назад   Offroad-Monsters Форум > Тунинг и направи сам форуми > Машини инструменти и други пособия

Реклами

Отговори
 
Инструменти за темата Изглед на темата
  #1  
Старо 18-06-09, 23:55
sparkybg's Avatar
sparkybg sparkybg извън линия
Дървен философ
 
Дата на регистрация: Mar 2008
Местоположение: София
Публикации: 546
Smile Тунинг на китайски TIG (Аргонов) апарат

И така, след далечно запознаване с TIG (ВИГ) заваряването (по народному - аргоново заваряване), реших да се сдобия с такава машинка. Поради предишния ми опит с китайски машини на фирма JASIC, реших - от тях ще да е. Ако ще е гарга, да е рошава, та реших да е с всички екстри, някои от които, честно казано ще ползвам доста рядко, яко изобщо някога опра до тях.

Та, конкретната машинка е ето тази:


С параметри:
Ръчно заваряване, с електроди (РЕДЗ):
- 5-160А
- 160А, 60%

ТИГ (Аргон):
- 5-200А
- 200А, 60%
- регулация на preflow и afterflow на газа
- регулация на плавното спадане на тока

пулсов режим с:
- регулация на базов и пиков ток
- регулация на duty цикъла 10-90%
- регулация на честота 0.5-300Hz

AC режим:
- регулация на duty цикъла, или процентното отношение на права и обратна полярност
- фиксирана честота от 60Hz

+ още доста нещица. Опция за педал (който също купих, но по-късно), и т.н.

Машинката се оказа с добри параметри, не успях да задействам термичната и защита, въпреки опитите си, работеше гладко и безпроблемно
Оказа се, че е на базата на MOSFET-и, и работи на 100kHz, което е малко екзотично за тоя вид машини. Избора на китайците, вместо оптимизация, явно е бил здраво презапасяване при голяма част от компонентите, защото като се погледне datasheet-а им, се вижда, че в много случаи презапасяването е поне 40-50%.

Та, както и да е. След дребните ми опити за заваряване на неръждавейка, и помощта, оказана ми от някои колеги във форума, изградих някои наченки на техника на заваряване, и в крайна сметка реших да се пробвам на алуминий.

Първите ми впечатления ли? ОТВРАТ!!! Пълно с окиси, едва-едва успявах да залепя детайлите тук-там, и всичко изглеждаше отвратително. Реших - трябва да се търси информация къде бъркам, и изобщо информация за заваряването на алуминий. Естествено, оказа се че грешката е била в мен, а именно - недостатъчно или прекалено много аргон, зле насторен режим на права и обратна полярност, непочистени детайли. Крайния резултат - "неща", които много трудно биха могли да се наречат "заварки"

В крайна сметка, след 10-ина дена събиране на информация, гледане на филмчета и т.н. Опитах отново. Настроих всичко, и... О! ЧУДО! Алуминият можел да се заварява!!!

И така, поиграх си известно време, опитах това - онова, видях кое-как влияе на процеса, усетих как да си настроя газа и режима на машината, и бях доволен и щастлив...

Обаче... имаше нещо, дето си ме глождеше още преди да купя машината, а и след събраната информация за заваряването на алуминий, продължи да ме гложди с още по-голяма сила. А именно - фиксираната честота от 60Hz на променливотоковия режим на машината.

И тук започнаха премеждията - и моите, и на машината, за щастие с добър край, както ще разберете по-нататък.

Отворих машината. Разгледах. Придобих обща представа за устройството и. Хубавото и е че всичко е на модулен принцип, и общо взето лесно се разбра коя платка какво върши. Накратко: На входа - най-обикновен изправител, с адекватно количестнво кондензатори, предвид мощността от 4.5KW, заедно със заигравките покрай плавното зареждане на големите входни кондензатори, и други подобни. След него - класически пълен мост, реализиран с MOSFET-и, работещ на 100kHz, прилично преоразмерен, и наместен върху доволно голям радиатор. След това, 3 високочестотни трансформатора (или бяха 4, сега не помня), вързани в паралел, с двойна вторична намотка, след което тока изправен през свръх бързи диоди. До тук, нищо екзотично. Това е и правотоковата част на машината.

След всичкото това е сложена индуктивност и е набутан втори пълен мост заради AC функцията, реализиран отново с MOSFET-и.

