Hallo Leute, ich habe die Threads zum Thema Induktionsofen gelesen und mache einfach mal einen frischen Thread mit den oben genannten Thema auf. Also hier mein Beitrag: Vor ca. 12 Monaten habe ich auch mit dem Bau eines Induktionsofens angefangen. Nach einigen Misserfolgen mit nachgeregelter Frequenzgenerierung hier einige Fakten von meinem jetzigen funktionsfähigen Ofen: -ca. 150 kHz -Vollbrückenoszillator mit IRFP350 MosFets und FAN7387 als Gatetreiber -Leistung bis 1,2 kW mit Reserve nach oben. -gleichgerichtete Netzspannung, nicht galvanisch getrennt (nicht die feine englische Art), ohne Glättkondensatoren -Spule aus 12 mm Kupferrohr von der Rolle (siehe Bild) Die Seite von Herr Burnett (http://www.richieburnett.co.uk/indheat.html) ist sehr gut. Ich habe vieles mit QUCS simuliert. An dieser Stelle Werbung für das freie QUCS. Es würde mich freuen, wenn ich mit jemandem fachsimpeln kann, der auch Erfahrung mit dem Bau solcher Öfen hat, speziell >1kW Nächste Schritte: Drehstrom und stw25nm60n Transistoren -> Richtung 3..4..5? kW Beste Grüße Silvio
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Ist das nun funktionale Kunst oder künstlerische Elektrotechnik? Wow. Was macht man damit? Außer sich umzubringen. Was mich wirklich interessiert: Was für Erfahrungen hast du mit QUCS gemacht? Hast du es z.B. mit LTspice vergleichen können? Die Webseite sieht ja schonmal nett aus: http://qucs.sourceforge.net/screenshots.html Aber wohl noch sehr unfertig. Viel Spaß - Abdul
@ Silvio K. (exh) >-ca. 150 kHz Sehr hoch für die Leistungsklasse. -Vollbrückenoszillator mit IRFP350 MosFets und FAN7387 als Gatetreiber Wieviele MOSFETs? Voll oder Halbbrücke? >-Leistung bis 1,2 kW mit Reserve nach oben. Wei gemessen? Primär oder Sekundär? >-gleichgerichtete Netzspannung, nicht galvanisch getrennt (nicht die >feine englische Art), ohne Glättkondensatoren Hmmm. >-Spule aus 12 mm Kupferrohr von der Rolle (siehe Bild) Nett ;-) Wieviel Kapazität soll das sein? >Es würde mich freuen, wenn ich mit jemandem fachsimpeln kann, der auch >Erfahrung mit dem Bau solcher Öfen hat, speziell >1kW Muss ich leider passen :-( > Drehstrom und stw25nm60n Transistoren -> Richtung 3..4..5? kW Sowas macht man AFAIK eher mit IGBTs und mit DEUTLICH niedrigerer Frequenz, eher so 20..30kHz. MfG Falk
>Sowas macht man AFAIK eher mit IGBTs und mit DEUTLICH niedrigerer Frequenz, eher
so 20..30kHz.
Wenn mit IGBTs dann mit deutlich niedriger Frequenz.
150kHz ist doch OK - gerade mit MOSFETs kein Problem. Gibt einen
kompakten Aufbau.
Allerdings ist die Frage was man nur mit 1kW da anfangen möchte....
Bei uns am Institut gab es mal eine modulare 70kW Induktionsdemo-Anlage.
Da konnte man eine Dose Würstchen (850g einwage plus Flüssigkeit) in ca.
30 Sekunden zum Kochen bringen....
Mit 1kW kann man vermutlich noch nicht einmal Metall aufschmelzen.
Michael O. schrieb: >>Sowas macht man AFAIK eher mit IGBTs und mit DEUTLICH niedrigerer Frequenz, eher > so 20..30kHz. > Wenn mit IGBTs dann mit deutlich niedriger Frequenz. Mittlerweile gibts auch deutlich schnellere IGBTs die für >100kHz bei Softswitching spezifiziert sind, von daher wären IGBTs schon die richtige Wahl bei diesen Leistungen. z.B. IRGP4063D, HGTG20N60A4D oder HGT1N40N60A4D. Such z.B. mal nach DRSSTC, da werden Mosfets mit ein paar 100A bei Frequenzen um die 100kHz gequält.
Softswitching ist ja nicht das Problem, da hier ein Resonanzkreis betrieben wird und die Ansteuerung für ein entlastetes Ausschalten sorgen kann. Wichtiger bei IGBTs ist der lästige Tailstrom, dass nach Abschalten noch ein kleiner Reststrom fließt während die volle Sperrspannung anliegt und dieser Strom recht lange benötigt. Für die Leistungsklasse kannst Du meiner Meinung nach beides nehmen. Wenn es eher Richtung 5-10kW geht, wird es nicht ohne IGBTs laufen.
Michael O. schrieb: > Wichtiger bei IGBTs ist der lästige Tailstrom, dass nach Abschalten noch > ein kleiner Reststrom fließt während die volle Sperrspannung anliegt und > dieser Strom recht lange benötigt. Fließt der Tailstrom immer in voller Amplitude, auch wenn der Strom beim Abschalten recht gering ist (da sinusförmig im Schwingkreis, im Idealfall also 0 zum Schaltzeitpunkt)? (Sorry für das Offtopic, aber darauf suche ich schon seit länger eine Antwort, denn nahezu alle Messungen die man findet beziehen sich auf eine rein induktive Last, also einem Abschalten beim maximalen Strom.)
Michael O. schrieb: >>Sowas macht man AFAIK eher mit IGBTs und mit DEUTLICH niedrigerer Frequenz, eher > so 20..30kHz. > Wenn mit IGBTs dann mit deutlich niedriger Frequenz. > > 150kHz ist doch OK - gerade mit MOSFETs kein Problem. Gibt einen > kompakten Aufbau. > Allerdings ist die Frage was man nur mit 1kW da anfangen möchte.... > Bei uns am Institut gab es mal eine modulare 70kW Induktionsdemo-Anlage. > Da konnte man eine Dose Würstchen (850g einwage plus Flüssigkeit) in ca. > 30 Sekunden zum Kochen bringen.... Miserabele Demoanlage. Da würde ja ein Induktionskochfeld (wäre es so schlecht) mit seinen 1.2 kW-1.8kW Leistung mindestens 0,3 h benötigen. Also mein Neff-Indu-Feld schafft das in weniger als 6 Minuten. > > Mit 1kW kann man vermutlich noch nicht einmal Metall aufschmelzen. Es kommt auf das Metall und die Menge an. Laboröfen reichen dafür locker mit 1 bis 1.5 kW. Siehe dazu auch den Parallelthread zum Thema.
Das Buch ist gut, aber leider blöd zu lesen. Hier das Kapitel über das harte Abschalten von MOSFET und IGBT: http://www.semikron.com/internet/webcms/objects/applica_help/e/1_2_3.pdf Figure 1.11 a) zeigt am Ende des Abschaltvorgangs den Tailstrom vom IGBT im Vergleich zum MOSFET Abschaltvorgang. Zitat:"Since this tail current will fade away within some μs only with already increased collectoremitter voltage, the hard turn-off power losses in the IGBT are mainly determined by the tail current waveform (see chapter 2.3.2, 3.1.3) and are considerably higher than those in MOSFETs." Im Prinzip ist das Problem hoher Schaltfrequenzen, dass die IGBTs dann zu lange benötigen umd komplett aus zu gehen. Gerne wird hier mit Abschaltenergien gerechnet, da die Ausschaltverluste stark vom Strom abhängen. Diese Energie muss man nur mit der Anzahl Ausschaltvorgängen pro Sekunge multiplizieren und hat schnell eine Ahnung wieviel Leistung verbraten werden muss. Es gibt Unterschiede zwischen den NPT und PT (Non-Punched-Through und Punched-Through) IGBTs. Semikron und Infineon gehen da teilweise unterschiedliche Wege und haben ihre eigenen Marketingstrategien. Fakt ist aber, dass die IGBTs in ihrem PN-Übergang die volle Nennspannung sperren können müssen. Zur Erhöhung der Spannungsfestigkeit wird teilweise ein Isolationsschicht eingebaut um die Feldstärke mit einer längere Strecke möglichst gering zu halten. Problem aller dieser Bauteile ist, dass die Ladungsträger nach dem Abschalten aus der Diffusionszone (ich hoffe das ist richtig) abgesogen werden müssen. Nur das dauert halt was länger bis der Strom komplett abgeschaltet ist. Die Softswitching Bausteine müssen die Last nicht hart (also auf volle Nennspannung bei vollem Nennstrom) abschalten, sondern haben in irgend einer Form eine Kommutierungshilfe. In der Regel wird der Baustein ausgeschaltet, während der Strom durch den Schalter nahe null ist, dadurch sinken die Abschaltverluste. Dafür fallen Verluste im Entlastungskreis an, die aber häufig niedriger sind.
Sorry Benedikt, hier kann man es sehen in Figure 8: http://www.fairchildsemi.com/ds/HG/HGTG11N120CND.pdf Die Ausschaltenergie ist bei gleicher Spannung relativ proportional zum Ice. Da man die Verlustmechanismen nicht mal eben so trennen kann, wird im Fall von IGBTs die typische Ausschaltenergie bei einer Gatetreiberkonfiguration angegeben. Schaltest Du langsamer ab, wird die Verlustleistung noch steigen. Bei MOSFETs gibt es die Angabe nicht, hier dominieren die Leitverluste bei großem Strom (I² x R) und die Gatekapazität als Begrenzer der Schaltgeschwindigkeit. Der Tailstrom verschwindet, wenn alle Löcher rekombiniert sind. Das dauert je nach Konfiguration eine Zeitspanne im Bereich von 50 bis einige hundert us.
Michael O. schrieb: > Sorry Benedikt, hier kann man es sehen in Figure 8: > > http://www.fairchildsemi.com/ds/HG/HGTG11N120CND.pdf > > Die Ausschaltenergie ist bei gleicher Spannung relativ proportional zum > Ice. Das gilt aber für Hard Switching, also eine induktive Last. Was mich aber interessieren würde, wie die Verluste und ganz besonders, der Tail Current bei Softswitching in einer ZCS Schaltung, was solche resonanten Induktionsöfen meist sind, aussieht. Da der Strom beim Abschalten in einer ZCS Schaltung nahezu 0 ist, hätte man so kein Umschaltverluste, ganz klar für IGBTs in solchen Anwendungen sprechen würde, denn deren Verluste sind vor allem die Schaltverluste. Daher meine Frage nach dem Tailcurrent bei Softswitching.
Hallo Silvio, gratuliere, damit bist Du weiter als ich ;-( Wäre es bitte möglich den kompletten Stromlaufplan hier hochzuladen? Gruß Gerd
Ja, aber was ist denn der Unterschied zwischen Strom = 0A in einer Hard-Switching Anordnung und ZCS in einer weichschaltenen Anordnung? Natürlich ist das Abschalten im entlasteten Fall mit sehr niedrigen Verlusten verbunden. Aus diesen Gründen macht man gerade Weichschaltende Anordnungen. Du musst den Schalter nich nur Aus- sondern auch Einschalten, dabei entstehen dann ebenfalls Verluste. Insbesondere bei der induktiven Erwärmung kann sich die Güte des Schwingkreises schnell ändern. Der Controller regelt den Schwingkreis (im Idealfall knapp über) seine Resonanzfrequenz aus. Sofern Du aber nicht exakt auf der Resonanz bist, enstehen für die Dauer der Abweichung mindestens eine der zwei Verluste (Einschalt- oder Ausschaltverluste). Ist der Umrichter knapp ausgelegt, kann die Kurzzeitige Abweichung schon zu drastischen Erhöhungen der Verluste führen. Wir haben damals passend zu dem Tiefsetzsteller einen galvanisch getrennten bidirektionalen DC/DC Wandler aufgebaut. Der arbeitete mit einer B6 Brücke IGBTs, dreiphasig und mit einem Resonanzkreis für den Trafo. fsw = 12,5kHz Udc,in = 850V P = 45kW Da war aufgrund der Schaltverluste bei 14kHz ganz schnell Schicht im Schacht.
@ Abdul Mit Qucs habe ich sehr gute Erfahrungen gemacht. DC,AC, S-Parameter und transiente Simulationen gehen sehr gut. Harmonics Balance nicht. Teile des Ofens wie Lastschwingkreis, Phasenbedingung des Oszillator etc. sowie das vereinfachte Gesamtsystems habe ich simuliert. Mit LTSpice habe ich es nicht verglichen, da ich noch keinen Kontakt mit Spice hatte. Es ist sehr ähnlich zum ADS. @ Falk -Es ist ein Vollbrückenoszillator mit insgesamt 4 Leistungs-Transistoren. -Die Leistung ist Spannung*Strom hinterm Stelltrafo (nicht Trenntrafo, deshalb keine galv. Trennung). Da direkt der Gleichrichter kommt, muss es Wirkleistung sein. Wirkungsgrad weiß ich nicht. -Die Spule ist 2 µH groß, das beantworte indirekt die Frage nach der Kapazität. Die Frage, was ich damit machen möchte, war auch gefallen: Härten, Anlassen und hoffentlich auch schmelzen von Stahl. Aber da kommen noch andere Probleme wie: Tiegel? Thermische Isolation. Weil das strahlt wie Hölle und ist natürlich schade um die teuer erkämpfte Leistung. Temperaturmessung. Bin also auf der Suche nach einem Pyrometer. Leider kosten die guten (nicht die China-) Dinger um 1k€. Bin für jede Idee dankbar. Beste Grüße Silvio
Danke Silvio. Dann werde ich mir QUIC mal genauer ansehen. Vielleicht ist es ja eine Alternative zu LTspice. APLAC scheint auch interessant, aber die Lizenzen :-( Strahlung: Hm. Mylar-Folie weiße Seite strahlt wohl gute 99% zurück. Da ist das nahe Infrarot mit eingeschlossen. Also wäre blankes Al vielleicht ne Idee. Schmelzpunkt und Wärmekapazität sind hoch. Gruß - Abdul
Michael O. schrieb: > Das Buch ist gut, aber leider blöd zu lesen. > Hier das Kapitel über das harte Abschalten von MOSFET und IGBT: > http://www.semikron.com/internet/webcms/objects/applica_help/e/1_2_3.pdf > Wie wärs mit deutsch? http://www.semikron.com/internet/index.jsp?language=de&sekId=229 Arno
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@ Gerd Den Schaltplan habe ich noch nicht komplett als Datei. Der letzte Versuch mit vollständigem Plan hat natürlich nicht funktioniert. Danach wurde umgebastet. Ich musste mir alles erkämpfen, also lass den Kopf nicht hängen und bleib dran. Der Schaltplan ist aber recht einfach: Vollbrücke mit 2 FAN7387 Halbbrückentreiber die nicht in der selbstschwingenden Konfiguration geschaltet sind. Also nur Treiber für die jeweiligen low und high side Transistoren. Dann wird von den Stelle zurückgekoppelt, andem sich die Phase in Abhängigkeit von der Last nicht ändert (siehe Anhang und die Seite von Herrn Burnett). Phasenschieber+Verstärker+Gleichtaktunterdrückung und fertig. Natürlich ging das nicht so problemlos. Viel Erfolg @ all Die Frequenz ist übrigens deshalb so hoch gewählt um kleine Stahl-Werkstücke auch bei hohen Temperaturen (Verhältnis Skintiefe Werkstückgröße) noch effektiv zu heizen. Beste Grüße Silvio
Bei der Frequenz dürfte die Eindringtiefe nur noch Bruchteile eines Millimeters sein. Ausserdem stelle ich mal die Theorie in den Raum, das die Hystereseverluste sehr viel höher sind als die Wirbelstromverluste, bei meiner kleinen Anlage kam mir die Curie-Temperatur wie ein Deckel vor, danach gings nicht mehr viel weiter. Und meine größeren Versuche zeichneten sich vor allem dadurch aus das sehr oft Rauch aus dem Leistungsteil entwich...
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Hallo Silvio K.! Schön, daß sich mal wieder jemand mit Induktionsöfen beschäftigt. Mein Projekt(s.Thread "Induktionsheizung (nicht) ganz einfach") lag jetzt lange auf Reede. Erstmal habe auch ich mich mit der Simulation(LTSpice) beschäftigt, das spart Bauteile... Derzeitiger Stand(s. Schaltplan): Der reine Oszillator mit der mittenangezapften Luftspule war mir zu gefährlich, deshalb habe ich nun doch einen Ferritkerntrafo gewickelt. Ansonsten ist es die kaum veränderte Schaltung von Jörg R. Die Simulation sowie die Wirklichkeit zeigen das selbe Problem, daß im Leerlauf (ohne Eisen in der Spule) die Spannung zu hoch für die IGBTs wird. Mit Einweggleichrichtung verschenkt man wiederum Leistung und der Elko C4 wird heiß, aber die IGBTs halten durch. Immer noch suche ich nach der idealen Bauteildimensionierung, die mir eine Regelung komplett erspart. Der vom Netz gezogene Strom ist schön abhängig vom Eisenquerschnitt. >Vor ca. 12 Monaten habe ich auch mit dem Bau eines Induktionsofens angefangen. Da sollte doch auch ein Schaltplan entstanden sein, in dem man die Änderungen einzeichnen kann... Also bitte mal die Karten auf den Tisch, damit man weiß, wovon man spricht. >Härten, Anlassen und hoffentlich auch Schmelzen von Stahl. Aber da kommen noch andere Probleme wie: Curie- Temperatur. Die erreicht man schnell, und ab dann sind nur noch die Wirbelströme zur Erwärmung zur Verfügung. >Thermische Isolation. Weil das strahlt wie Hölle und ist natürlich schade um die teuer erkämpfte Leistung. Bis zur schnell erreichten Rotglut des Stahles ist es eher wichtig, die Spule selbst zu kühlen. Bin gespannt auf die Entwicklung... ulf.
@ Andreas, ich habe mal ein Diagramm gesehen, in dem die Eindringtiefe bei Stahl und 1000 °C und 100 kHz mit um die 3 mm eingetragen war. Beim Nachrechnen bin ich auf die gleiche Größenordung gekommen. Der Widerstand des Stahl nimmt ab und das µ_r wird 1. Die liebe Currie-Temperatur wirkt sich also auch bei mir negativ aus. Frage: bei welcher Frequenz hast du gearbeitet und welche Leistung schätzt du? Die hohe Frequenz hat aber auch Vorteile, z.B. eine kleineres C im Schwingkreis. Zu deiner Beruhigung: Mein Oszillator hat gerade vor 10 min. die Hufe hoch gemacht. Da war ich auch überm AC2-Punkt. 200V,6A. Passiert eben. Hat aber lange gut funktioniert. @ ulf Ja, dein Thead hat mich animiert das Thema nochmal aufzugreifen. Die Einweggleichrichtung bei dir erzeugt sehr hohe Stromspitzen. Ich denke das mag dein Gleichrichter und dein Kondensator nicht. Deshalb habe ich keinen ausgesprochenen Glättkondensator und auch keine gute Gleichspannung. Das Problem mit der Werkstück-Strom-Abhängigkeit habe ich auch. Kann das aber über die Matching-Induktivität (siehe Burnett) einigermaßen einstellen. Ich muss mir jetzt eine verstellbare Induktivität basteln, um unter der Currie-Temperatur ordentlich Leistung hinein zu bekommen und darüber. In der Art Ferrit-E-Schalen mechanisch auseinanderziehen oder so ähnlich. Meine Spule ist Wassergekühlt. Keine Probleme soweit. Bei welcher Frequenz arbeitet deine Schaltung? In meiner Schaltung waren normale Dioden 1N4004 zu langsam (für den FAN7387-Betrieb). Das Ferrit würde ich rausnehmen, da kriegt man keine Leistung rüber, oder es ist einfach groß. Schicke mal ein Foto vom Aufbau. Ich werde Morgen auch mal ein Schönes machen ;-) Mal sehen was kaputt ist. Beste Grüße Silvio
Ach ja, die meisten Schaltpläne haben wenig getaugt. Ich werde mal sehen... Silvio
Noch ein Hinweis Ulf, bei dir muss die ganze Blindleistung durch das Ferrit. Das senkt den Wirkungsgrad erheblich. Mach denn Kondensator direkt an die Arbeitsspule. Das finde ich wichtig. Silvio
Ich frage mich gerade, warum alle bei Lasten mit stark wechselnden Eigenschaften den Royer-Converter nehmen, während hier im letzten Schaltplan ein selbstbestimmender astabiler Multivibrator seinen Dienst tut, dem so wie ich das sehe, die Last primär erstmal scheißegal ist. Bis es eben die Endstufentransistoren durchbeißt. Hm. Kannst du mal das Patent/Gebrauchsmuster posten? Was ist das tolles? Das ist für mich ein normaler Oszillator. Naja, der Fortschrittsbalken wurde ja auch anstandslos patentiert. Und ist es nicht so, daß über der Curie-Temperatur das Material dann tiefer penetriert wird? Die äußeren heißen Schichten verlieren ja die ferromagnetischen Verluste. Gruß - Abdul
Silvio K. schrieb: > In meiner Schaltung waren > normale Dioden 1N4004 zu langsam (für den FAN7387-Betrieb). Für den Highside Bootstrap? Die 1N400x benötigen einige µs zum Sperren, das ist viel zu langsam. UF400x sind da deutlich schneller. Die habe ich auch schon für 500kHz bei einem IR2110 eingesetzt. Wo greifst du die Phase ab, die du regeln willst? Ich hatte recht gute Ergebnisse indem ich per PLL die Phasenlage des Last Stroms mit der der Ausgangsspannung der Brücke verglichen habe. Wenn die PLL sauber einrastet, garantiert das ein ZCS und somit geringe Schaltverluste bei den Halbleitern, selbst bei hohen Frequenzen. Abdul K. schrieb: > Ich frage mich gerade, warum alle bei Lasten mit stark wechselnden > Eigenschaften den Royer-Converter nehmen, Weil dort der LC Kreis die Frequenz bestimmt. Somit ist dieser immer auf Resonanz, ein Abstimmen ist nicht notwendig. > während hier im letzten > Schaltplan ein selbstbestimmender astabiler Multivibrator seinen Dienst > tut, dem so wie ich das sehe, die Last primär erstmal scheißegal ist. Das dürfte auch der Royer-Converter sein, der so erweitert wurde, dass er seine Gatesignale aus dem Schwingkreis entnimmt. > Hm. Kannst du mal das Patent/Gebrauchsmuster posten? Was ist das tolles? Schau mal hier: Beitrag "Re: Induktionsheizung (nicht) ganz einfach"
Hier nochmal. Hatte es in den falschen alten Thread gesetzt: - Ah ja. Ich zitiere mal Beitrag "Induktionsheizung (nicht) ganz einfach" von wegen Frequenz und Last. Man müßte mal bei einer Energiesparlampe mit Vorheizung die Frequenz vor- und nachher messen. Gruß - Abdul
Hallo Benndikt, >Wo greifst du die Phase ab, die du regeln willst? Die Phase greife ich direkt am Lastschwingkreis ab. Aber ich regele sie nicht nach. Ich steuere direkt die Vollbrücke. Also ein Großsignal-Oszillator, keine Regelung. Die Frequenz ändert sich immer so, dass die Phasenbedingung erfühlt ist. Und glücklicherweise ist dann bei f0 die Last rein reell. Mit Nachregelungen habe ich da schlechte Erfahrungen gemacht, weil unter anderem meine genutzten RC-Oszillatoren einen zu hohen Jitter hatten und die Last nun mal eben resonant ist und da keinen Spaß versteht. >Für den Highside Bootstrap? Ja, nutzte jetzt eine USB260 Diode. Geht super. Danke für den Tip mit UF400x Beste Grüße Silvio
Silvio K. schrieb: > Ich steuere direkt die Vollbrücke. Also ein > Großsignal-Oszillator, keine Regelung. Die Frequenz ändert sich immer > so, dass die Phasenbedingung erfühlt ist. Und glücklicherweise ist dann > bei f0 die Last rein reell. Ich habe bei sowas bei höheren Frequenzen immer Bedenken wegen der Laufzeiten durch die Treiberstufe: Der Treiber alleine hat schon eine Verzögerung von rund 300ns, das sind etwa 16° Phasenverschiebung. Funktioniert das dennoch problemlos? Weiterhin würde mich bei dem Treiber die Deadtime etwas stören: 2x 600ns Deadtime pro Periode sind bei 6,7µs Periodendauer immerhin 20%. In dieser Zeit sind beide Mosfets abgeschaltet und der Strom muss sich einen anderen Weg suchen. Dieser führt dann meist über die Bodydioden der Mosfets, die meist nicht die schnellsten sind. Von daher ist es bei diesen Frequenzen sinnvoll extern schnelle Diode parallel zu schalten, falls du das nicht hast. Sowas hat zumindest bei mir die Verluste reduziert und die Lebenserwartung der Mosfets stark erhöht. http://richieburnett.co.uk/sstate3.html
Hallo Benedikt, über die Dead-Time habe ich noch gar nicht nachgedacht. Sollte ich mal machen. Zum Glück liegt sie um den Nulldurchgang des Stromes herum. Die Phaseverschiebung, die konstant ist, stellt überhaupt kein Problem dar, da ich die Phase stufenlos verschieben und einstellen kann. Relativer Shift. Sogar im Betrieb. Die Verzögerung der Gatetreiber von 0.5 µs werden einfach kompensiert. Ohne Korrektur ist das natürlich unvorstellbar die richtige Frequenz einzustellen. >Von daher ist es bei diesen Frequenzen sinnvoll extern schnelle Diode >parallel zu schalten,falls du das nicht hast. Nein, habe ich nicht. Welche Dioden kannst du empfehlen? Müssten ja 600 V und einige Ampere abkönnen. Gruß Silvio
Ideale Anwendung für SiC-Dioden.
