INDUCTION HEATING

Хм... Не понятно. Как это может помочь решению Вашей проблемы? Вам скорее нужно как-то уменьшать рассеянное магнитное поле индуктора - может концентраторы ферриторвые поставить или еще как-нибудь. Может просто изменить компоновку этого узла. А частота первички здесь каким боком прикоснулась?

Усім доброго дня, мене цікавить таке питання: якщо використати для індуктора живлення від кухонної плити потужністю
1800....2000 кВт, чи можливо здійснити лівітаційне пловлення сталі обємом до 2 см. кубічних?

Ну, хлопцы, похоже у нас многоязычный форум намечается! Не уверен что абсолютно все правильно понял. Но если 1800...2000 кВт понимать как 1800...2000 Вт, то такой мощности для левитации двух кубиков стали маловато будет.

ksv ви правільно зрозуміли 1800...2000 Вт, вибачте опичатка. В такому випадку що можна отримати із 2 кВт?

Приветствую всех старых знакомых

Та шо там можно з ных отрыматы, хиба що чай та борщЪ розигриваты

Сталь точно не вийде, я пробував. А алюміній без проблем, можна і більше. Тільки з індуктором награєтесь

Я имел ввиду для PDM-регулировки, вместо увеличения емкости повысить индуктивность наматывая витки не на трас, а на катушку.Просто я на этом форуме не научился выделять абзацем другую тему Ну и за PDM забыл написать. Так шо звыняйтэ

To dimon
Понятно. Но решение с дополнительной катушкой - не очень... В конечном итоге Вы уменьшите сигнал, поступающий в цепь индуктора. Уж лучше увеличивать количество витков в первичке транса. Но при этом получаете другую проблему - при увеличении индуктивности намагничивания будет уменьшаться максимальная мощность инвертора (ест-но, при одинаковом питании и частоте). Вообще сама идея понижение частоты первички не очень конструктивна. Гораздо более эффективное решение - поставить демпфирующую RC-цепочку в цепь первички. Вот как на схеме в этом посте. Выделено красным. Резистор вносит сильное затухание в цепи первичке по низкой частоте, а на высокую (рабочей) частоте этот резистор шунтируется параллельной емкостью. Т.е. на основном сигнале это не сказывается. Таким образом проблема резонанса в цепи перчики снялась полностью.

И это работает, с полной ответственностью говорю, у самого трансформатор пел песни, пока не поставил.

Подскажите пожалуйста уважаемый KSV, перечитал вашу статью про автогенераторы ФАПЧ и не могу никак понять как начинает работать инвертор напряжения, т.е. для того чтобы работала ФАПЧ нужно возбудить контур. Откуда при первом включении появляется управляющий сигнал для открытия транзисторов и какой частотой. И подскажите пожалуйста размерности конденсаторов на схеме автогенератора.

Кто в армии служил,тот в цирке не смеется

Всех кто служил в СОВЕТСКОЙ АРМИИ с праздником!


Теперь по сушеству

То ksv

Хочу задать вопрос по несиметричному подключению нагрузки инвертора, в чем ее преимущество перед симметричным,понятно меньше деталей,или другие соображения технического характера?
И еще вопрос по демпфирующей цепочке,как правильно выбрать номиналы ?

Система ФАПЧ подразумевает наличие генератора, частотой которого можно управлять, обычно, напряжением. Генераторы управляемые напряжением - ГУН. ГУН как раз и выполняет роль "дежурного генератора" для первоначального "пинка" системы.

Про размерность конденсаторов. В схемах используются старые (еще советские) правила обозначения номиналов:
1. Если написано целое число - это пикофарады. Например, 1100 - это 1100 пикофарад.
2. Если написано число с десятичной точкой - это микрофарады. Например, 1.0 - это 1 микрофарада, 1000.0 - 1000 микрофарад, 0.1 - 0.1 микрофарады или 100 нанофарад.

С точки зрения управления мощностью при помощи PDM у несимметричного включения нагрузки есть некоторое преимущество - более простая логика управления ключами и возможность использовать обычные драйверы полумоста типа IR2109, IR2184 и т.п. Т.е. при несимметричном включении нагрузки используется только двухзначаная логика: открыт верхний ключ (1) или открыт нижний ключ (0). Таким образом, силовой модуль управляется одним логическим сигналом. Если же использовать симметричное включение, то нужно использовать "трехзначную логику": открыт верхний ключ (1), открыть нижний ключ (-1) и закрыты оба ключа (0). Т.е. для управления силовым модулем нужно использовать два сигнала и независимые драйверы верхнего и нижнего ключа, в сочетании с цепями формирования dead time.