Това са основните модули. Останалото - управление, високочестотоно запалване на дъгата, и други подробности.

Та, виждайки цялото това, си зададох въпроса: Защо по дяволите не е сложена регулация на AC честотата, при положение че нищо не пречи (е, оказа се че не е баш така), да се направи и килохерц?

Ровичкайки из интернет, и помощта на приятел, се докопах до схеми, макар и не точно на тая машина, но на много подобна на нея, като изключим пулсовия режим. Това беше и последната капка, преляла чашата, и реших - ЩЕ СЕ ПРАВИ!!!

Оказа се, че частта, отговаряща за честотата и duty цикъла на AC финцията се състои от 2 операционника - единият конфигуриран като генератор на квазитриъгълен сигнал, с фиксирана честота, и вторият, използван като компаратор, чрез който се задава duty цикъла на AC тока, или казано по-просто съотношението на правата и обратната полярност, сравняващ триъгълния сигнал от първия със зададено от потенциометъра за duty цикъла постоянно напрежение.

И си казах - какво по-лесно от това? Сменям нужните компоненти, слагам един потенциометър, и ето ти регулация на честотата. Реших че 30-300Hz е достатъчен диапазон, сметнах набързо компонентите, които трябва да сменя, изтърбуших машината, и се заех да го направя. Ето как изглеждаше:

Двете бели буксички са монтирани от мен. Засега ни интересува тази отдясно на снимката. Другата е за захранване на допълнителния модул, който добавих по-късно.
Смених един кондензатор, вместо със 100nF, със 470nF капацитет (C10 на снимката), а на мястото на един резистор(R27) монтирах подходящ конектор:

Към буксичката свързах потенциометъра за регулация на честотата. Оказа се, че за да е адекватна регулацията, потенциометъра трябва да е антилогаритмичен. Да, ама откъде? Логаричмични колкото щеш, ама антилогаритмични няма никъде. Сборих и тоя проблем - купих 5 логаритмични (евтини са - някакви 30 стотинки), с цел да ги разглобя и обърна. Най-обикновени, китайски от Комет. Обръщането се оказа лесна работа. Монтирах магическото копче на предния панел, свързах го към платката:


Пуснах машината със особеното изтръпване и треперещи пръсти на велик изобретател пред творението си и... О Чудо! Честотата се регулираше, в границите, които исках.

Само че... На висока честота палеше трудно. Имаше гаден преходен режим докато запали, и други дребни неща, ама си казах - с физиката не може да се преборя. Поиграх си на нисичък ампераж. Доволен, щастлив и нахилен до ушите, докато..... реших да я изпържа на максималните 200А. Не знам дали някой е работил на такъв ампераж и 300Hz, но звука от работата е потресающ!

Е, поработи.... докато взе да пуши и мирише...

Изключих, разгледах.... и видях. Един диод на AC моста беше сдал багажа. На долната снимка е вече ремонтиран, заменен с 2 успоредно свързани, монтирани върху радиатор. Оригинално беше само един, без никакъв радиатор:


Оказа се, че тоя преходен режим при паленето, представлява палене на дъгата само при едната полярност, при което, заради изходната индуктивност преди AC моста, се получават пикове. Всички елементи от горната снимка отговарят за гасенето на тия пикове, и постепенното отвеждане на натрупаната от това енергия в кондензаторите, върху мощни резистори, което става след като дъгата запали стабилно. Всичко много добре, обаче цялото това е сметнато за честота от 60 херца, и 300-те му идваха малко множко. Диода е прегрял и пробил, а върху кондензаторите се е натрупвало напрежение доста по-голямо (400V) от пробивното им (250V). Същото напрежение се е натрупвало и върху MOSFET-ите на моста, които, естествено, пак са на 250V.

Съответно - честито! AC моста беше МЪРТЪВ, а аз - НЕЩАСТЕН!