Ich verwende gerne die BYT79 mit 500V, 14A, 50ns, da diese leicht erhältlich ist (Reichelt). Alternativ könnte man auch diesen IGBT als Diode missbrauchen (Gate und Emitter kurzschließen so dass nur die eingebaute Diode aktiv ist): http://www.pollin.de/shop/detail.php?pg=NQ==&a=NDkwOTY4OTk= Die kann 600V, 20A, 45ns. Es gibt noch etliche andere in der Richtung, die sind meist aber nicht ganz so einfach erhältlich wie z.B. die MUR1660. Und die Schottkydiode in Reihe zum Mosfet nicht vergessen, die verhindert, dass die Mosfet Diode leitend wird. Wie gesagt: Diese Dioden sind wirklich wichtig, denn die im IRFP350 hat 350ns. Solange leitet der jeweils andere Mosfets weiter und verursacht so einen heftigen Strom der die Mosfets zusätzlich belastet, vor allem wenn die Dioden durch die große Deadtime erstmal ordentlich durchgesteuert wurden.
Hallo Benedikt, >Und die Schottkydiode in Reihe zum Mosfet nicht vergessen, die >verhindert, dass die Mosfet Diode leitend wird. die Schottkydiode verbrät doch auch ne Menge Energie. Und die Lösung ist trotzdem besser als die ohne? Silvio
Ja, es verlängert definitiv die Lebensdauer der Halbleiter. Die Verluste in der Schottkydiode sind noch akzeptabel, da die Flussspannung relativ gering ist (max. etwa 1V). Das ergibt insgesamt etwa 10-20W. Dafür reduziert sich aber auch die Verlustleistung in den Mosfets, da diese nun nicht mehr für eine so lange Zeit einen hohen Strom durch die Dioden treiben müssen, damit diese sperrt.
Man muß die Dioden aber direkt neben die MOSFETs setzen, sonst hat man einen prächtigen Schwingkreis.
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Hallo Silvio! So sieht der Spaß mit dem Ferritkern aus. Im Vordergrund ein "etwas kleinerer" Gleichrichter zum Experimentieren mit Einweggleichrichtung, ist nicht mit im Schaltplan. Die fette Spule wird ordentlich heiß, trotz der knappen Windung sekundär scheint da ordentlich Strom zu fließen. Die Frequenz liegt so bei 38kHz. >bei dir muss die ganze Blindleistung durch das Ferrit. Das senkt den Wirkungsgrad erheblich. Mach denn Kondensator direkt an die Arbeitsspule. Wenn ich den C an die Arbeitsspule anschließen soll, müßten es schon ein kapitales Paket sein, bei der kleinen Windungszahl. Die rauskommende Leistung ist für mich eigentlich ausreichend, problematisch ist nur der Leerlauf. Der ausgebremste Wirkungsgrad kommt mir da wahrscheinlich eher zugute. >Nächste Schritte: Drehstrom und stw25nm60n Transistoren -> Richtung 3..4..5? kW Da sehe ich schwarz für die Transistoren. Schon bei 230V sind 1200V Typen notwendig, um mit den induktiv erzeugten Spitzenspannungen klarzukommen. Die Diskussion mit den Bodydioden und den parallel ausgeführten schnelleren Dioden(klasse Darstellung bei Mr. Burnett) ist interessant, aber ich glaube, daß es bei meiner bescheidenen Frequenz keinen Handlungsbedarf gibt. Zumindest habe ich thermisch keine Probleme mit meinen IGBTs- trotz der kleinen Kühlkörper und des fehlenden Ventilators. Muß mal fleißig weitersimulieren... ulf. (gespannt auf den Schaltplan wartend...)
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Ulf schrieb: > Da sehe ich schwarz für die Transistoren. Schon bei 230V sind 1200V > Typen notwendig, um mit den induktiv erzeugten Spitzenspannungen > klarzukommen. Du bringst da etwas durcheinander: Bei deiner Schaltung arbeiten die Transistoren auf einen Übertrager mit Mittelanzapfung. Daher sieht jeder Transistor in der Ausschaltphase die doppelte Spannung, also über 600V, dazu kommt dann noch die zusätzlich erzeugte Spannung durch die Induktivität davor. Wenn man dagegen, so wie Silvio, eine H-Brücke baut, sieht jeder Transistor maximal die Eingangsspannung. 1,2kV Bauteile würden für Drehstrom also reichen. > aber ich glaube, daß es bei meiner bescheidenen Frequenz keinen > Handlungsbedarf gibt. Zumindest habe ich thermisch keine Probleme mit > meinen IGBTs- trotz der kleinen Kühlkörper und des fehlenden > Ventilators. Das liegt daran, dass IGBTs keine Bodydioden haben. Daher kann man schnelle Zusatzdioden dazubauen (oft direkt schon im selben Gehäuse, wie auf dem Foto: Links der eigentliche IGBT, rechts die Reste der Diode).
@ Benedikt K. (benedikt) (Moderator) >Du bringst da etwas durcheinander: Bei deiner Schaltung arbeiten die >Transistoren auf einen Übertrager mit Mittelanzapfung. Daher sieht jeder >Transistor in der Ausschaltphase die doppelte Spannung, also über 600V, >dazu kommt dann noch die zusätzlich erzeugte Spannung durch die >Induktivität davor. Der Uwe hat einen Royer Converter, dort sieht jeder Transistor so ziemlich genau Pi*U_in, bei 230V Netzspannung also mehr als 1kV. Das sind 1200V IGBTs schon knapp dimensioniert. 1600V sind deutlich besser. > Wenn man dagegen, so wie Silvio, eine H-Brücke baut, >sieht jeder Transistor maximal die Eingangsspannung. 1,2kV Bauteile >würden für Drehstrom also reichen. Ja. >Das liegt daran, dass IGBTs keine Bodydioden haben. Braucht man beim Royer Converter auch nicht. Bei Vollbrücken schon. MfG Falk
@Silvio Du verwendest doch den Aufbau so wie Richie Burnett und hast alles schon simuliert. Wenn ich das in meiner Simulation richtig sehe, dann ist der Laststrom im Resonanzfall ein Sinus, aber um 90° in der Phase gegenüber der Ansteuerspannung verschoben. Die Mosfets schalten also jeweils im Strommaximum. Stimmt das? Falls ja, wird die Erweiterung hin zu höheren Spannungen mittels IGBTs nicht ganz so einfach wie ich anfangs dachte, da dieser dann hart Schalten müsste, daher maximale Verluste hätte. Was verwendest du eigentlich als Anpassspule zwischen Mosfets und Schwingkreis, bzw. hast du schonmal den Strom in dieser gemessen?
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Hallo nochmal. Wieder was dazugelernt, danke für die Geduld mit mir Halb- Laien. Schöne Explosivdarstellung eines IGBT, anbei das eGrab meiner Halbleiter seit Beginn der Induktionsofen- Experimente. Guten Abend! ulf. (ab in die Kneipe...)
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Hallo Ulf, danke für das Foto und für das Foto "eGrab". Sieht doch ganz nett aus. Anbei auch mein Aufbau. Benedikt hat übrigens recht mit der Aussage, dass die Spannung sich nicht verdoppelt. Ich bin der Meinung, dass ich mit den 600 V Transistoren gleichgerichteten Drehstrom nutzen kann. Wird zwar eng, aber wird gehen. Ich nutze ja jetzt auch schon 250 Veff mit ~350 V Spitze an den IRFP350 (400V) Transistoren. @ Benedikt >Wenn ich das in meiner Simulation richtig sehe, dann ist der >Laststrom im Resonanzfall ein Sinus, aber um 90° in der >Phase gegenüber der Ansteuerspannung verschoben. Die >Mosfets schalten also jeweils im Strommaximum. Stimmt das? Zum Glück nicht. Die Spannung der Vollbrücke und der Laststrom sind in Phase. Die Anpass-Spule ist mit dem LC-Parallelkreis in Resonanz. Der Parallelkreis ist dann kapazitiv für sich, d.h. ein bißchen über f0. Die Brücke sollte bei I=0 schalten. Als Matching-Induktivität nutzt ich einen ETD39-Kern mit Pappe als Spalt. Ist aber schon an der Grenze. Werde demnächt 2 Kernpaare nehmen. Der NE555 ist nur am Anfang wichtig, um den Großsignaloszillator anzustoßen. Denn er schwing ja nicht alleine an. Habe sozusagen einen Start-Knopf. Gruß Silvio
Silvio K. schrieb: > Zum Glück nicht. Die Spannung der Vollbrücke und der Laststrom sind in > Phase. Stimmt, ich war mit der Frequenz leicht zu hoch. Dummerweise ist der Phasenübergang von -90° über 0° nach +90° sehr steil.
>von -90° über 0° nach +90° sehr steil
Sehr steil und daher schlecht nachregelbar. Für einen Oszillator, der
den Lastschwingkreis mit umfasst, kein Problem :-)
Ich versuche gerade deine Schaltung nachzubauen. Was ich nicht ganz verstehe: Wie machst du die Phasenverschiebung um die Verzögerung der Treiberstufe auszugleichen? Die Frequenz ändert sich mit der Belastung und somit auch die Phasenverschiebung des Phasenschiebers. Daher erzeugt ein einfacher RC Phasenschieber doch auch nur bei einer Frequenz die wirklich exakt passende Phasenlage.
Hallo Benedikt, >Daher erzeugt ein einfacher RC Phasenschieber doch auch nur >bei einer Frequenz die wirklich exakt passende Phasenlage. da hast du wohl recht. RC ist schlecht, weil frequenzabhängig. Versuche mal Spannung am LC-Kreis, verpolte Spannung (180°) und jeweils um 90° verschobene Spannung. Aus den 4 Komponenten kannst du jede Phase generieren, bzw. den kompletten Phasengang relativ verschieben. Stichwort: Superposition. Viel Spaß bei Rätseln Silvio
Ok, damit erreicht man eine frequenzunabhängige Phasenverschiebung. Allerdings ist doch eine konstante Verzögerung notwendig, um die Verzögerung des Gatetreibers zu kompensieren. Mal eine andere Frage: Bei dir schwingt das ganze immer auf Resonanz. Ohne Last geht die Spannung im Schwingkreis dann allerdings gegen unendlich, ebenso der Strom. Wie hast du dieses Problem gelöst?
@ Benedikt K. (benedikt) (Moderator) >Mal eine andere Frage: Bei dir schwingt das ganze immer auf Resonanz. >Ohne Last geht die Spannung im Schwingkreis dann allerdings gegen >unendlich, Nana, gegen Unendlich geht da nix. Die Güte des Schwingkreises bestimmt die Spannung/Strom. Dass die auch im Leerlauf sehr hoch sind, ist nun mal die Eigenschaft eines guten Schwingkreises, man will ja wenig Energie dort verlieren. MFG Falk
Falk Brunner schrieb: > Dass die auch im Leerlauf sehr hoch sind, ist nun > mal die Eigenschaft eines guten Schwingkreises, man will ja wenig > Energie dort verlieren. Ja, nur ist es etwas dumm, wenn gerade im Leerlauf mehr Energie dort verheizt wird, als bei Belastung je in die Last wechseln wird. Mit anderen Worten: Je stärker man den Schwingkreis belastet, desto geringer wird die Leistung die die Schaltung aufnimmt. Und das ist irgendwie nicht ganz das was man möchte. Daher wundert es mich, dass es bei Silvio so gut funktioniert.
>Allerdings ist doch eine konstante Verzögerung notwendig, >um die Verzögerung des Gatetreibers zu kompensieren. Das verstehe ich nicht ganz. Ich denke mit weiteren Verzögerungen wird es nur komplizierter, aber ohne Gewinn für die Schaltung. Ich habe nur die Phase korrigiert und denke das ist ok. >dann allerdings gegen unendlich, ebenso der Strom. >Wie hast du dieses Problem gelöst? Leider gar nicht. Man kann die Anpass-Spule vergößern, um den Wirkwiderstand zu erhöhen. Das geht aber nur begrenzt. Man verheizt die Energie in den Verlusten. Das merke ich besonders, wenn ich versuche sehr kleine Werkstücke zu erhitzen (klein gegenüber dem Spulenquerschnitt) oder aber Kupfer oder Aluminium. Dann wird die Arbeitsspule und die Kondensatorbank warm. Daran merke ich, dass größere Ströme fließen. Ich habe ja meinen Stelltrafo, damit kann ich langsam hochdrehen und auf den Strom gucken. Am Verhältnis Spannung/Strom sehe ich wie gut das System koppelt, im Vergleich zum Leerlauf. (Erfahrung :-) ). Bei größeren Werkstücken koppelts wunderbar. Die Spule wird zwar auch warm, aber durch die thermische Stahlung. Die Cs bleiben kalt. Wenn ich dann auf Drehstrom umsattle, geht das Hochdrehen nicht mehr mit meinem Trafo. Könnte dann öfter knallen. Irgend ein Idee zum langsamen Hochdrehen mit Drehstrom? Vielleicht PWM und mit LC glätten. Da wäre ein IGBT angebracht oder? So könnte man schön von 0 bis Maximum die Spannung variieren. Eine wichtige Frage bleibt noch: Wie geht es effektiv hinter der Currie-Grenze weiter? Da kommt das oben besprochene Problem der geringen Verluste/Kopplung zum tragen. Beste Grüße Silvio
Silvio K. schrieb: > Ich habe nur > die Phase korrigiert und denke das ist ok. Ok, du hast die Laufzeit des Gatetreibers also nicht wirklich kompensiert, sondern nur grob eine zusätzliche Phasenverschiebung eingebaut, damit das ganze einigermaßen im Nulldurchgang schaltet. Genau das wollte ich wissen. > Wenn ich dann auf Drehstrom umsattle, geht das Hochdrehen nicht mehr mit > meinem Trafo. Könnte dann öfter knallen. Irgend ein Idee zum langsamen > Hochdrehen mit Drehstrom? Bevor du auf die Idee kommst: PWM bei der Brücke geht nicht gut, denn dann schaltest du nicht mehr im Nulldurchang, was die Transistoren stark belastet. Du könntest aber einen Impulspaket Steuerung machen indem du z.B. nur jeden 2. Zyklung die Transistoren aktivierst. Das geht recht gut wenn die Gatetreiber einen Enable Eingang haben, dessen Freigabesignal wird über ein D-Flipflop mit dem Takt synchronisiert, so dass immer im Nulldurchgang die Transistoren ein oder aus geschaltet werden. Im Prinzip ist das ganze ja ohne Last ein Serienschwingkreis den die H-Brücke sieht. Wenn man sich den Strom in dem Schwingkreis ansieht, dann steigt dieser nicht sprunghaft an, sondern der Kreis schaukelt sich langsam auf. In dieser Zeit steigt der Strom in etwa linear an. Im einfachsten Fall würde eine Strombegrenzung reichen: Ist der Strom über dem Maximalwert, wird die Brücke im nächsten Takt (wenn das Latch den Zustand übernimmt) ausgeschaltet bis der Strom wieder unter den Maximalwert fällt. In den abgeschalteten Takten schwingt der Schwingkreis weiter, nur diesmal speist der Schwingkreis Energie zurück in den Zwischenkreis, man benötigt daher dann Elkos im Zwischenkreis und entsprechend starke Dioden parallel zu den Transistoren über die der Strom fließt.
>PWM bei der Brücke geht nicht gut, denn >dann schaltest du nicht mehr im Nulldurchang, was die Transistoren >stark belastet. Oh, da habe ich mich unglücklich ausgedrückt. Sorry. PWM möchte ich nicht bei der Oszillatorbrücke machen. Mir geht es darum die DC-Spannung, mit der die Brücke betrieben wird, langsam hochfahren zu können. D.h. 3~Spannung gleichrichten-> IGBT-Halbbrücke -> LC-Glättfilter -> DC-Spannung -> Vollbrücke für Oszillator. Sozusagen variable DC-Zwischenkreisspannung. Jetzt habe ich noch den Stelltrafo, mit Drehstrom dann aber nicht mehr. Die "Nur jeden 2. Takt"-Idee ist sehr interessant. Muss ich drüber nachdenken. Danke für die ausführliche Beschreibung. Ist vielleicht eine Alternative. Gruß
Zum Thema Leistungsregelung ist mir noch ein Gedanke gekommen. Man kann ja die Vollbrücke zur Halbbrücke drosseln. Eine der beiden Halbbrücken ist also starr auf High oder Low gesetzt. Dann hat man nur die halbe Spannung und ein Viertel der Leistung. Ein Block-C ist eh im Pfad. Ist ein Anfang. 25% H1:01010101010 H2:00000000000 denkbar ist auch die Idee von Benedikt kombiniert mit diesem Ansatz, Allerdings ist die 2. Halbbrücke nicht hochohmig sondern starr: H1:01010101010 H2:10001000100 Ist nicht gerade symetrisch aber eine Idee. Muss ich mal simulieren. 100% H1:01010101010 H2:10101010101 @Ulf: Hast du mal Spannung und Strom an/zw. deinem Lastschwingkreis/IGBTs gemessen? Vielleicht läuft dein Oszillator gar nicht auf der gewünschten Frequenz(Lastimpedanz).. Wie nennt sich dein Ferritkern? Ist ja ein großes Teil. Innendurchmesser Spule? Induktivität? Wo hast du 6 mm Kupferrohr her? ... meinen Schaltplan habe ich nicht vergessen...kommt noch Gruß
@ Ulf, 3 Anmerkungen zu deinem Schaltplan. 1. Inkonsistenz Foto <-> Schaltplan: 1 Windung <-> 1/2 Windung, aber egal 2. Warum sitzt L1 an genau dieser Stelle? Gefahr hoher Selbstinduktionsspannungen an den IGBTs, wenn sich deine Schaltung verschlucken sollte und der Strom nicht mehr weiß wohin. Stichwort: eGrab.jpg 3. Ich nehme mal an, dass die IGBTs im Gegentakt schalten. Die Oberwellen sehen dann deinen Kondensator (880n) -> hohe Ströme bei den Flanken. Denke mal darüber nach, die Spule L1 in zwei Ls aufzuteilen und zwischen IGBTs und Lastschwingkreis zu setzen. Siehts du das auch so? Silvio
Silvio K. schrieb: > 2. Warum sitzt L1 an genau dieser Stelle? Gefahr hoher > Selbstinduktionsspannungen an den IGBTs, wenn sich deine Schaltung > verschlucken sollte und der Strom nicht mehr weiß wohin. Stichwort: > eGrab.jpg > > 3. Ich nehme mal an, dass die IGBTs im Gegentakt schalten. Die > Oberwellen sehen dann deinen Kondensator (880n) -> hohe Ströme bei den > Flanken. > > Denke mal darüber nach, die Spule L1 in zwei Ls aufzuteilen und zwischen > IGBTs und Lastschwingkreis zu setzen. > > Siehts du das auch so? Nein, das ist alles so ok, denn genau das erfordert der Oszillator. L1 muss die Differenz zwischen dem Sinus am Schwingkreis und dem Rechteck das die Transistoren erzeugen bewältigen. Als Nebeneffekt erhöht die auch noch die Spannung um den Faktor PI. Aus 320V DC werden daher rund 1kV Spitzenamplitude im Schwingkreis und somit an den IGBTs. L1 kann man auch aufspalten und je eine an einen Transistor anschließen, allerdings wird diese dann auch von dem HF Strom durchlossen, was nicht der Fall ist, wenn diese am Mittelpunkt des Schwingkreises angeschlossen ist. Die IGBTs schalten sauber im Nulldurchgang und da es sich um einen Parallelschwingkreis handelt, ist die Stromaufnahme im Leerlauf minimal, bzw. lediglich auf die Verluste im Schwingkreis begrenzt. Da der LC Kreis auch gleichzeitig das frequenzbestimmende Bauteil ist, ist die Schaltung immer auf Resonanz. Das einzige Problem ist eben die hohe Spannung die 1200 bzw. besser 1500V Transistoren erfordert. Dadurch dass es sich sowohl um eine ZVS und um eine ZCS Schaltung handelt, sind die Schaltverluste nahezu 0. Daher sind die IGBTs auch für höhere Frequenzen geeignet.
@ Benedikt K. (benedikt) (Moderator) >Die IGBTs schalten sauber im Nulldurchgang der Spannung . . . >Dadurch dass es sich sowohl um eine ZVS und um eine ZCS Schaltung >handelt, sind die Schaltverluste nahezu 0. Nana, gaaaanz so edel ist die Schaltung nicht. Sie schaltet im Nulldurchgang der Spannung, also ZVS (Zero Voltage Switch), aber NICHT im Nulldurchgang des Stroms (KEIN ZCS, Zero Current Switch). Miss es nach. MFG Falk
Stimmt, L1 arbeitet ja quasi als Stromquelle und daher ist der Strom durch die Transistoren nahezu konstant -> nur ZVS.
Die Spannung ist also sinusförmig und um den Faktor pi größer. Ok, dass habe ich nicht gewusst. Der Faktor pi schrängt den Leistungsbereich erheblich ein. Eine Frage noch. Ihr sagt: ZVS aber nicht ZCS. Das sagt mir wiederum Transistor-Strom und Spannung sind nicht in Phase -> und widerspricht dem "immer in Resonanz sein". Wie dramatisch ist die Phasendifferenz? >Stimmt, L1 arbeitet ja quasi als Stromquelle und daher ist >der Strom durch die Transistoren nahezu konstant -> nur ZVS. Strom konstant und Spannung sinusförmig. Hört sich auf den ersten Blick nach hohen Schaltverlusten an. Der Gesamtstrom ist konstant (wenn L1 groß genug ist) aber wie sieht der Strom durch die IGBTs aus? Ist das on/off-Verhältnis des IGBTs nahe 50/50 oder anders?
@ Silvio K. (exh) >habe ich nicht gewusst. Der Faktor pi schrängt den Leistungsbereich >erheblich ein. Wieso? >Eine Frage noch. Ihr sagt: ZVS aber nicht ZCS. Das sagt mir wiederum >Transistor-Strom und Spannung sind nicht in Phase -> und widerspricht >dem "immer in Resonanz sein". Wie dramatisch ist die Phasendifferenz? Bitte? Zeig mir den Schwingkreis, bei dem Strom und Spannung in Phase sind. >Strom konstant und Spannung sinusförmig. Hört sich auf den ersten Blick >nach hohen Schaltverlusten an. Dann mach dich doch einfach mal vorher etwas schlau, bevor du hier komische Sachen erzählst. Stichwort Royer Converter. Ist in dem anderen Thread lang und breit diskutiert. > Der Gesamtstrom ist konstant (wenn L1 >groß genug ist) aber wie sieht der Strom durch die IGBTs aus? Ist das >on/off-Verhältnis des IGBTs nahe 50/50 Sicher, ist ein einfacher Gegentaktoszillator im C-Betrieb ;-) MFG Falk
Silvio K. schrieb: > Strom konstant und Spannung sinusförmig. Hört sich auf den ersten Blick > nach hohen Schaltverlusten an. Ganz im Gegenteil, denn dadurch dass man ohne Spannung schaltet, entstehen kaum Verluste, siehe die kleinen Kühlkörper in der Schaltung von Ulf. Der Wirkungsgrad der Schaltung ist hervorragend, in der Simulation liefern zwei IRF530 rund 40W in eine Last und verheizen dabei je nur etwa 0,4W. Das entspricht etwa 98% Wirkungsgrad. Das einzige Problem ist eben die Spule mit Mittelanzapfung, sowie die hohe Spannung an den Transistoren.
Schön, dass es hier vorangeht. Auf den ersten Blick ist die Funktion eines Royers schwer verständlich, vor allem die Phasenverhältnisse. Simuliere einfach mal, dann wird es schnell klar. an Ulf: besser die Primärspule in deinem Kern auf beide Seiten der Sekundären verteilen, dann braucht nicht alle Leistung über den Außenmantel des Kernes fließen (auch weniger Streuinduktivität). Außerdem den Wickelraum besser ausfüllen, da hat noch viel Kupfer Platz ;-) Im Schaltplan steht, die Sek. hat 1/2 Windung. Das wäre der Fall, wenn Du die Leitung durch den Kern durchstecken würdest (so dass sie auf der anderen Öffnung herauskäme). So wie auf dem Foto hat die Wicklung genau eine Windung. an Silvio: welche Daten hat Dein MMC (Kondensatorbank)? Anzahl, Verschaltung, Einzelwert, Gesamtwert >Wie geht es effektiv hinter der Currie-Grenze weiter? bitte, das Ehepaar hieß Curie (mit einem r). > Wie nennt sich dein Ferritkern? Ist ja ein großes Teil. Beitrag "Re: Induktionsheizung (nicht) ganz einfach" Beitrag "Re: Induktionsheizung (nicht) ganz einfach" > Wo hast du 6 mm Kupferrohr her? Beitrag "Re: Induktionsheizung (nicht) ganz einfach" Vielleich mal den alten Thread ganz durchlesen... an Falk: >>Das liegt daran, dass IGBTs keine Bodydioden haben. >Braucht man beim Royer Converter auch nicht. Bei Vollbrücken schon. Meine Erfahrung war allerdings, dass ohne Dioden die Spannung deutlich unter Null ging und die Schaltung sich ein klein wenig anders verhielt. Muss ich nochmal weiterforschen, warum das so war (Streuinduktivität?) Ich werde auch wieder einsteigen, und zwar mit einer "Folien"-Spule. d.h. 10cm breites isoliert aufgewickeltes 0,3-0,6mm Cu-Blech. Als Schaltung die bereits von mir beschriebene ganz einfache mit der symmetrischen Hilfsspule, ohne Steuerdioden etc. Ich frage mich, ob so große Schwingkreis-Cs sein müssen, denn (bei idealer Kopplung) ist das ganze ja ein Trafo und es kommen nur reelle Lasten vor.