Сейчас понятно, что это, конечно, не очень сильные аргументы, но в свое время они сыграли свою роль в выборе варианта подключения нагрузки. А в остальном каких-то принципиальных преимуществ у того или другого способа, ИМХО, вроде бы не видно. Хотя, вопрос, конечно, интересный. И, возможно, имеет смысл его обсудить подробнее. Может у профессиональных электронщиком есть какие-то свои соображения?

Смысл этой цепочки в том, чтобы вносить затухание по низкой частоте, достаточное для того, чтобы НЧ-колебания (на резонансной частоте контура первички) не раскачивались. Для этого в этой цепочке присутствует R. В то же время эта цепочка не должна вносить сильное затухание на рабочей частоте (на резонансной частоте индуктора с конденсаторной батареей). Для этого R шунтируется емкостью C. Адмитанс (ну скажем, электропроводность) этой цепочки - линейная функция частоты Omega: Y = 1/R + j*Omega*C. В зависимости от параметров нагрузки (в том числе и согласующего трансформатора), несложно рассчитать оптимальное значение C и R такого простейшего демпфера.

Но обычно параметры нагрузки априори точно неизвестны. Поэтому, наверное, проще подобрать цепочку чисто эмпирически: взять C равное разделительному конденсатору или побольше. Затем увеличиваем R, пока не перестанет "петь" и трещать транс и срабатывать защита. Грубовато, конечно, но достаточно эффективно.

То ksv

Спасибо за разьяснение.

Еще есть вопрос по узлу защиты инвертора, в предыдущих постах вы упоминали о некорректной работе защиты при симметричном подключении нагрузки , с чем это связано? Будет ли работать этот узел с мостовым инвертором?

Правильней было бы сказать о возможно некорректной работе.

Все зависит от того, где и как у Вас подключен шунт. Например, в исходной схема шунт поставлен так, как показано на рисунке во вложении. В таком случае защита "отслеживает" перегрузку по верхнему ключу (синий пунктирный контур) и сквозной ток через ключа (красный контур). Перегрузку по нижнему ключу, например, она не ловит. При PDM-регулировке мощности, амплитуда импульса тока нижнего ключа обычно бывает больше импульса верхнего. Поэтому защиту нужно выставлять с некоторым "запасом". Чтобы защита по перегрузке верхнего ключа сработала бы тогда, когда нижний еще не выйдет из безопасного режима.

Нарисуйте где Вы ставите (или собираетесь ставить) шунт - тогда и будет ясно как сработает Ваша защита.

Т.е. увеличить количество витков индуктора? Не выйдет, потеряется мощность. Напряжение на 1 виток уменьшится. А мощность равна: Р=U^2/R, т.е. увеличив число витков в два раза, на образце уменьшится мощность в 4 раза. (образец, это ведь по сути 1 виток вторички)

То ksv

Спасибо идея понятна!

Уважаемый KSV cделал ваш автогенератор, но работает у меня как то странно. Подключил его на колечко с контура там уже было 75 кГц с другого рабочего генератора, снял сигнал с ФАПЧ тож вроде как 75 но сжимается все время как гармошка туда сюда. Подключил тупо на выход 1 кгц с осцилографа, таже хрень. После компаратора сигнал ровный четкий а вот после CD4046 начинает гулять. В чем может быть дело? Подскажите что должно быть на выходе если ничего не подключено на вход. Видео проблемы прилагаю по ссылке
http://www.youtube.com/watch?v=Sc6n8hoIgJQ

Здравствуйте господа. Меня зовут Роман, я хотел бы узнать, а нет ли у кого нибудь из Вас подробной схемы тиристорного преобразователя частоты для индукционной печки или хотя бы схемы управления тиристорным полумостом, заранее спасибо за внимание

