Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Search our partners

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

Regulator mocy do zgrzewarki punktowej

27 Apr 2020 18:38 723 18
  • Level 29  
    Czy ktoś z Was robił regulator mocy do zgrzewarki punktowej, transformator jaki chcę zastosować to jakiś tam transformator z mikrofalówki z przezwojonym uzwojeniem wtórnym. Chciałbym zrobić do niego regulator mocy, a w późniejszym kroku jakiś włącznik czasowy oparty na mikrokontrolerze. Czy coś takiego zna w tym przypadku egzamin :
    Schemat
    Czy układ taki nadaje się do sterowania obciążeń indukcyjnych, umiejscowiony byłby po stronie pierwotnej transformatora ?
    Pozdrawiam
    [30.03.2021, darmowy webinar] Nowoczesna diagnostyka maszyn, monitorowanie i przewidywanie awarii. Zarejestruj się
  • TermopastyTermopasty
  • Level 43  
    Nie widzę powodu żeby regulator fazowy i wyłącznik czasowy były oddzielnymi urządzeniami jeśli chcesz to zrobić na uC.

    Dobrze zrobione zgrzewarki zgrzewają szybko dzięki czemu metal się nie odkształca i nie utlenia, żeby zgrzewać szybko (kilka okresów napięcia sieciowego) trzeba mieć dużą moc. Dlatego dziwi mnie że najpierw chcesz budować regulator (pogarszać parametry zgrzewania) później timer (element decydujący o dostarczeniu powtarzalnej energii) - odwrotnie niż logika nakazuje.

    Filmy z pracy amatorskich zgrzewarek często wyglądają tak, że mocy jest za mało, metal grzeje się i dymi przez kilka sekund aż osiągnie żółty kolor. Profesjonalne działają tak, że słychać tylko stuk, czasem zaiskrzy i mamy gotowy, czysty, mocny zgrzew. Wiem że amatorska wersja wygląda atrakcyjnie na filach ale wcale nie działa lepiej.

    Jeśli dla bardzo delikatnych elementów dla jednego okresu napięcia sieciowego energia będzie za duża możesz, pomyśleć o regulacji fazowej.

    Do obciążeń indukcyjnych lepiej mieć układ wykonawczy na dwóch tyrystorach
    Regulator mocy do zgrzewarki punktowej
  • Level 29  
    Podzielam twoją rację jarek_lnx, jest tak jak mówisz i słusznie. Z częścią odpowiedzialną za regulację długości impulsu sobie myślę, że poradzę jak nie to będę Was pytał.
    Oczywiście, że ma to być jedno urządzenie, na jednej płytce PCB nawet.
    Ale założenie jest takie, że chcę ,mieć i regulację długości impulsu zgrzewania, a także i mocy, chcę aby to urządzenie było uniwersalne i do delikatnych blaszek i tych większych.
    Lecz w przeważającej części zgrzewarka będzie miała za zadanie zgrzewać blaszki najcieńsze jak się da do baterii również najcieńszych jak to możliwe, np. CR1612.
    Zastosowanie w tym przypadku koszyczków lub klejenie baterii pastą przewodzą odpada, po pierwsze grubość, po drugie po prostu w fazie testów okazało się, że jest to bardzo niestabilne, to koszyczki nie stykają, a tej paście też nie można ufać. Myślałem o regulacji długości impulsu od 10 ms do 100ms, lecz teraz mam obawy czy to nie będzie za długo. :?: Ale cóż program zawsze można zmienić.
    Doskonale wiem, że pierwszoplanową rolę ma cdługość impulsu zgrzewania.
  • Helpful post
    Level 43  
    Profesjonalne zgrzewarki do ogniw maja zasilanie impulsowe, przez to lepszą kontrolę energii wydzielanej w materiale.