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PIC_0075-2.jpg
58 KB
Hallo eProfi,
wofür steht MMC? Multi M... Capacitor?
Danke für die Infos zum teuren Kern und zum Cu-Rohr.
Hier die Antworten:
120 x 4,7nF MKP 2000V parallel siehe Foto.
-->1/(2*%pi*sqrt(120*4.7e-9*2e-6))
ans =
149853.05
Blechspulen: Kühlung? Proximityeffekt?
Überlege es dir noch mal.
>Ich frage mich, ob so große Schwingkreis-Cs sein müssen, denn (bei
>idealer Kopplung) ist das ganze ja ein Trafo und es kommen nur reelle
>Lasten vor.
Was ist im Leben schon ideal?
>das Ehepaar hieß Curie (mit einem r).
Ok, aber wie geht es nun über der Curie-Temperatur effektiv weiter?
@ Falk >Wieso? Gute Frage eigentlich. Ich sage mal so, baust du eine Vollbrücke, nutzt du max. Spannung und max. Strom des Transistors besser aus. Oder siehst du das etwa anders? >Bitte? Zeig mir den Schwingkreis, bei dem Strom und Spannung in >Phase sind. Der Lastschwingkreis in Resonanz zeigt sich nach außen als realer Widerstand. Klares Missverständnis, kein weiterer Kommentar :-) > Sicher, ist ein einfacher Gegentaktoszillator im C-Betrieb ;-) Jetzt ist mir alles klar :-) Silvio
eProfi schrieb: > an Ulf: > besser die Primärspule in deinem Kern auf beide Seiten der Sekundären > verteilen, dann braucht nicht alle Leistung über den Außenmantel des > Kernes fließen (auch weniger Streuinduktivität). > Außerdem den Wickelraum besser ausfüllen, da hat noch viel Kupfer Platz > ;-) Die Streuinduktivität ist beim Royer-Oszillator durchaus notwendig, da er sonst bei hoher sekundärer Last instabil werden oder sogar ganz aussetzen kann und dann knallts ziemlich sicher. > Im Schaltplan steht, die Sek. hat 1/2 Windung. Das wäre der Fall, wenn > Du die Leitung durch den Kern durchstecken würdest (so dass sie auf der > anderen Öffnung herauskäme). So wie auf dem Foto hat die Wicklung genau > eine Windung. 1/2 Windung ist bei geschlossenen Trafokernen sowieso unzulässig (kann zu unerwünschen Nebenwirkungen wie exorbitante Streuinduktivität oder Sättigungseffekten führen). Windungszahlen in Trafos mit geschlossenen Kernen müssen immer ganzzahlig sein. >>Braucht man beim Royer Converter auch nicht. Bei Vollbrücken schon. > > Meine Erfahrung war allerdings, dass ohne Dioden die Spannung deutlich > unter Null ging und die Schaltung sich ein klein wenig anders verhielt. > Muss ich nochmal weiterforschen, warum das so war (Streuinduktivität?) Das liegt einmal daran, dass die Transistoren beim Royer-Oszillator im Gegentaktbetrieb keine Totzeit haben und sich die Einschaltzeiten sogar geringfügig überschneiden können. Wenn der Transistor, der im Nulldurchgang der Schwingkreisspannung sperren sollte, immer noch leitend ist, sinkt die C-E-Spannung des jeweils anderen Transistors kurzzeitig unter null. Weiterhin können kapazitive Blindströme von Kondensatoren, die der Gate-Ansteuerung dienen, ebenfalls negative C-E-Spannungen verursachen. Es sollten also beim Royer-Leistungsoszillator tatsächlich Dioden parallel zu den Transistoren vorgesehen werden. Allerdings müssen die keine hohen Ströme aushalten können. > Ich frage mich, ob so große Schwingkreis-Cs sein müssen, denn (bei > idealer Kopplung) ist das ganze ja ein Trafo und es kommen nur reelle > Lasten vor. Die großen Kondensatoren brauchst Du, um eine möglichst große Feldstärke zu erzeugen. Da die Kopplung zwischen Feldspule und Werkstück sehr schlecht ist, mußt Du sehr viel Blindleistung in das Magnetfeld der Feldspule stecken, um ein ein kleinen Bruchteil an nutzbarer Wirkleistung ins Werkstück zu bringen. Die hohe Blindleistung läßt sich am einfachsten und effektivsten mit einem dämpfungsarmen LC-Schwingkreis erzeugen. Rechne doch mal aus, wie groß der Blindstrom in der Spule vom Schwingkreis ist und überlege, welchen Aufwand Du treiben müßtest, um solche Ströme direkt mit Halbleitern zu schalten. Jörg
Hallo zusammen..., Ein schönes Thema, wollte ich mich vor Jahren auch mal mit beschäftigen. Ich heiße Ralf und hab eine Zeit lang an einem I-Ofen gearbeitet. Hierdurch bin ich zum Hobbymäßigen Bronzegießen gekommen. Bisher hab ich das immer mit Gas hinbekommen, aber immer ein Auge Richtung der E-Variante geworfen. Da ich nie etwas für mich brauchbares(bin Schlosser und krieg mein Moped ausm Handgelenk verdrahtet, weis auch was ein Transistor ist, dann wirds aber schon schwieriger) im Net fand, hab ich das alles vor Jahren auf Eis gelegt. Gearbeitet hab ich einerseits an einem 30KW mit Ofen wenigen KHz für bis 7-10Kg Edelstahl, und in meiner derzeitigen Firma haben wir einen 800KW Netzfrequenzofen. Der kleine hat den Edelstahl in ca. 15-20 aufgeschmolzen und war auch bei Kupfer und Bronze nicht langsamer(wenn die kleinen Bruchstücke gut angekoppelt hatten) Bei den dort Niedrigen Frequenzen (paar KHz) waren die Kondensatoren recht weit entfernt von der Spule, in einem Schaltschrank untergebracht, Ca. 2M, und beides mit Wasser-Kühlschläuchen verbunden. Wenn man die Lehrlinge kurz mit Arbeitsschuhen auf den Schlauch hat treten lassen, kriegten die nach wenigen Minuten "warme" Füße. Glaube das ich von damals irgendwo noch kopierte Pläne hab, muss ich mal suchen gehen und könnte dann mal das gefundene rüberschicken. Wollte das ganze damals dazu verwenden ein paar 100 Gram Bronze zu schmelzen und in verlorenen Formen oder Sandguss abzugießen. Frohes Basteln Ralf
Hallo Ralf, wir sind alle auf den Schaltplan gespannt. Das Schmelzen von Bronze wird sicherlich nicht die einfachste Aufgabe werden. 2-3 kw braucht man bestimmt, vorausgesetzt guter thermischer Isolierung. Und Bronze als Legierung von Kupfer wird sicherlich auch elektrisch nicht der schlechteste Leiter sein. Ich würde dich bitte die technischen Daten wie Frequenz von dem erwähnten "kleinen Ofen" in Erfahrung zu bringen. Die Leitfähigkeit von deiner bevorzugten Bronze-Legierung wäre auch von Vorteil. Aus welchem Material war der Tiegel? Schreibe alles was dir noch einfällt Beste Grüße Silvio
Hallo! Kaum ist man mal ein paar Tage unterwegs, hat man eine Menge Fragen verpaßt und Andere haben sie bereits bestens beantwortet, DANKE! Die Sekundärwicklungszahl in meiner Bastelanordnung ist was für Mathematiker, vielleicht 0.7358 Windungen. Das wollte ich nicht so auf die Goldwaage legen. Es sind auch nur an die Klemmen gemalte Kringel zur Verdeutlichung des Sinns von LSP1..3. Immerhin habe ich einen Schaltplan gepostet, um meinen Worten ein erklärendes Bild beizufügen. Mit der mittig angeordneten Sekundärwicklung habe ich so meine Bedenken wegen der komplizierteren Isolation. Das ist so schon nicht ganz koscher mit 3mm Pertinax und etwas Gelbgrünschutzleiterplastikummantelung(!) um die aufgepeitschte Primärspule. Wenn ich die Schaltung "für gut" aufbaue, kommt natürlich alles an Leiterquerschnitt in den Trafo, was Platz hat ohne zu funken... Bei meinen Simulationsexperimenten zeigt sich, daß die Ringkernspule L1 wirklich nicht zu sauber sein darf. Die Maximalspannung an den beiden Primärspulen ist damit wahrscheinlich in den Griff zu bekommen. Die momentan verwendete Spule(ca.290µH) stammt aus dem Induktionskochfeld und sollte dort 230V 2000W aushalten. Sicherlich ist die Simulation bei mir noch nicht allzu repräsentativ(LTspice) mit IRFP90N20D Mosfets statt der IGBTs. Bin aber trotzdem erstaunt, was das Programm mit wenig Einarbeitung zu leisten vermag. Vielleicht steige ich irgendwann mal dahinter, wie man den richtigen IGBT als Modell eingebunden bekommt. ulf.
Ja, hier rührt sich was! an Ulf: beim Simulieren kann man gut Ströme potentialfrei messen. LTspice ist ein Programm, mit dem man sehr viel einstellen und erreichen kann, wenn man weiß, wo und wie. Du hast Recht, dennoch bekommt man am Anfang auch mit wenig Erfahrung schnelle Ergebnisse. Übung (und Probieren und Lesen) macht dem Meister. > Die Sekundärwicklungszahl in meiner Bastelanordnung > ist was für Mathematiker, vielleicht 0.7358 Windungen. > Das wollte ich nicht so auf die Goldwaage legen. Nein, die Wicklung hat genau eine Windung, sobald (bei deinem Kern) die Anschlüsse auf einer Öffnung herauskommt. Schlecht ist nur, dass der Rest der Windung (1,00-0,73=0,27) so weit vom Hauptfluss entfernt ist. Dadurch wird das magnetische Gleichgewicht gestört. > Bei meinen Simulationsexperimenten zeigt sich, daß die > Ringkernspule L1 wirklich nicht zu sauber sein darf. Verstehe ich nicht, was heißt zu sauber? Das muss eine hochwertige Speicherspule sein, keine Entstördrossel. Ihr Strom fließt mit der doppelten Schwingkreis-Frequenz. Ihre Aufgabe ist, den Schwingkreis-Mittelpunkt HF-mäßig abzukoppeln (ähnlich einer Saug-Drossel). Also nur DC einzukoppeln. Da ihre Induktivität nicht unendlich ist, beeinflusst sie (bei hoher ohmischer Last) die Oszillatorfrequenz. > Die Maximalspannung an den beiden Primärspulen ist > damit wahrscheinlich in den Griff zu bekommen. ??? Die Spannung an den beiden Schwingkreis-Enden ist pi * Versorgungsspannung. Da gibt es nichts zu rütteln. an Jörg: > Die großen Kondensatoren brauchst Du, um eine möglichst große > Feldstärke zu erzeugen. Da die Kopplung zwischen Feldspule und > Werkstück sehr schlecht ist, mußt Du sehr viel Blindleistung > in das Magnetfeld der Feldspule stecken, um ein ein kleinen > Bruchteil an nutzbarer Wirkleistung ins Werkstück zu bringen. Ja, genau so denke ich auch, mein Gedanke war, dass ich z.B. bei 20% Kopplung auch die zugehörigen 20% Cs einsparen kann. > Es sollten also beim Royer-Leistungsoszillator tatsächlich Dioden > parallel zu den Transistoren vorgesehen werden. Allerdings müssen > die keine hohen Ströme aushalten können. Da bin ich mir noch nicht so sicher. Ob es nicht besser ist, dem unteren Ende die Freiheit zu lassen, unter Null ausweichen zu können (d.h. keine Diode), wenn der obere T (zu früh) leitend wird? Werde dem noch nachgehen. Auf jeden Fall vielen Dank für Deine fundierten erfahrungsreichen Beiträge. an Silvio: > Blechspulen: Kühlung? Proximityeffekt? > Überlege es dir noch mal. Hast Du da Erfahrung? Ich hatte bisher den Eindruck, dass gerade Folienwicklungen bei besonders hochwertigen Trafos verwendet werden (z.B. Geafol Leistungstrafos, Schaltnetzteile). Ist das bei Luftspulen anders? Auch hiermit muss ich mich nochmal beschäftigen. Ich dachte, je geringer die radiale Ausdehnung des Leiters, umso geringer die Wirbelströme. Bei den dicken Rohr-Spulen glaube ich, dass die Spule selbst schon zu sehr zum Werkstück ( = durch Wirbelströme erhitzt) wird. Literaturtipp: Transformer and Inductor Design for Optimum Circuit Performance Lloyd H. Dixon (Texas Instr.) pdf werde ich mir demnächst zu Gemüte führen... Zur Kühlung: Beachte mal den Querschnitt (100mm * 0,6mm = 60mm²) Das sollte kalt bleiben. > Danke für die Infos zum teuren Kern und zum Cu-Rohr. Ulf hat aber nicht den größten Kern (den ich angegeben habe), sondern eine Nummer kleiner: PM87/70-Kernsätze Typ Epcos B65713.. (D120.835) nach IEC 61247, für Leistungsübertrager und Speicherdrosseln in getakteten Stromversorgungsgeräten mit hoher Leistung, aus Siferrit-Werkstoffen, deren Daten in einer Tabelle am Ende des Abschnittes Kerne beschrieben sind. Grundmaße eines fertigen Trafos bzw. Übertragers: L 101, B 87, h 72 mm, Ausführung: ohne Luftspalt. Tabellenangaben: Typ, AL-Wert, Werkstofftyp. Typ Bestell-Nr. Stückpreis ab 1 10 50 100 B65713AR27, 12000 nH, N27 {83 D 374} 45,50 36,90 34,50 32,— > wofür steht MMC? Multi M... Capacitor? gut geraten: Multi Mini Capacitor, also viele kleine (meist mehrfach parallel und/oder seriell verschaltet). > Ok, aber wie geht es nun über der Curie-Temperatur effektiv weiter? Mit satter Feldstärke, niedriger Frequenz (--> hohe Eindringtiefe) und wenig Abstrahlungverlusten (verspiegelte Isolatoren?) ... ;-) Man muss die Spule möglichst eng an das Werkstück bringen / um das Werkstück legen. > 120 x 4,7nF MKP 2000V das sind 564nF. Früher habe ich auch viel mit so kleinen Cs gemacht, inzwischen bin ich auf Wima Snubber-FKPs und Snubber-MKPs, u.a. 680nF 2000V, umgestiegen. Die sind einfach kompakter und nicht mal so teuer (gibt's z.B. beim Spoerle, ab und zu sind welche lagernd). Oder die MKP-Kunststoffkondensatoren Typ Wima GTO MKP (D102.180) induktionsarme Ausführung, Merkmale: Stirnkontaktierung, hohe Impulsbelastbarkeit, nahezu unbegrenzte Lebensdauer, ausheilfähig. Anschlüsse: M 6 und M 8, Dielektrikum: Polypropylen-Folie, Belag: metallisiert, Gehäuse: Kunststoff UL 94 V-0 mit PU-Verguss, Kapazitätstoleranz: ±20 %, IEC-Klimakategorie: 55/085/56, Temperaturbereich: –55 bis +85 °C. Die Lieferung erfolgt ohne Schraube, Sechskantmutter und Zahnscheibe. Tabellenangaben: Nennkapazität, Maße D x L, Gewinde. z.B. Ausführung mit Nennspannung 1500 VDC Typ Bestell-Nr. Stückpreis ab 1 10 50 1,5 µF, 60 x 49 mm, M 6 {30 D 572} 27,00 23,70 21,20 2,0 µF, 60 x 49 mm, M 6 (30 D 574} 27,40 24,00 21,60 2,5 µF, 60 x 49 mm, M 6 {30 D 576} 27,70 24,30 21,80 3,0 µF, 60 x 49 mm, M 6 {30 D 578} 27,90 24,50 22,00 3,5 µF, 60 x 49 mm, M 6 {30 D 580} 28,30 24,90 22,30 4,5 µF, 70 x 49 mm, M 6 {30 D 584} 29,00 25,50 22,90 5,0 µF, 70 x 49 mm, M 6 {30 D 586} 29,30 25,80 23,10 6,0 µF, 80 x 49 mm, M 8 {30 D 588} 31,40 27,60 24,70 15 µF, 90 x 97 mm, M 8 {30 D 594} 32,00 28,10 25,20 20 µF, 90 x 97 mm, M 8 {30 D 596} 46,70 42,20 36,80 > Wenn ich die Schaltung "für gut" aufbaue, kommt natürlich alles an > Leiterquerschnitt in den Trafo, was Platz hat ohne zu funken... Ich würde so verfahren: eine Lage Primär, dann die sekundäre als Flachwicklung = Folienwicklung über die ganze Kernbreite, dann noch eine Primär-Lage, evtl. parallel zur ersten. Diese Anordung habe ich zumindest bei einigen Schaltnetzteilen schon gesehen. Ergibt eine gute homogene Durchflutung. Leichter herauszuführen ist die Folienwicklung, wenn sie außen liegt. Da gibt es ein Siemens-Patent, nach dem die Folie an den Enden geschickt geschnitten, gefaltet und voneinander isoliert wird, damit auch dort keine Wirbelströme entstehen. ___ | | | O /| Anschluss | / | hier keine Zwischen-Isolierung nötig _____________________| / /| ....................................... | _/ / /| | Folienleiter _/ Streifen innerhalb des Magnetfeldes voneinander isoliert übereinandergefaltet _/ / / ______________________/ ......................................... | | | das andere Wicklungsende evtl. | O | nach unten herausführen | | ------- Ich hätte auch noch eine Frage: ich möchte Hufeisen erhitzen. Wie wäre dafür die optimale Spulenform? Mäander?
@ eProfi (Gast) >beim Simulieren kann man gut Ströme potentialfrei messen. Kann man auch real. Wenn es nur um den Wechselanteil geht, gibt es bei RS & Co Stromwandler, welche bis 500kHz arbeiten für ein kleines Geld (3EUR). >> ist was für Mathematiker, vielleicht 0.7358 Windungen. Wie bereits gesagt, es gibt keine halben Windungen, schau dir mal den GESAMTEN Stromfluss an. >> Werkstück sehr schlecht ist, mußt Du sehr viel Blindleistung >> in das Magnetfeld der Feldspule stecken, um ein ein kleinen >> Bruchteil an nutzbarer Wirkleistung ins Werkstück zu bringen. Was aber eigentlich kein Problem ist. Es ist BLINDLEISTUNG, sie geht nicht als Wärme (sprich Wirkleistung) verloren, sondern pendelt "nur" im Schwingkreis. >Ja, genau so denke ich auch, mein Gedanke war, dass ich z.B. bei 20% >Kopplung auch die zugehörigen 20% Cs einsparen kann. ???? Was hat die Kopplung mit dem C zu tun? So gut wie gar nichts! >Hast Du da Erfahrung? Ich hatte bisher den Eindruck, dass gerade >Folienwicklungen bei besonders hochwertigen Trafos verwendet werden >(z.B. Geafol Leistungstrafos, Schaltnetzteile). Ja, aber das ist eben nur die halbe Wahrheit. > Ist das bei Luftspulen anders? Jain. >geringer die Wirbelströme. Bei den dicken Rohr-Spulen glaube ich, dass >die Spule selbst schon zu sehr zum Werkstück ( = durch Wirbelströme >erhitzt) wird. Dort liegt IMO das Problem. Die meisten Hobbybastler nehmen Kuferrohr aus dem Baumarkt. Das ist aber AFAIK KEIN E-Kupfer, sprich es ist NICHT elektrolytisch gereinigt. D.h. aber auch, dass der Widerstand gut um Faktor 10(?) über dem von richtigem E-Kupfer liegt. Mit den entsprechenden Verlusten im Schwingkreis. http://de.wikipedia.org/wiki/Kupfer#Physikalische_Eigenschaften Ausserdem hat so ein Rohr den riesigen Vorteil, dass man es auf kleinstem Raum sehr einfach kühlen kann. Wasser durchleiten! >> Ok, aber wie geht es nun über der Curie-Temperatur effektiv weiter? >Mit satter Feldstärke, niedriger Frequenz (--> hohe Eindringtiefe) Ein weiteres Argument gegen 150 kHz. >Man muss die Spule möglichst eng an das Werkstück bringen / um das >Werkstück legen. Machen quasi alle Induktionsöfen so. >Ich hätte auch noch eine Frage: ich möchte Hufeisen erhitzen. Wie wäre >dafür die optimale Spulenform? Mäander? ??? Was spricht gegen die normale Tauchsiederspule? Man könnte darüber nachdenken, zwei Spulen parallel anzuordnen und dann die Schenkel des Hufeisens dort reinstecken. Hmmm. MFG Falk
Moin, hab da schon mal was für die "oldschool" Fans in meinen Ordnern gefunden. Das was eigendlich gesucht habe ist noch nicht aufgetaucht, wir dann aber nachgeliefert. "Flachspulen...?" alles was ich bisher gesehen habe waren I-Spulen aus Cu-Rohr, bei den größeren Anlagen mit 4-Kantprofil und auch fest verschraubt, da sich die Spulen durch das Magnetfeld ausdehnen wollen. Allesamt sind die Wassergekühlt, ist garkein Problem da das Cu ja der bessere Leiter ist. Ein Monteur meinte mal, "Haupsache 20-50CM Schlauch zwischen Spule und Kühlung", glaub ich, mit Leitungswasser. Der Tiegel den wir verwendet hatten war wohl aus Aluminium-oder Siliciumoxid, und die Gußtemperaturen lagen jenseits der 1500°C. Ich wollte nun aber Graphittiegel wie sie bei den Goldschmieden benutzt werden nehmen. Gruß Ralf
man man man es geht voran. eProfi: >Hast Du da Erfahrung? Nein, nicht wirklich. Der Proximityeffekt könnte dir aber den großen Querschnitt kaputt machen. Und um die Kühlung wird man nicht herumkommen. Die Spule wird auf jeden Fall durch das heiße Werkstück erhitzt und dann sinkt der Leitwert...und so weiter > Bei den dicken Rohr-Spulen glaube ich, dass >die Spule selbst schon zu sehr zum Werkstück ( = durch >Wirbelströme erhitzt) wird. Hmm. Ich denke folgendes: Strom und Feld sind natürlich 1:1 gekoppelt. Hier aber erzeugt der Strom das mag. Feld. Der (Wirbel)-Strom ist ja schon da, nur ohne Wirbel. Quasi Spulenstrom. Ich habe erst auch so gedacht, denke aber inzwischen anders. Was interessantes zum Thema Spulendesign: http://www.stanleyzinn.com/pdf/coil_design.pdf Danke auch für die Kondensator-Empfehlung. Wird mir eine Menge Arbeit ersparen. Habe damals nur Celem in Betracht gezogen und wäre sehr teuer gewesen. >Mit satter Feldstärke, niedriger Frequenz (--> hohe Eindringtiefe) Das wäre ein Argument für 50 Hz aber zu tief ist auch ineffektiv. Habe gelesen: Werkstückgröße >= 4*Skintiefe ist effektiv. Ist wohl eine Faustregel. Bei 10 kHz, Stahl und 1000°C ist die Tiefe 20 mm. Werkstück müsste dann >80 mm sein. Hmm. Ist mir zu groß. Und mit steigender Temperatur nimmt die Eindringtiefe natürlich noch zu. Darum habe ich die Frequenz so hoch gewählt. @ Falk >Ein weiteres Argument gegen 150 kHz. Es kommt also darauf an was man will. Ich möchte halt kleine Mengen Stahl schmelzen und keine Zentner. Ein Argument für 150 kHz ;-) Vielleicht möchte man ja auch einen Gegentaktoszillator im C-Betrieb ;-) dann wäre man aber hier falsch. Übrigens steigt bei gleichem B die Induktionsspannung (potentielle Wirbelströme) mit der Frequenz: Maxwellsche Gleichungen / Induktionsgesetz Oh, schon wieder ein Argument für 150 kHz. ;-) Ich überlege gerade die Windungsanzahl meiner Arbeitsspule von 5 auf 4 oder 3 zu senken. Ich erstem Moment könnte man denken, damit senkt man das B-Feld. Aber bei gleicher(!) Spannung ergibt sich ein höheres B-Feld. Dann wäre noch mehr Blindleistung im Spiel. Prinzip Trafo: Die Primärseite ist ja die Arbeitspule. An der Sekundärspule kann man dagegen wenig ändern, außer Spulenform ,Abstand, etc..Die Sekundärspannung wird thermische Leistung. Für das Hufeisen würde ich einen Hufeisenquerschnitt wählen. Was spricht dagegen? Vielleicht die Herstellung. @ Ralf Graphit-Tiegel ist die Lösung für Kupfer, Alu und Bronze. Der Ofen erhitzt dann aber den Tiegel und nur indirekt das Werkstück. Da dauert lange. Wenn du damit leben kannst, wird das bestimmt gehen. Wo kriegt man die Tiegel her und sind sie bezahlbar? Eigentlich sollten die fast nicht kosten, aber wir kennen es auch anders. Gruß und freue mich über die zahlreichen Beiträge Silvio
Hi, ich habe mich auch mal vor 3 monaten damit beschäftigt. jedoch nach 2 Rückschlägen und mehren verkolten mosfets erstmal aufs glatteis gelegt. es handelt sich bei meinem nachbau um den beitrag von Induktionsheizung (nicht) ganz einfach allerdings habe ich nen Schweißtrafo und Brückengleichrichter benutzt mit glättungs Elko... und jetzt meine frage, klappt das generell damit ?? oder ist es an der Trafowahl schon gescheitert? @ Ulf: wieviel windungen hat denn deine doppelspule ? also die Prim. seite .. und wie genau haust du sie gewickelt ? mfg Fl4sh3r
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Hallo!
