Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

Zgrzewarka kondensatorowo transformatorowa hybrydowa

kramkes 31 Jan 2022 16:52 3480 27
  • Niedawno zacząłem budowe zgrzewarki, oto zdjęcia:
    Zgrzewarka kondensatorowo transformatorowa hybrydowa Zgrzewarka kondensatorowo transformatorowa hybrydowa Zgrzewarka kondensatorowo transformatorowa hybrydowa
    Zgrzewarka miałabyć inna od tych które widziałem do tej pory, bo jest to też doświadczenie. Taka bardziej skomplikowana, ale bez elektroniki - wiem nie brzmi to dobrze, aby wyzwalać obwód zgrzewający jedynie w sposób ręczny, ale na razie ma mi to starczyć. Teraz przejdźmy do tego o co ma chodzić w tej moiej zgrzewarce, czyli na czym to niby skomplikowanie ma polegać, ma to polegać na tym, że mocy dostarczają dwa elementy, jak można sie łatwo domysleć transformator i kondensatory - superkondensatory.
    Parametry techniczne:
    Transformator od mikrofali(oczywiście z usuniętym obwodem wysokonapięciowym), jego rezystancja uzwojenia pierwotnego to: 2,5ohm.
    Superkondensatory 2,7V 100F 10 sztuk w konfiguracji 2s5p, czyli 2 banki 500F połączone szeregowo.
    Uzwojenie wtórne - 5 zwojów dające około 5,5V - poprawka, na uzwojeniu jest około 4,8V, 5,5V dotyczy napięcia w dalszej części zasilania.
    Diody mostka: 4 x SY180/4 - z informacji dowiedziałem się, że są to stare diody wojskowe wytrzymujące około 40A obciążenia stałego, jednak impulsowo są w stanie wytrzymać 10-krotoność, nieźle jak do zgrzewarki.
    Istotne, kondensatory są ładowane przed uruchomieniem zgrzewarki co najmniej do połowy, aby nie powstał duży udar do sieci, podczas ładowania pustych kondensatorów.
    Ciekawostka: banki mają przylutowane po jednej diodzie niebieskiej, które zaczynają sie delikatnie zapalać przy napięciu 2,4V, a przy napięciu 2,7V już dosyć mocno świecą.
    Dla unormowania napięcia dołączony został rezystor 5,1ohm umieszczony w radiator.

    Zgrzewarka była juz częściowo testowana tzn. sam transformator z grubym uzwojeniem około 3 zwojów, oraz same superkondensatory i zarówno jeden jak i drugi element podobnie zgrzewały cienkie blaszki - za mała moc, blaszke było łatwo oderwać. Dlatego niedługo będzie testowana współpraca 2 elementów naraz, oraz uzupełniona jeszcze o 3 element - także kondensatory, jednak elektrolityczne, którą mają niską rezystancje wewnętrzną. Postaram sie zamieścić właściwe zdjęcia oddające efekt pracy.
    Edit: Wyzwalanie jak narazie przez dociśnięcie grota do miejsca zgrzewu, a następnie szybkie dociśnięcie drugiego grota.

    Cool? Ranking DIY
    About Author
    kramkes
    Level 7  
    Offline 
    kramkes wrote 11 posts with. Live in city Warszawa. Been with us since 2017 year.
  • #2
    Olkus
    Level 30  
    Moim zdaniem kondensatory są średnim pomysłem - szybko się zużyją (zwarcie je uszkadza) a nie są tanie...
    Jeśli efekt na tym transformatorze był kiepski, trzeba było nawinąć uzwojenie do zgrzewania grubszym przewodem, ten jest z tego co widzę stosunkowo cienki, w innych zgrzewarkach widywałem znacznie grubsze. A gdyby to nie pomogło - poszukać większej mocy trafa, po rezystancji uzwojenia sądzę, że to użyte ma maksymalnie 500W, widywałem większe MOT-y. Widziałem także zgrzewarki z dwoma transformatorami, myślę że to lepszy pomysł niż trafo i kondensatory.

