Power Electronics

AWW, мне этот квазик приносили на ремонт, я его отдал обратно с диагнозом "ремонту не подлежит".

_________________
реша

Ришат!

Я таких <интимных>подробностей, естественно, не знал! :)
Попробуйте в следующий раз с ВД. Раз принесли в ремонт, значит, как-то им умудрялись варить? :) Явно ему не хватает U2xx(или он рассчитан, например, на 230в, а в сети - 195в, правда, это = нехватке U2xx).
Схема удвоения, конечно, тоже будет работать, только надо ограничивать ток разряда емкостей. Честно говоря, такую не пробовал, а вот ВД с 2мя мостами работает нормально - проверял лично! :)

Нет, им не варили, точнее не смогли. Он апсалютно нофый. Мух не сидел)

_________________
реша

Приветствую, Ришат!(И остальные!)

Если абсолютно новый, то тогда наиболее вероятно, что это из-за нехватки Uxx. Я почему так пишу, потому что сам с таким явлением столкнулся. У меня итальянский классический трансформатор "Хобби-2000", так вот, он то варил нормально, то были периоды, когда дуга как-то вяло зажигалась и процесс не шел даже при помощи всех известных матюгов. :) А аппарат-то западный, у него U1=400в! А у нас в сети может быть все, что угодно. :) Вот когда 380-390в, тогда он хорошо варит, а когда U1 падает ниже, начинаются проблемы - пытается варить, но это уже испытание воли и нервов. :) А я тогда еще всякие вольтодобавки не использовал, зато сейчас данную проблему с помощью ВД решил. На данный момент в стадии решения другая проблема - снижение тока потребления.

Изготовил модель продвинутого сварочника на основе данных, представленных форумчанином Микола.

Архив с моделью можно взять здесь.

В модели:
V1 - Источник сетевого напряжения 220В
R1 - Сопротивление первичной обмотки
L1 - Нелинейная индуктивность сердечника под первичной обмоткой
L7 - Обмотка идеального трансформатора
L2 - Индуктивность рассеяния (подобрана в соответствии с предоставленными данными)
L3 - Нелинейная индуктивность сердечника под вторичной обмоткой
L4 - Обмотка идеального трансформатора
L5 - Обмотка идеального трансформатора
L6 - Обмотка идеального трансформатора
K1 - Связь между основным фрагментом вторички и сердечником под вторичной обмоткой
K2 - Связь между дополнительным фрагментом вторички и сердечником под первичной обмоткой (с первичкой)
C1 - Резонансный конденсатор
D1 - Упрощённая модель дуги
Моделирование показывает, что, в данном случае, трансформатор слегка насыщается (выбросы на огибающих тока первички I(R1) и вторички I(D1)).
I(R1)=14.7А и I(D1)=108А.

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

Valvol, вопрос по конструктивному исполнению дросселя для получения максимальной индуктивности при минимальных габаритах. Не хотелось бы наступать на "грабли" в поиске "золотой середины". И ещё вопрос по вашей модели на сложном сердечнике: при ёмкости С, стремящейся к МАХ выходной ток получается MIN. Или я не прав? Не является ли ёмкость дополнительной нагрузкой на сеть на ХХ и каким он прогнозируется в амперах?

Собственно, получение максимальной индуктивности при минимальных габаритах проблемой не является. Используя сердечники из аморфных и нанокристаллических сплавов можно получать очень высокие индуктивности. Однако на практике важна не индуктивность, а энергия, которую способен накопить дроссель (по аналогии с конденсаторами). Эту энергию можно определить по формуле
W=L*I^2/2
Рекомендации по конструированию компактного дросселя, способного накопить требуемую энергию, приводятся на сайте, а также в моей книге по сварочным источникам.
Зачастую, основной проблемой, препятствующей получению минимального дросселя является невозможность обеспечения немагнитного зазора требуемой длины на практике (из-за эффекта укорочения). Эта проблема решается дроблением одного большого зазора на ряд маленьких, суммарная длина которых равна требуемой.