Erstmal eine etwas korrigierte Version des Schaltplanes. Sec hat 1
Windung,
die unnützen Z- Dioden sind weg, der Elko aus einem Frequenzumrichter
hat 220µ usw...
Was mir auffällt: Die IGBTs knallen immer beim Einschalten(Netzstecker
rein...) durch. Vielleicht sollte ich als Einschalter ein Solid State
Relais verwenden, das im Nulldurchgang der Netzspannung schaltet. Das
bringt einen "Softstart", der sicher besser ist als das Schalten über
den Netzstecker.
25A-SSR liegen von einem anderen Projekt reichlich im Schubkasten.
Eine Frage habe ich zum Thema Luftspalt:
Was sind bei dem verwendeten Ferritkern praktikable Spaltmaße?
(PM87/70-Kernsätze Typ Epcos B65713.. (D120.835) )
@eProfi
>Das muss eine hochwertige Speicherspule sein, keine Entstördrossel.
In der Simulation steigt jedenfalls die Spannung an den Primärspulen
ziemlich an, wenn die Spule als reine Induktivität gesetzt ist. Wenn man
die Spule "schlechter" macht(z.B. Serienwiderstand 1 Ohm, Parallelwid.
10 Ohm), sind die Spannungen sowohl an der Mittelanzapfung als auch an
den Spulenenden geringer und der Oszillator schwingt sauberer an.
Momentan muß ich sowieso mit der vorhandenen Spule auskommen.
@ Fl4sh3r
Dem kryptischen Paßwort-Namen klare Daten:
Primär 6 Windungen als 1. Lage auf 32mm Stab gewickelt(Linksgewinde),
dann 2. Lage zurück wieder 6 Windungen zum Spulenanfang(Rechtsgewinde).
Das Ganze wurde im langsamsten Gang meiner Drehbank als schön kompakte
Spule gewickelt. Schutzleiterdraht ca3,5mm Durchmesser, also ca 10mm².
Ein Schweißtrafo als Netztrafo hat Vor- u. Nachteile:
Relativ niedrige Betriebsspannung bringt bessere Auswahl an Mosfets,
allerdings müssen die Ströme dann auch höher sein.
Die Schaltung ist galvanisch vom Netz getrennt- sehr gut zum
Messen(z.B.Oszi!) und Experimentieren.
Nachteilig ist die Streueigenschaft des Trafos. Sobald die
Induktionsheizung was zu tun bekommt, sinkt die Betriebsspannung und
damit auch die Leistung.
Eigentlich wäre ein umgekehrtes Verhalten ideal: Im Leerlauf hat man
geringe Netzspannung, und sobald die Arbeitsspule heizen muß, steigt die
Netzspannung an;-)
ulf.
Danke für die schnelle antwort... und die klaren Fakten ;-) also brauche ich einen spannungsharten trafo, wenn ich das richtig verstanden hab. und ich hab noch nen paar fragen zu deinem neuen schaltbild. - was ist das für ne Drossel (L1 50 - 200 µH) Typ? - Hast du den schutzleiter vom Nym oder H07V-k genommen? - warum sind die IGBTs unterschiedlich 1x 125 und 1x 120 (funktioniert das auch mit 2 identischen ? das selbe mit Q1 und Q2) - Was meinst du mit dem kleinen Satz "GND nicht an Schutzleiter oder N!" GND muss doch ans "- Beinchen" vom Brückengleichrichter oder ? - Funktioniert die Schaltung ? was hast du bisher schon erhitzt und wie lange dauert es ? mfg Fl4sh3r P.s. find ich super das sich noch mehr Bastler für sowas Interessieren.
Ulf schrieb: > Was mir auffällt: Die IGBTs knallen immer beim Einschalten(Netzstecker > rein...) durch. Das dürfte das typische Anschwingproblem sein, was die hochohmigen Widerstände eigentlich verhindern sollten. Dieses Problem hatte ich auch schon ein paarmal. Wichtig ist, dass die 18V Hilfsspannung schnell da ist. Mir ist aufgefallen, dass wenn diese Spannung zu langsam hochkommt, es knallt. Pass mal R11/12 bzw. R31/32 etwas an, so dass die IGBTs nicht so stark durch steuern. Es reicht wenn ein minimaler Strom fließt, damit sich die beiden Transistoren gegenseitig hochschaukeln. Das hat zumindest bei mir geholfen. Jörg dürfte sich da allerdings besser auskennen und hat vielleicht die perfekte Lösung für das Problem (dazu stand glaube ich auch etwas im Patent).
achja, was hast du für ne Netzspannung ?! 230V ?? danke Fl4sh3r
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So, nach langem Warten hier mein Schaltplan. Ich hoffe ich habe nichts vergessen. Wie gesagt, es ist ein Bastel-Aufbau der sich häufig geändert hat. Aber das jetzige System funktioniert ziemlich gut. Mit der Konstruktion sind mir erst 4 Transistoren kaputt gegangen. 2 mal eine Halbbrücke, aber Wochen auseinander. Waren thermische Probleme. Die FETs sind aber noch die schwächeren IRFP350. Habe Ströme von 6 A bei 200 V locker verbraucht. Dabei ist das ja der Effektivwert bei 50 Hz. Hätte ich Gleichstrom in Höhe des Spitzenwertes zur Verfügung, wäre es mal locker die doppelte Leistung. 1.41*6A*1.41*200V. Das ist doch schon was, oder? Dann kommen aber sicherlich noch andere Probleme. Noch ein Wort an den Leihen: Das ist doch ein wenig gefährlich. Also aufpassen, denn ihr haftet mit eurem Leben. Ein Wort an den Profi: Viel Spaß! Silvio
Benedikt K. schrieb: > Ulf schrieb: > >> Was mir auffällt: Die IGBTs knallen immer beim Einschalten(Netzstecker >> rein...) durch. > > Das dürfte das typische Anschwingproblem sein, was die hochohmigen > Widerstände eigentlich verhindern sollten. Dieses Problem hatte ich auch > schon ein paarmal. Wichtig ist, dass die 18V Hilfsspannung schnell da > ist. Mir ist aufgefallen, dass wenn diese Spannung zu langsam hochkommt, > es knallt. Pass mal R11/12 bzw. R31/32 etwas an, so dass die IGBTs nicht > so stark durch steuern. Es reicht wenn ein minimaler Strom fließt, damit > sich die beiden Transistoren gegenseitig hochschaukeln. Das hat > zumindest bei mir geholfen. > Jörg dürfte sich da allerdings besser auskennen und hat vielleicht die > perfekte Lösung für das Problem (dazu stand glaube ich auch etwas im > Patent). In diesem Fall ist der niederohmige Schwingkreis sicher ein Problem. Es wird wohl viele Perioden dauern, bis der Schwingkreis "aufgeladen" ist und sich ein stationärer stabiler Schwingungszustand einstellt. Bis das soweit ist, liegt an der Drossel ein Gleichspannungsanteil an, d.h., Strom steigt stetig -> Drosselkern sättigt -> Strom steigt enorm -> Bumm Man kann also sicher noch viel durch die richtige Dimensionierung der Drossel herausholen. Ich hatte auch in diesem Thread etwas dazu geschrieben: Beitrag "Re: Induktionsheizung (nicht) ganz einfach" Um die Suche zu erleichtern, hier das Zitat: "Die Schaltung wurde ursprünglich für einen Schweiß-Ladeinverter entwickelt, der direkt an der ungesiebten Netzgleichspannung arbeitet. Da die Schwingung bei jedem Nulldurchgang abreisen kann und trotzdem 100-%-ig zuverlässig wieder einsetzen muß, bevor die Netzspannung so hoch wird, dass sich ein Zustand einstellen kann, bei dem beide IGBTs voll leitend sind, mußte eine Anschwinghilfe vorgesehen werden. Die kapazitive Kopplung sorgt dafür, dass sich die IGBTs bei anliegender Betriebsspannung und nicht vorhandener Schwingung in einem halboffenen Zustand befinden und so als analoge Verstärker arbeiten. Wegen der sehr starken Mitkopplung ist so ein sicheres Anschwingen auch bei niedrigen Spannungen gewährleistet. Bei direkter Kopplung vom Kollektor (Drain) zum Drain des Steuer-MOSFETs kann es passieren, dass beim Anlegen der Betriebsspannung beide Leistungsschalter eingeschaltet sind und bleiben da sie die volle Gatespannung bekommen. Da bei übersteuertem Gate keine Verstärkung mehr möglich ist, kann die Schwingung nicht einsetzen. Sie kann z.B. einsetzen, wenn die Betriebsspannung soweit zusammenbricht, dass die Leistungsschalter nicht mehr voll durchschalten können. Diese Betriebsweise ist bei Netzspannung nicht empfehlenswert ;-) Alternativ kann man auch die Betriebsspannung hochfahren, während die Gatespannung der Steuer-MOSFETs bereits anliegt." Zitat Ende Jörg
Danke für die Antworten. - was ist das für ne Drossel (L1 50 - 200 µH) Typ? Ringkernspule aus dem Kochherd, s.o. - Hast du den schutzleiter vom Nym oder H07V-k genommen? Keine Ahnung, lag mal im Schrott... - warum sind die IGBTs unterschiedlich 1x 125 und 1x 120 (funktioniert das auch mit 2 identischen ? das selbe mit Q1 und Q2) Pardon- Schusselfehler in EAGLE. Sind beide IRFBC30 - Was meinst du mit dem kleinen Satz "GND nicht an Schutzleiter oder N!" GND muss doch ans "- Beinchen" vom Brückengleichrichter oder ? Eben. Und wenn ich versuchen sollte, den GND der Schaltung zusätzlich an GND oder N der Netzspannung anzuschließen, wie man es gern sonst tut, schließe ich einen Teil des Brückengleichrichters kurz. Netzspannung ist bei mir so 230V. - Funktioniert die Schaltung ? was hast du bisher schon erhitzt und wie lange dauert es ? 8x30 Flacheisen ca 40mm langer rotglühender Bereich nach 10 sec! Die Schaltung funktioniert bestens- bis auf das Durchknallen beim Einschalten, besonders ohne Eisen in der Arbeitsspule. >Wichtig ist, dass die 18V Hilfsspannung schnell da ist. Mal sehen, vielleicht kann man die 18V Hilfsspannung auch mit einem kleinen Netzteil erzeugen und die 230V dann mit dem SSR später zuschalten. Da steht es ja schon: >Alternativ kann man auch die Betriebsspannung hochfahren, während die Gatespannung der Steuer-MOSFETs bereits anliegt." Dank nochmals an Jörg R. für die Geduld beim Erklären! ulf.
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Hallo, hab noch was wiedergefunden.War ein großer Plan den ich damals nur in Einzerseiten scannen konnte. Stammt von einer älteren 30Kw Anlage. Das was ich davor reingestellt hatte war wenn ich mich richtig erinnene von einer 5Kw Gußschleuder für Golschmiede. Zum Tiegel... Die gibt es im Goldschmiedebedarf in Ton-Graphit und Graphit in Stück. Da der Graphittiegel aus gepresstem Kohlenstoff/Graphit besteht, könnte ich mir vorstellen das er sich wie ein Ferrit verhält, der ja auch in HF nicht wegglüht, und das Metall im inneren besser ankoppeln sollte. Hat sich schon einer Gedanken über eine Leistungsregelung gemacht, da der "Digitalbetrieb" zwischen ganz oder garnicht, grade beim schmelzen sehr unglücklich ist. Gruß Ralf
...so... Das ist glaub ich erstmal alles, was ich an kopirten Plänen hab. Vielleicht könnt ihr ja was damit anfangen. Glaub die Anlagen hatten um die 10KHz. Gruß Ralf
> Die > Schaltung funktioniert bestens- bis auf das Durchknallen beim > Einschalten, besonders ohne Eisen in der Arbeitsspule. könnte da nicht nen widerstand parallel zur Arbeitsspule abhilfe verschaffen ??
wo bekommt man IGBT FGA25N125 und FGA25N120 her ?? hab die bisher nur bei nem chinesischen anbieter gefunden :-/
Hallo Fl4sh3r! Mist- noch so ein Tippfehler in der Schaltung, die Puristen mögen mich steinigen. Das kommt davon, wenn man in Eagle ein baugleiches Bauteil einzeichnet und unkonzentriert den Typ ändert. Es sind natürlich 2 Stück FGA25N120ANTD eingebaut, die Schaltung soll ja schön symmetrisch arbeiten. Lieferant ist der Anbieter aus Hongkong, der in der Bucht als sarah775088 eingetragen ist. Es kommt ein Din A6 Polsterbriefchen mit Zollzettel(als "Gift" deklariert), Lieferzeit knapp 2 Wochen. Der scheint sich nicht dafür zu interessieren, zumindest habe ich schon zweimal unbehelligt ein 10er Pack von den IGBTs dort bestellt. Die Hälfte davon schlummert im eGrab- Preis der Erkenntnis. ulf. (Nein, ich mache keine Werbung.)
Juhu hab nen deutschen Lieferanten gufunden ! ist nur ca. 50 km von mir entfernt... http://darisusgmbh.de/shop/index.php der Preis ist auch OK. gruß Fl4sh3r
Ich habe da noch eine Frage zu ZCS und ZVS: beim Betrieb einer Halbbrücke wobei der Strom ungefähr in Phase mit der Rechteckspannung ist, sollte doch auch ZCS und ZVS gleichzeitig möglich sein. Ich hoffe, das ist keine Laien-Frage. Dazu folgende These: Der erste Transistor schaltet im Stromnulldurchgang aus (ZCS). Dann steigt der Strom wieder (bedingt durch die resonante Last) an und weil der Gate-Halbbrückentreiber eine gewisse Totzeit hat, kann das Potential von ganz alleine (durch den erwähnten Strom) auf die andere Seite überwechseln. Der zweite Transistor der Halbbrücke schaltet dann bei 0-Spannung ein (ZVS). Für die Effizienz gibt es doch nicht besseres... Oder schließt sich ZCS und ZVS immer gegenseitig aus? Oder ist sowas gang und gäbe in der Leistungselektronik? Gruß Silvio
@ Silvio K. (exh)
>Oder schließt sich ZCS und ZVS immer gegenseitig aus?
AFAIK ja. Man kann nicht alles haben. Ist wie im wahren Leben ;-)
MFG
Falk
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Silvio K. schrieb:
> Ich glaube die Stromrichtung stimmt nicht.
Exakt, siehe Bild.
Es handelt sich dabei um einen Reihenschwingkreis der zunächst
angesteuert wird und am Ende werden die Mosfets im Nulldurchgang (ab
etwa der 3. div im Bild) nicht mehr angesteuert. Die grüne Kurve ist das
Enable Signal das synchron mit den steigenden Flanken übernommen wird.
Man sieht dass die Spannung nach dem Abschalten unten bleibt, bzw. sogar
eine Flusspannung der Dioden ins negative geht.
Es ist also nur ZCS. Afaik kann man aber durch eine leicht zu hohe
Frequenz ein induktives Verhalten und somit ZVS erreichen. Allerdings
hat man dann kein echtes ZCS mehr, da der Strom nicht ganz 0 ist.
Allerdings nimmt man diesen minimalen Strom in Kauf, denn vor allem bei
hohen Frequenzen und hohen Spannungen ist der Energiebedarf um alleine
die parasitären Kapazititäten innerhalb der Mosfets zu laden nicht zu
unterschätzen. Wenn die Schaltung das durch einen Blindstrom übernimmt
spart man oft >10W ein, die nicht in den Mosfets verheizt werden müssen
Wie Falk schon schrieb: ZCS und ZVS schließen sich aus, denn irgendein
Strom ist notwendig um die parasitären Kapazitäten der Mosfets zu laden
damit die ZVS machen können.
Hallo Falk und Benedikt, danke für die schnellen Antworten und das schöne Oszillogramm. Mein erstes Bauchgefühl sagte mir auch, dass es nicht so einfach sein kann. Also merken: Leicht induktiv erspart den Transistoren Verluste. So ist ZVS möglich. Bezogen auf den Oszillator, leicht über die Schleifenumlaufphase (-> Frequenz) einstellbar. Gruß Silvio
Habe gerade den aktuellen Media-Markt-Flyer gesehen: Induktionskochfeld für 29 Euro, 2000 W. Da bin ich am überlegen. Man könnte da übrigens schön ein Hufeisen drauf legen.
> Induktionskochfeld für 29 Euro, 2000 W. Für 35,00 habe ich solche schon letztes Jahr gesehen (siehe alten Thread). Problem bei diesen Dingern ist die Sicherheitsabschaltung (Kochtopferkennung), manchmal schaltet sie zu spät ab --> defekt. Ob ein Hufeisen eine Last ist, die eine solche Platte akzeptiert? Wenn jemand ein solches Gerät kaufen sollte, bitte berichten! > Oder schließt sich ZCS und ZVS immer gegenseitig aus? Na ja, man kann schon erreichen, dass z.B. beim Einschalten die Spannung null ist und der Strom von 0 weg linear ansteigt. Beim Ausschalten fließt der Strom maximal. Danach steigt die Spannung von null weg an. > In der Simulation steigt jedenfalls die Spannung an den > Primärspulen ziemlich an, auf welchen Wert? Könntest Du bitte die Simulation (.asc-file) hier hochladen? > könnte da nicht nen widerstand parallel zur Arbeitsspule abhilfe > verschaffen ?? Durch Verschlechterung der Schwingkreisgüte dauert das Anschwingen ja noch länger. Ob das gut ist?? Hat schonmal jemand versucht, mit 50 Hz induktiv zu heizen? Am WE habe ich nämlich mal resistiv geheizt (ca. 4V 8000A - alles was die Drehstromsteckdose hergab - auf ein 20x20x200-er Eisenstab). Diesen Strom könnte man auch in eine Spule schicken. Ich weiß, es gibt Induktionsschmelzöfen, da ist die Schmelzrinne die Sekundäre (= eine Windung). Da geht halt ein Eisenkern durch das Zentrum der Rinne. >Wie bereits gesagt, es gibt keine halben Windungen, schau dir > mal den GESAMTEN Stromfluss an. Doch, gibt es schon, die sollte man nur tunlichst vermeiden (siehe o.g. inductordesign.pdf S.22 Punkt 3). Dort steht auch, dass Wicklungen nicht nebeneinander, sondern übereinander, am besten interleaved liegen sollen. Und dass man der Versuchung widerstehen soll, den Wickelraum ganz auszufüllen, wenn es nicht nötig ist (S.15). > - Hast du den schutzleiter vom Nym oder H07V-k genommen? > Keine Ahnung, lag mal im Schrott... Die Frage war vermutlich, ob Massivdraht oder Litze. Da Du eine Drehbank zum Wickeln verwendet hast, denke ich eher an Massivdraht. > 1/2 Windung ist bei geschlossenen Trafokernen sowieso unzulässig > (kann zu unerwünschen Nebenwirkungen wie exorbitante Streuinduktivität > oder Sättigungseffekten führen). Windungszahlen in Trafos mit > geschlossenen Kernen müssen immer ganzzahlig sein. es geht schon, aber ist mit großem Aufwand verbunden: pdf S.22 Punkt 3 Die Literaturliste des PDFs ist recht interessant. Suchmaschinenfutter: Ferritkern Trafo Transformator berechnen Berechnung dimensionieren Windungszahl Größe EDT E-Kern
eProfi schrieb: >> 1/2 Windung ist bei geschlossenen Trafokernen sowieso unzulässig >> (kann zu unerwünschen Nebenwirkungen wie exorbitante Streuinduktivität >> oder Sättigungseffekten führen). Windungszahlen in Trafos mit >> geschlossenen Kernen müssen immer ganzzahlig sein. > es geht schon, aber ist mit großem Aufwand verbunden: pdf S.22 Punkt 3 > > Die Literaturliste des PDFs ist recht interessant. Damit ich nachsehen kann, gib doch mal den Link an. Der Thread ist zu groß, um da etwas wiederzufinden. Jörg
Hallo eProfi,
>Hat schonmal jemand versucht, mit 50 Hz induktiv zu heizen?
Ich nicht, weil ich denke 50 Hz scheiden aus:
Weil man wenige Windungen auf der Arbeitsspule braucht (Trafoprinzip) um
ein gutes N1/N2 Verhältnis zu haben. Und (!) man braucht hohe
Arbeitsspulenspannung, um genügend hohe Induktionsspannungen
sekundärseitig zu erzeugen. Das Problem sind die wenigen Windungen. Das
bedeutet nähmlich wenig Induktivität und bei 50 Hz reichen da leider
8000A nicht aus, obwohl 8kA wirklich schon eine Menge ist. Wenn du die
Windungsanzahl erhöchst, um die Induktivität hoch zu kriegen, dann
schadest du dem Windungsverhältnis.
Ich habe mal 2µH, 50 Hz und 100 V angenommen und den nötigen Strom
berechnet:
-->100/(2*%pi*50*2e-6)
ans =
159154.94
160kA !
Also wenn du 100 V an diese Spule legst und die ohmschen Verluste der
Spule im Griff hast, dann wird es was. Ist bestimmt unmöglich. Außerdem
kann man leider nicht ohne weiteres so viel Blindleistung aus dem
Stromnetz ziehen.
Eine Frage an dich: Welche Kondensatoren nutzt dein Aufbau?
Du hattest Wima Snubber-FKPs, Snubber-MKPs, Wima GTO MKP für mich
vorgeschlagen. Welchen sind am ehesten für hohe Dauerströme geeignet?
FKP, MKP sagt nicht nicht so viel. Das sind die verschiedensten
Techniken, metallisierte Folien etc. Aber ich kann den Techniken nicht
allgemein die Dauerstrombelastung und Verlust zuordnen.
Ich möchte in wenigen Wochen auf Drehstrom gehen und/oder die
Windungszahl herabsetzen wegen dem N1/N2-Verhältnisses. Curie soll mich
nicht stoppen :-)
Gruß
Silvio
Silvio K. schrieb: > Aber ich kann den Techniken nicht > allgemein die Dauerstrombelastung und Verlust zuordnen. Von den Verlusten und der Strombelastbarkeit her sieht die Reihenfolge von schlecht geeignet bis gut geeignet so aus: MKS (=MKT), MKP, FKP MKS sind eher für DC und NF geeignet (z.B. zur Stabilisierung des Zwischenkreises). MKP sind verlustarm und für normale Schwingkreise geeignet, FKP ist für extreme Belastungen ausgelegt, quasi die robuste Variante von MKP. z.B. für die Royer Converter braucht man mit MKS garnicht erst anzufangen, selbst bei wenigen Ampere werden die schon gut warm. Die MKP/FKP schlucken das problemlos. Die Snubber und GTO Familien sind dann nochmal bessere Versionen davon.
an Jörg: Transformer and Inductor Design for Optimum Circuit Performance Lloyd H. Dixon http://focus.ti.com/lit/ml/slup205/slup205.pdf The Unitrode / TI Magnetics Design Handbook http://focus.ti.com/docs/training/catalog/events/event.jhtml?sku=SEM401014 hier alle Kapitel gezippt: http://www-s.ti.com/sc/techzip/slup222.zip weitere Links: http://www.rfcafe.com/references/design-data/inductor-design.htm http://www.smps.us/Unitrode.html an Silvio: > FKP ist für extreme Belastungen ausgelegt, quasi die > robuste Variante von MKP. Die haben zusätzlich zur Metallbedampfung der Folie noch Alufolie. Dadurch sind sie extrem impulsbelastbar, aber voluminöser. MKP reicht eigentlich. Wir könnten ja eine Sammelbestellung für GTOs und IGBTs machen. 100V 160kA kann ich aus dem Stegreif nicht erzeugen. Danke für die Berechnung, ich hatte schon so etwas befürchtet. > Ich überlege gerade die Windungsanzahl meiner Arbeitsspule > von 5 auf 4 oder 3 zu senken. Das ist vor allem über der Curie-Temperatur gut, sozusagen "in den 2. Gang" zu schalten. an Falk: >>Ja, genau so denke ich auch, mein Gedanke war, dass ich z.B. bei 20% >>Kopplung auch die zugehörigen 20% Cs einsparen kann. >???? >Was hat die Kopplung mit dem C zu tun? So gut wie gar nichts! Bei 20% Kopplung werden ja 20% der hin- und her-schwingenden Energie resistiv verheizt, die schwingen nicht mehr zurück und brauchen nicht von einem Kondensator gespeichert werden. >>Hast Du da Erfahrung? Ich hatte bisher den Eindruck, dass gerade >>Folienwicklungen bei besonders hochwertigen Trafos verwendet werden >>(z.B. Geafol Leistungstrafos, Schaltnetzteile). >Ja, aber das ist eben nur die halbe Wahrheit. >> Ist das bei Luftspulen anders? >Jain. Lieber Falk, hilf mir doch etwas auf die Sprünge und führe das ein wenig mehr aus. an Alle: Kupfer wird doch in Laser-Anlagen als Spiegel für IR verwendet. Noch ein Argument für die Folien-Wicklung, sie dient gleichzeitig als Reflektor.
>Wir könnten ja eine Sammelbestellung für GTOs und IGBTs machen. Ich habe mal ins Datenblatt der GTOs geguckt, leider gehen sämtliche Frequenzangaben nur bis 10 kHz. Mein Ofen spielt höher. Manche meinen der Bereich wäre zu hoch gewählt, aber ich denke er ist richtig. Da bleiben die Snubber-Typen übrig. Ich meine auch, dass die Folienspule geht vielleicht nicht so gut wie gedacht, aber versuche es einfach und berichte über die deine Erfahrung. Ich bin gespannt. Das Wickelbild in Ascii-Zeichen habe ich übrigens nicht verstanden. Kannst ja das erwähnte Patent mal schicken. >MKP reicht eigentlich. Ich nehme an, dass du diese Typen benutzt. ?! Beste Grüße
hier eine Liste der Stückzahlen aller großen Folien-Cs, die ich habe,
wenn Du welche brauchst, schicke ich sie Dir.