    Pozdrawiam,
    A.
  • #3
    modzel44
    Level 11  
    Ogólnie pomysł na zgrzewarkę zbudowaną z kondensatorów to nie jest taki zły pomysł (u kolegów z dalekiego wschodu są w sprzedaży), ponieważ z tego co mnie wiedza nie myli lepiej się zgrzewa prądem stałym to po pierwsze, naładowanie kondensatorów to chyba można ze zwykłego zasilacza na dane napięcie aby tylko wydajność była odpowiednia tylko zastanawia mnie jak tym sterujesz , czyli co robisz żeby poszedł zgrzew bo żeby wysterować napięcie stałe do zgrzewu to raczej trzeba by przez jakieś mosfety których musi być odpowiednia ilość i duża wytrzymałość natężenia w piku. Więc próbuj kombinuj.I jeszcze jedna sprawa chyba troszkę mała pojemność te 250 faradów, na ali mają jakieś 400 w górę.
  • #4
    Qbas060
    Level 14  
    Olkus wrote:
    trzeba było nawinąć uzwojenie do zgrzewania grubszym przewodem, ten jest z tego co widzę stosunkowo cienki, w innych zgrzewarkach widywałem znacznie grubsze.


    Nie pamiętam jakiej mocy jest mój MOT ale coś mi chodzi po głowie 800W i mam trzy zwoje linki 35mm2. Do tego elektrody z miedzi MHY i ogniwa zgrzewam czasem 60-80ms. Jak podniosę czas na 200ms to nie da się rozerwać zgrzanych tapeciaków :) lepiej iść w przekrój przewodu a nie w pojemność kondensatorów