Есть такая известная педагогическая истина, звучит примерно так "Не стыдно не знать, но стыдно не хотеть учиться". Я вот решительно не понимаю такую вещь, связанную с PDM регулировкой мощности. Спрошу публично, так как мне не стыдно Итак, при PDM=100% импульсы идут непрерывно, при PDM=50% пропускается каждый второй импульс. Частота импульсов меняется? Как я не ломал голову, с моей колокольни биолога, она должна уменьшаться, ведь импульсы в таком случае поступают в два раза реже. Чувствую что это не так, но не могу понять сути, растолкуйте

По простому - когда импульс(ы) пропускаеться (сигнала просто нет - частота равна 0 мерять нечего ) - импульсы пошли частота какая была такая и осталась. f=1/T - период импульсов тоже не меняеться они то есть "1" то нет "0"
http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A7%D0% ... 1%81%D0%B0
наверное как-то так ?!)

ну да, но все равно не доходит до меня, наверное очень тупой. Смотрим осциллограммы того же ksv, при PDM 50% импульсы идут реже, соответственно своими фронтами они реже действуют на ключи, вот взял я сейчас гитару ударил по струне 10 раз в одном темпе, ударил те же 10 раз медленнее, время то разное, за один промежуток времени придет меньше ударов на струну, ну как при PDM меньше 100%..Скорее всего я не понимаю суть алгоритма PDM, либо что то еще более глубокое.

удары идут с той же скоростью НЕ МЕДЛЕННЕЕ- просто некоторые из ударов не доходят до струн (пять ударов прошло - 6-7-8 - мимо (рядом со) струн - 9-10 прошло)

кажется, щелкнуло в голове. Хотя не до конца щелкнуло, надо думать, честно сказать все равно не понимаю...

Ну а если так (уголь сжигать в печи поддерживая какуе-то температуру - мощьность / количеством топлива за еденицу времени) ???

очень наглядно, спасибо, регулировка мощности таким образом понятна, теперь еще понятнее, меня в непонятку именно частота загнала Но сейчас вроде все понял. Вот как полезно не стесняться спрашивать...

Это немонотонный характер установления равновесной частоты системы ФАПЧ, вызванный недостаточным демпфированием в цепи ООС по частоте ГУН. Лечится увеличением "трения" в системе ОС при помощи резистора R2 (см. рисунок во вложении).

----------------------------------------
Небольшой комментарий на эту тему.

Система ФАПЧ - это система автоматического управления частотой ГУН (генератор, управляемый напряжением) в зависимости от разности частот (точнее фаз) сигналов на входе фазового детектора (ФД). Положение равновесия системы ФАПЧ - это такая частота ГУН при котором разность фаз сигналов на входе ФД равна нулю. Как и любая реальная система управления, система ФАПЧ тоже имеет некоторую "инерцию", зависящую от алогоритма управления и свойств самой системы (ФД и интегратора). Образно говоря, при движении к равновесию, система может по инерции "проскакивать" точку равновесия, потом "развернется", опять устремится к равновесию, опять промахнется и т.д. В результате движение к равновесию становится не монотонным, а колебательным. Время затухания этих колебаний зависит от демпфирования ("трения") в цепи обратной связи системы управления. В Вашем случае оно великовато. Простейшее решение - нужно увеличить "трение". Для этого и вводится демпфирующий резистор R2. Поставьте для начала R2 ~ 1...2 k и увидите, что "гармошка" затухнет побыстрее. Увеличьте R2 до приемлемого уровня. Слишком больше R2 будет приводить к тому, что система не сможет "доползать" до положения равновесия и ФАПЧ будет давать большую ошибку установки частоты ГУН.

To Sergey

В примере с гитарой, обратите внимание, что если Вы будете не оттягивать струну, а просто ударять по ней (например, щелчком) с разной частотой, то при определенной сноровке Вы услышите, что от частоты щелчков будет менять громкость (лучше экспериментировать на басовых струнах). Но тон-то останется одним и тем же, потому что он определяется длиной и массой струны. Так же как в инверторе частота колебаний тока в нагрузке определяется резонансной частотой индуктора и батареи.
-----------------------------------

Небольшой комментарий на эту тему. Мы имеем дело с линейной системой, для которой справедлив принцип суперпозиции. Поэтому мы можем представить сигнал, который подаем в нагрузку как сумму синусоидальных воздействий с некоторыми частотами, которые образуют спектр этого сигнала. На музыкальном языке - спектр сигнала задает тембр звука, а основная гармоника - это его тон. Для линейных систем мы можем считать, что каждая гармоника (обертон) "бьет" по контуру нагрузки независимо.