Моделька на сложном сердечнике является практически полным аналогом обычного продвинутого. Поэтому, конденсатор здесь выбирается из соображений получения резонанса с индуктивностью рассеяния. Регулировку тока можно осуществлять расстройкой резонанса, путём изменения величины индуктивности рассеяния (при помощи магнитного шунта, например) или ёмкости конденсатора.

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

Valvol, спасибо за информацию, будем "жевать". Конечно сердечников из аморфных и нанокристаллических сплавов использовать нет возможности, в ходу простое трансформаторное железо. А вот введение в сердечник мощного неодимового магнита может как-то повлиять на индуктивность?

Введение магнита равносильно подмагничиванию сердечника. В зависимости от уровня подмагничивания, индуктивность может уменьшиться, но, в принципе, может и увеличится. Короче, куда крисвая намагничивания выведет .

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

Позвольте вставить и свои 5 копеек.
Микола, если будешь переделывать, рекомендую применить несколько иную конструкцию трансформатора. Она позволяет легко настраивать входную индуктивность путем изменения воздушного промежутка.

Файл с моделью сварочника с емкостью на входе можно взять здесь.

Сварочный ток при 220В и заданных моделью параметрах равен 126,5А при входном токе около 18А.
Ток короткого замыкания - 218А, ток на входе при этом растет до 26А.
Ток х.х. - около 15А (емкостная составляющая).
Режим без токовых пауз выходного тока сохраняется при сети 200В.

Файл с моделью сварочника с емкостью на выходе можно взять здесь

Внимание: значение R1 в модели заменить на 25m!
Сварочный ток при 220В и заданных моделью параметрах равен 128А при входном токе около 20А.
Ток короткого замыкания - 241А, ток на входе при этом падает до 17,2А.
Ток х.х. - около 1,56А.
Режим без токовых пауз выходного тока сохраняется при сети 200В.
Параметры моделей подбирались таким образом, чтобы ток от сети не превышал 20А.
В модели:
V1 - Источник сетевого напряжения 220В
Rser1 - Сопротивление первичной обмотки
L1 - Нелинейная индуктивность сердечника под первичной обмоткой
Ls1 - Индуктивность рассеяния (дросселя)
L2 - Нелинейная индуктивность сердечника под вторичной обмоткой
L3 - Обмотка идеального трансформатора
L4 - Обмотка идеального трансформатора
R1 - Сопротивление выходной цепи
C1 - Резонансный конденсатор

P.S. На днях постараюсь выложить модель источника на двух сердечниках 21х45-85, работающих с глубоким насыщением. Вес сердечника чуть более трех с половиной килограмм.

Позвольте и мне, прокомментировать данную ситуацию.Я ставил перед собой задачу создать сварочник на доступном железе(в данной ситуации это 2 сердечника от ТСА-270).Хотелось иметь при этом следующие параметры:минимальный ток потребления из сети;минимальный ток первичной при залипании электрода;ток вторичной обмотки в районе 120 ампер;минимальный вес аппарата. Аппарат планировался для бытовых нужд и хотелось чтоб был мобильный. Думаю это получилось и переделывать не имеет смысла.Выложенные Вами модели имеет смысл рассмотреть,но позвольте заметить,что выбрали Вы не очень удачный файлообменник. Интересно взглянуть модель источника на двух сердечниках 21*45*85.Ждёмс.

Как бы вдогонку, к сказанному мной выше.Аппараты подобного типа(имеется в виду Продвинутый)разрабатывались под сплошной сердечник,некое подобие тора.То есть сердечник трансформатора не имеет зазоров как у ТС-270.Достаточно взглянуть на внутренности заводского аппарата такого типа.Отсюда малый вес и приличная выходная мощность.Пример тому аппарат предложенный derek:S=22 см.кв.;I1=16 А;I2=150 А.Единственный минус при этом - большая батарея конденсаторов.Из плюсов - это возможность регулировать вторичный ток,как конденсаторами,так и напряжением(в первичной имеется отвод).Недостаток - регулировка ступенчатая.Но это дело вкуса.А на вкус и цвет, как говорится .......