    Edit:
    Tak sobie myślę i czasem to napięcie na trafo nie jest za duże po wyprostowaniu? No bo z 5,5V AC jest jakieś 6,4V DC a kondensatory masz podpięte w 2S więc 5,4V
  • #5
    modzel44
    Level 11  
    W sumie trafo i przezwajanie jest najtańszą opcją zgrzewarki .Dla maxa prądu to można takie trafo łatwo rozciąć szlifierką i nawinąć je jakimś płaskowniczkiem żeby miał przekroju koło 50mm2, z tego co widziałem to bez problemu się mieści ewentualnie zedrzeć izolację z kabla dać go podwójnie i całość w jakiś oplot z włókna czy coś. Tylko nie bez powodu osoby które np grzeją pakiety z ogniw 18650 do e-bików używają prądu stałego czyli powiedzmy pakiet 4S30P z ogniw Sony VTC6 i do tego KWeld który ma w sobie chyba 6 mosfetów i robi takie strzały że można grubą blachę zgrzewać.
  • #6
    Qbas060
    Level 14  
    @modzel44 i tu jest główna różnica, oni zgrzewają bez przerwy w celach zarobkowych i zgrzewarka na siebie zarabia. Niestety 120 ogniw to już nie jest ten sam koszt co mot ze złomu, metr przewodu i trochę elektroniki.
  • #7
    modzel44
    Level 11  
    @Qbas060 Oczywiście zgadzam się, ale moim skromniutkim zdaniem jeśli jest możliwość to lepiej iść w DC, dla tego jak ma możliwość niech dalej drąży patent z kondensatorami .
  • #8
    Qbas060
    Level 14  
    @modzel44 masz może coś na temat dlaczego lepiej DC niż AC? Zaciekawiłeś mnie tym a nigdy nad tym się nie zastanawiałem. Sam zgrzewam na AC i nigdy nie miałem z problemów.
  • #9
    modzel44
    Level 11  
    @Qbas060 Znaczy problemów nie będziesz miał z AC ale z podstaw powiedzmy logiki, żeby zgrzewarka AC dobrze zgrzała to musi pójść strzał w szczycie sinusoidy z sieci, jak wiadomo mamy 50Hz w gniazdku czyli mamy ograniczoną liczę powiedzmy tych szczytowych impulsów a do tego jeśli nie ma się w zgrzewarce wyzwalania w szczycie sinusoidy do walimy zgrzew na ślepo i liczymy że bedzie dobrze. Czas zgrzewu też raczej odgrywa jakąś rolę bo robiąc dłuższy zgrzew mamy kilka tych pików, a w DC mamy jak wiadomo możliwość ustawiania czasu wedle uznania moc też bo nie ogranicza nas sinusoida. Strzał w DC typu kilkaset amperków raczej też nie stanowi problemów bo bierze się albo baterie modelarską LiPol 3S1P o pojemności 5000mAh i prądzie rozładowania 50c (to jest ta słabsza opcja) i idzie już w miarę dobrze zgrzewać ewentualnie jest stronka z bateriami i tam jest gotowy pakiecik do zgrzewarek za chyba coś koło 250 zł który daje możliwość zgrzewu w granicach chyba coś koło 800 amperków ale wiadomo w takich domowych warunkach raczej pierwsze co to idzie cena. Jeśli nie mam racji a oczywiście mogę się mylić co do tego AC to proszę mnie ukarać i poprawić ale to jest moje rozumowanie. Oczywiście to nie jest zgrzewanie tylko spawanie ale spawać stal to też wydaje mi się że lepiej idzie spawarką DC niż AC.
  • #10
    kramkes
    Level 7  
    Co do tego jaki prąd lepszy do zgrzewania, czy stały czy zmienny, to sie nie wypowiem, zbyt skomplikowane.
    Nie bardzo rozumiem tych stwierdzeń o zużywaniu sie kondensatorów, chodzi o upalanie sie nóżek podczas zwarć? Niszczy sie chemia/struktura kondensatora podczas zwarcia? W powyższej zgrzewarce kondensatory są zespolone i mają symetryczny rozkład prądowy, a podczas nawet 1-2 sekundowego zgrzewu napięcie spada tylko nie dużą część, żadna nóżka kondensatora nie robi sie nawet minimalnie ciepła, do tego dalsze prace będą z dodatkowym prądem transformatora, gdzie chwilowo co najmiej 150A dojdzie. Finalnie mają być dorzucone jeszcze dużej pojemności kondensatory elektrolityczne, więc naprawde te wszystkie 3 elementy różne parametrowo powinny sie ze sobą uzupełnić.
    Gdy transformator był sam testowany jako zgrzewarka, uzwojenie wtórne było oczywiście nawinięte dużo grubszym kablem. W zespolonej pracy kabel jest o grubości przewidzianej do takiej pracy.
    Co do napięcia zasilania kondensatorów, bez rezystora by wywindowało pod ' niebezpieczną wartość', choć wartość graniczna napięcia kondensatorów to zdaje się pierwiastek z liczby 2, ale to już tematy nie do podejmowania i na własne ryzyko.
  • #11
    modzel44
    Level 11  
    Moim zdaniem takie połączenie kondensatorów to nie jest połączenie symetryczne bo symetryczne połączenie byłoby wtedy gdy każde wejście i wyjście z każdego pojedynczego kondensatora byłoby równej długości a dopiero wtedy każdy kondensator się równo rozładuje. Raczej takie łączenie kondensatorów i trafa na raz nie jest dobrym pomysłem więc raczej albo to albo to. Nie bez powodu nie prostuje się napięcia w zgrzewarkach transformatorowych ze względu na ogromny prąd w piku, chyba że masz diody które wytrzymają kilkaset amperów i będą na tyle szybkie żeby nadążyć.A tak z ciekawości jak tym sterujesz i co zgrzewasz przez 1 lub dwie sekundy bo jeśli ogniwa czy coś w tym stylu to czas jest liczony raczej w mili sekundach.
  • #12
    kramkes
    Level 7  
    modzel44 wrote:
    Moim zdaniem takie połączenie kondensatorów to nie jest połączenie symetryczne

    Chodzi mi tu o symetrie w takim sensie, że zasilanie/obciążenie znajduje sie po przeciwległych stronach szyn.
  • #13
    Qbas060
    Level 14  
    @modzel44 to co piszesz jest mocno logiczne:) Co do sinusa to idealnie bylo by załączyć w szczycie jednak przyznam, że lenistwo pokierowało mną w stronę SSR a on wyzwala w zerze. Daje to jednak powtarzalność. W końcu co 20ms mamy szczyt ale nasycenie takiego rdzenia to też chwile trwa.