---------------------------------------------------
SnubberMKP Snubber Cap MKP
630 1000 1600 2000 VDC
0,068 3+3
0,100 3
0,150 7 3
0,220 5 3 3+3
0,330 3+3 3 3
0,470 3 3+3 3 3+3
0,680 3 3+3 26
1,000 3 8+3
1,500 6+3 3+3
2,200 3 3
3,300 3
Summe 24 + 44 + 21 + 47 = 136
---------------------------------------------------
FKP1
630 1000 1600 2000 VDC
0,0033 ~ 500
0,012 349
0,012 (3000)
0,033 (550) geholt am 22.05.2009
0,047 270
(xxx) kann auf Anfrage besorgt werden
---------------------------------------------------
SnubberFKP Snubber Cap FKP
630 1000 1600 2000 VDC
0,010 3
0,015 3 3
0,022 3+3?
0,033 3 3 3
0,047 3 3
0,068 3 3 3
0,100 7+3 3
0,150 3 3 7+3
0,220 3 3 7+3 3
0,330 3 7 3 3
0,470 3 3
0,680 3 3
1,000 3
1,500
2,200 3
Summe 15 25 51 30 121
---------------------------------------------------
Die GTO-Datenblätter schaue ich mir nochmal genauer an.
Wima's neueste Cs heißen DC-Link-HC-Caps Zwischenkreiskondensatoren.
Sie sollen (z.B. in Umrichtern) die ZK-Elkos ersetzen.
> Das Wickelbild in Ascii-Zeichen habe ich übrigens
> nicht verstanden.
Das ist leider durch die Ersetzung der Slashes etwas verzerrt worden.
(Slashe werden hier im Forum als Steuerzeichen für Kursivschrift
verwendet.)
Das Patent suche ich Dir noch heraus.
Danke für das Angebot, bin leider die nächsten Tage verhindert, daher wird meine Reaktionzeit im Forum zunehmen. Aber danach geht es weiter mit neuer kleinerer Spule, Spule vermessen, Kondensatoren suchen, Leistung und Temperatur erhöhen, glücklich sein :-) Gruß Silvio
Hier das Siemens-Patent - wie so etwas einfaches ein Patent werden konnte? http://www.freepatentsonline.com/EP0782755.pdf die FIG1 und folgende zeigen den Aufbau gut zu den Kondensatoren: der kleinste 1500VDC 550VAC GTO, den Bürklin hat, (1,5µF) hält 590A aus. Theoretisch halten selbst die 4000V FKP nur 700VAC (je nach Größe bis 30kHz) aus, aber wie die Tesla-bauer berichten, kann man die Cs kurzzeitig extrem überlasten. Dann halten sie zwar keine 300000 Stunden, aber wer will denn so lange heizen? Deshalb denke ich, dass die GTOs durchaus brauchbar sind. Evtl. zwei in Reihe schalten. >> MKP reicht eigentlich. > Ich nehme an, dass du diese Typen benutzt. Da die Auswahl groß ist, nehme ich, was da ist. Die 680nF 2000V MPK bleiben bei 40A (pro C) kalt. Mehr habe ich noch nicht probiert.
>bleiben bei 40A (pro C) kalt
Das ist doch mal eine interessante Aussage. Meine Kondensatoren (120
parallel) werden mitunter doch warm. Gerade bei schlechter Kopplung,
d.h. Alu oder Cu in Spule. Und ich rechne höchstens mit Größenordnungen
1-2 A (pro C).
Ich habe jetzt übrigens so einen Media-Markt-Ofen, aber eigentlich keine
Zeit im Moment.
Bericht folgt, wird aber ein paar Tage dauern..
Silvio K. schrieb: > Meine Kondensatoren (120 > parallel) werden mitunter doch warm. Gerade bei schlechter Kopplung, > d.h. Alu oder Cu in Spule. Und ich rechne höchstens mit Größenordnungen > 1-2 A (pro C). Welche Kondensatoren hast du verwendet, also welchen Typ genau? > Ich habe jetzt übrigens so einen Media-Markt-Ofen, aber eigentlich keine > Zeit im Moment. Könntest du davon mal ein Foto machen (falls du das Teil aufschraubst). Vom Aufbau her würde ich auf eine Class E Endstufe tippen, also ein IGBT nach Masse, LC Kreis zwischen Kollektor und Betriebsspannung. Bei deren Regelung ist die Schwierigkeit die Einschaltdauer so zu verändern, dass die Spannung nicht über die 1200V schwingt wenn die Last fehlt.
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So, ich konnte die Finger nicht vom gekauften Ofen lassen und habe in meiner Mittagspause mal was gemessen. Versuchsaufbau wie folgt: Stahlplatte (kein Edelstahl) (ca. 2 cm x 10 cm x 20 cm) auf Ofen. Wird als Topf erkannt. Dann Tastkopf Signal an Masse (Drahtschlaufe) und in die Nähe des Ofens. Im Anhang das Oszillogramm und die Messdaten. 100 Hz Einhüllende und ca. 24 kHz mit starken Oberwellen. Das sagt uns keine stabilisierte Zwischenkreis-Spannung. Class E denke ich nicht, weil Leistungregelung schwierig ist (nur über Betriebsspannung) und sehr Lastabhängig. Puls-Pause könnte aber sein. Aber lassen wir uns überraschen.
Silvio K. schrieb: > Das sagt uns keine stabilisierte Zwischenkreis-Spannung. Ja, meist werden nur ein paar kleine Folienkondensatoren als HF Filter verbaut, ansonsten laufen die direkt an der gleichgerichteten Netzspannung. > Class E denke ich nicht, weil Leistungregelung schwierig ist (nur über > Betriebsspannung) und sehr Lastabhängig. Ja, daher ist die Überwachung der Ströme und Spannungen sehr wichtig. Es gibt da glaube ich hauptsächlich 2 Varianten die zum Einsatz kommt, die eine ist Class E (siehe hier: http://www.eetasia.com/ARTICLES/2006NOV/PDF/EEOL_2006NOV01_POW_TA.pdf?SOURCES=DOWNLOAD) und das andere weiß ich nicht auswendig, irgendwo habe ich eine AppNote dazu. Die Regelung läuft afaik über den Strom der in die Spule geladen wird, also die Einschaltdauer des IGBTs.
Mal ne ganz dumme frage: Wieso schwingt die schaltung (von Ulf) überhaupt ?? schalten die FATs nur durch,wegen dem Brum auf der Gleichspannung ?!
@ Nörb (Gast) >Wieso schwingt die schaltung (von Ulf) überhaupt ?? Tja, das ist ein wenig tricky. >schalten die FATs nur durch,wegen dem Brum auf der Gleichspannung ?! Welche FATs? Ach die MOSF_E_Ts!! ;-) Sie schwingen durch Asymetrien der Schaltung (Streuung der MOSFET-Kennlinie) an. Wäre die Schaltung absolut symetrisch, würde sie nicht anschwingen. MFG Falk
> Sie schwingen durch Asymetrien der Schaltung
für mich sieht das alles sehr symetrisch aus :-S
R1 und R2 machen die unsymetrisch ?
und wofür ist die drossel ?
ist die gröse der induk. entscheident ?
@ Nörb (Gast) >> Sie schwingen durch Asymetrien der Schaltung >für mich sieht das alles sehr symetrisch aus :-S >R1 und R2 machen die unsymetrisch ? Wer lesen (und zitieren) kann ist klar im Vorteil. "Sie schwingen durch Asymetrien der Schaltung (Streuung der MOSFET-Kennlinie)" >und wofür ist die drossel ? Die sorgt dafür, dass der Trafo mit Mittelanzapfung mit konstantem Wechselstrom versorgt wird. Denn schliesslich schwingt die Spannung der Mittleanzapfung mit doppelter Frequenz, quasi wie ein Zweiwegegleichrichter. Die Betriebsspannung ist aber konstant. Die Drossel muss die Differenz puffern. >ist die gröse der induk. entscheident ? Ach wo, da kann man och ne olle Gurke für nehmen. Leute gibts . . . http://www.serious-technology.de/ernsthafter_wandler.htm MFG Falk
Falk Brunner schrieb: >>ist die gröse der induk. entscheident ? > > Ach wo, da kann man och ne olle Gurke für nehmen. Naja, ganz egal ist die Größe nicht, die Induktivität sollte zumindest so groß sein, dass der Strom nicht 0 oder gar negativ wird. Als grober Anhaltspunkt also eine höhere Induktivität haben, als die Spule im Schwingkreis selbst.
@ Benedikt K. (benedikt) (Moderator) >> Ach wo, da kann man och ne olle Gurke für nehmen. >Naja, ganz egal ist die Größe nicht, die Induktivität sollte zumindest >so groß sein, dass der Strom nicht 0 oder gar negativ wird. Ist dein Ironiedetektor kaputt? Mfg Falk
Hier die Simulationsschaltung. Leider fehlen mir die Modelle für die eigentlich verwendeten IRFBC30 und FGA25N120, so daß ich mit den in LTspice verfügbaren Mosfets rummurksen muß. Der IRFP90N20(ich weiß, daß der nur Vds=200V hat) zeigte bei der Simulation das störrischste Verhalten beim Einschwingen. Den Einfluß von Hilfsspannung, Drosselspule etc. auf den Einschwingvorgang kann man damit schön ausprobieren. ulf.
@ eProfi,
hast du einen fotogenen Aufbau?
@ Benedikt
>Welche Kondensatoren hast du verwendet, also welchen Typ genau?
MKP. Oder meinst du was anderes?
Silvio K. schrieb: >>Welche Kondensatoren hast du verwendet, also welchen Typ genau? > > MKP. Oder meinst du was anderes? Ich meine Kapazität und Spannung, sowie Hersteller bzw. Serie. Irgendeinen Grund muss es ja haben, wieso die bei dir so warm werden, obwohl du diese kaum belastest.
Für eine einfache Induktionsquelle bietet sich folgendes an: -Reihenschwingkreis L-C -Je nach Leistung ein Trafo zur Reduktion des Stroms, so dass die Halbleiter diesen verkraften -Eine IGBT oder FET Halbbrücke -Virtuelle Masse hergestellt aus 2 in Reihe geschalteten Kondensatoren im Zwischenkreis -Leistungsregelung durch Frequenzmodulation. Hohe Frequenz=hohe wirksame induktivität des Schwingkreises=geringer Induktorstrom. Niedrigere Frequenz recht nahe an Resonanz: Impedanz geht gegen ohmschen Anteil, Strom steigt massiv an. Aufgrund der steilen Impedanzkurve gut regelbar. -Netzversorgung: über ungesteuerte B6-Brücke direkt auf den Zwischenkreis. -Zwischenkreis: nur so groß, dass die virtuelle Masse nicht zu sehr Ripple hat.
>Ich meine Kapazität und Spannung, sowie Hersteller bzw. Serie. >Irgendeinen Grund muss es ja haben, wieso die bei dir so warm werden, >obwohl du diese kaum belastest. Ich suche den Kondensator raus. Bin zur Zeit sehr reaktionsträge. Stichwort Umzug. Der Grund für das Warmwerden könnte doch die hohe Frequenz sein. Und 2 A pro C ist doch recht viel für eine Dauerbestromung. Oder etwa nicht? Die Beinchen des Cs sind so 0.8 mm im Durchmesser + Skineffekt. Naja, das Warmwerden hat mich nicht verwundert. Apropos Zwischenkreis: Ich überlege einen Drehstrom-Thyristorgleichrichter für die Zwischenkreiserzeugung zu nutzen. Hat jemand Erfahrung mit 3~Thyristorphasenanschnitt? Ich würde gern mit der ZK-Spannung die Leistung steuern und vor allen Dingen auch die Impedanz des gesamten Oszillators (V_DC/I_DC) leichter verfolgen. Das heißt im Klartext, wenn die Kopplung der Induktionspule suboptimal ist und ich direkt die 550 V hart an den Oszillator schalte, wird es wohl häufig knallen, weil sich ein zu hoher Strom einstellen kann. Und bei 7 Euro / Transistor möchte ich das nicht beliebig oft machen ;-) Das würde ich aber verhindern können, wenn ich beim Hochdrehen der Spannung sehe: ach moment mal, der Strom steigt aber sehr schnell, dann gehe ich mal nicht höher in der Spannung. Und bei der Curie-Temperatur steigt der DC-Strom meines Oszillators sowieso an. Ein weitere Grund für die stellbare ZK-Spannung.
Hallo Silvio!
Mit der (nicht) harten Zuschaltung der Zwischenkreisspannung liegst Du
auf alle Fälle richtig. Bei mir hat es in der Realität jedenfalls immer
nur geknallt, wenn ich den Netzstecker reingesteckt habe, nie bei Last
oder Leerlaufbetrieb.
Auch in meiner Simulation fängt der Schwingkreis mit einer Art Urknall
an zu schwingen, wenn man die Spannungsquelle als 230V DC einstellt. Die
Spannung an den Primärspulen geht weit über 1 kV und schwingt sich dann
erst langsam auf ca.720 V ein. Die Drosselspule "moduliert" auf die 24
kHz ca. 4 kHz auf, mit ordentlichen Spitzen.
Wenn die Spannungsquelle auf 230VAC 50Hz eingestellt ist, fängt der
Schwingkreis sauber zu schwingen an, bereits bei ca. 25 V
Zwischenkreisspannung, also ca. 0,5ms nach dem ersten Nulldurchgang der
Netzspannung.
Interessant finde ich, daß auch bei heftiger Last(0,1 Ohm Lastwiderstand
parallel zur Arbeitsspule in der Simulation und ohne ELKO im
Zwischenkreis) der Schwingkreis nicht neu anschwingen muß, wenn die
Netzspannung ihren Nulldurchgang hat. Der Primärschwingkreis bricht nie
ganz zusammen.
Habe übrigens ein FGL40N120AND Modell für LTspice im Netz gefunden und
damit (fast) den richtigen IGBT in der Simulation.
In den nächsten Tagen startet der Aufbau der Schaltung mit SSR zum
Einschalten und einem Ventilator usw. - mal sehen...
>Und bei der Curie-Temperatur steigt der
DC-Strom meines Oszillators sowieso an.
Wie jetzt? Bei mir sinkt der Strom(in Spannungsquelle bzw.
Zwischenkreis) merklich, wenn das Eisen zu glühen beginnt. Ist ja auch
eigentlich klar, da die magnetischen Verluste geringer werden und der
el. Widerstand im Eisen steigt.
Viel Spaß beim Kistenpacken!
ulf.
Diesen erheblichen Aufwand betreibt man bei Umrichtern für Parallelkreise. Der Inverter arbeitet dauerhaft, die Leistung wird mittels ZK-Spannung gesteuert. Für viele Applikationen ist der Serienkreis einfacher und passender.
>Wie jetzt? Bei mir sinkt der Strom Das ist der Unterschieden zwischen beiden Konzepten. Du nutzt einen parallelen Schwingkreis und ich "eigentlich" einen Reihenschwingkreis. "Eigentlich" bedeutet Reihe aus Matching-Spule und Parallel-LC-Arbeitskreis. Der Arbeitskreis wird leicht über Resonanz betrieben, also kapazitiv. Und dann kommt ja die Spule in Reihe. Ich denke, beide Konzepte haben Vor- und Nachteile und sollten weiterhin verfolgt werden. Ich bin sehr gespannt über deine Fortschritte. Habe letztens über Reichelt neue Transistoren bekommen: IRFPC 50, 600V, 11 A, 1,85€ Damit werde ich (wenn sich wieder ein wenig Zeit findet) erste 3~Erfahrungen machen :-) obwohl 11 A nicht wirklich viel ist. Ich muss mal gucken ob QUCS ein IGBT-Modell hat. Zur Not nehme ich einen Fet. Der Royer ist gar nicht so schlecht. Nur schreckt mich der große Kern ein wenig ab. Muss ich mal simulieren. >..die Leistung wird mittels ZK-Spannung gesteuert. Bezieht sich das auf die Idee mit dem Thyristorsteller? Gruß Silvio
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So Benedikt, jetzt bis du gefragt. Anbei der gescannte Kondensator. Der ist 25 mm lang. Es sind ja dann 120 parallel. Wenn du auch noch andere Kondensatoren vorschlagen kannst, wäre ich sehr dankbar. Du weißt ja, 150 kHz, 100A. Die meisten Cs machen schon vor 100 kHz schlapp. Gerade auch die Großen von Wima. Gruß Silvio
Das sind Kondensatoren von Vishay: http://www.vishay.com/capacitors/list/product-28134/ Vom Datenblatt her sind diese von den Verlustfaktoren her ähnlich Wima Typen: http://www.wima.de/DE/mkp10.htm http://www.wima.de/DE/fkp1.htm Nur bei dem maximalen Anstiegsgeschwindigkeit sind die Wima Typen deutlich besser. 120 x 4,7nF = 564nF -> 2µH um auf die 150kHz zu kommen. Dies ergibt einen Widerstand von etwa 1,9Ohm für den Schwingkreis. Bei 100A dürften es dann rund 200V am Schwingkreis sein. Die Blindleistung liegt also bei etwa 20kvar. Bei einem Verlustfaktor von 0,001 ergibt das rund 20W Verlustleistung, bzw. pro Kondensator 0,167W, was denke ich noch im verträglichen Rahmen ist, wenn selbst Standardwiderstände 0,25W abkönnen. Ich persönlich tendiere zu Wima Kondensatoren, da ich diese für etwas besser halte, auch wenn ich es anhand des Datenblatts nicht belegen kann. Irgendeinen Grund muss es aber haben, dass die Wima Kondensatoren meist deutlich teurer sind als die von Vishay.
Hallo Benedikt, danke für die Information über den Hersteller. Ich habe diesen Kondensator (natürlich in meiner Mittagspause) mal Impedanzmäßig vermessen (D.h. mit einem VNA im 50 Ohm-System als Abschluss). Die Frequenz, bei der er aus dem kapazitiven Verhalten in das Induktive wechselt liegt bei sage und schreibe 14 MHz. Da habe ich echt gestaunt, weil ich gedacht habe, dass diese Resonanz viel früher kommt. Und auch die Verluste sehen sehr gut aus (Kurve komplett auf dem Einheitskreis des Smithdiagramms). Auch in der Nähe der Resonanz. Das heißt, ich sollte mir einen Wima Hochstromer (niedrigere Frequenzen) besorgen und mal durchmessen. Ich denke ich kann ihn dann auch bei 150 kHz nutzen. Das wäre schön. Bis 1/3 Resonanzfrequenz geht das bestimmt schon, je nach Verluste. @eProfi: Ich glaube ich werde auf dein Angebot zurückkommen ;-) Gruß Silvio
Nur zu, sag, was Du brauchst, Lieferung erfolgt umgehend. Die Cs warten seit Monaten auf Arbeit. Zur Leistungsregelung: Ich würde den ZK lassen (möglichst mit nur kleinen Puffer-Cs wg. des Stromflußwinkels). Eher über disablen der FETs (Gate auf Gnd ziehen). Ich habe am WE mal meine einfachst-Schaltung simuliert (wie oben beschrieben ohne Dioden, nur Konststantspannungsquelle und zwei Hilfsspulen), das schaut ziemlich gut aus. Ich habe auch einen Effekt gefunden, den ich mir vorher nicht erklären konnte: den oben beschrieben Fall, dass wenn die FETs nicht nahtlos schalten, die Spannung an beiden kurz sehr stark ansteigt. Bisher habe ich vermutet, dass die Überschneidung zu groß sei. Das .asc-file sende ich demnächst. Fröhliches Glühen...
Ich habe gerade auch ein bisschen simuliert: Damit die Schaltung gut anschwingt ist es hilfreich, wenn man die Schaltung minimal unsymmetrisch macht, z.B. den einen Gate Pullup-Widerstand ein paar % größer als den anderen. Wenn die Schaltung nicht anschwingt, dann scheint sich die Schaltung in eine Art Sperrschwinger zu verwandeln: Zunächst leiten beide Mosfets bis der Strom derart ansteigt, dass die Spannung zusammenbricht, danach schaltet einer der Mosfets ab und die Schaltung beginnt mit einem ordentlichen Spike zu schwingen.
Benedikt K. schrieb: > Ich habe gerade auch ein bisschen simuliert: Damit die Schaltung gut > anschwingt ist es hilfreich, wenn man die Schaltung minimal > unsymmetrisch macht, z.B. den einen Gate Pullup-Widerstand ein paar % > größer als den anderen. Hast Du auch das Transistorrauschen mit "eingeschaltet" ? Wie die meisten Oszillatorschaltungen schwingen LC-Oszillatoren eigentlich durch die Mitkopplung des Rauschsignales an und nicht durch Asymmetrien. Einfache asymmetrische Oszillatorschaltungen schwingen ja auch nicht so einfach an, nur weil sie asymmetrisch sind. Die verwendete Royer-Schaltung zeichnet sich gerade durch eine sehr starke Mitkopplung auch im Kleinsignalbereich aus und schwingt deshalb auch bei symmetrischen Aufbau sehr zuverlässig an, vorausgesetzt, die Gatevorspannungen liegen bereits an. > Wenn die Schaltung nicht anschwingt, dann scheint sich die Schaltung in > eine Art Sperrschwinger zu verwandeln: Zunächst leiten beide Mosfets bis > der Strom derart ansteigt, dass die Spannung zusammenbricht, danach > schaltet einer der Mosfets ab und die Schaltung beginnt mit einem > ordentlichen Spike zu schwingen. In der Realität entsteht der Spike eher dadurch, dass die Betriebsspannung schneller ansteigt als die Schwingkreisspannung nachkommt. Dass Problem sollte nicht auftreten, wenn zuerst die Gatevorspannungen eingeschaltet und die Betriebsspannung im nächsten Nulldurchgang zugeschaltet wird. Jörg
Jörg R. schrieb: > Hast Du auch das Transistorrauschen mit "eingeschaltet" ? Wie die > meisten Oszillatorschaltungen schwingen LC-Oszillatoren eigentlich durch > die Mitkopplung des Rauschsignales an und nicht durch Asymmetrien. Keine Ahnung wie das in LTSpice geht. Ich probiers mal mit einer zusätzlichen Spannung von ein paar mV um dem nachzuhelfen. > In der Realität entsteht der Spike eher dadurch, dass die > Betriebsspannung schneller ansteigt als die Schwingkreisspannung > nachkommt. Dass Problem sollte nicht auftreten, wenn zuerst die > Gatevorspannungen eingeschaltet und die Betriebsspannung im nächsten > Nulldurchgang zugeschaltet wird. Es war die einfache Version nur mit Dioden und Pullups am Gate.
>Nur zu, sag, was Du brauchst, Lieferung erfolgt umgehend. >Die Cs warten seit Monaten auf Arbeit. Oh, das hört sich gut an. Die 0.068µ (68n) Snubber-Typen favorisiere ich. Vielleicht schickst du erstmal einen einzigen per Brief, den ich dann vermessen kann. Bzw. kannst du noch mehrere besorgen? Bräuchte dann für einen neuen Aufbau mit kleinerer Spule so 10-12-14 Stück. Habe heute auch überlegt auf 120 kHz runter zu gehen. Mal sehen. Überlege dir was du haben willst... Wo hast du die Cs eigentlich her? Die Bezeichnung "Gast" in "eProfi (Gast)" lässt vermuten, dass du keinen Account hast und ich dir keine private Nachricht schicken kann. PS: Bin am WE noch internetlos, kann also nicht sofort reagieren. >Fröhliches Glühen... Gleichfalls ;-)
Gerade den Thread aufgeholtgelesen. Ich habe vor Jahren mal mit Wima MKS oder wars MKT, wohl 4,7u/50V gespielt. Attraktiv fand ich den vermuteten niedrigen ESR, die Kapazität hatte mir geradeso gereicht und die Induktivität ist gut. Die Frequenz war Rechteck bei ca. 200kHz. Aber leider haben diese Folienkondis ein massives Problem mit "hoher" Verlustleistung, denn sie können diese nur schlecht nach außen ableiten. Ist eben alles Plastik und das bißchen Metallisierung bringt nicht genug Querschnitt. Also sind mir die Kondis einfach weggeschmolzen. Die anderen Wima-Typen waren mir damals viel zu voluminös und kamen daher nicht in Betracht. Snubber und GTO gabs bei Wima glaube ich noch nicht. Dann hatte ich vor ca. 3 Jahren eine andere Schaltung im unteren MHz-Bereich Sinus ausprobiert. Diesmal FKP irgendwas. Mittlerweile hatte ich Kontakt mit LTspice und das erste Problem ist, daß Wima unfähig ist eine Library für SPICE zur Verfügung zu stellen. Und das bei den Preisen! Meine email wurde freundlich beantwortet mit einer extra Messung. Nur ging die dann irgendwie nur bis 100kHz. lol Begründung: Kein passendes Meßgerät. Die Datenblätter von Wima beziehen sich nur auf den Verlustfaktor tangens irgendwas mit nur Maximalwerten. Also schlecht in einen typischen ESR umzurechnen - zumal der frequenzabhängig ist. Letztens habe ich mal wieder nach einer Lib gegoogelt. Scheinbar gibt es immer noch keine zum Finden, obwohl Wima gerade bei kuriosen und teuren Designs oftmals favorisiert wird. Daher die Frage: Hat jemand sowas eventuell auch nur für ein paar Typen? Ich habe nicht so den Plan, wie ich Frequenzabhängigkeit in einem Modell unterbringen soll. Deswegen setze ich momentan nur C und ESR pimaldaumen ein. Zum Anschwingen: Ist immer gut bei anderen nachzuschauen, wie sie es machen. Royer-Converter werden in Energiesparlampen benutzt und die Start-Asymmetrie wird dort anscheinend durch einen DIAC erzeugt. Ich gehe mal davon aus, daß die Transis auch wirklich beim Einschalten kaputtgehen und nicht bereits beim Abschalten in der letzten Sitzung über den Jordan rannten. Wie schon erwähnt, ist bei völliger Symmetrie ein Anschwingen nicht möglich. Es kann aber bereits eine feine Bewegung des Werkstücks eine Induktionsspannung induzieren, die dann alles startet. Ansonsten muß sich die Schaltung mit dem [asymmetrischen] Eigenrauschen und Koppeleffekten aus der Umgebung begnügen. Bis das dann aber schwingt, kann die thermische Kapazität der Transistoren bereits weit erschöpft sein ->TILT. Eingang: Den Eingangs-[Einschalt]-strom sollte man schon begrenzen. Von EMV reden wird hier erstmal nicht und deklarieren das als reinen Versuchsbetrieb. Für die Simulation kannst du von ca. 1,5mH Netzzuleitungsinduktivität ausgehen. Das ist der Durchschnitt einer typischen Leitung in DE.
