Miniaturowy sterownik trójfazowego mostka mocy.

Witam.

Dziś chce przedstawić miniaturowy sterownik służący do sterowania trójfazowym mostkiem tyrystorowo-diodowym.

Sterownik ten powstał ponieważ szwagier posiadał transformator trójfazowy z przeznaczeniem na spawarkę. Do regulacji mocy takiej spawarki używało się kiedyś transduktora, jednak rozwiązanie to było bardzo ciężkie i nie wygodne, chociaż wyjątkowo skuteczne (np. Bester SPB 315).

Ponieważ mam już doświadczenie w regulacji fazowej i wykonałem kilka sterowników 3-f, postanowiłem tym razem zabawić się w miniaturyzację .



Użyte elementy:

Zasilanie - typowe, mostek prostowniczy, kondensator elektrolityczny i stabilizator 78M05.
Synchronizacja generatorów przebiegu piłokształtnego - poczwórny transoptor z wejściami AC.
Generatory przebiegu - kondensatory 100nF ładowane przez rezystory 47k, rozładowywane tranzystorami BC847.
Komparatory - wzmacniacze operacyjne MCP6001.
Układy wyjściowe - optotriaki MOC3023.

Koszt sterownika zawarł się w kwocie kilkunastu złotych, nie licząc paru godzin pracy w czasie wolnym.
Uruchomienie sterownika przebiegło bez problemów, martwiłem się jedynie o tolerancję elementów generatora, jednak okazało się że pracują bardzo równo i nie było konieczności "strojenia" przez dobór rezystorów lub pojemności (a nie chciałem stosować potencjometrów montażowych ze względu na miniaturyzację sterownika.

Płytkę wykonałem metodą termotransferu.

Chociaż wiem że regulacja fazowa odchodzi pomału do historii, jak i spawarki transformatorowe, ale miło czasami wykorzystać trochę posiadanych "przydasi" i zbudować coś pożytecznego.

Pozdrawiam - Daniel

AVE...

Jaki jest odstęp między stroną regulującą, a stroną regulowaną? I czy mi się wydaje, czy też nie zachowałeś żadnych odstępów między wejściami transoptora pomiarowego, a resztą układu? Jakie napięcie masz na jego wejściach? Martwi mnie kwestia dostatecznej separacji i ochrony użytkownika przed przypadkowym porażeniem...

Sterownik działa po stronie wtórnej transformatora. Napięcie wejściowe max 35 - 40V międzyfazowo.

Czy ten sterownik współpracuje z bocznikiem i stabilizuje prąd spawania?

Niestety nie, ale można by dodać taką funkcję, ponieważ potencjometr jest tylko dzielnikiem napięcia, można zadawać kąt otwarcia tyrystorów napięciem z zakresu 0 - 5V. Dodatkowo w sterowniku jest wejście DIS, które powoduje ustawienie mocy na 0 (w poczwórnym transoptorze zostawała mi jedna niewykorzystana sekcja).

danthe wrote:

Sterownik działa po stronie wtórnej transformatora. Napięcie wejściowe max 35 - 40V międzyfazowo.

Sorki za może pytanie osoby nie bardzo w temacie. Piszesz że regulacja od strony wtórnej - niższe napięcie wyższy prąd - to rozumiem że jest sterownik - jak wygląda element wykonawczy? ile amper dopuszcza układ (czy wytrzymuje prąd spawania)?

Drugą sprawą jest to czy układ jest przetestowany i czy nie wpływa on na jakośc spawania i wytrzymałość spoin? przy zabawach z inwertorami i częstotliwościami impulsu oraz ich wypełnieniem bardzo dużo można pozmienia utrudniając bardzo spawanie lub nie uzyskując dobrych przetopów.

Mógłbyś udostępnić dokumentację z budowy? Tak aby inni mogli wykonać sobie taki regulator we własnym zakresie.

bestler wrote:

Mógłbyś udostępnić dokumentację z budowy? Tak aby inni mogli wykonać sobie taki regulator we własnym zakresie.

To proteza sterownika, nie sterownik, więc nie wiem czy warto go powielać - aczkolwiek jest ciekawostką. Brak układu stabilizacji prądu, brak HS/AS - czyli na dzisiejsze czasy marnie. Do wykorzystania może jedynie przy modyfikacji SPB315, ale nie wiem czy tamta znowuż bez transduktora będzie spawać w ogóle. Pozostałe sterowniki serii SPD i podobnych naprawiało się dość łatwo. W sumie po chwili zastanowienia pomyślałem że do migomatu by się nadał - tam potrzeba tylko regulacji napięcia wyjściowego.

To już lepiej na wzór wziąć sterowniki ze starych polskich konstrukcji PSP630 i R302:
Budowa_dzialanie_i_naprawa_spawarek_elektronicznych.pdf

Jak w temacie napisałem jest to sterownik mostka, a nie regulator prądu spawania. Oczywiście można zrobić również regulator z hot startem, anty stick itp, na osobnej płytce i podłączyć do tego sterownika. Na dzień dzisiejszy nie było to konieczne, jedyny dodatek jaki znalazł się w spawarce to prąd pilotujący, dodatkowe 3 diody równolegle do tyrystorów i rezystor z grzałki 2kW podzielonej na 4 części połączone równolegle.

Witam
Zgadzam się z kolegami wyżej że skoro już projektowałeś płytkę sterownika mocy to mogłeś ją zrobić z możliwością elektronicznego sterowania np. tak jak pisałeś 0-5V lub 0-10V (0-100% mocy) - było by to z korzyścią użytkowników skoro już to zamieszczasz na forum. A potencjometr (skoro Tobie wystarczy) zawsze można w taki sterownik wlutować później bez problemów.
Pomiar prądu hot start i inne rzeczy oczywiście na innych płytkach.

Dodam jeszcze, że duże tyrystory powinny być wyzwalane paczkami impulsów - wtedy jest pewniejszy zapłon. Przykładowe rozwiązanie można znaleźć na str.3 w schemacie z postu #10 gdzie widać generator na tranzystorach T202, T203
Taki układ jest łatwiej zastosować w różnych spawarkach bo zawsze załączy tyrystory - a u Ciebie jak będą duże tyrystory lub o gorszych parametrach/większych prądach bramek to nie załączy a jak wzmocnisz prąd to z kolei małe tyrystory uszkodzi.
Nie trzeba odkrywać Ameryki wystarczy podpatrzeć innych i wskazane jest coś udoskonalić dla potomnych...

Potencjometr pracuje tu jako dzielnik napięcia i jest podłączony z jednej strony do GND, z drugiej do +5V. Żaden problem go wylutować i podać w miejsce ślizgacza potencjometru napięcie sterujące.
Sterowałem fazowo zarówno triaki o prądzie 8 - 40 A, jak i radzieckie tyrystory 500A typu "piguła", jakoś optotriak dawał radę bez problemu. Jak można "wzmocnić prąd bramek" w układzie z optotriakiem?