Power Electronics
http://valvol.ru/

TIG AC/DC сварочник на IGBT транзисторах
http://valvol.ru/topic730.html
Страница 5 из 6

Автор:  valvol [ 23-11, 23:37 ]
Заголовок сообщения:  Re: TIG AC/DC сварочник на IGBT транзисторах

Семён писал(а):
В итоге собрал такую модель https://yadi.sk/d/ke-_ZcoozJfg6.

Файл модели имеет расширение asc, а не raw. Выложите Draft1.asc
Семён писал(а):
С осциллятором дуга зажигается как попало.

Возбуждение дуги требуется в начале каждого полупериода переменного напряжения. Если осциллятор работает прерывисто и период его срабатываний не синхронизирован с началом полупериодов, то так и будет.
Как говорилось ранее, необходимо использовать осциллятор с непрерывным режимом работы (такой режим используется по указанным ранее ссылкам), либо синхронизировать его со сварочным напряжением, либо использовать стабилизатор. Последний вариант используется в профессиональных сварочных источниках и он наиболее предпочтительный.
Семён писал(а):
Я видел иногда ставят на транзисторы снабберы, иногда трансилы. А иногда и то, и другое вместе. Вот и думаю что если поставить оба, то хуже не будет.

ИМХО здесь нет особой необходимости в каких-то снабберах. Напряжение на выходе низкочастотного инвертора (далее просто инвертор) фиксировано на уровне его напряжения питания. Правда для этого требуется, чтобы ключевые транзисторы имели встречно параллельные диоды. В MOSFET такие диоды уже есть. Некоторые IGBT также имеют такие диоды. В противном случае диоды придётся вешать снаружи.
Главной опасностью для инвертора является осциллятор. Для создания пути протекания высокочастотного тока осциллятора, выход инвертора шунтируется высокочастотным плёночным конденсатором ёмкостью порядка 0.02...0.2uF. Чтобы не слишком грузить транзисторы зарядными токами этих конденсаторов, необходимо использовать достаточно высокоомные затворные резисторы величиной 30-100 Ом. На всякий случай, этот конденсатор можно зашунтировать симметричным трансилом, имеющим напряжение пробоя, которое выше напряжения холостого хода источника, но ниже максимально допустимого для транзисторов инвертора.

Автор:  Семён [ 24-11, 18:04 ]
Заголовок сообщения:  Re: TIG AC/DC сварочник на IGBT транзисторах

Ой, извиняюсь. Вот файл https://yadi.sk/i/Xy7R1SHxzNzHW.

Я ваш стабилизатор второй версии немного доработал. Добавил к нему реле. И получается когда я нажимаю кнопу на горелке, у меня осциллятор включается, а стабилизатор отключается. Когда дуга зажглась, я отпускаю кнопку. И горение дуги поддерживается стабилизатором. Я пробовал подключать без реле. Бравый трансил на входе стабилизатора держится и ему хоть бы что. И осциллятор не работает, всё гасится. Схеме стабилизатора то же ничего от этого.
И я думаю что то подобное сделать в этом случае. И за силовую часть стабилизатора хочу взять фрагмент вашей схемы первой версии стабилизатора (первой версии по книге, который питается от отдельного источника).

По поводу сабберов. Сначала я схему прогонял без индуктивности. Просто резистор на 10 Ом. Когда я поставил индуктивность, то у меня на затворе верхнего транзистора появились высоковольтные выбросы. И снаббер из резистора 10 Ом и конденсатора 10 нФ гасит их. Я бы попробовал навесить трансилов, но их нет в библиотеке. Но после моего опыта с осциллятором уверен, что на входе трансил все нежелательные выбросы "съест".

Автор:  valvol [ 25-11, 00:50 ]
Заголовок сообщения:  Re: TIG AC/DC сварочник на IGBT транзисторах

Семён писал(а):
По второй ссылке в схеме аппарата используются аж по 12 транзисторов MOSFET на 50 А каждый. Это получается всего 48 штук. По моему это не практично совсем. По первой ссылке стоят IGBT, их 4 штуки. Вот я хочу так же.

MOSFET-ов больше потому что там и ток больше - 315А!
А какие именно IGBT предполагается использовать?
Проблема IGBT в относительно высоком прямом падении напряжения (обычно не менее 1.5В). И даже параллельное включение нескольких транзисторов этой проблемы не решает. А ведь повышенное падение напряжение на ключах приводит к интенсивному разогреву последних, а также к уменьшению эффективности сварочника.
С другой стороны, ни кто не мешает использовать более современные MOSFET с меньшим чем IRFP260 сопротивлением открытого канала. Например, IRFP4668PBF . 4 таких транзистора с лихвой заменяют 12 х IRFP260. Это если стремиться получить падение напряжения на открытом транзисторе менее 1В при токе 315А. Соответственно, при увеличении/уменьшении тока, можно увеличить/уменьшить количество параллельных транзисторов.