За щастие намерих всичко на много добра цена, свалих и ремонтирах, смених всичко - транзистори, кондензатори, диоди. Сложих 2 успоредни диода на мястото на изпушилия, и на всичкото отгоре ги монтирах върху радиатор, както се вижда на снимките:



Реших, че трябва да се направи нещо, за да обира пиковете при преходния режим на палене на дъгата, за да не гори повече. След изестно количестно симулации, стигнах до нещо като усилен с MOSFET-и ценеров диод, пазещ от пренапрежение, и отдаващ енергията от пиковете върху същия радиатор, върху който е и AC моста. Схемата и платката му са в единия от прикачените файлове - AC_PowerZener.pdf. За съжаление забравих да го снимам сглобено, преди да го монтирам на самата машина, но ето какво успях да снимам, след като съм го сложил:




Кабелите, които го свързват с правия ток на машината, където се получават въпросните пикове, защото точно там е единия край на изходната индуктивност (която между другото е доволно бахатеста):


Свързах, сглобих, и пак с онова изтръпване, включих машината. ПРОРАБОТИ!!! На всякакъв ампераж!!!! А от загряване и пушек нямаше и следа.

Но... естествено, не бях стигнал до пълното щастие. Гадния преходен режим си стоеше, и колкото по-висока беше честотата, толкова по-гаден и продължителен беше той. Реших че нещо трябва да се направи и по тоя въпрос, и нещото, което измъдрих беше да накарам машината да пали на ниска честота (30 херца), и щом запали, да вдига честотата до настроената. След мъдрене на различни схеми с релета, все нещо не ми харесваше - мразя релетата, и ги избягвам навсякъде, където мога.

Сетих се!!!! Да използвам двупосочен електронен ключ. 4019 или 4066. Напреженията, при които ще го ползвам, са съвсем подходящи за това. На всичкото отгоре и двете ги има навсякъде, а на всичкото отгоре са и евтини.

Да, ама не приключих с това. Реших да направя вдигането на честотата плавно, за да избегна евентуални преходни процеси (или по-скоро от чиста лигавщина ). Направих почти същия генератор на триъгълно напрежение, описан по-горе, само че на 10kHz (трябваше да е на доста над 300Hz), източник на ток, който зарежда кондензатор, чието напрежение сравнявам с триъгълния сигнал, резултата от което използвам за управление на 4066 ключа, през който минава тока към перото на потенциометъра. Реших че половин секунда е добре за тоя процес. Управляващ сигнал взех от схемата, управляваща високочестотната запалка - докато запалката е включена един траназистор държи напрежението върху въпросния кондензатор, зареждан от източника на ток, ниско, и съответно честотата се поддържа на минамалните 30 херца. В момента на изключване на запалката, напрежението върху кондензатора линейно се вдига до максималното, като в същото време честотата достига до зададената.
Понеже обичам да ми е трудно, цялото това изпълних с SMD компоненти. Схемата и платката е в прикачените файлове - AC_Generator.pdf.
Ето и как изглежда сглобено и монтирано:


На всичкото отгоре и работеше както трябва. А аз бях окончателно доволен. Машината вече работеше без преходни режими, палеше лесно, независимо от зададената честота, и нямаше и помен от проблеми. Бях постигнал целта си!!!!

...Следващата жертва беше управлението на MOSFET-ите в АС моста:

Задачата на тая платка е да изолира електрически управляващата платка на машината от напреженията на заваряване, и в същото време да управлява транзисторите на АС моста.

Реализирана е доста хитро, по отношение на цена на компонентите. На 4-те входа (за всяко рамо на моста) има оптоизолатори PC817 - нищо особено като параметри, които от своя страна управляват схема 40106. С 3 от звената 40106 е реализирано буфериране и закъснение на изключване - AC моста работи в режим на застъпване, което тук не е проблем, понеже още в правотоковата част на машината, регулацията е на тока, тоест дори при пълно късо на AC моста, в момента на застъпване, през него няма как да започне да тече по-голям ток от заваръчния в момента, на което AC моста така или иначе е предвиден да издържа. Другите 3 звена на 40106 схемата са изходен буфер, последван от двоен емитерен повторител, който в крайна сметка ръководи транзисторите на АС моста.
2 от каналите на тая платка - за 2 от звената на АС моста, имат самостоятелно захранване от отделна вторична намотка на захранващ трансформатор, а другите 2 са свързани на общо захранване.

Всичко до тук добре, обаче поради вида на оптоизолаторите, се получава забавяне от порадъка на 3-6 микросекунди при включване, и още по-голямо при изключване. За да се запасят така че схемата да работи винаги коректно, китайците са сложики няколко прости чарка, осигуряващи допълнително забавяне при изключване, за да е сигурно че в АС моста ще има презастъпване.