    W amatorskiej zostaje ci regulator fazowy, oprócz układu wyjściowego na tyrystorach potrzebujesz jeszcze detektora przejścia przez zero, a resztę zrobisz na mikrokontrolerze. Dla obciążeń indukcyjnych zaleca się peak-switching, ale mając uC możesz nawet pamiętać w którą stronę była pozostałość magnetyczna w poprzednim cyklu i ominąć problem nasycania rdzenia.

    Bardziej ambitna opcja to żebyś spróbował falownika pracującego na "średniej" częstotliwości, wzorując się na fabrycznych zgrzewarkach MFDC. (MEDIUM FREQUENCY DIRECT CURRENT - fajny oksymoron :D ) Transformator na rdzeniu z blach może pracować na kilka razy większej częstotliwości niż 50Hz, mógł by nawet przenieść proporcjonalnie większa moc, uzwojenia miały by mniej zwojów, można by lepiej wykorzystać powierzchnię okna rdzenia (jeden zwój wtórnego z płaskownika Cu) i sterowanie mocą było by z lepszą rozdzielczością, straty w rdzeniu będą też znacznie większe ale w amatorskiej zgrzewarce to nie problem - zdąży się wychłodzić.

    Co do układów scalonych - U2008 miał detekcję załączenia, jeśli się nie udało, ponawiał impulsy wyzwalające, układ gasikowy równolegle do obciążenia indukcyjnego, też zwiększa szanse na poprawne załączenie tyrystora. Oczywiście podając stały sygnał załączający optotriak też uzyskamy załączenie, nawet jeśli prąd indukcyjności narasta powoli.
  • TermopastyTermopasty
  • Helpful post
    Level 43  
    Pomyliłeś podłączenie D3 i R16 mają być do katody tyrystora, dodał bym też gasik równolegle do obciążenia, nie widzę powodu żeby robić zasilanie 5,7V używając D1. Trzeba dodać detektor przejścia przez zero, można by go podłączyć do wejścia przerwania.
  • Helpful post
    Level 43  
    13adam13 wrote:
    Gasik do obciążenia czy do każdego z tyrystorów osobno ?
    Do obciążenia, tak jak zrobiłeś.
    13adam13 wrote:
    Czy do detekcji przejścia przez 0 mogę wykorzystać MOC3020 ?
    Nie ma to sensu.

    R8 ma za dużą wartość, nawet jak zamienisz MOC2030 który wymaga 30mA na MOC3023 wymagający 5mA i tak rezystor powinien być mniejszy.


    Nie wiem co chciałeś zrobić z OK3. Detektor przejścia przez zero można zrobić za transformatorem TR1 (trzy rezystory jeden tranzystor), ale transformator (szczególnie małej mocy) wprowadza przesunięcie fazy, oczywiście można sobie poradzić z tym programowo, ale detektor zasilany z 230V nie ma tej wady.
    Układ może być tak prosty:
    Regulator mocy do zgrzewarki punktowej
    Albo bardziej skomplikowany, ten drugi ma mniejsze straty mocy w rezystorach, przez co jest łatwiejszy do miniaturyzacji
    Regulator mocy do zgrzewarki punktowej
    W obydwu układach mamy szeregowe połączenie rezystorów ograniczających prąd żeby zwiększyć wytrzymałość napięciową.

    Widzę że elementy stykowe podłączasz używając wewnętrznego pull-up w uC, to daje bardzo mały prąd, zalecał bym dać zewnętrzny rezystor - kilka kΩ żeby zwiększyć odporność na zakłócenia tych wejść.
  • Level 43  
    13adam13 wrote:
    Czy zastosować układ U209B, czy istnieją lepsze i prostsze rozwiązania ?
    Dlatego potrzebujesz detekcji przejścia przez zero, żeby zrobić regulację fazową na mikrokontrolerze. Po detekcji przejścia przez zero odliczasz czas do wyzwolenia tyrystorów.


