Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Search our partners

Find the latest content on electronic components. Datasheets.com
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

Spawarka trójfazowa 400 A

Stanisław Guzy 27 Jan 2011 23:18 22215 18
e-mierniki
  • Spawarka trójfazowa 400 A

    Spawarka ta została wykonana przeze mnie już trzy lata temu i sprawuje się bardzo dobrze. Zdecydowałem się teraz ją przedstawić, bo czytam dużo postów i większość forumowiczów negatywnie wypowiada się o sterowaniu fazowym w spawarkach. Ja natomiast mam pozytywne doświadczenie z tym sterowaniem. Ale od początku. Spotkałem na złomowisku kompletny transformator trójfazowy o mocy 13,5kW od jakiegoś prostownika i udało mi się go kupić za niewielką kwotę. Miałem wcześniej cały mostek tzn. 6 diod 200 amper. Uzwojenie pierwotne nawinięte płaskownikiem 3×5mm, a wtórne 4×6mm na 110V. Włącznie do sieci tak dużego transformatora udawało się sporadyczne przy bezpiecznikach C25. Wiedziałem, że konieczny będzie soft start. Część uzwojeń wtórnych odwinąłem, a resztę podzieliłem na dwie części i połączyłem równolegle co mi dawało 48mm kwadratowych uzwojenia na każdej kolumnie i napięcie 28V na każdej z nich. Uzwojenia połączyłem w gwiazdę i podpiąłem do mostka, uzyskując na wyjściu 65V napięcia stałego. Pozostała regulacja prądu spawania i tu zdecydowałem się na sterownik 3 fazowy po stronie pierwotnej z dwóch względów: sterownik fazowy na U209B ma soft start i miałem diody więc nie musiałem kupować tyrystorów aby zrobić regulację na wtórnym. Zrobiłem taką regulację, kupiłem tylko 3szt U209B i 3szt BTA41-600 pozostałe części miałem w domu ponieważ amatorsko zajmuję się elektroniką. Z pomocą tej regulacji bardzo ładnie działa soft start i można było regulować prąd, ale spawanie było na razie nie bardzo możliwe bo napięcie było zbyt wysokie w trakcie spawania i elektroda rozgrzewała się do czerwoności. Ten transformator jest zbyt sztywny ponieważ uzwojenie wtórne jest nawinięte na uzwojeniu pierwotnym. Trzeba było w jakiś sposób rozproszyć strumień magnetyczny. W książce "Maszyny elektryczne" przeczytałem, że można rozproszyć strumień magnetyczny przez włączenie dławika na uzwojeniu wtórnym, na prądzie zmiennym. Nie jestem po szkole elektrycznej i nie wiem czy można to nazwać transduktorem, ale chyba działa podobnie. Z płaskownika który mi został z uzwojeń wtórnych nawinąłem trzy dławiki po 20 zwojów podwójnym płaskownikiem 4×6mm na rdzeniach o przekroju 5×4cm i włączyłem szeregowo na każdej kolumnie. I teraz prąd spawania można regulować w zakresie od 40A -60V na biegu jałowym, do 400A - 65V na biegu jałowym. Podczas spawania napięcie zawiera się w granicach 24-28V w zależności od prądu spawania. Zrobiłem też prosty "anti stick", który przydaje się przy małych prądach spawania. Podczas sklejenia elektrody prąd płynący przez elektrodę wynosi 5A. Prąd spawania ustawia się potencjometrem wieloobrotowym ze skalą. Aby bardziej wizualnie było widać nastawę prądu spawania do potencjometru wpiąłem odpowiednio wyskalowany woltomierz, wykonany na kostce ICL7107.
    W trakcie prób spawania wyspawałem 10 elektrod Φ4 jedna po drugiej transformator był minimalnie letni, tylko diody miały około 40°C dlatego zastosowałem wentylator (jest on na 110V ale taki miałem pod ręką) i termostat, który wyłączy spawarkę po przekroczeniu przez diody temp. 70°C. Robiłem przyczepę do ciągnika i spawałem tą spawarką (konstrukcja z ceownika 120mm) ani razu się nie wyłączyła. Spawarka bardzo łatwo zapala łuk, nie gaśnie, nie pryska, słychać tylko charakterystyczne syczenie. Można spawać cienkimi elektrodami np. Φ2. W trakcie wypalania otworów miernik cęgowy wskazywał do 600A.
    To schemat, przepraszam, że odręczny ale nie mam programu do rysowania schematów.
    Spawarka trójfazowa 400 A
    Spawarka na biegu jałowym pobiera 1A na fazę, a podczas spawania elektrodą Φ3,2 około 10-12A na fazę. To wskazanie amperomierza na biegu jałowym.
    Spawarka trójfazowa 400 A
    Teraz wygląd po zdjęciu obudowy, to białe na konstrukcji to silikon, aby obudowa nie drgała podczas spawania. Chyba byłaby lepsza obudowa z blachy aluminiowej-pomyślę.
    Spawarka trójfazowa 400 A Spawarka trójfazowa 400 A Spawarka trójfazowa 400 A Spawarka trójfazowa 400 A Spawarka trójfazowa 400 A Spawarka trójfazowa 400 A Spawarka trójfazowa 400 A
    Z tego co widać spawarka jest dość ciężka (120kg) ale używam jej tylko w garażu. Do prac poza garażem i w terenie mam spawarkę inwertorową, a jakość spawania jest porównywalna, do grubych konstrukcji ta jest nie zastąpiona.