    @kramkes a co z górną granicą napięcia kondensatorów np. w przypadku gdybyś zbyt długo zostawił włączone trafo? Nie lepiej było by ująć zwój i jednocześnie podnieść średnicę?
  • #14
    modzel44
    Level 11  
    @Qbas060 Za pewne chodzi o zabezpieczenie SSR-a żeby nie załączał się w szczycie i nie obrywał przy okazji. Z tym szczytem to trzeba jakieś arduino ale tak szybko myślę to dało by rade takie wyzwalanie na piechotę zrobić z małego trafa i napięcia szczytowego ale to troszkę wyższy kibel. Co do kondensatorów to oczywiście jak przesadzimy z napięciem to pewnie będzie bum bo jeśli kondensator jest na 25V i damy 1 wolt więcej to pal licho nic mu nie powinno być ale jeśli przy 2,7V w nominale damy 1 wolt więcej to bym się grubo zastanowił nad tym. W tym przypadku widzę dwie opcje tak wg mnie pierwsza to nawijać trafo grubym kablem i zrobić sterowanie bardzo proste dosłownie na NE555 i chyba może 8 elementach podstawowych i jakiś optoizolator żeby się oddzielić od tych 230V (na YT taki ktoś jak EMSI-Tech ma bardzo prosty sterownik) albo same kondensatory i do tego dobre sterowanie końcowe na jakiś mosfetach bo żeby połączyć trafo do kondensatorów to trzeba napięcie wyprostować a żeby to trafo pomogło to musi być wsparcie rzędu kilkuset amperów, jakie diody to wytrzymają to nie mam pojęcia. Teoretycznie jest to natężenie w piku ale i tak duże więc troszkę moje oczy ciemno to widzą taką hybrydę. Ale dalej nie wiemy co będzie zgrzewane to jedno a drugie zastanawia mnie czas zgrzewu i trzecie sterowanie włącznikiem po stronie wykonawczej odpada z przyczyn technicznych a przed trafem włącznikiem nie wysterujesz tego bo przy przyłożeniu elektrod do materiału zgrzewanego wyładujesz kondensatory zanim załączysz trafo. Mam nadzieje że w miarę mądrze się wypowiedziałem. Jak widzicie jakieś nie ścisłości to śmiało poprawiać mnie.
  • #15
    pawelr98
    Level 39  
    A można po prostu kupić gotowy moduł zgrzewarki od chińczyka (czas i prąd zgrzewania nastawny, sterowanie fazowe triakiem po pierwotnej), nawinąć to trafo 35-50mm2 (zależy ile wejdzie) i dać sobie spokój z kondensatorami.

    Jak ma zgrzewać grube blachy, to trzeba mieć większą moc transformatora albo nawijać naprawdę ciasno (płaskownikiem).
    Dwa transformatory z pierwotnymi równolegle, a wtórnymi szeregowo.
    Nawet się można pokusić o zasilanie międzyfazowe.
  • #16
    Olkus
    Level 30  
    kramkes wrote:
    Nie bardzo rozumiem tych stwierdzeń o zużywaniu sie kondensatorów, chodzi o upalanie sie nóżek podczas zwarć? Niszczy sie chemia/struktura kondensatora podczas zwarcia?


    Nie chodzi o wyprowadzenia w kondensatorze, choć te przy dłuższym zwarciu pewnie mogłyby odparować, tylko właśnie o strukturę wewnętrzną kondensatora, prowadzi to do spadku pojemności.