Так вот, когда мы возбуждаем инвертор с PDM равным 50% там присутствуют две мощные гармоники (на самом деле их гораздо больше, но в данном случае это несущественно). Одна гармоника - совпадает с резонансной частотой контура, а частота другой - в два раза ниже, как Вы и видите на экране осциллографа. Но контур-то будет "откликаться" именно на ту гармонику (обертон) частота которой совпадает с его резонансной частотой. И поглощать именно ее энергию.

Кстати, при определенных PDM частота некоторых низших гармоник могут совпасть с резонансной частотой контура первички согласующего трансформатора. Тогда как раз и начинается "накачка" колебаний в первичку, с выходом транса в насыщение и бабаханьем ключей. С этой бедой мы как раз и разбирались позапрошлой осенью (помните "сироту"). Для того, чтобы эти колебания не нарастали как раз и вводятся демпфирующая RC цепочка в цепь первички. То что мы обсуждали совсем недавно.
------------------------
Кстати, игра "флажолетами" - хороший пример возбуждения высших гармоник при колебании струны. Этим приемом Вы возбуждаете вторую, третью и т.д. гармоники (обертоны) струны.

Вот, именно вот это и порождало непонятки. Интуитивно я это понимал, нужно было просто прочитать ну или попробовать написать собственные мысли.

Да, с этим я вживую сталкивался, если помните, писал Вам на почту по поводу треска трансформатора. Механизм и метод борьбы ясен.

Люблю флажолетами играть

То ksv

В Вашей схеме компенсатора задержек резистор R2 на 27Ом или на 27кОм? Я смотрел даташит на max, так там в похожей схеме резисторы R1 и R2 одинаковые на 20кОм

Это зависит от того, что Вы хотите. Т.е. - на каком уровне напряжения должен срабатывать компаратор.

В компенсаторе задержки компаратор работает в качестве детектора 0, поэтому (в идеале) отрицательный вход компаратора нужно садить на землю. Но, для того, чтобы компаратор не срабатывал от любого мельчайшего шума, на этот вход подается небольшое смещение (несколько мВ). Это смещение как раз и задается делителем R1-R2. Короче - нижнее плечо делителя - 27 Ом, верхнее - 27 кОм.

То ksv

Спасибо за разьяснение

подскажите пожалуйста хорошего российского производителя твч установок для закалки.

Ну в основном либо перепродают китайцев, либо малосерийка и под заказ.

вот украинский производитель (это не реклама) http://www.termolit.ua/ работал там 2 года, в основном преобладают тиристорные инверторы, с их основным(и наверное единственным) плюсом -их спалить намного тяжелей чем транзюки, хотя сейчас вроде уже выпускают на игбт модулях (маломощные установки)

Вообще интересный момент обсуждался в прошлом форуме - с самозащёлкиванием драйверов. У меня в своё время на сдвоенном инверторе KSV выгорели все драйверы в момент включения. Наверное из-за этого эффекта (из-за чего ещё - прямо ума не приложу).

Сейчас поставил TC4420 обвешанные диодными вилками по входам и выходам. Вроде пока нормально. Говорят, эти самые TC4420 лучше максов.

Но вот еще что вылезает. У меня стоит защита, скопированная с другого инвертора на микросхеме 74HC132 идущей на ir2153 через оптическую развязку (питание 74HC132 от отдельного источника питания).
Так вот, защита иногда ни с того, ни с сего срабатывает, естественно в момент включения, хотя на шунте стоит конденсатор 10нф для защиты от игольчатых выбросов.

Хотел спросить, может входы и выход микросхемы 74HC132 тоже самозащёлкиваются? И туда тоже надо диодных вилок понаставить?

Підкажіть, як визначити параметри індуктора, кухонної індукційної плитки, в "інструкції" вказано потужність 2 кВт, робоча частота вмежах 20....40 кГц. Із вимірювальних приладів лише китайський мультиметр. Чи можливо в таких умовах знайти дійсну робочу частоту, чи індуктивніст для зміни геометричних параметрів індуктира, без зашкодження для блока живлення ?

otaman
Можете орієнтуватися за кількістю витків. С приводу частоти - на мультиметрах зазвичай є функція вимірювання частоти.