    Na schemacie był PC814 z dwiema diodami, jak chcesz dać PC817 to musisz dodać diodę odwrotnie równolegle żeby nie spalić transoptora napięciem wstecznym. Pisałem żeby detektor zera podłączyć do wejścia przerwań.
  • Level 29  
    Rozumiem, czym wtedy miałbym regulować "współczynnikiem wypełnienia sinusoidy " jakiś impulsator ?
    Nie chciałbym już sterować drugiego wyświetlacza tylko jakąś tam stałą skalę umieścić na obudowie urządzenia. Nie chcę też za bardzo komplikować sobie sprawy z softem. .... :|
    Najwygodniej dla mnie by było,żeby sterowanie mocą było za pomocą potencjometru.

    Ja na sam wpierw myślałem, żeby uC zadawał tylko czas impulsu (ilość okresów sieci), no w tym przypadku detektor przejścia przez 0 jest mi na rękę, bo mogę ten okres liczyć od 0 (albo odkąd zechcę). Z kolei regulację mocą osobno chciałbym zrobić.
    Jak myślisz, jakie są plusy i minusy pierwszego i drugiego rozwiązania.

    Hmm, czy istnieją impulsatory 10-stopiowe na przykład, tak żebym miał regulację mocy 10-stopniową ? Czy lepiej mieć płynną regulację za pomocą układu U209B ?
  • Level 43  
    13adam13 wrote:
    Rozumiem, czym wtedy miałbym regulować "współczynnikiem wypełnienia sinusoidy " jakiś impulsator ?
    Impulsator/enkoder nie da ci informacji o nastawie on tylko daje impulsy do zwiększania/zmniejszania.
    13adam13 wrote:
    Nie chciałbym już sterować drugiego wyświetlacza
    Jeden wyświetlacz po naciśnięciu klawisza może wyświetlać drugi parametr.
    13adam13 wrote:
    Najwygodniej dla mnie by było,żeby sterowanie mocą było za pomocą potencjometru.
    Podłączasz potencjometr do ADC.
    13adam13 wrote:
    Nie chcę też za bardzo komplikować sobie sprawy z softem.
    Coś za coś, można uprościć soft komplikując hardware.
    13adam13 wrote:
    no w tym przypadku detektor przejścia przez 0 jest mi na rękę, bo mogę ten okres liczyć od 0 (albo odkąd zechcę). Z kolei regulację mocą osobno chciałbym zrobić.
    Licząc cylke nie będziesz miał błedu +/- jeden półokres, jak to bywa w niezsynchronizowanych timerach.
    13adam13 wrote:
    Z kolei regulację mocą osobno chciałbym zrobić.
    13adam13 wrote:
    Czy lepiej mieć płynną regulację za pomocą układu U209B ?
    Połączenie układu z uC i U209 będzie wymagało dwóch układów wykonawczych, triak i tyrystory. Zalecałem tyrystory bo są odporne na problemy z indukcyjnymi obciążenieniami - triak może mieć problemy z wyłączeniem przy zaniku prądu. Nie chciało by mi sie kombinować z dwoma ukłądami z których jeden może nie działać poprawnie, kiedy mogę mieć to wszystko, w jednym, z odrobinę bardziej skomplikowanym programem.
    Tyle że ja piszę ze swojego punktu widzenia, tak jak bym robił żeby dla mnie było mniej pracy i łatwiej, pewnie większość elektroników zrobiła by podobnie, dla ciebie może być inaczej, czasem się orientuję że nie bardzo wiesz o czym piszę, jeśli nie zrozumiesz jak to ma działać, tym bardziej nie będziesz wiedział jak to zrealizować, dlatego pisz jeśli czegoś nie rozumiesz, więc nie wiem jakie są twoje umiejętności, ile pisałeś na uC.