В резултат на това, в момвнта на превключване се получава един преходен момент на презастъпване, траещ 3-8 микросекунди, в който АС моста на практика е даден на късо, в следствие на което напрежението на изхода - това, с което заваряваме, е нула. Съответно ток не тече, и дъгата за съвсем кратък момент започва да гасне. Това, според симулациите, които направих, товари допълнително и няколко вътрешни компонента - не е болка за умиране, понеже те са си изчислени за това, но не ми харесваше. Освен това, поради причини, малко трудни за обяснение, схемата управлява транзисторите с напрежение от -5V при изключено положение, до около 8.7-9.0V при включено, което, макар да има свойте причини, не използва пълните възможности на транзисторите в AC моста, от което топлинните загуби в него стават малко по-големи.

Та, реших че ако пипна и тук, първо, ще разтоваря малко въпросните компоненти, а и ще накарам дъгата да работи малко по-стабилно при прехода от правa към обратна полярност, а и ще намаля загубите в транзисторите на AC моста, използвайки по-пълноценно възможностите им.

Реших че целта ми е да направя тоя преходен процес с дължина около една микросекунда, при това без да го има момента на нулево напрежение при прехода. От това евентуално дъгата би станала малко по-стабилна в някои режими - висока честота и нисък ток - до към 40 ампера. Другата ми цел беше да направя напрежението на управление на транзисторите да отиде поне на 10 волта във включено състояние - така параметрите им на работа ще отговарят на описаните в datasheet-а им и ще се използва пълния им потенциал.

Ето го и моето решение:


Естествено, отново SMD. Ако не сте разбрали още, си падам малко мазохист. За съжаление не можах да се сдобия с СМД версия на оптоизолаторите, та монтажа се получи малко хибриден. За да пестя място, се наложи и да ползвам не SMD версията на регулаторите на напрежение - черните щърчащи неща.

Схемата и платката са в прикачения файл - AC_Driver.pdf.
Какво е различното:
- всеки канал има собствено захранване, собствени кондензатори на захранването, съответно. Това осигурява максимално еднакво поведение на всички канали.
- използвах много по-бързи оптоизолатори - 6N137, с възможност да работят на до 10Mhz. Превключват за около 100-200 наносекунди, вместо оригиналните 3-6 микросекунди, тоест около 20-30 пъти по-бързи.
- останалото: оптоизолаторите ръководят компаратор, настроен на средното им ниво на изхода от 2.5V. Това отново минимизира разликите между каналите. Изхода на компаратора е буфериран с допълнителен транзистор, за да стане максимално близък до push-pull стъпало. Компаратора управлява двойка малки MOSFET-и, които действат като крайно стъпало. Хубавото на това е, че за разлика от оригиналната схема, няма загуби на напрежение по пътя, и в крайна сметка транзисторите на АС моста се ръководят с възможно максималното напрежение - минус 4.7 волта при изключено и малко над 10V при включено състояние.

На симулацията всичко изглеждаше както трябва. Преходния процес беше дори по-кратък от микросекунда, а прехода на изхода между положително и отрицателно напрежение - плавен, без участък с нулево напрежение.

За щастие това проработи още от първия път, без никакви проблеми. Оказа се обаче, че разликата в поведението на дъгата е съвсем малка, а очаквах повече. Просто при някои режими наистина се държеше по-добре и по-стабилно, но човек не свикнал на машината може и да не ги забележи. Но дори тая разлика да я намяше, самото разтоварване на част от електронните елементи, както и осигуряването на максимално еднаква работа на всички рамена на AC моста, и като електрически параметри, и като скорост, със сигурност би била от полза при по-сериозно натоварване на машината при продължителна работа на високи амперажи.

Е, засега - толкоз. Получи се малко по-технически насочено, но съм сигурен че все ще има някой, на който да е пт полза.

Какво предстои ли? Еми, нещото, което се каня да направя е да монтирам на предния панел мъничък честотомер с LED дисплей, за AC честотата. Би помгнал в някои ситуации, пък и няма да е особено трудно да го добавя. Кога ще намеря време обаче - никой не знае.