Там провід багатожильний, я вважаю буде краще у моєму випадку екстерементів використати рідинне охолодження, відповідно потрібна труба. Нажаль мій мультиметр такої функції немає, я так розумію доведеться шукати знайомих моїх знайомих хто допоможе із вимірювальним приладом, рівно на дві хвилини.
vassabi - дякую, покищо буду експерементувати із багатожильним індуктором.

Ніякої помітної різниці не буде між трубкою та багатожильним.

Якщо я правильно зрозумів: можна рідну плоску котушку, просто перемотати в циліндричну, потрібних габаритів ( чим менший діаметр тим більша концентрація енергії на одиницю прощі ). А яке повинно бути ( приблизно ) відношення кількості витків одного напрямку відносно протилежного для створення лівітації ?

Ні, не можна. Я мав на увазі, що різниці не буде, якщо зберегти геометрію і кількість витків.

Дякую, тепер зрозумів.

Нужно померять индуктивность обмотки плиты с сковородкой на ней. Пустая плита не запустится скорее всего. Думаю Вам скорее всего придется обзавестись своим осциллографом и другими измерительными приборами. Тут они нужны постоянно. К друзьям не набегаешся каждый раз. По поводу этих печек уже заводили неоднократно разговор. Можно посмотреть в архиве. Там были схемы и параметры катушек.

По поводу PWM регулирования. Объясните мне пожалуйста, куда девается энергия из вторичного контура, если не открыть транзисторы? Добротность же обычно около 10. Т.е если не открыть транзисторы, то еще 10-15 периодов колебаний точно будет. А трансформатор выключить невозможно, поэтому все эти амперы попрут через обратные диоды в IGBT, которые на такие токи никак не рассчитаны. Есть конечно схема с закороткой трансформатора транзисторами, но тогда нам понадобится еще два не очень то дешевых транзистора на полный ток. И два дополнительных драйвера, которые открываем тогда, когда PWM пропускает период.

PWM или PDM ?
http://en.wikipedia.org/wiki/Pulse-width_modulation
http://en.wikipedia.org/wiki/Pulse-density_modulation

Токи никуда не попрут. Есть обратные диоды. Трансформатор в обратку будет трансформировать и если обратное значение напряжения будет больше напряжения питания, то откроются диоды и пойдет ток. Вот разница напряжения обратки и напряжения питания как раз и будет возвращаться в фильтрующие кондеры в качестве тока. Значение этого тока будет небольшим. Промоделируйте или проверьте на макете.

Ну так я и говорю- ток пойдет через обратные диоды. И это страшно- эти диоды обычно рассчитаны на меньший ток, чем ток коллектора транзистора, но это еще не самое паршивое- у них большое время восстановления. И когда на следующем импульсе мы откроем противоположный диоду транзистор (противоположный в том же плече) то через незакрывшийся диод полетит полный ток КЗ источника. А потом диод резко закроется. И будет индуктивный выброс. Обычно это кончается БУМ даже на гораздо меньших мощностях. Т.е в инверторах на 200 вт эффект уже учитывают и борятся с ним. А в 10 Квт инверторе- это вообще нонсенс.

Диоды довольно быстрые, и токи соизмеримы с рабочими токами (в IGBT транзисторах). к примеру: IRGP50B60PD. Да и ни кто не запрещает ставить диоды отдельно (брать транзисторы IGBT без диодов)

Вы уверены в слове "обычно"? Я специально посмотрел несколько datasheet-ов на MOSFET-ы (IRFP460, IRFP23N50L, IRFP31N50L). Там предельные токи стока и токи обратного диода совпадают. Посмотрел и для IGBT со встроенными диодами тоже ситуация не такая драматичная. IRGP20B60PD: Ic25 = 40A, IF25 = 31A, IRGP50B60PD1 (соответственно, 75А и 40А). У IGBT ток обратных диодом поменьше, но далеко не в разы. В конце концов, если собираетесь ШИМ использовать - рассчитывайте по току диодов или ставьте IGBT с внешними диодами.

Так зачем же открывать ключ при незакрывшемся противоположном диоде? Открывайте ключи вовремя - и ничего страшшшного не будет. Да и закрывайте тоже вовремя...

=================================
PS
Добрый вечер, derba! Вы уже успели ответить пока я писал ответ - присоединяюсь.