Индукционный нагрев металлов 2.

  Вход на форум   логин       пароль   Забыли пароль? Регистрация
On-line:  

Раздел: 
Gauss2k - gauss gun у тебя дома / Электроника и Электротехника / Индукционный нагрев металлов 2.

Страницы: << Prev 1 2 3 4 5  ...... 17 18 19 20 Next>> новая тема

Автор Сообщение

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 1479
Добавлено: 05-10-2012 16:46
derba- уточните, сколько витковый индуктор,диаметр индуктора и какая трубка, или чем намотан. Я давненько уже этим занимался, буду мотать на печку, сделаю анализ. Но что то уж очень большая индуктивность получилась?

Диаметр 115 мм, высота 86 мм. Число витков нет возможности посчитать, все в цементе. Диаметр трубки - 5мм


магистр
Группа: Участники
Сообщений: 494
Добавлено: 05-10-2012 18:16
vassabi- подстройка частоты это хорошо, но будет меняться фаза напряжений в контуре, а это хана ключам придет . Надо держать смещение чем то. Как это сделать пока не пойму, но это важно. Вы над этим думали или уже сделали?.

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 753
Добавлено: 05-10-2012 18:30
To квє
... но будет меняться фаза напряжений в контуре...
Не очень понял. Переворачивается или смещается относительно тока?
Смещается она постоянно, т.к. проницаемость заготовки меняется от нагрева, но ФАПЧ для этого и ставят.
Или я не понимаю о чем вы. Можете график набросать для ясности?

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 1479
Добавлено: 05-10-2012 18:36
Расчитал, у меня 14 витков. (согласно расчета получается 17.74 мкГн, по измерению: 17.98).
Вот, первые результаты: L=17.98
Rэкв пустого 299 добротность 53.4
Молоток Rэкв=125 добротн=22
Тигель железн Rэкв=46.8 добротн 8.4
Лупа с металлической оправой. немагнитная R=212 добротн 34
Транзистор диаметр 30мм (П210) Rэкв=242 добротность = 43.3

частый гость
Группа: Участники
Сообщений: 23
Добавлено: 05-10-2012 18:42
2 derba

чудненько ! есть для начала хоть какой-то ориентир для порядка величины Q контура. а у меня имеется в наличии волшебный трансформатор, питающийся от сети, со вторичной обмоткой на 2.5 В и током КЗ около 300 A - с ним очень удобно измерять малые сопротивления, недоступные для всей этой китайской мультиметрии подключаю к нему образец, включаю в сеть, режим КЗ или близкий к нему, ток за сотню А обычно, так что падение напряжения даже на ломе или пассатижах в качестве образца будет вполне доступным для измерения между делом измерял вот сопротивление латунной шины 2мм*10мм*1000мм с целью понять, подойдет ли она для монтажа "в окрестности индуктора". намерил 4мОм, что соответствует удельному сопротивлению материала около 0.08 Ом*мм^2/м , в 4 раза больше чем у чистой Cu, так что вряд ли подойдет, и снова придется падать в ноги хозяйке медной горы и выпрашивать. или раскошеливаться а по поводу малых сопротивлений-то вот что - типичный такой индуктор из медной трубки 6 мм, толщина стенки 1 мм, 4-5 витков, диаметр витка пусть 5 см - он имеет омическое сопротивление порядка 1 мОм. Так что теоретически, контур с C порядка 1 мкФ и L порядка нескольких мкГн, как у данного индуктора, будет обладать добр. >1000 ! вот такой вот чудо-контур. Но это он лишь на бумаге такой, а как он зазвенит на самом деле, тоже собираюсь сегодня посмотреть. Вообще, неплохо было бы получить для Q контура где-нибудь 20-30, это был бы идеальный вариант, мне кажется.

частый гость
Группа: Участники
Сообщений: 23
Добавлено: 05-10-2012 18:46
да, кстати - "минутка дешевого электротехнического гламура" - у всех медные, а у меня алюминиевый


гроссмейстер
Группа: Участники
Сообщений: 238
Добавлено: 05-10-2012 19:06
То derba
При всём уважении, почитайте, чтобы не наступать на те же грабли

P.S. Первоисточника не нашёл.

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 494
Добавлено: 05-10-2012 19:07
vassabi - посмотрите на своем инверторе на пониженном напряжении с фиксированной частотой напряжение на индукторе и напряжение на С резонансном, смещение - 90 градусов, переключение в нуле , ток ключей минимальный, тогда подключите Фапч. ----- Добавлю, держать нужно фазу,а что с чем еще надо думать и вопрос как это сделать.