    Dodano po 1 [minuty]:

    13adam13 wrote:
    Hmm, czy istnieją impulsatory 10-stopiowe na przykład, tak żebym miał regulację mocy 10-stopniową
    Są nastawniki szesnastkowe i dziesiętne ale to wymaga czterech linii portów a potencjometr jednej
    Regulator mocy do zgrzewarki punktowej
    Regulator mocy do zgrzewarki punktowej Regulator mocy do zgrzewarki punktowej
  • Level 29  
    Moje umiejętności z programowania są marne, dlatego właśnie po godzinach postanowiłem dla siebie trochę się podszkolić. Jakieś tam podstawy mam, ale to było dawno temu.
    Rozumiem.
    Po pierwsze, będę regulował długością impulsu, czyli ilością półokresów sinusoidy (10 ms- 1 półokres,20 ms- okres itd.)
    Po drugie, będę regulował mocą poprzez sterownie tyrystorów "niepełną sinusoidą".
    Tylko nie wiem jak to połączyć w oprogramowaniu, muszę kiedyś przysiąść i się poduczyć.
    Przykładowo 50 ms i różne poziomy mocy :
    Regulator mocy do zgrzewarki punktowej
    Problem ?
    Co z tym załączaniem optotriaka w zerze, sprawa mi się komplikuje ?
    W zerze było by prościej.
    Regulator mocy do zgrzewarki punktowej
    Czerwony kolor impulsy stale podawane na bramki tyrystorów, zielone zadaję zależnie od potrzeby (reguluję w ten sposób moc). W jednym z przypadków (przy 100%) impulsy będą generowane jednocześnie.
    Czyli słusznie, że impulsy z detektora najlepiej jakby były podawane na wejście przerwania INT0 one muszą być generowane w ściśle określonym czasie (w 0 sinusoidy).
    Dobra teraz jak zaprząż do tego przetwornik ADC, żeby móc regulować te impulsy za pomocą potencjometru ?
  • Level 43  
    Masz błędne pojecie o działaniu tyrystorów, tyrystor możesz załączyć, ale na chwilę wyłączenia nie masz wpływu, wyłączy się sam kiedy prąd przechodzi przez zero, czyli jeśli podasz sygnał na wyjście zaraz po detekcji zera, otrzymasz całą pół sinusoidę, jeśli zrobisz opóźnienie 5ms to do obciążenia przejdzie ostatnia połowa półsinusoidy itd.

    Dobrze jest to zrobić na przerwaniach, bo dzięki temu nie musisz ciągle sprawdzać stanu wejścia i timera. Ustawiasz przerwanie zewnętrzne przykładowo INT0, kiedy stan detektora zera się zmieni, w funkcji obsługi przerwania ustawiasz timer, kiedy czas minie, w funkcji obsługi przerwania timera zmieniasz stan wyjścia wyzwalającego tyrystory. Inny timer możesz ustawić na wywoływanie cyklicznych przerwań tak żeby obsługiwać w nich multipleksowanie wyświetlacza.

    Zeby regulować potencjometrem, musisz okresowo uruchomić ADC, odczytaną wartość 0-1023 przeskalować i zapisać sobie gdzieś jako wartość którą wpiszesz do timera.