    Proszę pamiętać o zdjęciu na początku postu!
    androot

    Cool? Ranking DIY
    Can you write similar article? Send message to me and you will get SD card 64GB.
    About Author
    Stanisław Guzy
    Level 12  
    Offline 
    Stanisław Guzy wrote 15 posts with rating 102, helped 1 times. Live in city Kielce. Been with us since 2007 year.
  • e-mierniki
  • #2
    Mark II
    Level 21  
    Transduktor to inaczej dławik nasycany. Ma nawinięte dodatkowe uzwojenie zasilane prądem stałym. Im większa wartość tego prądu, tym bardziej podmagnesowany rdzeń i tym mniejsza indukcyjność dławika. Dawniej transduktory stosowano powszechnie w układach automatycznych regulacji, między innymi w prostownikach większych mocy wyposażonych w układy stabilizacji prądu lub napięcia. Dość długo stosowano je także w spawarkach, można spotkać transduktory w wielu starszych dużych besterkach.
    Natomiast w przedstawionym projekcie zamontowane są zwykłe dławiki.
    Ogólnie solidnie wykonana, zwarta konstrukcja.
    Jeszcze pytanie, czy te dławiki były jakoś policzone? a następne uwagi dotyczą schematu. Układ pomiaru napięcia wyjściowego "wisi" w powietrzu, poza tym jest tam kondensator 100µF podłączony prosto do wyjścia, nie ma problemów z nagrzewaniem?
    Między wyjściem TAA861 a bazą tranzystora sterującego transoptorem jest opornik 100Ω, zdecydowanie za mały. Można go śmiało zwiększyć do 10kΩ. Za dużo stabilizatorów. W zasadzie wystarczyłby sam LM317 lub 7812, cały układ mógłby być śmiało zasilany napięciem 12V z jednego tylko stabilizatora, przy 20V TAA pracuje już na granicznych parametrach zasilania.
    Pozostawienie w "powietrzu" wejścia nieodwracającego LM311 po otwarciu wyłącznika to też błąd, należałoby końcówkę nr 3 połączyć z masą rezystorem w granicach 10kΩ.
    EDIT:
    Sprawdziłem jeszcze raz, TAA861 ma na wyjściu darlingtona podłączonego do końcówki ujemnego zasilania. Do końcówki 7 wzmacniacza prąd może tylko wpływać, brakuje rezystora łączącego tą końcówkę z plusem zasilania. Przy stanie wysokim wyjścia, prąd do bazy tranzystora płynie przez oporniki dzielnika wejścia nr 3 i rezystor sprzężenia zwrotnego 15kΩ. Jakoś to być może działa, ale chyba tylko dzięki dużemu współczynnikowi wzmocnienia tranzystora. Cały pierwszy blok można uprościć zamieniając miejscami gałęzie mostka na wejściach wzmacniacza operacyjnego i podłączając obie diody świecące do plusa zasilania z jednej strony i przez opornik ograniczający do wyjścia nr 7 wzmacniacza z drugiej. W zasadzie należałoby również i w takim wypadku "podciągnąć" do plusa końcówkę nr 7, by wyeliminować nieznaczne świecenie diod wywołane prądem płynącym w pętli sprzężenia zwrotnego. Lub zastosować choćby wzmacniacz typu 741, wtedy nawet bez zamiany gałęzi mostka na wejściu można obie diody, sygnalizacyjną i transoptora, podłączyć do wyjścia wzmacniacza i masy. Oczywiście przez rezystor ograniczający prąd.
    http://www.alldatasheet.net/datasheet-pdf/pdf/168860/TFUNK/TAA861.html
    A i jeszcze jedno: brakuje zdjęcia na początku postu.
  • e-mierniki
  • #3
    grzeniu_pl
    Level 14  
    Czy przypadkiem dioda LED Temp 70s st.C oraz wewnętrzna dioda transoptora nie powinny być odwrotnie narysowane (Wysterowanie tranzystorem w układzie OC) ? Przydał by się tam też rezystor ograniczający prąd.
  • #4
    Stanisław Guzy
    Level 12  
    Jeżeli chodzi o dławiki to były dobrane metodą prób. Oczywiście układ pomiaru napięcia nie wisi w powietrzu tylko jest połączony z minusem spawarki, ale to wszystko robiłem trzy lata temu a schemat rysowałem teraz i to jest pomyłka. Właściwie wyłącznik przy LM311 jest cały czas zamknięty, ale chętnie wlutuję tam rezystor 10k i wykonam poprawki przy TAA861. To przy tej okazji, że mam akurat zdjętą obudowę. Dziękuję za zainteresowanie.
  • #5
    User removed account
    Level 1  
  • #6
    Stanisław Guzy
    Level 12  