гроссмейстер
Группа: Участники
Сообщений: 238
Добавлено: 05-10-2012 20:54
Добавляю

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 753
Добавлено: 05-10-2012 21:12
То квє
...напряжение на С резонансном, смещение - 90 градусов
Это очевидно. Что вас смущает? У меня резонанс к тому же в первичке.
...держать нужно фазу,а что с чем еще надо думать
А что с чем еще? Задача ФАПЧ получить постоянный ZVS и пофиг что там с напряжением в индукторе. ZVS - режим работы ключей обеспечивающий им мягкое переключение и, соответственно, ловить его нужно именно на ключах, а 4046 с этим отлично справляется. При чем тут напряжение в индукторе?

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 494
Добавлено: 05-10-2012 21:19
Напряжение не в индукторе а инверторное. За счет удержания фазы и будет переключение в нуле. А что по Вашему делает мягкое переключение.

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 1479
Добавлено: 05-10-2012 21:30
Добавляю

Что за формула С=2P/(0.8*V^2*F)? Что за V? Если это напряжение вторички, ерунда получается. (минимальная емкость)
Допустим, V=155/20=7.75в (полумост, 20 витков первички 1 виток вторички )
Р=1000 ватт, тогда: С=2*1000/(0.8*7.72е2*50000)=832е-6 (832 мкф)

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 753
Добавлено: 05-10-2012 21:38
То квє
Я же об этом и написал. Что-то я вас не понимаю...
Давайте еще раз:
а что с чем еще надо думать и вопрос как это сделать.
Что вы имее те ввиду когда говорите "что с чем еще"? Если мы уже получили режим ZVS, что еще нужно?

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 494
Добавлено: 05-10-2012 21:49
Очень важно не проскочить этот момент или оказаться ниже. Я к тому что напряжение инвертора и С резонансного надо держать в фазе и с этим надо разобраться, пока это важно для меня, может у Вас это уже получилось.

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 753
Добавлено: 05-10-2012 22:08
То квє
...напряжение инвертора и С резонансного...
Если у вас резонанс во вторичке, зачем вам напряжение на С резонансном?
...может у Вас это уже получилось
Получилось, только я гонюсь не за абсолютным резонансом, а за ZVS, а это околорезонансный режим.
Очень важно не проскочить этот момент...
Так 4046 и призвана удерживать его. Проскочить может если криво работает детектор напряжения (на ключах!), я об этом вам уже писал.

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 494
Добавлено: 05-10-2012 22:18
Полумост с разделительными конденсаторами. Детектор напряжения на ключах, что то я упустил, можно напомнить схемку.

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 753
Добавлено: 05-10-2012 22:33
То квє
...можно напомнить схемку.
Да что там напоминать, голый мост с С-снабберами. Детектор похож на тот, что приводил HEX, сейчас схемку неабросаю...

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 494
Добавлено: 05-10-2012 22:44
Что то я не понимаю, если переключение у вас в нулях, за чем снаббер. При таком переключении выбросов нет.Всябеда в том.

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 753
Добавлено: 05-10-2012 22:52
То квє
Вот схема детектора напряжения, мост и контур условно:


... зачем снаббер
Гы-гы, а вот тут и начинаются приколы. Работа в резонансе даже при минимальном ДТ (у меня около 400нс) дает конкретное симметричное "ухо" на напряжении, а С-снабберы с этим справляется.
Но с ними свои приколы, и серьезные, а именно броски тока при включении, и не малые. Вот я и бодаюсь с детектором в попытках уйти от С-снабберов.

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 1479
Добавлено: 05-10-2012 23:08
То квє
Вот схема детектора напряжения, мост и контур условно:


... зачем снаббер
Гы-гы, а вот тут и начинаются приколы. Работа в резонансе даже при минимальном ДТ (у меня около 400нс) дает конкретное симметричное "ухо" на напряжении, а С-снабберы с этим справляется.
Но с ними свои приколы, и серьезные, а именно броски тока при включении, и не малые. Вот я и бодаюсь с детектором в попытках уйти от С-снабберов.

А как у регулируется мощность?

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 753
Добавлено: 05-10-2012 23:10
То derba
А как у регулируется мощность?
Пока 16-ти килловаттным латром . В планах ИБП с ограничением по току.

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 494
Добавлено: 05-10-2012 23:12
Вот вы не слушаете ,что я говорю и что надо сделать, тогда снабберов не нужно. Покажите осцилу- напряжение на ключе и С рез.

