротивление. - То как легко понять - необходимо обеспечить СРЕДНИЙ ток разряда в 1(один) ампер(кулон за секунду). Но учитывая, что даже линейный конденсатор вообще-то разряжается по экспонетне - то пиковый ток - должен быть примерно на порядок больше. И это без учета нелинейного(от напряжения) характера емкости затвора.

- а теперь посмотрим - каким током Вы разряжаете затворную емкость ключа в Вашей гениальной схеме...
- ТРЕМЯ-ЧЕТЫРЬМЯ МИЛЛИАМПЕРАМИ (5*10-3) !!!!

Ну, и сколько тот затвор булет разряжаться?
- прааавильно!
10-9 кулона / 5*10-3 ампера = 2*10-6 секунды

т.е. длительность импульса будет соотв-но вдвое больше
а длительность периода - еще вдвое больше и частота будет
125 килогерц

Существует ряд правил, которые разработчики, обычно, выполняют по умолчанию. Одним из этих правил является уменьшение индуктивности, включенной в исток полевого транзистора.
Также, подозрения по поводу истокового резистора возникают, при внимательном изучении осциллограммы.

На которой почему-то не видно цикла накачки индуктивности рассеяния, который предшествует возникновению стабилизирующего импульса. Должно быть что-то типа этого.


Порог срабатывания схемы защиты от ХХ составляет 32В (по амплитуде), что лишь не на много превышает напряжение дуги при максимальном сварочном токе (для тока 180А Uд=27-28В). Так как обычно напряжение холостого хода в 1.5-2 раза превышает это значение, то надёжность срабатывание схемы сомнений не вызывает. Отсутствие срабатывания говорит о какой-то неисправности.

_________________
"Древние украли все наши лучшие идеи!"
- Марк Твен.

Это первая версия стабилизатора без блокировки работы на холостом ходу

_________________

Понятно. А истоковый резистор пробовали заменить?

_________________
"Древние украли все наши лучшие идеи!"
- Марк Твен.

wentmiller позже сделает вторую версию, с другим резистором, сейчас у него не хватает времени
Сейчас он заказал Вашу книгу "Создаём современные сварочные аппараты", чтобы поподробней вникнуть в тему

_________________

- та млииин !!
Да какая-ж "светлая" мысль !
- ну разумеется - если не хватает времени - то самое правильное - это поскорее заказать какую-нибудь книгу...


- не майтесь - ставьте на закрывание затвора - дополнительный каскад на биполярном транзисторе. Как показано в схеме из поста 23-06-2010, 17:12 что на 18-й странице этого форума. А практическая реализация - с немного подправленной схемой и осциллограммами работы схемы с реальным сварочным трансформатором(правда только на хх) - лежат на странице http://foto.mail.ru/mail/enginer66/_myphoto/
- изменения в реализованную схему были внесены только в управляющую часть и с целью, противоположенной "валволиновской" цели: так если валволин - хотел выключить ключ на хх сварочника, то я наоборот - добивался работы ключа во всем диапазоне напряжений вторичной обмотки сварочника - от хх до напряжения на сварочной дуге.

- если-же Вам желательно иметь выключение ключа на хх(по концепции валволина) - то можно взять управляющую часть от его схемы. А транзисторный ключ - на эффективное запирание затвора - из моей схемы. Сдается мне - что в Вашей(не эффективной) реализации валволиновской схемы - тривиально стоит не СЛИШКОМ ХОРОШИЙ экземпляр 561-й микросхемы. Иба по ТУ эта серия обязана выдавать выходной ток порядка одного миллиампера. Ну Ваша микросхема - она НЕ БОЛЬШЕ этого и выдает - строго по ТУ. И этого миллиампера - тривиально не хватает для надежного открывания полевика. Она его лишь чуть-чуть приоткрывает. А в валволиновской реализации стоит экземпляр микросхемы - который отдает в нагрузку ток больше, чем положено по ТУ(бывает и такое в рассее ) - вот у него эта конструкция худо-бедно работает...

- "Нестабильность реализации" - это хроническая болезнь радиолюбительских конструкций, работающих на пределе(и выше !) предельных параметров, указанных в ТУ. У одного работает, а у другого - нет. А надежная реализация должна иметь полутора-двойной технологический запас по параметрам компонентов.

- Одним словом ставьте транзистор на раскачку силового ключа - и будет Вам щщастье...

И уверяю, - полученная "'эффективность" превзойдет все Ваши ожидания!

- Только ставьте диоды-кламперы параллельно входному конденсатору схемы(1 мкф) ! - В моей реализации - там стоит пара симметричных кламперов 1.5KE250CA и 1.5KE300CA, зашунтированные выравнивающими резисторами по 100ком каждый - т.е. стоит ограничение амплитуды выбросов - на 550 вольт. И эти кламперы - слегонца греются! А это значит - что без них амплитуда выбросов - гарантированно-бы превысила 600 вольт - и силовой ключ был бы мгновенно пробит.

- А если Вам нужна амплитуда импульсов самоиндукции - меньше 550 вольт - то ее легко уменьшить - включив в СТОК силового ключа(это который щщаз идет непосредственно на плюс питания) - мощщный проволочный токоограничительный резистор порядка одного ома(что-то типа реохорда) - которым можно очень плавно регулировать амплитуду импульсов самоиндукции(то иссь как Вы выражаетесь - "эффективность").

- Вот и все !

Удачи!