    W programie głównym zostanie ci obsłużyć klawiaturę i po wykryciu naciśnięcia przycisku załączającego ustawić zmienną którą będziesz dekrementował po każdym wyzwoleniu tyrystora, jak osiągnie zero przerywasz wyzwalanie tyrystorów.
  • Level 31  
    Autorze tematu, mam wrażenie, że nie zapoznałeś się z linkami podanymi na samym początku. Ten drugi to mój temat i gdybyś go przejrzał zdobył byś sporo istotnej wiedzy, np. o załączaniu trafo w szczycie, preimpulsie, a w bonusie masz gotowy, sprawdzony i działający schemat, który możesz wykorzystać pisząc swój program, co najwyżej zmieniając wyświetlacz na led jeśli Ci bardziej odpowiada.
  • Level 29  
    Oczywiście, że zapoznałem i gratuluję tak udanej, przemyślanej konstrukcji. Jednakże widzę, że twoje zdanie jest różne od twojego i nie zastosowałeś w swojej konstrukcji pełnej regulacji fazowej, czytając twój temat zacząłem się wahać czy robić pełną regulację od 0-100%, czy jednak 50-100% było by lepszym rozwiązaniem, ale soft zawsze można aktualizować.
    Z kolei jarek_lnx też podrzuca mi świetne pomysły dotyczące wykorzystania pary tyrystorów +gasik RC zamiast triaka w obwodzie wyjściowym, chcę to również wypróbować.
    Zasada działania urządzania zostaje jest taka sama jak zasada działania Twojej zgrzewarki. Różnice będą niewielkie np. zastosowanie innego uC, wyświetlacza, przycisku zamiast enkodera itp. Kilka kwestii jeszcze przemyślę i schemat będę miał.
    Quote:
    tyrystor możesz załączyć, ale na chwilę wyłączenia nie masz wpływu, wyłączy się sam kiedy prąd przechodzi przez zero, czyli jeśli podasz sygnał na wyjście zaraz po detekcji zera, otrzymasz całą pół sinusoidę, jeśli zrobisz opóźnienie 5ms to do obciążenia przejdzie ostatnia połowa półsinusoidy itd.

    Zasadę działania znam, ale poknociłem rysując te przykładowe przebiegi bo rysując je myślałem o czymś innym :D.
    O preimpulsie pomyślę, ale myślę że zastosowanie jego to będzie dobry a co najlepsze już sprawdzony pomysł.
  • Helpful post
    Level 31  
    Mam duże wątpliwości co do stosowania fazowego. Na chłopski rozum reguluje to moc impulsu, ale przecież tu chodzi o to żeby ta moc była jak największa w krótkim okresie czasu i wtedy zgrzewane elementy nie będą się rozgrzewać w całości tylko w miejscu zgrzewu. To tak jak z lutownicą zbyt małej mocy - grzeje punkt lutowniczy aż cały element parzy, a cyna jeszcze nie roztopiona, gdy temp grotu będzie wyższa to element nawet nie zdąży się rozgrzać i będzie przylutowany.
    W mojej zgrzewarce blaszki do aku są mocno zgrzane już w 10ms (+10ms pre), a czytam, że innym 80ms na to potrzeba. Jak myślisz kiedy istnieje większe ryzyko uszkodzenia zgrzewanego aku ? :) I dlatego właśnie jestem przeciwnikiem fazowej regulacji w zgrzewarkach z trafo od mikrofali. Oczywiście są sytuacje gdzie potrzeba dużo mniejszej mocy - bardzo cienkie blaszki, jakieś prace jubilerskie - nie wiem... W takiej sytuacji myślę, że nie ma co iść w uniwersalność tylko jeśli zgrzewarka daje za duży prąd po prostu odwinąć jeden zwój, albo nawinąć cieńszym przewodem. Projektując zgrzewarkę raczej się wie do czego będzie przeznaczona :)
  • Level 43  
    SylwekK wrote:
    W mojej zgrzewarce blaszki do aku są mocno zgrzane już w 10ms (+10ms pre), a czytam, że innym 80ms na to potrzeba.
    W amatorskich projektach widzę często małe wykorzystanie powierzchni okna rdzenia, za małe przekroje na wtórnym, za długie przewody wtórnego, a czasem mało zwojów, to wszystko pogarsza dostępną moc, po prostu ludzie nie wiedzą jak wykorzystać efektywnie możliwości które daje transformator, nie widzieli nigdy profesjonalnej zgrzewarki, więc wydaje im się że ich DIY dobrze działa.

    Jeśli 10ms będzie za dużo, to można robić sterowanie fazowe na jednym półokresie, jeśli rozdzielczość sterowania energią będzie słaba to można łączyć całe półokresy z "obciętymi", ale użycie sterowania fazowego, żeby np zamiast dziesięciu półokresów było dwadzieścia jest pozbawione sensu.
pcbway logo