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 1479
Добавлено: 05-10-2012 23:25
То derba
А как у регулируется мощность?
Пока 16-ти килловаттным латром . В планах ИБП с ограничением по току.

Тут в помощь сварочный инвертор, косой мост, (естественно переделать вторичку, под нужные напряжения), схемы простые, но, тут переключение в жестком режиме, там используют часто рекуперационные снабберы. Работает такая схема как генератор тока, регулировка в 20 раз и более (можете погуглить, его часто "Бармалеем" называют). Я аналогичную делал. Есть еще проще, с обмоткой размагниевания, на 1 силовом транзисторе (1200 вольт естесвенно), такую так же делал. Есть лайки.

гроссмейстер
Группа: Участники
Сообщений: 238
Добавлено: 06-10-2012 07:45
То derba
ерунда получается

Для последовательного контура напряжение в Q раз больше.

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 1479
Добавлено: 06-10-2012 10:54
То derba
ерунда получается

Для последовательного контура напряжение в Q раз больше.

Тогда при напряжении на конденсаторах 1500 вольт получается, что хватит 22н, что бы получить 1000 ватт. Все равно ерунда.
Эта формула справедлива, если бы вся энергия уходила на разогрев отдается, а так часть только уходит, и бОльшая болтается туда - сюда. А вот какая часть, это можно узнать только опытным путем.
Для параллельного она и бесполезна. Тут работает вообще без конденсатора, мощность меньше, но работает, проверено.
R пустого 299 добротность 53.4 L=17.98
Молоток R=125 добротн=22
Тигель железн R=46.8 добротн 8.4 (6.3A)

Путем рассуждений пришел к такой формуле: Где: U-напряжение вторички. Но это действующее, в энергии конденсатора значение амплитудного. Т.е. нужно умножить на 1.4(корень из 2),
Q- это приведенная добротность, равна:
Q=1/(1/Q2+1/O1), где Q1-добротность пустого, Q2-добротность с нагрузкой)
Для моего случая: Q=1/(1/8.4+1/53.4)=7.26;
C=2*P/((1.4*U*Q)^2*F);
C:=0.573мкФ (у меня по модели и в реале получается 0.572мкф, и по модели на образце в максимуме при такой добротности я получаю именно 1200 ватт)
C=2*P/((1.4*U*Q)^2*F);
Посчитаем для молотка:
Q привед=15.58
Р =1600:
С=0.165мкф. Так же ерунда получается, по модели максимум 1600 ватт получается, а тут 3 раза больше можно вытянуть.
Не сходится и с добротностью.



магистр
Группа: Участники
Сообщений: 494
Добавлено: 06-10-2012 10:55
derba- у вашего индуктора большие потери, намотайте другой индуктор 5-6витков но возьмите трубку большего диаметра, тогда потери будут меньше и сделайте анализ на ГУВ.

гроссмейстер
Группа: Участники
Сообщений: 238
Добавлено: 06-10-2012 10:55
То derba
1500 вольт

Неужели у Вас добротность 194 получается?

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 1479
Добавлено: 06-10-2012 11:01
То derba
1500 вольт

Неужели у Вас добротность 194 получается?

У меня добротность пустого 53.4, напряжение вторички действующее 28.18в (11 первички, 2 вторички, полумост)
Итого: 28.18*53.4=1504вольта

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 1479
Добавлено: 06-10-2012 11:13
derba- у вашего индуктора большие потери, намотайте другой индуктор 5-6витков но возьмите трубку большего диаметра, тогда потери будут меньше и сделайте анализ на ГУВ.

Я делал анализ, и кроме того, я уже говорил, именно на этом индукторе я плавил железо. Увеличив количество витков в 3 раза я уменьшил ток в 3 раза (подняв напряжение на вторичке в 3 паза).
Мощность потерь:P=I^2*R.
т.е. уменьшив ток в 3 раза, и увеличив сопротивление в три раза я уменьшил потери в 3 раза. (ток в формуле в квадрате). К индуктору у меня претензий нет, работает хорошо.
Кстати, такой прием используют для передачи энергии в высоковольтных проводах.

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 494
Добавлено: 06-10-2012 11:18
derba- давайте купите - 1 метр трубки Ф-10мм и я куплю тоже такую для своего индуктора для печки. Сделайте анализ от -1 витка и до 6 витков с малым шагом намотки и растяните , большой шаг будет, за одно и сравним. И Вам на многое откроются глаза, не поленитесь, все отложите но сделайте это все.