Автор:  Семён [ 25-11, 18:31 ]
Заголовок сообщения:  Re: TIG AC/DC сварочник на IGBT транзисторах

Я рассчитываю на ток до 200 А.

Мосфет конечно интересно. С IGBT я ещё дело не имел. Но у мощных мосфетов ёмкость затвора большая, а у IR2110 выходной ток 2 А. Не знаю хватит ли этого. У IRFP4668PBF ёмкость 10720 пФ. У IGBT RJH60F5DPQ, которые я буду использовать 122 пФ. Очень существенно. Тут скорее практические знания нужны по этому поводу.

С другой стороны у RJH60F5DPQ пропускаемый ток 80 А это при 25 градусах. При 100 градусах всего 40 ампер. У IRFP4668PBF 130 амер при 25 градусах и 92 ампера при 100 градусах.
Но пишут что IGBT меньше греются.

Ещё у IGBT максимальное нарпяжение 600 вольт, а у мосфета 200. Значит у IGBT живучесть от всяких осцилляторов, индуктивностей и стабилизаторов больше.

И вот тут уже делема получается.

Автор:  Joha [ 25-11, 19:17 ]
Заголовок сообщения:  Re: TIG AC/DC сварочник на IGBT транзисторах

У IGBT RJH60F5DPQ ёмкость затвора (входная ёмкость) 2780пф, а 122пф это выходная ёмкость
http://belchip.by/sitedocs/00012488.pdf

Автор:  valvol [ 25-11, 19:54 ]
Заголовок сообщения:  Re: TIG AC/DC сварочник на IGBT транзисторах

Семён писал(а):
Но у мощных мосфетов ёмкость затвора большая, а у IR2110 выходной ток 2 А. Не знаю хватит ли этого. У IRFP4668PBF ёмкость 10720 пФ. У IGBT RJH60F5DPQ, которые я буду использовать 122 пФ.

Joha писал(а):
У IGBT RJH60F5DPQ ёмкость затвора (входная ёмкость) 2780пф, а 122пф это выходная ёмкость
http://belchip.by/sitedocs/00012488.pdf

Инвертор коммутируется с низкой частотой (обычно не более 200Гц), поэтому ёмкость затвора не так важна. При напряжении питания драйвера 15В и сопротивлении затвора 7.5 Ом, выходной ток драйвера гарантированно не превысит 2А.
Семён писал(а):
С другой стороны у RJH60F5DPQ пропускаемый ток 80 А это при 25 градусах. При 100 градусах всего 40 ампер. У IRFP4668PBF 130 амер при 25 градусах и 92 ампера при 100 градусах.
Но пишут что IGBT меньше греются.

Для удобства сравнения предположим, что нам требуется ключ, коммутирующий ток 240А. Соберём два варианта, один из трёх RJH60F5DPQ, а другой из трёх IRFP4668PBF. Также предположим, что мы обеспечили аналогичный тепловой режим транзисторов, при которых их кристаллы прогреваются до 100гр.С.
1. При такой температуре и прямом токе 80А через один транзистор, на открытом RJH60F5DPQ будет падать 1.9В, что соответствует мощности потерь 1.9*80=152Вт.
2. В аналогичной ситуации на открытом IRFP4668PBF будет падать 1.2В (сопротивление канала для указанной температуры 15мОм), что соответствует мощности потерь 1.2*80=96Вт.
Кто-бы что-бы не писал, но физику не обманешь. Будет сильнее греться тот транзистор, на котором выделяется большая мощность и который хуже охлаждается (тепловое сопротивление кристал-охладитель для RJH60F5DPQ значительно выше). Так как во втором случае выделяется меньшая мощность, то, при одинаковых условиях охлаждения, MOSFET будет существенно меньше греться, что приведёт к дополнительному уменьшению сопротивления канала и мощности потерь.
Семён писал(а):
Ещё у IGBT максимальное нарпяжение 600 вольт, а у мосфета 200. Значит у IGBT живучесть от всяких осцилляторов, индуктивностей и стабилизаторов больше.

При перенапряжении MOSFET-ы ведут себя как стабилитроны (чего не скажешь об IGBT) и если при этом мощность не превышает уровня максимально допустимой для лавинной энергии (смотреть Repetitive Avalanche Energy), то транзистор выживает.
Основным преимуществом IGBT является более низкое прямое падение в открытом состоянии при высоком допустимом напряжении. Поэтому в высоковольтных приложениях (> 300...400В) IGBT по этому параметру начинают обгонять MOSFET-ы, сопротивление которых быстро возрастает при росте допустимого рабочего напряжения. Однако всё что ниже, является безраздельной вотчиной MOSFET-ов.
В настоящее время широкое распространение получают SiC MOSFET-ы, которые успешно выдавливают IGBT из высоковольтных приложений.

