Zgrzewarka punktowa - sterownik

Witam,
Zrobiłem sobie ostatnio zgrzewarkę na trafo z mikrofalówki (moc ok. 1000 VA).
Do sterowania tego urządzenia wykorzystałem chiński sterownik taki jak poniżej:



Urządzenie pracuje w miarę poprawnie ale nie do końca jestem zadowolony. Brakuje mi czasów dłuższych od 1 sek. No i wywala bezpiecznik 25A przy podłączeniu dwóch trafo. Stąd pomysł aby zrobić coś swojego.



Założenia:
- sterowanie dwóch transfomatorów od mikrofalówki połączonych równolegle na raz
- możliwość chwilowego odłączenia jednego z nich (na uzwojeniu pierwotnym i wtórnym)
- max czas zgrzewania do 10 sek
- zgrzewanie ze wstępnym impulsem
- sterowanie na pojedynczym triaku
- elektrody do zgrzewania blach (gr. max. 1,5 mm) i osobne odczepiane do ogniw
- bezpiecznik instalacji 25A

W zasadzie analizując tematy pokrewne na tym forum widziałem inne rozwiązania. Większość rzeczy jest dla mnie jasna ale mam pytanie do kolegów odnośnie sterowania triakiem obciążenia indukcyjnego.

Postaram się to opisac na podstawie przebiegów prądu i napięcia:



Napięcie oznaczone UL na czerwono
Prąd oznaczony IL na niebiesko
Sterowanie triakiem poprzez optotraik MOC3021

1. Zaczynam od załączenia triaka w przy max. napięciu w sieci (czerwona sinusoida) - punkt A
2. Prąd (niebieska sinusoida) teoretycznie startuje od zera - punkt A
3. Podaje impuls (pierwszy pomarańczowy ver 1) na bramkę triaka i zaczyna on przewodzić. Czy stan taki trwa aż do punktu C, pomimo, że w punkcie B napięcie osiąga wartośc zero?
4. Czy kolejny impuls wyzwalania dla ujemnych wartości prądu ma być w punkcie C ( tak jak jest to zaznaczone na pomarańczowo ver 1)?
5. Jeżeli chcę załączyć układ na dłuższy czas to powinienem dawać impulsy takie jak te oznaczone na pomarańczowo ver.1 czy mogę załączyć sterowanie optotriaka MOC3021 na cały okres (pomarańczowy impuls ver. 2) ?
6. Zakończenie całego procesu to samoczynne wyłączenie triaka przy wartości zerowej prądu oznaczone ramką po prawej stronie (przy zachowaniu jednakowej wartości ujemnych i dodatnich wartości prądu) - czy tak?

Przerabialem ten problem
Zwieksz pojemność kondensatora w tłumieniu triaka
chinczycy oszczedzaja daja za mala pojemność na plytce .Przynajmniej 100 nf /400 v (ten szeregowo z rezystorem) .
nastepuje w duzym uproszczeniu *sklejanie* sterowania triaka przy przejsciu przez zero .
tu masz troche wiecej info .

https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic682524.html

pozdrawiam

Dzięki za odpowiedź.

Quote:

Przerabiałem ten problem...

Czyli da się sterować dwa trafa tym sterownikiem, bez wywalania bezpiecznika?

Quote:

Zwiększ pojemność kondensatora w tłumieniu triaka . . .Przynajmniej 100 nf /400 v (ten szeregowo z rezystorem) ...

U mnie jest o ile dobrze odczytuję 10n. Spróbuję zwiększyć. Może obejdzie się bez robienia nowego układu.


W swoim arsenale znalazłem coś takiego na 275 V ale czy wytrzyma?


Mogę zastosować ten na 470nF ale nie wiem czy nie będzie to już trochę za dużo tej pojemności?

Quote:

w dużym uproszczeniu *sklejanie* sterowania triaka przy przejściu przez zero

Rozumiem, że przez zero prądu a nie napięcia.

padus wrote:

1. Zaczynam od załączenia triaka w przy max. napięciu w sieci (czerwona sinusoida) - punkt A
2. Prąd (niebieska sinusoida) teoretycznie startuje od zera - punkt A
3. Podaje impuls (pierwszy pomarańczowy ver 1) na bramkę triaka i zaczyna on przewodzić. Czy stan taki trwa aż do punktu C, pomimo, że w punkcie B napięcie osiąga wartośc zero?
4. Czy kolejny impuls wyzwalania dla ujemnych wartości prądu ma być w punkcie C ( tak jak jest to zaznaczone na pomarańczowo ver 1)?
5. Jeżeli chcę załączyć układ na dłuższy czas to powinienem dawać impulsy takie jak te oznaczone na pomarańczowo ver.1 czy mogę załączyć sterowanie optotriaka MOC3021 na cały okres (pomarańczowy impuls ver. 2) ?
6. Zakończenie całego procesu to samoczynne wyłączenie triaka przy wartości zerowej prądu oznaczone ramką po prawej stronie (przy zachowaniu jednakowej wartości ujemnych i dodatnich wartości prądu) - czy tak?