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 1479
Добавлено: 06-10-2012 11:51
derba- давайте купите - 1 метр трубки Ф-10мм и я куплю тоже такую для своего индуктора для печки. Сделайте анализ от -1 витка и до 6 витков с малым шагом намотки и растяните , большой шаг будет, за одно и сравним. И Вам на многое откроются глаза, не поленитесь, все отложите но сделайте это все.

Мне сначала индуктор запустить надо.( И у меня гораздо больше метра над, диаметр индуктора не менее 10-11 см, т.е 35 см на виток, + на концы, мне надо хотя бы 500 мл металла за раз расплавить).
Еще, увеличив витки в 3 раза мы увеличиваем индуктивность в 9 раз(Квадратичная зависимость), уменьшив ток в 3 раза мы получим ту же энергию в индуктивности:
P=I^2*L/2; так, что по идее будет то же самое, что при бОльшем токе, но потери на разогрев уменьшатся в 3 раза.

частый гость
Группа: Участники
Сообщений: 23
Добавлено: 06-10-2012 12:03
derba

Смотрите - если увеличиваем число витков в индукторе в k раз, и у нас так сказать "классический индуктор", как змеевик в самогонном аппарате, "намотка в 1 слой" то тогда L увеличивается лишь тоже в k раз, не в k^2 !

гроссмейстер
Группа: Участники
Сообщений: 238
Добавлено: 06-10-2012 12:14
То derba
мне надо хотя бы 500 мл металла за раз расплавить

звиняюсь, что снова вмешиваюсь, но чтобы расплавить 0,5л стали вам нужна мощность 8-10 кВт.

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 1479
Добавлено: 06-10-2012 12:20
То derba
мне надо хотя бы 500 мл металла за раз расплавить

звиняюсь, что снова вмешиваюсь, но чтобы расплавить 0,5л стали вам нужна мощность 8-10 кВт.

Достаточно и 1 кватта. Хорошо теплоизолировать, и...
Асбест поверх каолинового тигля (лучше алундового). У меня получилось. Правда, асбест получается одноразовый, после такой процедуры - труха.
Насчет индуктивности и размера, там не линейная зависимость.
Вот, зависимость от длины (в мкГн)

гроссмейстер
Группа: Участники
Сообщений: 238
Добавлено: 06-10-2012 12:48
То derba От души - удачи!

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 1479
Добавлено: 06-10-2012 14:32
To vassabi
Это у Вас получается выключение ключей при 0 токе, и стоит С снаббер? За dT конденсатор не успеет разрядиться, да и нечем разряжаться, ток то нулевой, то напряжение на конденсаторе равно нулю.
Если я правильно понял, то включение ключей при максимальном напряжении?
Тогда у Вас транзисторы дополнительно греются энергией конденсаторов снаббера.
P=(U^2*C/2)*F. При 100 кгц, и конденсаторе снаббера 5н. имеем:
(310^2*5e-9/2)*1e5=24 ватта (каждый, один полупериод 1 транзистор, другой полупериод -другой в сумме - почти 50 ватт, паяльник)

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 753
Добавлено: 06-10-2012 14:44
To derba
Это у Вас получается выключение ключей при 0 токе...
Нет, именно включение. В любом случае я ухожу от С-снабберов из-за слишком больших выбросов тока в момент включения.

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 1479
Добавлено: 06-10-2012 14:47

Так что теоретически, контур с C порядка 1 мкФ и L порядка нескольких мкГн, как у данного индуктора, будет обладать добр. >1000 !.

Даже теоретически не получится.
1 В контуре идет смещение токов, т.е ток течет в трубке внутри индуктора, а на наружной части ток не течет (для этого в промышленности делают трубки индуктора спец. формы), это без учета Скин эффекта.
2 Поверхность трубок имеется, то на поверхности развиваются индукционные токи, это доп. потери. (т.е. чем тоньше трубка, тем меньше токи Фуко забирают энергии, а логичнее намотать индуктор фольгой, нужно как то попробовать). Эффект токов Фуко четко заметен, трубка внутри контура гораздо теплее той же трубки, с такими же токами и размером, но за пределами контура.

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 1479
Добавлено: 06-10-2012 15:07
To vassabi
Тогда выключение, хоть и при небольшем токе, то даст доп. динамические потери.
Например: ток 1А, время выключения 100нСек.

