Aparat za točkasto zavarivanje

[Kizo]

Pa u biti da, mislim da i ostavim cijelo vrijeme uključen punjač, da ne bi smetalo. Ja ga tu na stolu po cijeli dan šlusiram pa mu ništa nije.

Može se DTC koristiti kao enable pin, no to sam prekrasno skužio kad sam već napravio pločicu. Ah, tranzistor i dva otpornika viška, morati ću i to srediti..

[LAF]

Kad je vec onako rjesio pobudu IRF-a, a struja praznjenja nije zbog punjaca nego da ne pati mjesto
zavara, u kratkom vremenu praznjenja C napravi se zavarena tacka (punkt) ali dalji protok struje kroz
istu tacku degradira mjesto zavara.(zavar je jos vruc)
Kako je namjena sprave za spajanje acuelemenata zavar-punkt mora biti "cist".
Treba se dobro igrati pritiskom i razmakom elektroda, da nema onih plavih kolutova okolo punkta.-

Tacno je da je prekid punjenja kao i dopunjavanje C mogao odraditi sam TL494.-

Istovremeno smo pisali @Kizo ija.-

pOz

[Kukinjos]

Punjač se, ako baš treba, može gasit na način da se spoji katoda diode na pozitivnu elektrodu, a anoda na pullup otpornik i na enable punjača. Dakle kad su elektrode razdvojene ili je na plus elektrodi pozitivan napon, punjač radi, kad se kondenzatori isprazne i napon na zavaru padne na 0V, punjač ne radi sve dok se elektrode ne razdvoje. To bi možda mogao bit i nekakav "sense" ulaz u kontroler, koji bi recimo nakon 0,5s okinuo mosfete za varenje, a usput zablokirao ispravljač, pa ne bi trebala ni pedala, već automatski, čim se spoje elektrode dolazi do varenja. Ovo može bit i opcija pedali, ionako se baterije vare "iz ruke".

[Kizo]

Vidio sam projekt ovdje na forumu što je Smješko radio i bila je ta ista fora da kad se spoje elektrode sam okine nakon nekog vremena. Po osobnom ukusu sam za pedalu pošto možeš sam upravljati okidanjem, a ruke su ti slobodne.
Ovo gašenje punjača tijekom zavarivanja je nikakav problem u softveru izvesti.

[mario KT]

Pozdrav drustvo,
samo da nadodam, u firmi koristimo UNIFLOW uredaje za tockasto zavarivanje koje i osobno popravljam, pa dokumentaciju nesmijem dijeliti, ali ako pomogne da malo komentiram. Inace koristimo glave s elektrodama na opruzi koja se podesava preko podesivog vijka (sila pritiska) i ako je sila manja od zadane nema START signala od glave(mikroprekidac). Ukoliko uspije savladati silu opruge, krece ciklus zavarivanja (1 inpuls ili niz).
Kod mene je pneumastski cilindar za spustanje glave, ali imam i mehanicki (na polugu).

Inace sretno s projektom!
Pozdrav Mario

[Kukinjos]

Evo malo razmišljanja, mislim da gašenje punjača uopće nije potrebno, jer smo zaključili da njemu ni najmanje ne smeta kratki spoj na izlazu, a struju kroz var će ionako prekinuti mosfeti preko kojih se prazne kondenzatori. Varenje s pedalom ili spajanjem elektroda bi stavio u izbornik na kontroleru, pa ko voli nek izvoli, ionako je to samo malo više softvera. Mehanika mi baš i nije jača strana, pa se tu ne bih želio petljat (pneumatika i to), ali zašto ne dodat nekakav senzor pritiska elektroda, npr.:
http://www.digikey.com/product-detail/e ... -ND/809395

Ili se pozabavit nekim od standardnih senzora tlaka, ako si mislio koristit pneumatiku.

[Kizo]

Evo malo razmišljanja, mislim da gašenje punjača uopće nije potrebno, jer smo zaključili da njemu ni najmanje ne smeta kratki spoj na izlazu, a struju kroz var će ionako prekinuti mosfeti preko kojih se prazne kondenzatori.