Silvio, Du hast Post. Fotos gib es noch keine, ist alles noch in der Entwurfsphase. An Abdul: Die MKS oder MKT sind nicht mit FKP zu vergleichen. >Die anderen Wima-Typen waren mir damals viel >zu voluminös und kamen daher nicht in Betracht. Die zusätzliche Alufolie bedingt das Volumen, das Ergebnis sind wesentlich bessere Werte. Gestern habe ich weiter simuliert, ich tendiere ebenfalls dazu, eine aktive Anschwinghilfe vorzusehen, neben einem echten FET-Treiber. .asc-file folgt später. Zum oben genannten .asc von Ulf: bei 5.44 ms stockt die Simulation, das liegt an den Netzgleichrichterdioden (sie gehen in den nichtleitenden Zustand über). Abhilfe: parallel zu jeder Diode einen C mit 10nf und 10 Ohm ESR. Oder eine Spannungsquelle, mit 100 Hz 162VAC und 162VDC Offset. Hat zwar eine andere Signalform, tut aber viel schneller. Die Spannung der Netzquelle muss nicht 230, sondern 325V sein. Im Anhang meine Einfachst-Version ohne Dioden, mit Hilfsspule. Die Hilfsspannung moduliere ich ein wenig, damit der Anschwingstrom niedrig ist + bei maximalem Strom genug Gatespannung vorhanden ist.
Angehängte Dateien:
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ind_heat_30V_5A.jpg
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eProfi schrieb: > Die zusätzliche Alufolie bedingt das Volumen, das Ergebnis sind > wesentlich bessere Werte. Ja, das ist mir in den letzten Tagen auch aufgefallen als ich etwas gebastelt habe. Die Alufolie bei den FKP scheint mit den hohen Strömen deutlich besser zurecht zu kommen als die Metallisierung bei den MKP. Zumindest haben bei mir 8 100nF 630V FPK1 Kondensatoren mit rund 130A keine Probleme (= 16Aeff pro Kondensator!). Sie werden zwar leicht warm, aber das kommt großteils von der Spule die deutlich stärker heizt. Die Spule besteht allerdings auch nur aus 6x 2 Windungen 2,5mm² parallel. Dies ergibt rund 450kHz Resonanzfrequenz. Der Royeroszillator mit der Zusatzmosfet als Diodenersatz Modifikatioen hat aber keine Probleme mit den hohen Frequenz, selbst bei großen Mosfets mit viel Gatekapazität. Wie weiter oben in diesem und auch in dem anderen Thread schon mehrfach geschrieben: Wichtig zum Anschwingen ist, dass die Hilfsmosfets vor den Hauptmosfets ihre Gatespannung bekommen. Ansonsten knallt es. Das konnte ich auch bei dieser stark vereinfachten Version wieder schön erkennen. Eventuell könnte man die Betriebsspannung der Mosfets zunächst über einen Lastwiderstand zuschalten, der den Strom begrenzt und sobald die Amplitude am Schwingkreis einen bestimmten Wert überschritten hat, wird dieser von einem Relais überbrückt. Auch wenn die simulierten Ergebnisse sehr gut mit den Messungen in der Praxis übereinstimmen, das Nicht-Anschwingen wenn die Hilfs-Gatespannung nach der Betriebsspannung zugeschaltet wird, konnte ich bisher in der Simulation nicht erkennen: Sobald die Hilfsspannung da ist, startet der Oszillator sofort.
@ Benedikt K. (benedikt) (Moderator) >Die Alufolie bei den FKP scheint mit den hohen Strömen deutlich besser >zurecht zu kommen als die Metallisierung bei den MKP. Logisch, da ist viel mehr Querschnitt vorhanden. > Zumindest haben >bei mir 8 100nF 630V FPK1 Kondensatoren mit rund 130A keine Probleme (= >16Aeff pro Kondensator!). Wie hast du das gemessen? @ Abdul K. (ehydra) Benutzerseite >Ich habe vor Jahren mal mit Wima MKS oder wars MKT, wohl 4,7u/50V >gespielt. Attraktiv fand ich den vermuteten niedrigen ESR, die Kapazität MKS != MKT SEHR grosser Unterschied!!!! MKS = Polyesterfolie mit Metallbedampfung, hoher Verlustfaktor, kleine Bauform MKP = Polypropylenfolie mit Metallbedampfung, geringer Verlustfaktor, grössere Bauform. FKP = Polypropylenfolie mit Alufolie, geringer Verlustfaktor, grösste Bauform. Der Verlustfaktor von MKS (PET) und MKP/FKP (PP) unterscheidet sich fast um den Faktor 100!!! http://upload.wikimedia.org/wikipedia/de/8/83/Folko-Kurven-tan-d-5.png http://de.wikipedia.org/wiki/Folienkondensator#Polyester-Folienkondensator MFG Falk
Falk Brunner schrieb: > Wie hast du das gemessen? Die Spannung am Schwingkreis kann man messen, die Frequenz ebenso, auch die Stromaufnahme. Die Kapazität der Kondensatoren ist sowieso bekannt. Die Induktivität, deren Widerstand und somit der Strom in der Spule lässt sich damit berechnen. > MKS != MKT > > SEHR grosser Unterschied!!!! In dem von dir geposteten Link steht aber was anderes: http://de.wikipedia.org/wiki/Folienkondensator#Normbezeichnungen Vermutlich verwechselst du gerade MKT mit MKP.
Falk Brunner schrieb: >>Die Alufolie bei den FKP scheint mit den hohen Strömen deutlich besser >>zurecht zu kommen als die Metallisierung bei den MKP. > > Logisch, da ist viel mehr Querschnitt vorhanden. Ja. Leider dann auch viel weniger Kapazität pro Bauvolumen. Größeres Bauvolumen->höherer Preis und vor allem Induktivität. Ein Teufelskreis der nicht durch Material sondern durch Technik durchbrochen werden muß. > @ Abdul K. (ehydra) Benutzerseite > >>Ich habe vor Jahren mal mit Wima MKS oder wars MKT, wohl 4,7u/50V >>gespielt. Attraktiv fand ich den vermuteten niedrigen ESR, die Kapazität > > MKS != MKT > > SEHR grosser Unterschied!!!! > > MKS = Polyesterfolie mit Metallbedampfung, hoher Verlustfaktor, kleine > Bauform > MKP = Polypropylenfolie mit Metallbedampfung, geringer Verlustfaktor, > grössere Bauform. > FKP = Polypropylenfolie mit Alufolie, geringer Verlustfaktor, grösste > Bauform. > > Der Verlustfaktor von MKS (PET) und MKP/FKP (PP) unterscheidet sich fast > um den Faktor 100!!! > > http://upload.wikimedia.org/wikipedia/de/8/83/Folko-Kurven-tan-d-5.png > > http://de.wikipedia.org/wiki/Folienkondensator#Polyester-Folienkondensator > Danke für deine Ausführung. Bei mir ist das fast 15 Jahre her und da muß man mir vergeben, wenn ich die Details nicht mehr kenne. Ich hatte damals eine ganze Schublade diverser Hersteller zum Test. LTspice gab es noch nicht. Viel Rechnen ist bei einer oberwellenreichen Schaltung nicht. Also endlos getestet. Genau genommen ca. 1 Jahr und am Ende durfte ich mich als Kondensatorexperte bezeichnen. Am Ende wurden es dann TCNQ-Kondis. Die waren damals ganz neu am Markt und allen anderen Kondensatoren mit Abstand überlegen in Bezug auf die Eigenschaften der Schaltung. Mich wundert eh, daß Wima sich nach Absterben der Fernsehindustrie noch am Markt halten kann. Eure HV-Geschichten werden sie jedenfalls als ideale Anwendung sehr glücklich lesen. Wenn dann ein X/Y/-1/2-Kondi eines anderen Herstellers genauso viel kostet, wie ein nicht zertifizierter Kondi gleicher Kapazität/Spannungsklasse bei Wima, kommen Fragen auf.
eProfi schrieb: > Zum oben genannten .asc von Ulf: bei 5.44 ms stockt die Simulation, das > liegt an den Netzgleichrichterdioden (sie gehen in den nichtleitenden > Zustand über). > > Abhilfe: parallel zu jeder Diode einen C mit 10nf und 10 Ohm ESR. Oder > eine Spannungsquelle, mit 100 Hz 162VAC und 162VDC Offset. Hat zwar > eine andere Signalform, tut aber viel schneller. > LTspice hat immer dann ein Problem, wenn der Steigungsgrad/Tangente sich schlagartig ändert. Insbesondere dann, wenn der Zeitmaßstab für die Simulation eigentlich Zehnerpotenzen langsamer ist. Abhilfe kann da die Verschlechterung der Flankensteilheit bringen. In deinem Falle würde ich mal einen kleinen Widerstand in Reihe zu den Dioden versuchen. Das ändert nicht viel am Ergebnis, aber an der Simulationszeit ganz erheblich. Daß die Verschiebung des Bezugspotentials was bringen kann, hast du ja schon bemerkt.
>16Aeff pro Kondensator >450kHz Resonanzfrequenz Da staune ich wieder! Ein riesiger Strom bei hoher Frequenz. Habe gerade bei Wikipedia-Skineffekt noch mal geschaut. 500 kHz -> ~0.1 mm. Also viel Querschnitt im Beinchen des Kondensators bleibt da nicht und trotzdem scheint es sehr gut zu funktionieren. Wenn ich den Namen des Bildes richtig interpretiere (30V, 5A) , dann ist das Glühen der Schraube ein gute Leistung. Wie warm werden die FETs dabei? Viel ist an der Schaltung ja wirklich nicht dran. Schön, weiter so!
Da die Beschichtung der Folien auch nicht viel dicker ist, paßt es doch ;-) Übrigens ist der Skineffekt auch in der Spule! Vielleicht mal isolierte Litze probieren. Proximity-Effekt gibt es auch noch. Kann man durch spezielle gegenläufige Wickeltechnik minimieren. Details gibt es bei den Funkern.
Abdul K. schrieb: > Mich wundert eh, daß Wima sich nach Absterben der Fernsehindustrie noch > am Markt halten kann. Afaik war Wima in der Fernsehindustrie nicht allzu weit vertreten. Roederstein (ERO, ROE) waren da deutlich stärker beteiligt ehe sie von Vishay geschluckt wurden. Allerdings muss ich zugeben, dass mir spontan kein Anwendungsgebiet einfällt in denen regelmäßig Wima Kondensatoren verbaut werden. Silvio K. schrieb: > Wenn ich den Namen des > Bildes richtig interpretiere (30V, 5A) , dann ist das Glühen der > Schraube ein gute Leistung. Im Leerlauf sind es rund 3A, viel Leistung wandert also nicht in die Spule (liegt wohl auch daran, dass mein Netzteil nur 5A schafft, eine höhere Spannung macht momentan aber auch keinen Sinn, da sich die Spule nach rund 10 Minuten selbst auslötet). > Wie warm werden die FETs dabei? Kaum. Die Aluplatte als Kühlkörper wird ungekühlt vielleicht 30-40°C warm (der Lüfter ist eigentlich nur für die Spule notwendig). Die IRF3415 mit 42mOhm produzieren bei 5A kaum Leitungsverluste und Schaltverluste gibt es dank dem ZVS auch kaum. Ich ziele damit in Richtung 500-1000W bei rund 24-40V Eingangsspannung. Wie weiter oben schon geschrieben ist dieser Royer Konverter vermutlich ideal für solche Sachen, das einzige Problem ist nur die hohe Spannung von rund 1kV beim Betrieb mit 230V, was 1,2kV, besser 1,5kV IGBTs erfordert. Das Hauptproblem ist die Spule. Diese hat grob rund 4mOhm. Für niedrigere Verluste müsste ich diesen Wert mindestens halbieren, was nicht einfach ist. Mittlerweile habe ich 10 von den FKP Kondensatoren an eine 2mm starke Kupferplatte gelötet, um nicht bei jedem Spulenwechseln alle einzeln ablöten zu müssen (bei soviel Kupfer muss ich nämlich mit dem Gasbrenner nachhelfen, da der 80W Lötkolben das nicht mehr schafft). Die Spule (1 Windung aus 40x2mm Kupfer) wollte ich anschrauben, nur hatte ich den Übergangswiderstand vergessen. Die Schraubverbindung wird innerhalb kürzester Zeit extrem heiß. Ich muss mir wohl doch mal ein paar Kupferrohre besorgen.
@Abdul K. (ehydra) Benutzerseite >Ja. Leider dann auch viel weniger Kapazität pro Bauvolumen. Größeres >Bauvolumen->höherer Preis und vor allem Induktivität. Ein Teufelskreis >der nicht durch Material sondern durch Technik durchbrochen werden muß. Nun mach mal halblang! Ich behaupte mal ganz kess, dass sie Induktivität zwischen MKS und MKT sich nicht nennenswert unterscheidet. Wir reden hier nicht von Kondensatoren im Würfelzuckerformat vs. Schuhkarton. Und der Preis ist nun mal so. You get what you pay for. Immer dieses Gejammer! >LTspice gab es noch nicht. Wird bisweilen auch überschätzt. Eine Simulation ist nur die halbe Wahrheit. Und ein realistische Simulation kann man nur machen, wenn man die Relaität schon sehr gut kennt. >Ende durfte ich mich als Kondensatorexperte bezeichnen. Der Einäugige unter den Blinden . . .?!? >Mich wundert eh, daß Wima sich nach Absterben der Fernsehindustrie noch >am Markt halten kann. Eure HV-Geschichten werden sie jedenfalls als >ideale Anwendung sehr glücklich lesen. Ich glaub kaum, dass das DER riesige Markt ist. Ich tippe mal eher auf Motoren, Umrichter, Netzteile und ähnliches. >Wenn dann ein X/Y/-1/2-Kondi eines anderen Herstellers genauso viel >kostet, wie ein nicht zertifizierter Kondi gleicher >Kapazität/Spannungsklasse bei Wima, kommen Fragen auf. Ja. Z.B. ob die anderen Kondensatoren sich auch an ihr Datenblatt halten. Und das auch in 100k Stückzahlen und nach Jahren rauer Umgebungsbedingungen. @ Abdul K. (ehydra) Benutzerseite >LTspice hat immer dann ein Problem, wenn der Steigungsgrad/Tangente sich >schlagartig ändert. Insbesondere dann, wenn der Zeitmaßstab für die >Simulation eigentlich Zehnerpotenzen langsamer ist. Für sowas kann man die Schrittweite der Zeitauflösung begrenzen un zur Not halt alles mit 10ns und weniger simulieren. Dauert länger, ist aber genauer bzw. realistischer. Und die Kurven sehen deutlich besser aus ;-) MFG Falk
@ Benedikt K. (benedikt) (Moderator) Nochmal die Frage. > Zumindest haben >bei mir 8 100nF 630V FPK1 Kondensatoren mit rund 130A keine Probleme (= >16Aeff pro Kondensator!). Wie hast du das gemessen? MFG Falk
Falk Brunner schrieb: > Nochmal die Frage. > >> Zumindest haben >>bei mir 8 100nF 630V FPK1 Kondensatoren mit rund 130A keine Probleme (= >>16Aeff pro Kondensator!). > > Wie hast du das gemessen? Wie oben schon geschrieben: Ich habe Spannung und Frequenz gemessen. Da die Frequenz nur von L und C (und etwas von R) abhängt, kann man somit L berechnen. Da I und U bei einem Schwingkreis von dessen Kennwiderstand abhängen, kann man somit I berechnen.
@ Benedikt K. (benedikt) (Moderator) >Wie oben schon geschrieben: Ich habe Spannung und Frequenz gemessen. Reicht nicht. > Da >die Frequenz nur von L und C (und etwas von R) abhängt, kann man somit L >berechnen. Ja. > Da I und U bei einem Schwingkreis von dessen Kennwiderstand >abhängen, kann man somit I berechnen. Und du kennst die Güte deines Schwingkreises WIRKLICH? Da kann man sich mal fix um den Faktor 10 vertun. Ich hab da so meine Zweifel. Die Kondensatoren sind gut, aber 130A bei 450kHz sind FETT! MFG Falk Versuch mal ne Stromzange oder einen Stromwandler aufzutreiben, z.B. sowas hier http://de.rs-online.com/web/search/searchBrowseAction.html?method=getProduct&R=3997339 Dann kann man mal wirklich messen.
Falk Brunner schrieb: > Und du kennst die Güte deines Schwingkreises WIRKLICH? Da kann man sich > mal fix um den Faktor 10 vertun. Ich messe die Stromaufnahme im Leerlauf. Das ist denke ich ein recht gutes Abbild für die Güte. Zumindest hat das bei kleineren Schwingkreisen bis auf rund 25% Unterschied zwischen Simulation und Messung gepasst. Selbst wenn ich den Widerstand der Spule in der Simulation um mehr als Faktor 2 ändere, ändert sich der Strom nur um wenige 10%. Obs jetzt 130A, 100A oder 150A sind, darauf möchte ich mich nicht festlegen, aber um den den Dreh rum muss es sein, denn alleine mit der Kapazität und der Frequenz kann man die Induktivität recht gut berechnen. Der kleine Widerstand der Spule ändert da nicht viel. Und bei bekannten Spannung und gegebener Frequenz muss nunmal ein entsprechender Strom fließen um die Kondensatoren umzuladen. > Versuch mal ne Stromzange oder einen Stromwandler aufzutreiben, z.B. > sowas hier > > http://de.rs-online.com/web/search/searchBrowseAction.html?method=getProduct&R=3997339 > > Dann kann man mal wirklich messen. Sowas habe ich sogar hier liegen, nur bekommt man eine 40mm breiten Kupferschiene schlecht durch ein 5mm Loch...
Ich denke auch, Spannung und Frequenz am Kondensator verraten schon die Größenordnung des Stromes. (Eigentlich ganz genau). Und ob nun ein paar Milliohm in Reihe noch dazukommen, welches die Verluste des Kondensator widerspiegeln, ändert am Strom kaum etwas. >Im Leerlauf sind es rund 3A, viel Leistung wandert also nicht in >die Spule Die Leistung wandert in die Spule, und genau das ist das Problem. Die Leistung sollte vielmehr in das Werkstück laufen und nicht in die Verluste der Spule. Hier an dieser Stelle ist die Güte wirklich wichtig. Aber wenn ich das richtig in Erinnerung habe, ist die Leerlaufgüte meines Schwingkreises auch nicht besonders hoch. So Q=30. Damals hätte ich auch mehr gedacht, aber die Realität ist eben hart.
Silvio K. schrieb: >>Im Leerlauf sind es rund 3A, viel Leistung wandert also nicht in >>die Spule > > Die Leistung wandert in die Spule, und genau das ist das Problem. Die >Leistung sollte vielmehr in das Werkstück laufen und nicht in die > Verluste der Spule. Äh ja, eigentlich wollte ich auch Werkstück schreiben. Man unterschätzt leider die hohen Ströme: Wie oben geschrieben habe ich rund 4mOhm für die Spule ausgerechnet: Bei 130A sind das 0,52V Spannungsabfall (ein vernachlässigbar kleiner Anteil bei rund 60Veff im Schwingkreis), aber dennoch sind dies 68W Verlustleistung... Mein Schwingkreis müsste eine Güte von etwa 90-100 haben, was denke ich nichtmal schlecht ist. Wenn ich mit deinen Werten rechne, (Q=30, 564nF, 2µH), dann komme ich auf rund 60mOhm für Spule + Kondensatoren, was mir relativ viel vorkommt. Das Hauptproblem bei unseren Spulen gegenüber den in den Industrie verwendeten ist vermutlich die unpassenden Abmessungen (Spule deutlich größer als das Werkstück) was eine geringe Kopplung zur Folge hat und somit eine deutlich größere Blindleistung erfordert um etwas Energie in das Werkstück zu bekommen.
Falk Brunner schrieb: > @Abdul K. (ehydra) Benutzerseite > >>Ja. Leider dann auch viel weniger Kapazität pro Bauvolumen. Größeres >>Bauvolumen->höherer Preis und vor allem Induktivität. Ein Teufelskreis >>der nicht durch Material sondern durch Technik durchbrochen werden muß. > > Nun mach mal halblang! > Ich behaupte mal ganz kess, dass sie Induktivität zwischen MKS und MKT > sich nicht nennenswert unterscheidet. Wir reden hier nicht von > Kondensatoren im Würfelzuckerformat vs. Schuhkarton. > Und der Preis ist nun mal so. You get what you pay for. Immer dieses > Gejammer! Ich jammere nicht. Nur um es zu testen, hatte ich Kerkos in Batterien aufgelötet. Ging, waren dann so 30uF die mit 300kHz betrieben wurden. Alle schön nebeneinander auf der freigekratzten fetten Leiterbahn versammelt. Wenn das Gerät einschaltete, haben die Kerkos geziept ;-) War aber nur ein Experiment und nicht produktionstauglich. > >>LTspice gab es noch nicht. > > Wird bisweilen auch überschätzt. Eine Simulation ist nur die halbe > Wahrheit. Und ein realistische Simulation kann man nur machen, wenn man > die Relaität schon sehr gut kennt. Damals hatte ich mir ein mathematisches Modell der Schaltung ausgearbeitet und konnte dann die Kondis und FETs nach Datenblatt-Angaben halbwegs in die fertige Spec der Schaltung umrechnen. Was mir als Zielführung half. Vor ca. 2 Jahren habe ich die Schaltung dann interessehalber in LTspice nachgebaut. Wollte es einfach wissen! Und es ist erstaunlich genau. Gott, was hätte ich damals an Zeit sparen können mit SPICE. War mir aber nicht zugänglich. Das Simulationsergebnis ist verblüffend genau!! Allerdings habe ich alle relevanten parasitären Elemente berücksichtigt. > >>Ende durfte ich mich als Kondensatorexperte bezeichnen. > > Der Einäugige unter den Blinden . . .?!? Wie soll ich das nun interpretieren? Lassen wir das lieber und bleiben Freunde. > >>Mich wundert eh, daß Wima sich nach Absterben der Fernsehindustrie noch >>am Markt halten kann. Eure HV-Geschichten werden sie jedenfalls als >>ideale Anwendung sehr glücklich lesen. > > Ich glaub kaum, dass das DER riesige Markt ist. Ich tippe mal eher auf > Motoren, Umrichter, Netzteile und ähnliches. Mach doch einfach mal einen Grundig der vor 20 Jahren produziert wurde, auf. Überall blinkt es Bonbonfarben nach Wima. > >>Wenn dann ein X/Y/-1/2-Kondi eines anderen Herstellers genauso viel >>kostet, wie ein nicht zertifizierter Kondi gleicher >>Kapazität/Spannungsklasse bei Wima, kommen Fragen auf. > > Ja. Z.B. ob die anderen Kondensatoren sich auch an ihr Datenblatt > halten. Und das auch in 100k Stückzahlen und nach Jahren rauer > Umgebungsbedingungen. Woher soll ich das wissen? Großserien-Entwicklung treibt sich bei µC eh nicht rum. Für ein hochpreisiges Spezialgerät kann man natürlich auch die scheinbar Besten Teile wählen. Gibt aber auch nur mehr Sicherheitsgefühl. >>LTspice hat immer dann ein Problem, wenn der Steigungsgrad/Tangente sich >>schlagartig ändert. Insbesondere dann, wenn der Zeitmaßstab für die >>Simulation eigentlich Zehnerpotenzen langsamer ist. > > Für sowas kann man die Schrittweite der Zeitauflösung begrenzen un zur > Not halt alles mit 10ns und weniger simulieren. Dauert länger, ist aber > genauer bzw. realistischer. Und die Kurven sehen deutlich besser aus ;-) > Mag sein. Den Trick habe ich von Helmut. Der ist für mich maßgebend. Falk, wenn ich dich langweile dann sag es doch einfach. Ich habs nur geschrieben, damit andere draus lernen können und a bisserl Kaffeeklatsch muß auch sein.