Индуктивность рассеяния трансформатора с конструкцией сердечника, указанной в моем предыдущем посте
L(мкГн) = 0.0005*w*w*b*(hш/lвозд + h1/3c1 + h2/3c2)
b - ширина ленты (толщина набора) сердечника
hш, h1 и h2 - высота шунта, первичной и вторичной обмоток ( по оси h)
lвозд - длина воздушного зазора
c1 и c1 - ширина окна первичной и вторичной обмоток
Однако, перейдем к обещанному.
Конструкция сердечника трансформатора

Файл с моделью сварочника можно взять здесь

В модели:
V1 - Источник сетевого напряжения 220В
Rser1 - Сопротивление первичной обмотки
L1 - Нелинейная индуктивность сердечника под первичной обмоткой (Rser=1,25)
Ls1 - Индуктивность рассеяния (дросселя)
L2 - Нелинейная индуктивность сердечника под вторичной обмоткой (Rser=1,25)
L3 - Обмотка идеального трансформатора
L4 - Обмотка идеального трансформатора
Rser2 - Сопротивление выходной цепи
C1 - Резонансный конденсатор
Сварочный ток при 220В и заданных моделью параметрах равен 118А при входном токе около 20А.
Ток короткого замыкания - 235А, ток на входе при этом 20А.
Ток х.х. - около 11,3А (питание в режиме паузы желательно отключать).
Режим без токовых пауз выходного тока сохраняется при сети 200В.
Сварочный ток при этом равен 104А при входном токе 17,54А.
Вследствие малой площади окон сварочный трансформатор в данной конструкции (несмотря на увеличение их площади при доработке половинок сердечника) требует особо плотной намотки обмоток на каркасах с минимальной толщиной стенок (а лучше совсем без них) проводами прямоугольного сечения, например ПЭТП-155 для первичной и с волокнистой изоляцией для вторичной.
При грамотном выборе размеров проводов и изолирующих материалов вполне достижима плотность тока <10А/мм*мм. Вес меди при этом также будет стремиться к 3,5 кг.
Относительно регулировки: регулировка сварочного тока в резонансных топологиях с помощью изменения индуктивности или емкости возможна лишь в незначительных пределах из за ухода резонансной частоты, одновременное изменение элементов контура простыми средствами (без контроля резонансной частоты и ухудшения параметров источника) проблематично.
Так, при емкости конденсатора 10 тысяч микрофарад сварочный ток равен 104,5А при входном токе 17,4А. Дальнейшее снижение емкости конденсатора приводит к появлению токовых пауз и требует применения возбудителя дуги.

Микола, а Вам не кажется, что крепежные стальные шайбы и стягивающий болт на торе - это тоже шунт.
Отсутствие зазоров может приводить к значительному броску тока в момент включения.

Не думаю ,что бы крепёжные шайбы и стяжной болт на торе,как то значительно влияли на процессы происходящие в самом сердечнике и катушках.Бросок тока при включении действительно имеет место,но как подсказали здесь в теме,с этим можно успешно справиться.

Микола!

Тут увидел это .... "Хотелось иметь при этом следующие параметры:минимальный ток потребления из сети....". Ну, наконец-то хотя бы один человек задумался об экономии при сварке! :) Сразу спрашиваю о том, каким образом Вы планируете это осуществить? Я, кроме снижения U2xx и резонанса токов в первичной обмотке, особого разнообразия не вижу. Да еще можно в первичку что-то ограничивающее ток поставить. Очень интересно будет узнать Ваше мнение! Сейчас продумываю вариант с отключаемым конденсатором, который параллельно первичной обмотке должен быть подключен только во время сварки. Есть пара мощных тиристоров Т-500(им бросок тока при подключении-отключении конденсатора не страшен). Не пробовали таким образом снизить первичный ток?