    Dławiki są tylko wpięte szeregowo między uzwojenie robocze a diody i nie są podłączone do prądu stałego, ale w ten sposób, jak pisałem w pierwszym poście można było rozproszyć strumień magnetyczny by było możliwe spawanie.
  • #7
    adamus202
    Level 12  
    Sterowanie fazowe nie sprawdza się przy transformatorach zasilanych jedno-fazowo. Natomiast przy trzyfazowym, częstotliwość tętnień prądu jest znacznie większa więc można sobie pozwolić na regulację fazową bez wyraźnego pogorszenia w własnościach użytkowych spawarki.
  • #8
    Mark II
    Level 21  
    Rezystor 500(470)Ω w kolektorze tranzystora. Zamontowany w emiterze wprowadzi niepotrzebnie sprzężenie zwrotne.
    Jeżeli napięcie zasilania pozostaje bez zmian, to w zasadzie rezystor w obwodzie bazy można zwiększyć do 47kΩ, będzie miał wtedy mniejszy wpływ na histerezę komparatora. Można też z niego zrezygnować zwiększając do 22kΩ rezystor podciągający końcówkę nr 7 do plusa, zwiększając jednocześnie ok. 10-krotnie rezystor w pętli dodatniego sprzężenia. Diody świecące faktycznie wrysowane są odwrotnie. W każdym razie po przeróbkach i tak trzeba będzie sprawdzić działanie ogranicznika temperatury, bo mam wrażenie, że mógł w ogóle nie działać.
    http://www.datasheetcatalog.com/datasheets_pdf/L/M/3/1/LM311.shtml
    To samo. Ten LM111/311 też wymaga podciągnięcia wyjścia do plusa zasilania.
    Czy ten sterownik w ogóle działał? Bo oceniając schemat, nie miał prawa. Może przyczyną jest niedokładne zrysowanie schematu z płytki, albo są tam jednak wlutowane klasyczne wzmacniacze operacyjne, a jedynie błąd jest w ich opisach?
    Wracając jeszcze do TAA861, pisząc w nocy nie zauważyłem jeszcze jednego szczegółu. Otóż nawet w stanie nasycenia darlington na wyjściu będzie miał napięcie nieco większe od 1V, tak więc tranzystor sterujący będzie przewodził niezależnie od tego, czy komparator będzie w stanie wysokim, czy niskim. Różny może być prąd kolektora, ale zawsze jednak będzie płynął o ile między bazą a masą nie włączy się opornika rzędu 1kΩ. Tak utworzony dzielnik spowoduje, że w stanie niskim komparatora, napięcie na bazie będzie się utrzymywało poniżej 0,6V.
    Proponuję odnośnie zabezpieczenia przed przegrzaniem skorzystać z typowego schematu jakiegokolwiek najprostszego termostatu na 741, LM358, itp.
  • #9
    Stanisław Guzy
    Level 12  
    Mark II ; bardzo dziękuję za zainteresowanie i rady, które na pewno przydadzą mi się w przyszłości. Schemat z przed trzech lat gdzieś mi się zapodział a w tym musiałem coś pokręcić. Za to korzystając z tego, że mam zdemontowaną obudowę zrobiłem testy. I tak podłączyłem termometr na LM35 w miejscu gdzie jest termistor i zacząłem grzać nagrzewnicą do termokurczek, spawarka wyłączyła się przy 68 stopniach, a anti stick działa poprawnie na małych prądach, powyżej 80A nie idzie skleić elektrody bo zawsze zapala się łuk. Tak, że w spawarce nie będę nic przerabiał, ale te układy to na pewno TAA861 i LM311. Z tym, że przy LM311 nie opisałem wszystkich nóżek a on jest w takiej aplikacji jak poniżej:
    Spawarka trójfazowa 400 A
  • #10
    robokop
    VIP Meritorious for electroda.pl
    Chłopy, wydziwiacie na temat konstrukcji, a żaden z was nie zauważył rzeczy niedopuszczalnej - brak separacji galwanicznej strony sieciowej od strony wtórnej, połączenie zamykające się przez elektronikę "anti sticka". Konstrukcja zdyskwalifikowana.
  • #11
    Stanisław Guzy
    Level 12  
    Strona sieciowa nie jest połączona z masą elektroniki, a anti stick łączy się ze sterownikiem fazowym przez transoptor, więc jaki brak separacji?
  • #12
    Mark II
    Level 21  
    robokop wrote:
    Chłopy, wydziwiacie na temat konstrukcji, a żaden z was nie zauważył rzeczy niedopuszczalnej - brak separacji galwanicznej strony sieciowej od strony wtórnej, połączenie zamykające się przez elektronikę "anti sticka". Konstrukcja zdyskwalifikowana.