Istina, no svejedno bih ostavio mogućnost da mogu proizvoljno prekinuti punjenje. Npr. u slučaju da se desi neko sranje, pregrijavanje.. što dovodi do toga da nemam slobodnih pinova na mikrokontroleru. Ne vidim jednostavan način da na postojeću shemu dodam detekciju spojenih elektroda i još da može čitati analogne senzore pritiska što je Mario prvo spominjao. Mada mogu probati da ima dvije od te tri stvari.

[Kizo]

Razradio sam jako dobar prijedlog Kukinjosa. Pritom sam morao osloboditi jedan pin MCU za ADC pa je LCD enable pin išao drugdje.

Shema:

Kad je stisnut nožni prekidač, ADC mjeri 0V, kad su spojene elektrode 3V, a inače je 5V.
Umjesto nožnog tipkala može se spojiti senzor pritiska. Dobiveni signal će biti prigušen ovisno o izlaznoj impedanciji senzora što nije problem kalibrirati u softveru. Ipak se može sve tri stvari sa minimalnim brojem dodatnih elemenata.

[Kizo]

Krenuo bi dalje, a uvijek se možemo vratiti ako padne kakva nova ideja.
Za one koje odbija količina teksta -> poanta je u zadnjoj slici.

"Aparat za točkasto zavarivanje" – Koliko MOSFET-a?

Ako se itko zapitao zašto je određena komponenta pustila bijeli dim, što se unutra u komponenti dogodilo, kod power MOSFETa je razlog jednostavan. U glavnini slučajeva u praksi razlog crkavanja je zbog prevelike temperature kristala, a samo mali dio je zbog prevelikog napona na gejtu.

Evo zorniji prikaz. Puštena je prevelika struja kroz MOSFET koja će na radnom otporu (Rdson) dati preveliku snagu koja se ne stigne disipirati u okolinu, temp. kristala pređe 175°C i kraj priče..
Drugi primjer: MOSFET radi u linearnom području izvan SOA granica, opet jadni kristal unutra "zakuhao".
I manje očiti primjer: Prekoračen je max. dopušteni radni napon Uds, MOSFET je u lavinskom proboju, ali neće mu biti ništa ako je energija lavinskog proboja manja od dopuštene, odnosno ako temp. kristala ne pređe tih magičnih 175 stupnjeva.
Dakle, u konačnici, ne ubija struja niti išta drugo nego temperatura.

Ta misao je vodila daljnju analizu, tako da je cilj bio ubaciti u multisim energetski krug, napuniti kondenzatore do kraja i prilikom njihovog pražnjenja pratiti temperaturu unutar MOSFETa.
Hmm da, zvuči super, no svi ti programi su predviđeni za rad s električnim veličinama, ne toplinskim, no toplinske veličine se ponašaju analogno električnim pa je moguće napraviti njihovu zamjenu prema donjoj tablici.

Toplinski kapacitet i otpor se ponašaju analogno električnom kapacitetu i otporu što je nekako i logično. Snaga se zamijeni strujnim izvorom, a temperatura se jednostavno očita mjerenjem napona osciloskopom.

Sve ispod se odnosi na IRFP3206. Uzeti su u obzir i drugi MOSFETi poput IRFP2907, IRFP4368… i još desetak drugih i na kraju je odabran najpovoljniji cijenom (sa Farnella) i da ih treba u nekom razumnom broju.

Iznad na slici je termalni odziv iz datasheeta za IRFP3206 i ujedno i njegov termalni model. Kada se taj model ubaci u multisim (ili neki slični) i odsimulira se odziv na jedinični skok dobije se:

Može se primjetiti da se dobije isti odziv kao iz datasheeta što potvrđuje da termalni model dobro radi.

[Kizo]

Konačna kombinirana shema:

Uz termalni model uzeto je u obzir i povećanje Rdson uslijed rasta temperature kristala, kao i neujednačenost vrijednosti tog otpora među primjercima, tako da je gledana temperatura na najmanjem u odnosu na prosječnu vrijednost, dakle najgori mogući slučaj.