Взел съм и мярка за шапка на телоподаващото ми, да му добавя пулсов режим, но това ще изисква известно експериментиране, и не е сигурно дали ще стане. Предимството на тоя режим е почти пълната липса пръски, и много по-добре изглеждащи заварки.

Ама... някой хубав ден...

Ето и линкове към PDF-ите:
http://www.offroad-monsters.com/ftp/.../AC_Driver.pdf
http://www.offroad-monsters.com/ftp/..._Generator.pdf
http://www.offroad-monsters.com/ftp/...PowerZener.pdf
__________________
LZ1SIT

DAIHATSU FEROZA 1.6i 16V '90
NISSAN TERRANO II 2.7TDI '99
Отговори с цитат
  #2  
Старо 19-06-09, 10:14
Yordan Kolev's Avatar
Yordan Kolev Yordan Kolev извън линия
Администратор
 
Дата на регистрация: Mar 2008
Местоположение: Sofia
Публикации: 5,353
По подразбиране

Лудница Уникална тема!

Само не разбрах това кога си го правил, в смисъл преди или след като с Андро ползвахме апарата?
__________________
Знания и опит се трупат с количество натрупани щети. Когато унищожиш всичко ставаш експерт.
0888799975
Отговори с цитат
  #3  
Старо 19-06-09, 10:35
sparkybg's Avatar
sparkybg sparkybg извън линия
Дървен философ
 
Дата на регистрация: Mar 2008
Местоположение: София
Публикации: 546
По подразбиране

Цитат:
Автор Yordan Kolev Виж публикация
Само не разбрах това кога си го правил, в смисъл преди или след като с Андро ползвахме апарата?
Като го ползвахте с Андро, вече беше направено. Сега човъркам дисплейчето за честотата. Ей-така, за гъзарийка.
__________________
LZ1SIT

DAIHATSU FEROZA 1.6i 16V '90
NISSAN TERRANO II 2.7TDI '99
Отговори с цитат
  #4  
Старо 19-06-09, 12:40
DINI's Avatar
DINI DINI извън линия
Българин
 
Дата на регистрация: Mar 2008
Местоположение: Враца
Публикации: 1,729
По подразбиране

Лудница. Те така се мисли с главата. Евала!
__________________
Живей всеки ден така, все едно ти е последен, защото рано или късно ще се окажеш прав!
Отговори с цитат
  #5  
Старо 19-06-09, 12:53
Yordan Kolev's Avatar
Yordan Kolev Yordan Kolev извън линия
Администратор
 
Дата на регистрация: Mar 2008
Местоположение: Sofia
Публикации: 5,353
По подразбиране

Цитат:
Автор sparkybg Виж публикация
Като го ползвахте с Андро, вече беше направено. Сега човъркам дисплейчето за честотата. Ей-така, за гъзарийка.
Ясно. Заварките станаха много добри след щлайфа почти не личи, че нещо е имало.
__________________
Знания и опит се трупат с количество натрупани щети. Когато унищожиш всичко ставаш експерт.
0888799975
Отговори с цитат
  #6  
Старо 19-06-09, 12:59
sparkybg's Avatar
sparkybg sparkybg извън линия
Дървен философ
 
Дата на регистрация: Mar 2008
Местоположение: София
Публикации: 546
По подразбиране

Цитат:
Автор Yordan Kolev Виж публикация
Ясно. Заварките станаха много добри след щлайфа почти не личи, че нещо е имало.
Така и трябва. Андро си е майстор.

Аз още не мога да заварявам като него. Не съм си изградил навиците още, ама и това ще стане.

Справям се някак, но на моменти правя по някоя издънка, та се налага да спра и да чистя.
__________________
LZ1SIT

DAIHATSU FEROZA 1.6i 16V '90
NISSAN TERRANO II 2.7TDI '99
Отговори с цитат
Отговори

Bookmarks

Инструменти за темата
Изглед на темата

Възможности и правила
Не можете да публикувате нова тема
Не можете да отговаряте в тема
Не можете да прикачите файл
Не можете да редактирате публикациите си

BB code is On
Smilies are On
[IMG] code is On
HTML code is Off

Избери форум


Всички часове са в зоната GMT +2. Часът сега е 07:39.


© 2008- Offroad-Monsters® - Всички права запазени.