    W którym miejscu?
  • #13
    robokop
    VIP Meritorious for electroda.pl
    Mark II wrote:
    robokop wrote:
    Chłopy, wydziwiacie na temat konstrukcji, a żaden z was nie zauważył rzeczy niedopuszczalnej - brak separacji galwanicznej strony sieciowej od strony wtórnej, połączenie zamykające się przez elektronikę "anti sticka". Konstrukcja zdyskwalifikowana.

    W którym miejscu?


    Dałbym sobie głowę uciąć że przed edycją postu ze zdjęciami na schemacie był tylko jeden transoptor. Ale możliwe że go nie zauważyłem.
  • #14
    Mark II
    Level 21  
    Od początku były dwa, to akurat było prawidłowo.
    Natomiast co do reszty napisałem już dość. Układ zabezpieczeń i antistic zaprojektowany, a przynajmniej zrysowany jest błędnie. Autor twierdzi, że działa, faktycznie więc nie ma co wydziwiać.
  • #15
    Rysio4001
    Heating systems specialist
    robokop wrote:
    Mark II wrote:
    robokop wrote:
    Chłopy, wydziwiacie na temat konstrukcji, a żaden z was nie zauważył rzeczy niedopuszczalnej - brak separacji galwanicznej strony sieciowej od strony wtórnej, połączenie zamykające się przez elektronikę "anti sticka". Konstrukcja zdyskwalifikowana.

    W którym miejscu?


    Dałbym sobie głowę uciąć że przed edycją postu ze zdjęciami na schemacie był tylko jeden transoptor. Ale możliwe że go nie zauważyłem.

    Witam.
    Trafiłem na ten temat po raz pierwszy 27-01-2011 wieczorem. Wtedy ostatni post był z 28-01-2011 z godziny 17:37 autora tematu, i wyglądał on tak:
    Stanisław Guzy wrote:
    Mark II ; bardzo dziękuję za zainteresowanie i rady, które na pewno przydadzą mi się w przyszłości. Schemat z przed trzech lat gdzieś mi się zapodział a w tym musiałem coś pokręcić. Za to korzystając z tego, że mam zdemontowaną obudowę zrobiłem testy. I tak podłączyłem termometr na LM35 w miejscu gdzie jest termistor i zacząłem grzać nagrzewnicą do termokurczek, spawarka wyłączyła się przy 68 stopniach, a anti stick działa poprawnie na małych prądach, powyżej 80A nie idzie skleić elektrody bo zawsze zapala się łuk. Tak, że w spawarce nie będę nic przerabiał, ale te układy to na pewno TAA861 i LM311.

    Obecnie też jest zmieniony, a pierwszy post rzeczywiście od tamtej pory został zmieniony (edytowany). Były w nim dwa schematy, ten co jest (chyba), oraz jeszcze jeden z wprowadzonymi drobnymi poprawkami (którego już nie ma), ale wtedy na pewno były na tych schematach dwa transoptory, pamiętam bo analizowałem schemat.
    Spawarka trójfazowa 400 A
    Zaznaczony fragment schematu na pewno był tak narysowany jak jest. Ogólnie raczej w całym schemacie nie zauważyłem różnic od tamtej pory.