Robiłem swój sterownik na piechotę, z wykorzystaniem płytki BlackPill (STM32F4).
Ogólnie zaprojektowałem sobie do tego 2 płytki - jedna z układami wysokiego napięcia (zasilacz elektroniki, synchronizacja sinusoidy i triak).

Synchronizację wykonałem na bazie prostego układu z prostownikiem i transoptorem.
Zasilacz to klasyczny gotowiec HiLink HLK-PM01
Sterowanie trafem przez triak BTA41-800B sterowany optotriakiem (w tym przypadku bez układu ZC) i oczywiście garść zabezpieczeń (gasik RC + warystor).

Z zasady działania triaka wynika, że jeżeli przez jego bramkę przestanie płynąć prąd, to triak wyłączy się gdy wartość prądu przepływającego przez triak spadnie do zera (a w sumie chwile przez prądowym zerem - patrz parametr Holding current).
Impuls wyzwalający może trwać tyle czasu ile chcemy żeby nasz transformator pracował (chyba ze chcemy sterować mocą, ale tutaj zakładam, że nie ) pamiętając o tym, że bramkę należy wyłączyć przed kolejnym przejściem przez zero sinusa.

Co do uruchamiania transformatora w szczycie, to tutaj jest to doświadczalnie wytłumaczone: https://www.youtube.com/watch?v=pTO8_7wPhh4.
Natomiast tutaj można przeczytać dlaczego tak się dzieje: https://serwis.avt.pl/manuals/avt5553.pdf

Ale w czym problem skoro brakuje czasu dłuższego od 1sek to zrób obwód pomijając sterownik. Coś co odpali trafa bez sterownika i wtedy będzies miał zgrzew tak długi jak chcesz. 🤔🤔🤔

Quote:

Impuls wyzwalający może trwać tyle czasu ile chcemy żeby nasz transformator pracował (chyba ze chcemy sterować mocą, ale tutaj zakładam, że nie ) pamiętając o tym, że bramkę należy wyłączyć przed kolejnym przejściem przez zero sinusa.

Tak też myślę zrobić.

Quote:

Ale w czym problem skoro brakuje czasu dłuższego od 1sek to zrób obwód pomijając sterownik. Coś co odpali trafa bez sterownika i wtedy będziesz miał zgrzew tak długi jak chcesz.

Wydłużyć czas w tym sterowniku można ale nie załącza on niestety trafo w maksie napięcia.
Przy dwóch połączonych trafo wybijanie bezpiecznika murowane.

Moje rozwiązanie sterownika z grubsza wygląda tak:



Część wysokonapięciowa umieszczona jest na osobnej płytce PCB, a sam sterownik na osobnej.
W sumie nie ma tu nic bardzo kreatywnego, resztę roboty robi firmware w STM32.
Wykorzystałem płytkę BlackPill bo miałem akurat pod ręką, ale wystarczyłaby zwyczajnie płytka BluePill z STM32F1.

Detekcja zera jest chyba najprostszym układem jaki można do tego wykorzystać. W momencie przejścia przez 0 dioda w transoptorze nie świeci więc dostajemy stan wysoki na nogę procka (wiadomo, że impuls nie będzie idealne w 0, ale taka forma synchronizacji tutaj wystarczy).
Zasilanie to gotowa kosteczka z przetwornicą 5V 700mA - w zupełności wystarczająca.

Quote:

Część wysokonapięciowa umieszczona jest na osobnej płytce PCB, a sam sterownik na osobnej.

Dokładnie.

Moja wersja części wysokonapięciowej wygląda na razie tak:







Te żółte ścieżki to pola bez soldermaski po to aby dolutować drut 2,5 mm2. Teoretycznie dwa trafa będą brały ok 4 kVA co daje ok. 20A ciągłego prądu podczas zgrzewania. Ścieżki same mogą nie wystarczyć nawet przy pracy impulsowej.



Zrobiłem już płytkę sterownika i zacząłem ją lutować ale stwierdziłem, że trochę za skomplikowana. Zdjęcia nie pokażę, ponieważ jestem po za domem w tej chwili. Schemat i model 3D wygląda tak:










Dodano po 1 [godziny] 10 [minuty]:

Mechanicznie też już coś się dzieje.

Elektrody - miedź 12mm (M1E Z4 -półtwarda), gwint 10mm


Szyny doprowadzające prąd 20x5 mm


Połączenie - śrubka fi 10


Z tego mocowania dwóch trafo jestem bardzo zadowolony. Całość jest bardzo sztywna i mocna. Blacha - z obudowy mikrofalówki.