    Pozdrawiam,
    A.
  • #17
    żarówka rtęciowa
    Level 37  
    Witam

    Co do zasilacza to myślę, że można by zamiast ciężkiego transformatora zastosować zasilacz impulsowy o niskim napięciu wyjściowym (ok. 2,5-5V) z ogranicznikiem prądu. Może być to przerobiony zasilacz komputerowy, do realizacji tylko dla doświadczonych elektroników.
  • #18
    vodiczka
    Level 43  
    kramkes wrote:
    Taka bardziej skomplikowana, ale bez elektroniki - wiem nie brzmi to dobrze, aby wyzwalać obwód zgrzewający jedynie w sposób ręczny, ale na razie ma mi to starczyć.
    Co rozumiesz przez ręczne wyzwalanie? Ręczne wyzwalanie tyrystora czy hebel zamykający obwód kondensatorów?
    Jeżeli to drugie to masz duże straty w momencie załączania.
    Moim zdaniem hybryda, którą budujesz nie będzie miała żadnej przewagi nad zgrzewarką czysto transformatorową lub czysto kondensatorową. Jeżeli uważasz, że jest przeciwnie to uzasadnij swój wybór.

    kramkes wrote:
    Zgrzewarka była juz częściowo testowana tzn. sam transformator z grubym uzwojeniem około 3 zwojów, oraz same superkondensatory i zarówno jeden jak i drugi element podobnie zgrzewały cienkie blaszki - za mała moc, blaszke było łatwo oderwać. Dlatego niedługo będzie testowana współpraca 2 elementów naraz,
    Należało to zrobić przed założeniem tematu ale cierpliwie czekam na zakończenie twoich testów.
    To, że "wespół-zespół" da lepszy wynik niż sam transformator lub same superkondensatory, nie oznacza że taka hybryda jest lepsza niż transformator większej mocy lub kondensatory o większej pojemności.
  • #19
    modzel44
    Level 11  
    @kramkes napisz chociaż co będziesz zgrzewał bo to też bardzo istotne, co innego blacha milimetrowa a co innego blaszki niklowe typu 0.15 bo wyżej to bym nie liczył na dobre efekty.
  • #20
    vodiczka
    Level 43  
    modzel44 wrote:
    napisz chociaż co będziesz zgrzewał bo to też bardzo istotne...
    Albo robimy zgrzewarkę uniwersalną, dla dużego zakresu grubości blach, np. 0,1 - 1,0 mm albo dedykowaną pod cienkie blaszki ale ja wolałbym odpowiedź na pytanie: Dlaczego hybrydowa :?:
    Czy autor tematu ma jakieś uzasadnienie by iść w hybrydę czy działa na zasadzie "czemu nie spróbować"
  • #21
    kramkes
    Level 7  
    Ok, zrobiłem testy. Jest problem. Przy pracy transformatora wraz z superkondensatorami, w blaszkach stosowanych do łączeń akumulatorów ni-cd wypala część blaszki i odltuje palący sie odprysk - ta wyrwa w blaszce w postaci trójkąta na drugim zdjęciu, podobnie jak w spawarce. Przy odłączeniu transformatora, czyli na samych superkondensatorach, mimo obniżenia napięcia do około 2,4V na bank(razem 4,8V) też wypala, ale małą dziurke, czyżby kondensatory, mimo obniżenia napięcia i po kilku użyciach nabrały pełnej efektywności? Jeszcze jakaś droga jest do zadowalających efektów. Narazie nie ma mowy o dołączeniu kolejnych kondensatorów z rodzaju elektrolitycznego, widać, że mocy wystarcza. To tylko projek, własne doświadczenie. Dzięki za możliwość zamieszczenia pomysłu.
    Zgrzewarka kondensatorowo transformatorowa hybrydowa Zgrzewarka kondensatorowo transformatorowa hybrydowa Zgrzewarka kondensatorowo transformatorowa hybrydowa
  • #22
    Qbas060
    Level 14  
    @kramkes obniż napięcie jeszcze tak do 3V i wtedy zobacz jednak obawiam się, że największym problemem jest czas zgrzewu. Widać, że mocy mu nie brakuje więc dla takiej blaszki niklowej 0,1s to max a nawet pasowało by 50ms
  • #23
    modzel44
    Level 11  
    @kramkes Ty te elektrody tak na żywca na naładowanych kondensatorach przykładasz do blaszek ??? Jeśli to blaszka niklowana 0.1 to łatwo przepalić problemy się robią przy czystym niklu.
  • #24
    vodiczka
    Level 43  
    modzel44 wrote:
    Ty te elektrody tak na żywca na naładowanych kondensatorach przykładasz do blaszek ???