Хотя, P=I*U*F*Tвык/2= 1*310*1е5*1-е7/2=1.55. Это всего 1.5 ватта на транзистор.

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 753
Добавлено: 06-10-2012 15:41
То derba
Тогда выключение, хоть и при небольшем токе, то даст доп. динамические потери.
В реальности меньше, около 0.75Вт... Я стараюсь выше 70кГц не подниматься, т.к. дрова уже не обеспечивают нормальных фронтов да и потери на них становятся ощутимыми (греются до 60оС)

частый гость
Группа: Участники
Сообщений: 23
Добавлено: 06-10-2012 16:01
собрал ГУВ, чуток по-другому, чем было выше предложено, не суть. попозже схемку нарисую.







магистр
Группа: Участники
Сообщений: 1479
Добавлено: 06-10-2012 18:26
Тут добротность от 17 до 19 (фокус размыт)

частый гость
Группа: Участники
Сообщений: 23
Добавлено: 06-10-2012 22:39
вот такой ГУВ тоже можно использовать. собран "в железе", работает как часы.



частый гость
Группа: Участники
Сообщений: 23
Добавлено: 06-10-2012 22:54
в разрыв провода, идущего от стока VT2 - резистор ограничительный номиналом 10 Ом например, забыл изобразить.

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 1479
Добавлено: 07-10-2012 02:11
Продолжу тему автоколебательного инвертора, (взять сигнал с вторички при помощи ТТ переключать), но переключение происходит позже , чем нам надо, а вот с такой цепочкой R1,С3 и R2,L1 , происходит сдвиг фазы в нужную нам сторону. Вот рисунки с модели. Включение происходит при нулевом токе. (верхний – на затворе транзистора, учитывая небольшую задержку, то точно в нуле). И такая картинка держится для индуктивности от 5 до 40 мкГн. Выключение – чуть раньше. (на модели dT=800нс, определяется ждущим мультивибратором на элементах микросхемы D3).
Т.е. эффективность – 100%. Но регулировки мощности нет.



магистр
Группа: Участники
Сообщений: 494
Добавлено: 07-10-2012 17:03
По - ГУВ. Если это затухающие колебания, то они должны затухнуть до нуля.

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 1479
Добавлено: 07-10-2012 18:02
По - ГУВ. Если это затухающие колебания, то они должны затухнуть до нуля.

Теоретически не затухнут до нуля. И зачем нам до нуля? Нас интересует скорость затухания, а по скорости затухания можно вычислить добротность.

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 494
Добавлено: 07-10-2012 18:35
Теоретически не знаю, а практически нульв конце и начинается следующие импульсы.

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 1479
Добавлено: 07-10-2012 20:45
Теоретически не знаю, а практически нульв конце и начинается следующие импульсы.

А зачем? Это не придает точности, а схема усложняется, (разная добротность, значит разное время затухания колебаний, нужно датчик на прекращение колебаний), и когда он, этот практически ноль наступит?
Можно и так сделать ГУВ, тут минимум активных элементов. Такая схема управления полевиком проверена в терморегуляторах, работает отлично.


частый гость
Группа: Участники
Сообщений: 23
Добавлено: 08-10-2012 00:00
Самая хорошая схема

Да, с затуханием колебаний "до нуля" конечно не получится реализовать какой-либо метод определения параметров контура. затухание колебаний определяется фактором exp(-k*t), так что имея пару отсчетов амплитуды колебаний A_1 и A_2 в моменты времени t_1 и t_2 соответственно, для k напишем

k = (ln(A_1) - ln(A_2))/(t_2-t_1)

Фиксировать "ноль" сигнала - значит договориться, когда он становится по модулю меньше какого-либо небольшого, выбранного заранее значения, но если такое происходит в момент времени t_0, то так будет и при всех t>t_0, и неясно, что же мы вынуждены подставить в качестве t_2 в выражение для k. ну и одновременно с этим ln(y) -> -infty при y->0, так что тут мы имеем дело с неопределенностью, которую не имеет смысла раскрывать в пределе, когда t_2-> infty, выбирая t_2 слишком большим - наберем огромную погрешность при отсчете A_2, которое будет очень мало. способ один - два отсчета, не слишком близких, не слишком далеких, и таких, чтобы A_2 еще не было на пределе разрешения осциллографа.


Страницы: << Prev 1 2 3 4 5  ...... 17 18 19 20 Next>> новая тема
Раздел: 
Gauss2k - gauss gun у тебя дома / Электроника и Электротехника / Индукционный нагрев металлов 2.

KXK.RU