Автор:  Семён [ 26-11, 21:59 ]
Заголовок сообщения:  Re: TIG AC/DC сварочник на IGBT транзисторах

Цитата:
У IGBT RJH60F5DPQ ёмкость затвора (входная ёмкость) 2780пф, а 122пф это выходная ёмкость
http://belchip.by/sitedocs/00012488.pdf


Цитата:
Инвертор коммутируется с низкой частотой (обычно не более 200Гц), поэтому ёмкость затвора не так важна.


Не туда посмотрел. Ёмкость почти в 4 раза больше.

По частотам думаю сделать от 50 до 250. Баланс от 0,2 до 0,8.
В принципе если затворы будут заряжаться немного дольше, то это сильно не повлияет на работу схемы.

Значит решено. Заказываю IRFP4668PBF. Думаю 3х4 (всего 12) будет достаточно. Тем более что я обычно варю на токах до 160 А.

Автор:  oleg1ma [ 03-12, 16:16 ]
Заголовок сообщения:  Re: TIG AC/DC сварочник на IGBT транзисторах

valvol писал(а):
1. При такой температуре и прямом токе 80А через один транзистор, на открытом RJH60F5DPQ будет падать 1.9В, что соответствует мощности потерь 1.9*80=152Вт.

А если через ключик 20а, то по графику в шите мы видим 1.3вольта падение.
Вопрос в Вам valvol, что скажете про мою схемку тига, собираю потихоньку, как появляется свободное время.

Автор:  valvol [ 03-12, 21:13 ]
Заголовок сообщения:  Re: TIG AC/DC сварочник на IGBT транзисторах

oleg1ma писал(а):
...что скажете про мою схемку тига, собираю потихоньку, как появляется свободное время.

Трудно что-то сказать, т.к. схема имеет недостаточное разрешение (номиналы и надписи не читаемы) и не обеспечена описанием.
Какое-то моделирование производилось?

Автор:  oleg1ma [ 03-12, 23:05 ]
Заголовок сообщения:  Re: TIG AC/DC сварочник на IGBT транзисторах

Нет модели делать не умею, посмотреть поигратся в спице то это да.Загружал нормально читаемую схемку, движек форума сжимает видимо. Вот выложил тут Изображение
В железе пока собраны и проверены платки 1,2,4,5, все вроде фунциклирует по задуманному.

Автор:  valvol [ 04-12, 00:33 ]
Заголовок сообщения:  Re: TIG AC/DC сварочник на IGBT транзисторах

oleg1ma писал(а):
В железе пока собраны и проверены платки 1,2,4,5, все вроде фунциклирует по задуманному.

Выглядит вполне работоспособно. Поделитесь успехами, когда всё заработает.
Использование контроллера достаточно разумно. Однако создается впечатление его недогруженности. Возможно, на аппаратном уровне, стоило бы заложить для него больше будущих возможностей. Например, можно было бы завести на него сигналы, пропорциональные выходному напряжению и току (или хотя бы току). В этом случае контроллер можно было бы использовать для индикации рабочих режимов, а также для автокомпенсации постоянной составляющей. Некоторые внешние регуляторы и подстроечники можно было бы исключить, сохранив настройки в энергонезависимой памяти контроллера...

Автор:  oleg1ma [ 04-12, 00:50 ]
Заголовок сообщения:  Re: TIG AC/DC сварочник на IGBT транзисторах

Cам не сварщик, но как дойдет до испытаний, напишу.По поводу мк вы правы, но это уже потом после проверок на пригодность аппарата, можно будет подумать над уменьшением пару десатков деталек

Автор:  oleg1ma [ 16-06, 00:49 ]
Заголовок сообщения:  Re: TIG AC/DC сварочник на IGBT транзисторах

Как и обещал, отчитываюсь.Долепил аппарат, схемка претерпела небольшие изменения, так-же прикрутил простейший осцилятор от Сема и отдал заказчику в работу, трудится уже аппарат 3 месяца.Вот небольшое видео.
Изображение
https://www.youtube.com/watch?v=2TbDXUjczBo

Автор:  valvol [ 18-06, 01:55 ]
Заголовок сообщения:  Re: TIG AC/DC сварочник на IGBT транзисторах

Схема продублирована в разделе Статьи сайта.

Автор:  Titan [ 11-08, 23:32 ]
Заголовок сообщения:  Re: TIG AC/DC сварочник на IGBT транзисторах

Опасно выкладывать дияния этого автора, тем более на первую страницу. Много ошибок в его схемах, расчёты слабенькие да и аппараты в основном не рабочие. На одном из форумах раскусили его, так решил Oleg1ma сюда перебраться.

Страница 5 из 6 Часовой пояс: UTC + 4 часа
Powered by phpBB® Forum Software © phpBB Group
http://www.phpbb.com/