    Jeżeli autor tak robi to nie powinien się dziwić, że dziury wypala. :cry:
    Elektrody powinny być dociśnięte (do blaszki i akumulatora) a dopiero potem załączony obwód rozładowania kondensatorów.
  • #25
    modzel44
    Level 11  
    @vodiczka Moim zdaniem bez dobrego sterowania mosfetami na wyjściu, ta zgrzewarka nie ma najmniejszego sensu. Trafo tutaj to chyba całe g.... pomaga a zanim się blaszka zgrzeje to zajarza się łuk elektryczny jak przy spawaniu i oto jest tego efekt.
  • #26
    vodiczka
    Level 43  
    modzel44 wrote:
    zanim się blaszka zgrzeje to zajarza się łuk elektryczny jak przy spawaniu i oto jest tego efekt.
    Bezprzecznie. Ponadto w celu osiągnięcia optymalnych wyników należy dobrać odpowiednią i powtarzalną siłę docisku.
    Przy braku powtarzalności docisku, zgrzewy też będą niepowtarzalne.
    Zgrzewarkę czysto kondensatorową można obsłużyć tyrystorem dużej mocy. Energię regulujemy napięciem do jakiego ładujemy kondensatory a czas zgrzania możemy wydłużyć przez wpięcie w obwód dławika o indukcyjności rzędu kilkudziesięciu/kilkuset µH.
    Wzrost indukcyjności obwodu spowoduje wydłużenie czasu impulsu przy jednoczesnym zmniejszeniu jego amplitudy.

    Cytat z dyskusji na elektrodzie.pl: "Potraktuj zgrzew jak żarówkę, którą masz zaświecić a nie przepalić.
    Rozładowanie kondensatora musi być na tyle wolne by rozgrzało miejsce zgrzewania ale nie odparowało materiału."
  • #27
    kramkes
    Level 7  
    Działa, blaszke jest już trudno oderwać, ale nie trzyma sie tak mocno jak fabryczne zgrzewy.
    W zgrzewanych punktach widać niebieską otoczke, oraz brązową granice tej otoczki, mimo zmniejszenia napięcia do 3V i krótkich przyłożeń grota, pozostawia taki sam ślad.
    Wcześniej łatwo spalało blaszke, dlatego, że blaszki do testów były z demontażu nie równe i zanieczyszczone przez co nie dolegały dobrze do spodniej powierzchni zgrzewanej, po oczyszczeniu wszystkich powierzchni i wyrównaniu, już nie spala blaszek.
    Nie mam pomysłu na uzyskanie idealnego zgrzewu.

    (Dołączyłem dodatkowe połączenia między kondensatorami, odczuwa sie większy prąd przez co można bardziej zmniejszyć napięcie)
    Zgrzewarka kondensatorowo transformatorowa hybrydowa
  • #28
    vodiczka
    Level 43  
    kramkes wrote:
    mimo zmniejszenia napięcia do 3V i krótkich przyłożeń grota, pozostawia taki sam ślad.
    Nadal rozładowujesz kondensatory w momencie przyłożenia grota?
    Najpierw trzeba docisnąć grot a dopiero potem zamknąć obwód.