    Wobec powyższego proszę wszystkich użytkowników forum o nie zmienianie znaczących części postów po pojawieniu się kolejnych postów wiążących do wcześniejszych wypowiedzi (a jeśli to konieczne, to poinformować co zostało zmienione), bo to wprowadza tylko nie potrzebny zamęt i nieporozumienia.
    Pozdrawiam.
  • #16
    komatssu
    Level 29  
    Witam, czemu nie zrobiłeś prostownika tyrystorowego i sterownika takiego jak w legendarnych besterach serii spd? Wtedy dławik byłby tylko jeden, a regulacja i stabilizacja prądu dużo lepsza. Z tym regulatorem na triakach po stronie pierwotnej transformator zapewne ma ochotę wyskoczyć z obudowy podczas spawania...
  • #17
    Villen
    Level 21  
    Ah, jak mi się sentymenty włączyły, kiedy czytam wypowiedzi podobne do tej kolegi powyżej.

    komatssu wrote:
    ...Z tym regulatorem na triakach po stronie pierwotnej transformator zapewne ma ochotę wyskoczyć z obudowy podczas spawania...


    Proszę mi wybaczyć mały offtop, ale ponad rok temu sam przechodziłem podobną bitwę na słowa z elektrodowiczami (Link do mojego tematu), sprawa rozbijała się o ten sam temat: regulacja fazowa po stronie pierwotnej spawarki. Nawet jak ostatecznie okazało się, że regulator zadziałał (i działa do tej pory) to zaczęto gromić zakłócenia, grozić uszkodzeniem transformatora, a jeden kolega nawet na słuch ocenił (! :D) że transformator nie pracuje prawidłowo. Cóż... ;)

    A autorowi gratuluję potężnej spawarki. Jednocześnie zazdroszczę szczęścia: sam nigdy na żadnym złomie nie znalazłem takiego znaleziska, a jak już trafiało się coś cenniejszego to nigdy nie udawało mi się tego kupić za bezcen.
    Chciałbym zapytać też o szczegóły dotyczące anty-sticka: czy ten układ rzeczywiście jest tak skuteczny i ułatwia spawanie? Tata prosił mnie o podobne rozwiązanie do jego spawarki i rozglądam się za czymś prostym i jednocześnie skutecznym.

    Pozdrawiam!
  • #18
    piotr32
    Level 14  
    Villen wrote:
    Ah, jak mi się sentymenty włączyły, kiedy czytam wypowiedzi podobne do tej kolegi powyżej.

    komatssu wrote:
    ...Z tym regulatorem na triakach po stronie pierwotnej transformator zapewne ma ochotę wyskoczyć z obudowy podczas spawania...


    Kiedyś też wykonalem uklad sterowania na 209 pełen obaw podłączyłem go do sterowania spawarką , spodziewając się wielkiego bum lub zakłóceń w sieci.
    Uklad okazał sie całkiem sprawny , rzeczywiście soft start nie wyrzuca bezpiecznika przy starcie (230V - jednofazowa). Pomiar zakłóceń tła za pomocą analiztora widma nie pokazał nadmiernego wzrostu zakłóceń w pasmie do 1GHz nieznaczny wzrost tła(poziomu szumów ) tak , niestety nie posaidam urządzenia mierzącego zakłócenia w sieci. błędy w obliczeniu transformataora powodują że nie bardzo nadaje się do cienkich rzeczy, do tych urzywam migomatu.
    Swoją drogą konstruktorowi należy pogratulować konstrukcji. myśłałem że w dobie spawarek inwertorowych już nikt nie konstruuje tradycyjnych spawarek. Więc tym bardziej się należy się uznanie. Kiedyś maiłem okazję spawać dobrą spawarką 3fazową - chyba jest lepsza niż inwertorowa ale to subiektywna opinia ale waga..... .
  • #19
    Stanisław Guzy
    Level 12  
    Wiem, regulacja na tyrystorach po stronie wtórnej byłaby lepsza, ale w pierwszym poście napisałem z jakich względów zrobiłem to po stronie pierwotnej, tym bardziej, że spawarka znakomicie spełnia swoje zadanie. zakłóceń do sieci nie wnosi bo mam w garażu radio (lampowe z 1967roku) i odbiera dobrze w trakcie spawania. U mnie ten anti stick działa bardzo dobrze, nie wiem jak to będzie w spawarce jedno lub dwu fazowej. Ten układ to taka moja przeróbka ze sterownika do prostowników. Zresztą wrzucę schemat tego sterownika.
    Villen; śledziłem temat o którym piszesz i między innymi dlatego postanowiłem wstawić moją spawarkę, bo jak napisałem zrobiłem ją trzy lata temu.
    A to obiecany schemat sterownika prostowników;
    Spawarka trójfazowa 400 A