Benedikt K. schrieb: > Silvio K. schrieb: > >>>Im Leerlauf sind es rund 3A, viel Leistung wandert also nicht in >>>die Spule >> >> Die Leistung wandert in die Spule, und genau das ist das Problem. Die >>Leistung sollte vielmehr in das Werkstück laufen und nicht in die >> Verluste der Spule. > > Äh ja, eigentlich wollte ich auch Werkstück schreiben. > Man unterschätzt leider die hohen Ströme: Wie oben geschrieben habe ich > rund 4mOhm für die Spule ausgerechnet: Bei 130A sind das 0,52V > Spannungsabfall (ein vernachlässigbar kleiner Anteil bei rund 60Veff im > Schwingkreis), aber dennoch sind dies 68W Verlustleistung... > Mein Schwingkreis müsste eine Güte von etwa 90-100 haben, was denke ich > nichtmal schlecht ist. > Du rennst hier in genau die gleichen Probleme wie die Hardcore-Antennenbastler. Dort sich diverse Lösungen erarbeitet worden. Ich würde dir mal vorschlagen, daß du Kupferlitze als Spule benutzt. Eine die locker gewebt ist, damit die Einzelleiter sich möglichst wenig berühren, weil sie sonst wegen dem Skineffekt uneffektiv als Ganzes arbeiten. Versuch mal eine Keramikkaffeetasse, die du umwickelst und eventuell mit Silikon außen die Spule befestigst. Eventuell tut es bereits Entlötlitze. Habe ich noch nicht probiert. Ein Masseband aus dem nächsten Autoshop sollte noch besser funzen. Wird im Motorraum als Verbindung zwischen Karosserie und Motorblock verwendet. Da fließt der Anlasserstrom drüber. Also heftigst. Vielleicht hast du auch Silikonschlauch. Damit kannst du Wicklungen gut zueinander isolieren. Silikon ist locker bis 200°C hitzefest. Kurzzeitig je nach Sorte bis ca. 500°C. Für höchste Güte muß die Spule in erster Näherung würfelförmig sein.
Die Güte im leerlauf ist nicht wichtig. Mit Last sollte die Güte etwa bei 4 liegen. Echte HF Litze mit Einzelisolierten Adern ist unerlässlich bei Frequenzen ab ca. 50kHz.
Hallo Nightwing,
>Mit Last sollte die Güte etwa bei 4 liegen.
Oh, eine konkrete Zahl. Ist das eine Schätzung oder Erfahrung? Die Güte
mit Last ist sicherlich sehr niedrig, ändert sich natürlich jenach
Werkstück und Temperatur. Die Güte nimmt über der Curie-Temp. wieder zu
und dann spielt die Leerlaufgüte doch eine Rolle. Das lasse ich mal so
im Raum stehen...
Grüße
Benedikt, >Wie oben geschrieben habe ich rund 4mOhm für die Spule ausgerechnet... >Mein Schwingkreis müsste eine Güte von etwa 90-100 haben, was denke >ich nichtmal schlecht ist. 4mOhm sind wirklich wenig. Stimmt das überein mit Spulendrahtlänge und effektiven Querschnitt bei 450 kHz? Ehrlich gesagt ist Q=100 zu gut für mein Bauchgefühl ;-)
Silvio K. schrieb: > > 4mOhm sind wirklich wenig. Stimmt das überein mit Spulendrahtlänge und > effektiven Querschnitt bei 450 kHz? Es sind 6x 2,5mm². Bei 450kHz sind es rund 0,1mm Eindringtiefe. 2,5mm² müssten 1,8mm Durchmesser sein, also 5,6mm Oberfläche um den Draht. Dies ergibt einen leitenden Querschnitt von etwa 0,56mm², also 3,36mm² effektiven Querschnitt für alle 6 parallelen Drähte. Die Spule hat 2 Windungen mit 50mm Durchmesser, ergibt also etwa 350mm Gesamtlänge inkl. Zuleitungen. Mit einer Leitfähigkeit von 0,0178 Ohm*mm²/m ergibt sich damit ein Widerstand von theoretisch 1,85mOhm. Wenn man den zusätzlichen Widerstand durch die Temperaturerhöhung sowie den Übergangswiderstand im Lötzinn usw. betrachtet, dann passen die 4mm meiner Meinung nach recht gut, vor allem da die Eindringtiefe auch nur eine Näherung ist. Das ist bestimmt die 10. oder gar 20. Spule die ich ausprobiert habe und mit dieser hatte ich bisher die besten Ergebnisse.
Güte 4 ist ein bewährter Erfahrungswert. Über Curie muss HF eingesetzt werden, dann bleibt die Güte deutlich unter 10. Die Ummagnetisierungsverluste fallen weg, die Wirbelstromverluste bleiben jedoch erhalten.
Hallo Nightwing, danke für die Information. >Über Curie muss HF eingesetzt werden, dann bleibt die Güte deutlich >unter 10. HF ist für mich 1 MHz bis 1 GHz. Da gehen die Definitionen weit auseinander. Welchen Frequenzbereich meinst du in diesem Fall?
An Abdul: >Ja. Leider dann auch viel weniger Kapazität pro Bauvolumen. >Größeres Bauvolumen->höherer Preis und vor allem Induktivität. Nicht unbedingt, da die guten Cs stirnseitig schoopiert sind, d.h. der Aluwickel ist kurzgeschlossen und hat nahezu keine Induktivität. An Jörg: > Windungszahlen in Trafos mit > geschlossenen Kernen müssen immer ganzzahlig sein. >Autor: Jörg R. (j_r) >Datum: 07.10.2009 15:56 >Damit ich nachsehen kann, gib doch mal den Link an. >Der Thread ist zu groß, um da etwas wiederzufinden. HOW TO DESIGN A TRANSFORMER WITH FRACTIONAL TURNS Lloyd H. Dixon, Jr. http://focus.ti.com/lit/ml/slup200/slup200.pdf G. Perica, "Elimination of Leakage Effects Related to the Use of Windings with Fractions of Turns", Proceedings of Power Electronics Specia-lists Conference (PESC), 1984, pp. 268-278 Haha: Spamfilter schlägt bei dem Wort Specia-lists Alarm, enthält cia-lis. Deshalb hier mit Bindestrich.
eProfi schrieb: > An Abdul: >>Ja. Leider dann auch viel weniger Kapazität pro Bauvolumen. >>Größeres Bauvolumen->höherer Preis und vor allem Induktivität. > > Nicht unbedingt, da die guten Cs stirnseitig schoopiert sind, d.h. der > Aluwickel ist kurzgeschlossen und hat nahezu keine Induktivität. > Wenn du eine 20A Ladungspumpe baust und die dir an der Seite wo die niedrigere Spannung ist, auf einmal deutlich mehr Strom liefert obwohl keinerlei Spulen in der Schaltung sind, dann verstehst du meine damaligen Beweggründe. Die Leiterbahnen aus Dickkupfer wellten sich wie schlecht verlegter Teppichboden...
@ eProfi (Gast) >Nicht unbedingt, da die guten Cs stirnseitig schoopiert sind, d.h. der Ja, aber >Aluwickel ist kurzgeschlossen und hat nahezu keine Induktivität. Da ist nix kurzgeschlossen. Der Kondensator ist nur nicht so aufgabeut, wie man es vermuten würe. Nämlich axial statt radial. MfG Falk
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Der liebe Herr eProfi hat mir ein mit Kondensatoren gefülltes Päckchen geschickt. Noch einmal vielen Dank an dieser Stelle. 2 von den gespendeten Snubber-Kondensatoren habe ich im 50 Ohm-System vermessen, um die Frage über den nutzbaren Frequenzbereichen besser abschätzen zu können und euch in Sachen Frequenzwahl zu unterstützen. In den WIMA-Datenblättern sind die Frequenzkurven nur bis maximal 100 kHz angegeben. Ich möchte ja knapp drüber arbeiten und die nutzbare Frequenz ist schwer zu schätzen. Die Kondensatoren sind ja auch ganz schöne große Klamotten. Die Verluste lassen sich theoretisch auch messen, praktisch aber nicht. Dazu liegt der reelle Reihenwiderstand, der alle Verluste nach außen hin repräsentiert, viel zu weit von 50 Ohm entfernt. Die Mikrowellentechniker wissen warum solche Messungen mit Vorsicht zu genießen sind. Da kommen also auch zum Teil negative Werte für den Reihenwiderstand raus, was natürlich Nonsens ist. Ich denke, den gezeigten 0,1 µF-Typ kann ich problemlos bei 150 kHz nutzen. Den 0,33µF-Typ vielleicht schon nicht mehr. Die gemessene Kapazität ist das Eine, aber die Verluste und die Stromverteilung auf der Folie im Kondensator ist wohl die Kehrseite der Medaille im Frequenzbereich von Eigenresonanz. Weiß jemand ob so ein Kondensator komplett linear ist, oder zeigen sich bei Vollaussteuerung noch komische Effekte wie Hysteresen, Spannungsabhänge Kapazität o.ä. Ich sollte mal mit der Firma Wima telefonieren. Vielleicht rücken die noch ein paar Kondensatoren raus. Die sind ja sonst recht teuer. Beste Grüße und Danke an eProfi Silvio
@Silvio K. (exh) >Eigenresonanz. Weiß jemand ob so ein Kondensator komplett linear ist, Naja, 100,0000% gibt es selten ;-) >oder zeigen sich bei Vollaussteuerung noch komische Effekte wie >Hysteresen, Spannungsabhänge Kapazität Da du wahrscheinlich von MKP/FPK Kondensatoren mit Polypropylen als Dielektrikum redest, sollten die Effekt praktisch keine Rolle spielen, sie sind sehr klein. >Wima telefonieren. Vielleicht rücken die noch ein paar Kondensatoren >raus. Die sind ja sonst recht teuer. Ohje, schon wieder einer der nur schlauchen will. Mann, Mann, Mann!!!
>Ohje, schon wieder einer der nur schlauchen will. Mann, Mann, Mann!!! "nur schlauchen" ist falsch. Ich bin der Meinung, dass das eigene Hobby nur nicht sehr teuer sein darf. Du weißt ja was die kosten und wenn man >10 Kondensatoren braucht, dann ist das für mich doch überlegenswert. Meine kompletten Investitionen für mein Ofenprojekt hat bis jetzt vielleicht so 200 Euro verschlungen, was sehr ok ist. > Da du wahrscheinlich von MKP/FPK Kondensatoren mit Polypropylen als >Dielektrikum redest, sollten die Effekt praktisch keine Rolle spielen, >sie sind sehr klein. Also vernachlässigbar
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Nach arbeitsbedingter Bastelpause ist nun mal der ganze Kram(s.Bild) in ein Gehäuse gewandert. Oben Netzfilter u. Netzteil für div. Hilfsspannungen wie Ventilator und Solid State Relais(unten links), dann folgt die Platine mit den IGBTs und der Ferrittrafo mit der Arbeitsspule. Gehäusespender war ein defektes DDR- Schutzleiterprüfgerät. Rechts neben u. über dem Ferritkern ist noch genügend Platz für die notwendige Sekundärspulenkühlung. Um eine Wasserkühlung werde ich wohl nicht herumkommen, obwohl mir Wasser in der Nähe von den hohen Spannungen nicht gefällt. Die Einschaltung im Nulldurchgang(durch das SSR) scheint wirklich zu helfen, jedenfalls kann ich nun mit dem Stecker ein- u. ausschalten, ohne daß es die IGBTs killt. @Silvio: Wie hast Du die Kühlung gelöst, d.h. wohin geht die Plastikleitung unter Deiner Arbeitsplatte? ulf. (gespannt auf den folgenden Härtetest)
Hallo Ulf, ich habe auch Bedenken wegen dem Wasser in der Nähe der hohen Spannung gehabt. Vor allem habe ich gedacht, dass sich über den Wasserkreislauf eine neue Masche bilden könnte, praktisch ein Stromkreis vom Lastschwingkreis betrieben. Aber alles halb so schlimm. Nehme sogar normales Leitungswasser und es zeigen sich keine Probleme wie Elektrolyse oder ähnliches. Zur Not habe ich aber auch destilliertes Wasser parat. Gekühlt wird mit einem Kühler der eigentlich für PC-Prozessoren gedacht ist. http://www.globtech.de/thermaltake-bigwater-745-clw0076-pi-12510.html Diesen Doppel-Kühler habe ich benutzt, den Rest nicht (weil nicht vorhanden). Dein neuer Aufbau sieht gut aus! Ich bin gespannt.
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Ein bißchen was für die Motivation. Habe ich vor einer ganzen Weile gemacht. Testobjekt war eine 40er-Karosserieunterlegescheibe vs. 1200 W. Die Curietemperatur wurde auch weit überschritten, da die Scheibe danach angeschmolzen war. So eine Scheibe ist ja ideal. Sie fängt viel magnetisches Feld und hat wenig Masse. Beste Grüße und weiter so... Silvio
Royer-Konverter ohne Mittelanzapfung und Ferritkern. Wurde hier zur Demo vom Induktiongesetz benutzt. Im Prinzip ist der Generator ja ein Induktionsofen mit einer einzigen Windung. http://4hv.org/e107_plugins/forum/forum_viewtopic.php?74096.0 Habe die Seite über Youtube gefunden: http://www.youtube.com/watch?v=2ODW-ntPHSU Ist echt beeindruckend in welcher Entfernung die Lampe noch leuchtet. Ob die Schaltung ein echter Royer ist oder nicht, lasse ich mal im Raum stehen. Eine starke Ähnlichkeit ist zumindest aber da. Und der Aufbau ohne Mittelanzapfung und ohne Ferrit-Trafo macht ihn sehr attraktiv, auch für mich. Eine doppelte Spule für die DC-Versorgung ist vielleicht doch eine gute Alternative. Meinungen?
Silvio K. schrieb: > Ist echt beeindruckend in welcher Entfernung die Lampe noch leuchtet. Mich wundert eher, dass die Lampe in relativ großer Entfernung hell leuchtet und trotzdem in der Nähe der Senderspule nicht sofort durchbrennt. Naja, dass kann man vielleicht so dimensionieren. Auf jeden Fall kann man die Kopplung ganz wesentlich dadurch erhöhen, dass man die Empfängerspule, wie offensichtlich auch in diesem Fall, auf Resonanz abstimmt. Diese Erkenntnis stammt schon aus den Anfängen der Funktechnik, wo man ja auch einen auf die Sendefrequenz abgestimmten Schwingkreis dazu benutzte, die umgebende Feldenergie regelrecht "abzusaugen". Für den Induktionsofen hilft das aber nicht weiter. > Ob die Schaltung ein echter Royer ist oder nicht, lasse ich mal im Raum > stehen. Eine starke Ähnlichkeit ist zumindest aber da. Und der Aufbau > ohne Mittelanzapfung und ohne Ferrit-Trafo macht ihn sehr attraktiv, > auch für mich. Eine doppelte Spule für die DC-Versorgung ist vielleicht > doch eine gute Alternative. Du kannst den Versorgungsstrom wahlweise über die Mittelanzapfung, eine oder beide Spulenenden zuführen; das ist dem Oszillator relativ egal. Die Mittelanzapfung hat den Vorteil, dass da die Spannung halb und die Frequenz doppelt so groß wie an den Enden ist. Du brauchst also eine Drossel, die nur ein Bruchteil der Induktivität bei gleicher Strombelastbarkeit haben muß; Bei hohen Leistungen ein wesentlicher Kostenfaktor. Jörg > > Meinungen?
Silvio K. schrieb: > Ist echt beeindruckend in welcher Entfernung die Lampe noch leuchtet. Da steckt auch ordentlich Leistung dahinter. Ich schätze mal >20A werden im Primärkreis schon fließen. Probier es mal mit deinem Aufbau aus: Ein Windung, mit einem Kondensator passend auf Resonanz abgestimmt und eine kleine 12V 0,xW Lampe dran. >20cm sollten da denke ich auf jeden Fall drin sein, vermutlich sogar noch mehr, immerhin ist bei dir der Strom und die Windungszahl höher, so dass das erzeugte Feld bei dir mehr als 10x stärker ist.
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>Probier es mal mit deinem Aufbau aus
Das habe ich schon mal versucht. Der Ofen lief damals auf kleiner
Leistung. Ich konnte aber nicht sehr weit von der Spule weg. Die Lampe
ist schnell dunkler geworden. Es war aber auch keine 0,X W Lampe eher 55
W. Wie Jörg schon sagte, die Empfängerspule (+C) ist auf Resonanz und
saugt deshalb alle Felder auf. Da hat er bestimmt recht und das ist auch
sicherlich der große Unterschied.
Gruß
Silvio K. schrieb: > die Empfängerspule (+C) ist auf Resonanz und > saugt deshalb alle Felder auf. Da hat er bestimmt recht und das ist auch > sicherlich der große Unterschied. Ja. Ich hatte das mal simuliert mit kleiner Leistung: Bei einem Kopplungsfaktor von 0,01 (was etwa 5-10cm Entfernung entspricht), waren 1,6mW möglich. Stimmte man die Empfängerspule auf Resonanz ab, stieg die erreichbare Leistung auf 380mW. Je geringer die Kopplung ist, desto mehr bringt der Kondensator. Die Spannung bleibt durch den Kondensator auch unabhängig von der Entfernung relativ konstant (zumindest im Vergleich zum mehr als quadratischen Abfall ohne), nur der maximale Strom sinkt mit der Entfernung. Das erklärt auch warum die Lampe auf der Seite bei kurzer Entfernung nicht durchbrennt und bei großer immer noch leuchtet.
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Nur mal um das ganze Thema Energieübertragung zu vervollständigen: Die Schaltung verwendet wirklich alle Tricks um die Reichweite zu erhöhen, die leider beim Induktionsofen (außer dem ersten) nicht anwendbar sind: - hohe Ströme im Schwingkreis (geschätzt 50A) - großer Durchmesser der Spule (um eine gute Kopplung bei der großen Entfernung zu erreichen) - abgestimmter Schwingkreis beim Empfänger - Impedanzanpassung der Last (über eine Spule, daher vermutlich auch der geringe Helligkeitsunterschied beim großen Abstand der Spulen) Das ganze funktioniert wirklich gut, die Abstimmung ist aber recht kritisch. Die Frequenz liegt bei mir bei 570kHz da ich größere Kondensatoren verwendet habe, (bei der Originalschaltung lag die Frequenz bei 1,5MHz). Der Royer Oszillator kommt also auch wunderbar mit sehr hohen Frequenzen zurecht. Dank der modifizierten Schaltung angelehnt an das Patent von Jörg funktioniert das bei mir auch ohne Kühlkörper problemlos. Die MKP Kondensatoren werden deutlich warm, obwohl der Strom und die Blindleistung pro Kondensator sehr viel niedriger ist, als bei meinem Schwingkreis bei den Induktionsofen Versuchen. Die dort verbauten FKP Kondensatoren sind also sehr viel besser als die MKP.
Ulf schrieb: > Nach arbeitsbedingter Bastelpause ist nun mal der ganze Kram(s.Bild) in > ein Gehäuse gewandert. Was aus einem Tauchsieder alles werden kann ;-) Schön kompakt. > @Silvio: > Wie hast Du die Kühlung gelöst, d.h. wohin geht die Plastikleitung unter > Deiner Arbeitsplatte? > Wird so sein wie wenn Intel den neuesten Prozessor vorführt...
Mal wieder ein Zwischenbericht: >Dein neuer Aufbau sieht gut aus! Dabei bleibt es auch, mit der Funktion hapert es immer noch. Am Trenntrafo gab es keine Probleme, aber nach einigen Tests direkt am Netz hat das eGrab wieder Zuwachs(3 IGBTs, 2 Mosfets, 1 Diode). Das Einschalten mit dem SSR scheint nicht zu helfen, vielleicht sollte ich doch die Hilfsspannung mit aus dem Netzteil nehmen und das SSR etwas verzögert einschalten. Aber wenn man mal die in der Simulation auftretenden Spannungen bei Lichte betrachtet, ist das anwachsende eGrab auch kein Wunder. Die 1200V IGBTs (FGA25N120) sehen ca. 1020V von der Primärspule, auch an den 600V Steuermosfets(IRFBC30) liegen ca. 500V an. Irgendwie scheint das Ganze doch zu hart am Limit zu laufen. Nun warte ich erstmal auf neue Bauteile mit höheren Spannungswerten. Und eine Wasserkühlung Und einen Ersatzlötkolben usw. >ich habe auch Bedenken wegen dem Wasser in der Nähe der hohen Spannung gehabt. Meine Bedenken bezüglich des Wassers galten eher dem Fall einer Undichtigkeit und den damit verbundenen Kurzschlüssen. An der Sekundärwicklung und Arbeitsspule liegen nur 75V an(und auch noch bei 25kHz), das sollte im Plastikschlauch nicht mehr allzuviel Probleme verursachen. Vielleicht muß man die Pumpe nicht an eine Spannungsquelle anschließen;-) Über weitere (Miß-)Erfolge werde ich berichten. ulf.
Ulf schrieb: > Dabei bleibt es auch, mit der Funktion hapert es immer noch. Am > Trenntrafo gab es keine Probleme, aber nach einigen Tests direkt am Netz > hat das eGrab wieder Zuwachs(3 IGBTs, 2 Mosfets, 1 Diode). Das Das deutet auf einen Überstrom hin, den der Trenntrafo möglicherweise abmildert. > Einschalten mit dem SSR scheint nicht zu helfen, vielleicht sollte ich > doch die Hilfsspannung mit aus dem Netzteil nehmen und das SSR etwas > verzögert einschalten. wie ich ja schon früher schrieb, muß die Hilfsspannung bereits anliegen, wenn die Netzspannung eingeschaltet wird. > Aber wenn man mal die in der Simulation auftretenden Spannungen bei > Lichte betrachtet, ist das anwachsende eGrab auch kein Wunder. Die 1200V > IGBTs (FGA25N120) sehen ca. 1020V von der Primärspule, auch an den 600V > Steuermosfets(IRFBC30) liegen ca. 500V an. Irgendwie scheint das Ganze > doch zu hart am Limit zu laufen. Das ist eigentlich unproblematisch. Gefährlich wird es erst, wenn die Netzspannung zu hoch wird. In den Patentunterlagen ist natürlich nur das Prinzip des Oszillators beschrieben. In der Praxis werden Oszillatoren dieser Leistungsklasse sinnvollerweise mit einer Schutzschaltung betrieben, die den Oszillator bei Überspannung oder Überstrom Infolge eines unvorhergesehenen Betriebszustandes vom Netz trennt. Gerade in der Testphase reduziert das den IGBT-Verschleiß erheblich. Jörg > Nun warte ich erstmal auf neue Bauteile mit höheren Spannungswerten. > Und eine Wasserkühlung > Und einen Ersatzlötkolben > usw. > >>ich habe auch Bedenken wegen dem Wasser in der Nähe der hohen Spannung > gehabt. > > Meine Bedenken bezüglich des Wassers galten eher dem Fall einer > Undichtigkeit und den damit verbundenen Kurzschlüssen. An der > Sekundärwicklung und Arbeitsspule liegen nur 75V an(und auch noch bei > 25kHz), das sollte im Plastikschlauch nicht mehr allzuviel Probleme > verursachen. Vielleicht muß man die Pumpe nicht an eine Spannungsquelle > anschließen;-) > > Über weitere (Miß-)Erfolge werde ich berichten. > > ulf.
Hallo Ulf, in Beitrag "Re: Induktionsheizung (nicht) ganz einfach" hattest du geschrieben, dass du 20 A auf dem Netzkabel gemessen hast. Sehe ich Folgendes richtig?: P=220V*20A Wenn ja, dann Wow! Hatte keine Ahnung wieviel Leistung dein Ofen bringt. Zum Thema Knall beim Einschalten: Was hältst du von der Spannungsspeisung wie ich es mache, siehe: http://www.mikrocontroller.net/attachment/59636/Gesamtsystem.png Das Problem mit den Nulldurchgänge habe ich gelöst, in dem ich eine 20 V-DC-Quelle parallel am Gleichrichter habe. Das heißt, ich habe nie eine Spannung unter +20 V am Oszillator. Vielleicht kannst du das in deiner Schaltung als Starthilfe übernehmen. Also mit 20 V anschwingen lassen und dann im Nulldurchgang mit SSR das Netz dazuschalten. Gruß
Hallo zusammen, am WE wieder getüftelt: das Problem eGrab lässt sich einfach umgehen, wenn folgende Bedingungen erfüllt sind: 1. es muss immer exakt ein Transistor leiten (nicht mehr und nicht weniger). 2. ein Transistor darf nicht länger als 1 ms lang leiten, dann ist der andere dran. Im Anhang findet Ihr eine Schaltung mit bekannter Hilfsspule, daran ein Komparator mit 2 Ausgängen (2. ist invertiert). Zum Test speist er direkt die Igbts, in der Praxis gehören Gate-Treiber dazwischen. Der Gag mit den beiden Hilfsspannungen ist: eine hat eine geringe AC-Komponente, die gerade so groß ist, dass der Komparator "anspringt". Wie schonmal geschrieben wurde, reißt auch im Nulldurchgang die Schwingung nicht ganz ab, so dass es in der folgenden Halbwelle gleich richtig weitergeht. Das IGBT-Modell hat Ulf mal in einem anderen Thread veröffentlicht.