Sve to napokon daje najbitniji graf:

Na x osi je vrijeme zavarivanja u ms. Y os je temperatura kristala MOSFETa na kojemu će biti max. snaga. Crvena crta na 175.
Sa grafa ih je odabrano da ih treba 14, pošto je početna temperatura 25°C da se ima određena količina rezerve u slučaju da poraste temperatura hladnjaka. Temp. hladnjaka će se nadgledati i po potrebi se uključiti ventilatori kako ona nikad nebi prešla 60°C.

Dalje slijedi zaštita MOSFETa od tranzijenata, na što treba paziti pri paralelnom spajanju i shema drivera.

[Kizo]

"Aparat za točkasto zavarivanje" – Zaštita MOSFET-a

Očito da je induktivitet u energetskom krugu najveći izvor problema. No inače nije on takav negativac, čak je i koristan jer sprečava prenagli porast struje zavarivanja, što uz premali pritisak može lako izazvati prskanje materijala. Niti predstavlja problem za MOSFETe ukoliko se tokom zavarivanja kondenzatori isprazne do kraja. A zašto je onda problem? Zato jer ne želim samo prazniti kondenzatore do kraja – to je dosadno , želim imati kontrolu nad vremenskim trajanjem strujnog impulsa zbog razloga nabrojanim među prvim postovima.

Malo matematike: ako metar 35mm2 kabla ima induktivitet cca 1uH i recimo da su kablovi do elektroda 1.5m i još da otpadne do 1m na unutrašnje ožičenje, to je ukupno cirka 4uH. Još pojednostavnimo da sav induktivitet otpada na nabrojano ožičenje, što zapravo i je slučaj.
Ako predvidimo najgori mogući slučaj da MOSFETi isključe kada je struja kroz krug maksimalna (4500A), tada energija pohranjena u induktivitetu iznosi 40J.
Za svih 14 MOSFETa ukupna dozvoljena energija lavinskog proboja je 2.4J, što znači da je dovoljno da se samo 6% te energije isprazni u MOSFETe da budu izvan sigurnih granica.

Dosta uvoda, evo sheme:

Kako je najveći dio induktiviteta u vanjskim kabelima, tako je "freewheeling" dioda D1 stavljena na strateško mjesto da riješi taj dio i tu mislim da ne treba previše opisa. D1 ne štiti od onoga što je prije nje pa sve ostalo rješava masnija TVS dioda spojena paralelno MOSFETu.
Kondenzator C1 ima više uloga:
- MOSFET se može "zalečati" ako je porast napona Uds veći od 5kV/us, a ovdje zbog induktiviteta taj porast može biti i preko 25kV/us – dakle služi kao latch-up zaštita
- kako smanjuje dU/dt u krugu, D1 ima više vremena da reagira, pa ne mora biti neka super brza dioda
- popiti će bar dio špice, pa će nešto olakšati posao diodama

Prikazani zaštitni elementi su samo za jedan MOSFET, dakle ukupno po 14 kom. Trenutno eksperimentiram sa GPA1603 diodom, TVS je SMCJ33A i 2.2uF keramika. Za sada se sve odlično ponaša.
Da opišem driver, pa onda ide video kako radi.

[Kizo]

Nekoliko renderiranih slika prije završne epizode..

[Khaderah]

Gdje je stalo?
u međuvremenu naletio
http://tinyurl.com/mleqy2k
proizvođač ?

[Kizo]

Švasanje pred komisijom nije bio uvjet diplomiranja, pa sam samo teoretski sve obradio i taj dio priče je već prošlost. Odmah sam dobio i posao tako da zbog nedostatka slobodnog vremena pisanje kôda ide vrlo sporo. Pločice sam polemio i varilica radi uz par sitnih problema s kojima se isto tako ne stignem pozabaviti.

[mojalovaa]

Tema stara ali pitanje novo .

U kom programu crtas PCB odnosno radis render slika ?