Hallo, Ihr fleißigen Helfer! @ Jörg R. >wie ich ja schon früher schrieb, muß die Hilfsspannung bereits anliegen, wenn die Netzspannung eingeschaltet wird. Daran werde ich mich nun halten, eine zusätzliche Spannungsquelle ist ja sowieso vorhanden. >In der Praxis werden Oszillatoren dieser Leistungsklasse sinnvollerweise mit einer Schutzschaltung betrieben, die den Oszillator bei Überspannung oder Überstrom Infolge eines unvorhergesehenen Betriebszustandes vom Netz trennt. Gerade in der Testphase reduziert das den IGBT-Verschleiß erheblich. Das ist aber dann auch ein erheblicher Aufwand, um schnell genug vom Netz gehen zu können. Mal sehen, was mir dazu einfällt, das SSR scheidet dafür aus... In der Praxis ist Deine Patentschaltung ja sogar schweißtauglich, mit all den Härtebedingungen. Hut ab! Die 1500V IGBTs werde ich dennoch testen, sind schon in der Hongkong Post. @Silvio >P=220V*20A Mit Phasenverschiebung zwar, aber der Zähler jubelt schon. Müßte man mal die Runden zur Stoppuhr zählen. Die Verwendung meines Trenntrafos gefällt mir eigentlich nicht, eben wegen der heftigen Leistung. Der arme Trafo will eigentlich nur 4A sehen. Die 20V Spannungsquelle wird bei mir sinnvollerweise eher als Hilfsspannungsquelle dienen. Nach der Gleichrichterbrücke sitzt der fette ELKO und hält das Kind auch am Schaukeln. @eProfi In Deiner Simulation haben mich erst einmal R3 bis R6 verwirrt, sind aber offensichtlich nur Rudimente. Der Trick mit der Spannungsquelle V1 gefällt mir, damit muß die Simulation nicht noch das Netz gleichrichten. Bei dem supersanften Anschwingen ist es auch nicht weiter störend, daß der Spannungsverlauf etwas anders ist als nach dem Brückengleichrichter. Noch ein kleiner Nachtrag zum Thema Curietemperatur: Egal, was ich in meine fette Arbeitsspule stecke, alle Probestücke haben das gleiche Verhalten. Wenn sich ein schmaler Bereich in der Spulenmitte bis zur Rotgluht erhitzt hat, breitet sich der rotglühende Streifen immer mehr aus bis fast das gesamte in der Spule befindliche Eisen gleichmäßig glüht. Die Glühtemperatur scheint überall konstant zu bleiben, wahrscheinlich ca. im Curie- Bereich. Für meine Zwecke ist diese "Schallmauer" ideal, da mir die Werkstücke nicht wegtropfen können. Wenn meine Höllenmaschine wieder mal funktioniert, muß ich mal eine fette U-Scheibe testen, vielleicht wird die etwas wärmer. Bisher hatte ich immer den Blechwinkel, ein 8x30 Flacheisen oder ein 40mm Wasserrohr als Prüflinge, alle länger als die Spule. Um eine weitere Erhitzung zu erreichen, müßte man evtl. doch höhere Frequenzen einsetzen. Guten Abend! ulf. der sich als alter Dresdner auch nach 20 Jahren noch über den 9.11. freut...
Ulf schrieb: > Habe übrigens ein FGL40N120AND Modell für LTspice im Netz gefunden und > damit (fast) den richtigen IGBT in der Simulation. Wo hast du es gefunden?
>In Deiner Simulation haben mich erst einmal R3 bis R6 verwirrt, >sind aber offensichtlich nur Rudimente. Ja, ich hatte den 100:1 Spannungsteiler verwendet, um die C-Spannung gleichzeitig mit der G-Spannung betrachten zu können (geht sonst nicht im gleichen Fenster (Pane)). >Der Trick mit der Spannungsquelle V1 gefällt mir, damit muß >die Simulation nicht noch das Netz gleichrichten. Genau, geht einfach schneller (wie oben bereits beschrieben das Nichtleitendwerden der Netz-Dioden). Und nebenbei geht die Spannung nicht unter 326-325=1 V. Mit eine Hilfe, damit die Schwingung über den "Nulldurchgang" erhalten bleibt. > Bei dem supersanften Anschwingen ist es auch nicht weiter störend, > daß der Spannungsverlauf etwas anders ist als nach dem > Brückengleichrichter. Genau, die Form folgt genau der Spannung. eProfi, der überlegt, ob er seine Tesla-Spule mal auf die Induktionsspule stellen soll.
eProfi schrieb: > eProfi, der überlegt, ob er seine Tesla-Spule mal auf die > Induktionsspule stellen soll. Das ist komplizierter als man denkt: Prinzipiell funktioniert es, aber man hat es hier mit 2 gekoppelten Schwingkreisen zu tun. Um viel Energie zu übertragen, muss man diese gut koppeln. Leider ist der Frequenzgang von zwei gut gekoppelten Schwingkreisen keine eine Spitze, sondern es sind 2 Spitzen (Stichwort überkritische Kopplung). Und das macht den praktische Nutzen ziemlich zunichte. In der Praxis führt das nämlich zu einem interessanten Effekt: Passt man die Frequenz an (z.B. über die Kapazität) steigert man die Leistung und somit die Lichtbögen. Irgendwann springt die Resonanzfrequenz dann aber in die andere Spitze, so dass man wieder in die entgegengesetzte Richtung abstimmen muss. Zum Spielen ganz nett, für echte Anwendungen unbrauchbar.
Benedikt K. schrieb: > In der Praxis führt das nämlich zu einem interessanten Effekt: Passt man > die Frequenz an (z.B. über die Kapazität) steigert man die Leistung und > somit die Lichtbögen. Irgendwann springt die Resonanzfrequenz dann aber > in die andere Spitze, so dass man wieder in die entgegengesetzte > Richtung abstimmen muss. Zum Spielen ganz nett, für echte Anwendungen > unbrauchbar. Stichwort: gekoppeltes Doppelpendel.
eProfi schrieb: > Im Anhang findet Ihr eine Schaltung mit bekannter Hilfsspule, daran ein > Komparator mit 2 Ausgängen (2. ist invertiert). Zum Test speist er > direkt die Igbts, in der Praxis gehören Gate-Treiber dazwischen. Die Netzspannung ist wie im Anhang gezeigt, einfacher zu realisieren. Ist auch genauer. LTspice stört die 'hängende Gärten'-Spannungsquelle nicht. Die Dioden und Kondi sind nur exemplarisch.
Bei Aldi gibts seit Monat eine 1800W Induktionsherdplatte für 30EUR :-) Grüße, Gast
@ Uhu Uhuhu >> Habe übrigens ein FGL40N120AND Modell >Wo hast du es gefunden? Im anmeldepflichtigen LTspice- Forum, hab's hier mal angehängt. uhuuulf.
Gast schrieb: > Bei Aldi gibts seit Monat eine 1800W Induktionsherdplatte für 30EUR :-) > Mich würde mal interessieren, ob die Herde die Temperatur im Topf genau halten. Ja, plane da Mißbrauch ;-) Hier mal ein Link: http://www.rumpeldealzchen.de/toepfe-aldi-induktionskocher-angebot/890/ Da steht: "Beim Kauf sollte man sich auch nach dem Stand-By Stromverbrauch erkundigen. Denn bei vielen Induktionsherden wird gefordert, dass sie kontinuierlich am Netz bleiben." Hä? Weiß jemand warum? Und wenn mir dann noch jemand erklären kann, wie man bei ALDI die Suchfunktion findet...
Hallo Abdul, ich habe ja vor ein paar Wochen einen solchen (ähnlichen) Herd gekauft (aber noch nicht auseinandergebaut). >Mich würde mal interessieren, ob die Herde die Temperatur im Topf >genau halten. Ja, plane da Mißbrauch ;-) Das habe ich mich auch gefragt. Die Antwort ist folgende: Mit wenig Wasser im Topf funktioniert die Temperaturregelung extrem schlecht. In meinem Versuch waren vielleicht so 3 cm Wasser im Topf und 60 Grad eingestellt. Der Herd fährt auf 90 °C hoch und merkt es erst dort. Dann fällt die Temperatur auf ca. 55 Grad ab und das Spiel beginnt von vorn. Mit mehr Wasser wird die Regelung besser, ist aber immer noch schlecht. Ich denke der Temperatursensor ist zu träge und macht die Regelstrecke instabil. Was planst du für einen Missbrauch? Gruß
Ulf schrieb:
> Im anmeldepflichtigen LTspice- Forum, hab's hier mal angehängt.
Danke, ich hatte sie mittlerweile hier in einem anderen Beitrag
gefunden.
Silvio K. schrieb: >>Mich würde mal interessieren, ob die Herde die Temperatur im Topf >>genau halten. Ja, plane da Mißbrauch ;-) > Mit wenig Wasser im Topf funktioniert die Temperaturregelung extrem > schlecht. In meinem Versuch waren vielleicht so 3 cm Wasser im Topf und > 60 Grad eingestellt. Der Herd fährt auf 90 °C hoch und merkt es erst > dort. Dann fällt die Temperatur auf ca. 55 Grad ab und das Spiel beginnt > von vorn. Mit mehr Wasser wird die Regelung besser, ist aber immer noch > schlecht. > > Ich denke der Temperatursensor ist zu träge und macht die Regelstrecke > instabil. Dank! Die Kopplung ist halt einfach schlecht. Die Regelstrecke wird für eine übliche Befüllung optimiert sein. Wenn da überhaupt was chinesisch optimiert wird ;-) Also sind diese Geräte vermutlich alle gleich schlecht. Ein normaler E-Herd ist da vermutlich erheblich besser. Zumindest meinem Kochgefühl nach. Vielleicht gibt es ja bessere Modelle mit einem echten Temperatursensor, der die Topfunterseite halbwegs messen kann?? > > Was planst du für einen Missbrauch? > Als Lötplatte. Muß aber noch einige Experimente machen.
>Die Kopplung ist halt einfach schlecht. Die thermische Kopplung durch die Glasplatte zum Sensor hin meinst du sicherlich. >Als Lötplatte. Nette sinnvolle Idee. Mit dickem Stahlblech als Arbeitsplatte und mit einer selbstgebauten Regelung wird das bestimmt was.
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>Die thermische Kopplung durch die Glasplatte zum Sensor Ein Thermofühler ist mit Wärmeleitpaste eingepappt und wird mit einem federbelasteten Plastikteil an die Glasplatte gedrückt. Je schneller die Erwärmung stattfindet, desto mehr ist die Regelung hinterm Mond. >Als Lötplatte ... wäre mir das Induktionskochfeld zu ungenau und gefährlich. 1. Stahlblech erwärmt sich sehr schnell wegen der geringen spezifischen Wärme von Blech + Platine und verzieht sich dabei 2. Regelung erfolgt verzögert und nur punktuell dort, wo der Meßfühler an die Glasplatte gedrückt wird 3. Blech und Platine haben nur unzuverlässig und ungleichmäßig Kontakt. 4. Schnelle Erwärmung der zu lötenden Platine nur bei rel. hoher Blechtemperatur 5. Gefahr durch hohe Induktionsspannungen auch in den Leiterbahnen. Pardon, jetzt habe ich nur den Plan zerredet. Aber wesentlich einfacher scheint mir der hier: http://www.elk-tronic.de/Services/Kleinserie/Kleinserie.htm abgebildete Ofen zu sein. Oder der umgebaute Baustrahler, den ich immer benutze(s. Foto). Aber das alles gehört zu einem anderen Themengebiet. ulf. (ansonsten glühender Verfechter des Induktionsprinzips überall, wo DIREKT das Werkstück bzw. der Topf erhitzt wird)
Macht nix wenn du mir meine Ideen zerreden willst. Geht bei meinem Dickkopf eh nicht ;-) Der Baustrahler ist nett. Sozusagen tiefergelegt. Haben 1x 500W nicht gereicht? Das mit der punktuellen Erwärmung und Verziehen ist in meinem speziellen Fall kein Problem, da ich mit dem Löten in einer Flüssigkeit experimentiere. So habe ich überall eine einheitliche Temperatur. Ich will nämlich auf flexible Leiterplatten löten. Also hauptsächlich SMD bestückt. Am Einfachsten wäre es ja in der Mikrowelle. Nur befürchte ich trotz vollständiger Flüssigkeitsummantelung der Platine trotzdem Bauelementeschäden durch die Mikrowellenstrahlung.
Hallo Abdul K.! Löten paßt mehr ins Platinen- Forum. Trotzdem noch einige Antworten: >Haben 1x 500W nicht gereicht? 1x500 war zu hell zum Beobachten des Schmelzens, ich habe dann mit den 4 Röhren in Reihe bzw. 2x2 Röhren in Reihe(über den 2poligen Umschalter zu wechseln) bessere Erfahrungen gemacht. Ideal wäre natürlich eine rote Scheibe für den Scheinwerfer, habe ich aber bisher nicht gefunden. >Am Einfachsten wäre es ja in der Mikrowelle. Dann müßte aber das >Löten in einer Flüssigkeit mit WASSER geschehen, sonst findet keine richtige Erwärmung statt. Aber auch dann ist es ein sicherer Tod für alle Elektronik. Probiere mal die allgemein bekannten Mikrowellen- Spielereien, z.B. eine alte Glühbirne oder eine Leuchtdiode. Auch eine olle Platine, selbst ohne Elektronik drauf, macht ein schönes Feuerwerk. Viel Spaß! ulf.
Wenn du die Strahlung mehr oder weniger vollständig reflektieren läßt, schmilzt dir das Quarzglas weg. Die Temperatur stellt sich eigentlich nur über das Wärmegefälle passend ein.
Ulf schrieb: >>Haben 1x 500W nicht gereicht? > > 1x500 war zu hell zum Beobachten des Schmelzens, ich habe dann mit den 4 > Röhren in Reihe bzw. 2x2 Röhren in Reihe(über den 2poligen Umschalter zu > wechseln) bessere Erfahrungen gemacht. Ideal wäre natürlich eine rote > Scheibe für den Scheinwerfer, habe ich aber bisher nicht gefunden. > Die rote Scheibe würde dir platzen. Da müßtest du einen dielektrisch beschichteten Spiegel benutzen, der schräg steht. Sowas ist aber sehr teuer. Höchstens aus dem Restposten-Militär-Kram besorgbar. Was machst du mit dem Strahler? Ist das dein Lötofen? >>Löten in einer Flüssigkeit > > mit WASSER geschehen, sonst findet keine richtige Erwärmung statt. Aber > auch dann ist es ein sicherer Tod für alle Elektronik. Probiere mal die > allgemein bekannten Mikrowellen- Spielereien, z.B. eine alte Glühbirne > oder eine Leuchtdiode. Auch eine olle Platine, selbst ohne Elektronik > drauf, macht ein schönes Feuerwerk. > Hm. Vermutlich wirds nicht gehen. Es muß aber nicht immer Wasser sein. Geht auch mit anderen Flüssigkeiten. Wasser ist eh in fast allen Flüssigkeiten drin.
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Habe den Ofen aus den Umzugskisten ausgepackt. Und er funktionert noch. War auch fleißig am WE und habe eine verstellbar Matching-Induktivität gebastelt. Die klemmpt am Ofen. 2 E-Kernpaare über exzenter auseinander ziehbar. Ich hänge nun bei Butto 250 Veff und 6 Aeff fest. Der nächste Schritt wird Drehstrom sein. Das zum aktuellen Stand der Dinge. Gruß
Ja, eine konstante Spannung ist deswegen verlockend, weil man mit gegebenen Transistoren (Vcemax) die maximale Leistung erzeugen kann. Aber dem Vorschalttrafo ist die Stromform nicht egal, seine Verlustleistung (P=R*I*I) steigt stark mit schlechtem Stromflusswinkel (Power Factor). Ein kleiner Kondensator verringert zwar die Durchschnittsspannung, verbessert aber den PF. Wird natürlich mit Drehstrom alles einfacher. Beim Anklemmen von 6 Dioden an 3x 400V rippelt die Spannung zwischen 486 und 561V, der Durchschnitt ist 536V. Glut ahoj! Knackt den Curiepunkt!
>Aber dem Vorschalttrafo ist die Stromform nicht egal Hallo eProfi, ich denke der Strom ist auch ein Sinus und in phase mit der Spannung. Einen expliziten Glättkondensator habe ich nicht. Ich habe nur so 0.x µF hinter dem Gleichrichter direkt an den Transistoren, um der Vollbrücke während des Schaltens eine stabile Spannung zu liefern. Die "Gleichspannung" variiert zwischen 0V (20V) und 350 V mit 100 Hz. EMV: Ich habe übrigens ein Radio in der Nähe, kann es aber im Betrieb des Ofens nicht nutzen :-) >Wird natürlich mit Drehstrom alles einfacher. Denke ich auch. Die rote Steckdose freut sich schon. PS: der St37-Zylinder wiegt ca. 0,5 kg
So, wieder mal was von mir. an Benedikt: ja, ist mir schon klar, war eher als Spaß gedacht. Die Frequenzen stimmen ja auch nicht (25kHz vs. 120kHz). Im Übrigen werde ich bei meinen nächsten Tesla-Versuchen resonante Fußpunktspeisung probieren. Bei Richie Burnett steht auch, dass ein Bekannter von ihm eine Spule sehr erfolgreich fußpunkt-speist. Mir ist nur noch nicht klar, welche Spannung man da braucht. Ob 10-30 kV reichen? Ich glaube schon, kommt sicher stark auf die Top-Kapazität an. Welchen Koppelfaktor hat man dann? Im Prinzip ist das ein angepasster Magnifier. Ich glaube ja, dass viele Tesla-Bauer ihren "Magnafier" total fehlangepasst an ihre Spule hängen. z.B. http://www.ttr.com/story.html Tut mir leid, aber schon so manches mal habe ich mich gefragt, wieviel Ahnung der Mann eigentlich hat. Er geht einfach mit dicker Leistung ran (>100kW) - na klar, dass es dann überall kracht und blitzt. Seine "heavy [D'Arsonval] type discharges about 8 feet in length, going from the transmission line to ground" überzeugen mich nicht. Kann mich aber auch täuschen, denn ich habe noch keine Versuche mit einem Magni gemacht. an Abdul (10.11.2009 19:15): Das wundert mich wirklich, dass die D in Serie zur L überhaupt keine Überschwinger zeigt. Simulation geht schön schnell - ich dachte mir, je weniger Bauteile, um so schneller und problemloser die Simulation. an Silvio: >ich denke der Strom ist auch ein Sinus und in phase mit der Spannung. >Einen expliziten Glättkondensator habe ich nicht. Ich meinte eher Ulf mit seinem dicken Elko. an Ulf: hast Du die TI-Magetic Design-Literatur gelesen? Dort stehen viele Tips zur Optimierung von Trafos. Hast Du Deine IGBTs schon bekommen? an alle: Momentan gibt es bei eba. viele (auch dicke) IGBTs und Module, suche nach igbt -endstufe -schwei* Drehstrom: ich hatte mal vor langer Zeit einen motorisch geregelten einstellbaren Drehstrom-Konstanthalter mit 15kVA (drei Ringkern-Stelltrafos im 19"-Schrank), leider jetzt nicht mehr. So ein Mist! Ab Mo. gibt es bei Lidl wieder 2000W 2kW Induktionskochplatten von Silvercrest für 29,99. Schon Versuche mit Kernen um die Spule gemacht? Suche nach Fluxtrol z.B. http://www.youtube.com/watch?v=4iePMPurV9Q Hat schon mal jemand HF-Litze für die Spule verwendet? momentan ein günstiges Angebot für 6,00+5,00: 5m Rupalit HF-Litze 60x0,355, stoffummantelt größere Menge vorhanden http://cgi.ebay.de/ws/eBayISAPI.dll?ViewItem&item=110461729445 die hat Durchm. 3,62mm 5,94mm² Kupfer 2,93mOhm/m 16m/kg n.b. der Verkäufer zhoefler hat auch sonst immer recht interessante Angebote. nicht ganz so günstig: 10m HF-Litze 250 x 0,071mm stoffummantelt Pope-Holland für 9,99 http://cgi.ebay.de/ws/eBayISAPI.dll?ViewItem&item=270473119287 die hat Durchm. 1,7mm 1mm² Kupfer 17mOhm/m 100m/kg Man kann ja immer noch mehrere parallel (bifilar) hängen, um auf die Stromfestigkeit zu kommen. Tabelle: www.pack-feindraehte.de/de/produkte/hochfrequenzlitzen/litzentabelle.pdf Fa. Pack liefert so gut wie alles - bis 1000mm² - auch rechteckig, hochtemperaturfest, speziell für Induktionsheizungen ... Ich frage mich, was der hauptsächliche Grund für die Erwärmung der Arbeitsspule ist, Ohm, Eddy oder schlechtes Kupfer (keine elektrolytisch gereinigtes E-Cu)? Zum Anschwingen: Wie Ulf (02.10.2009 19:40) schon erkannt hat, speichert die L1 bei verzögertem Anschwingen sehr viel Energie, die dann nach dem Anschwingen wieder abgibt --> kurzzeitig sehr hohe Spannung = Risiko für die Transistoren. Hat schon jemand einen Soft-Start nach meiner Idee gebaut? Es muss ja nicht über die 2 Hilfsspannungsquellen gemacht werden, sondern z.B. mit FlipFlop oder Monoflop, das von einer Überstrom-Erkennung angesteuert wird und über zwei XOR-Gates die Ausgänge des Komparators invertiert. Die von mir genannte 1ms würde ich doch kürzer wählen, etwa die Zeit einer Halbschwingung. Kennt ihr die Induktions-Lötkolben? Habe ich letztens im Baumarkt gesehen. Könnt Ihr mal bitte die IGBT-Daten in die bisher noch leere IGBT-Liste eintragen? Dann muss sich nicht jeder selbst so eine Liste erstellen. So, genug geschrieben, jetzt seid ihr wieder dran.
Falls du die Spule in meinem LTspice-File in der Netzzuleitung meinst: Die simuliert die allseits vorhandene durchschnittliche Netzinduktivität. Habe ich irgendeinem Paper über Powerline-Impedanzen entnommen. Nach meinen Messungen stimmt das auch grob. Hängt eh sehr davon ab, WO man am lokalen Trafo hängt. Sie ist also parasitär und nicht funktionell gedacht!
>Drehstrom: ich hatte mal vor langer Zeit einen motorisch geregelten einstellbaren Drehstrom-Konstanthalter mit 15kVA >(drei Ringkern-Stelltrafos im 19"-Schrank), leider jetzt nicht mehr. >So ein Mist! Ja, Schade. Ich bin kurz davor an Drehstrom zugehen. Vorher muss ich meine Transistorkühlung noch auf Kühlwasser umstellen. Auch eine Kühlung für meine Matching-Induktivität muss ich realisieren. Die Spule wird bei meiner jetzigen Leistung schon heiß. Da ist HF-Litz für Arme drauf. 3x0.5mm. Ich sollte bei eGier auch mal Litze bestellen. Eine gute Idee für einen "Softstart" ist eventuell die Netzspannung über einen Heißleiter zu realisieren. Ich möchte die 550 VDC nicht hart per Schalter an meinem Oszillator lassen. Das mit dem Heißleiter hat man wohl früher auch so gemacht. Meinungen? Werde versuchen ein neues Layout mit den 600 V-Transistoren bis WE zu erstellen. Ätzen, Bestücken, in Betriebnehmen, Durchbrennen ... Mal sehen.
Na, was ist los, gibt es nichts Neues zu erzählen? Bei mir schon: 1. Lidl-Platte gekauft (Mo. um 12:20 die letzte verfügbare) Vorbildlicher Aufbau mit sauberer Bauteilbeschriftung. Ein 24-pin-Controller hat das Geschehen im Griff. Ein dicker IGBT, auf der Platine ist ein zweiter paralleler vorgesehen. Spule hat 27 Windungen. Hat schon jemand einen detaillierten Plan gefunden? an Ulf: die verbaute Spule ist definitiv eine Entstördrossel und nicht für einen Royer geeignet. Sie liegt zwischen dem Gleichrichter + und dem 2. 8µF Blockkondensator. Der Schwingkreis-C hat 0,33µ 1250V. 2. HF-Litze 90x0,1 gekauft, eine dicke Rolle mit über 200m. Wer was braucht, einfach melden. Ich wickle gern um. Die hat zwar netto nur 0,7068mm², man muss für unsere Ströme viele parallel schalten. an Silvio: ich denke, Du wirst mit Deiner Brückenschaltung weniger ein Problem mit dem Starten haben, da ja am Anfang der Kreis noch nicht angeregt und deshalb hochohmig ist. Das ist beim Royer lästiger, wenn beide Ts leiten. wg. eGrab: ich meine, die meisten Ts sind durch Überspannung ins Silizium-Nirvana übersiedelt. Warum keine VDRs oder ZV-ZD (viele in Reihe) einbauen?
Hallo eProfi, hallo an alle, ich bin noch voll dabei. Aber leider habe ich wenig Zeit. Mein 600 V-Layout ist soweit ferig, aber weder geätzt noch bestückt. In den letzten Tagen habe ich auch öfter mit dem Oszilloskop am jetzigen Ofen geschaut, und musste feststellen, dass der sinusförmige Strom am H-Brückenausgang sich doch kapazitiv verhält. Werde Morgen ein Oszillogram reinstellen. Da so ein Oszillator als komplettes Gebilde sehr komplex ist, habe ich mir schon was Neues ausgedacht. Stichwort Impedanzmonitor. Ich möchte im Betrieb des Oszillators die Impedanz meines Netzwerkes ab Brückenausgang live sehen. Also U/I der Grundwelle. Ist leider nicht mal schnell gemacht. Ich habe aber schon eine konkrete Idee. Ich hoffe das wird was. Sowas mit Mischen und Soundkarte. Last euch überraschen. Mein Ziel ist es ein Modell für die Werkstücklast zu machen. Vielleicht ist schon die Annahme des Werkstückes als rein reeller Widerstand falsch oder nicht ganz richtig. Bei meinen Kleinsignalmessungen an der Spule habe ich auch gesehen, dass die Induktivität mit Stahl/Alu etc. abnimmt. Das sagt aber nichts wie es bei Volllast aussieht. Wie man es dreht und wendet, so ein Impedanzmonitor ist wahrscheinlich doch was Feines. Zum Glück kommt ja Weihnachten, da werde ich mir Zeit nehmen. Gruß aus Berlin / Berliner Umland
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Hallo! eProfi: >an Ulf: die verbaute Spule ist definitiv eine Entstördrossel und nicht >für einen Royer geeignet. Wahrscheinlich hat die miese Spule auch meine vielen IGBT- Tode mit zu verantworten, Stichwort Kernsättigung und zu hoher Strom. Nächster Versuch mit fettem Ringkern und 30 Windungen 1,5mm CuL füllte das eGrab weiter- zu "guter" Ferritkern. Mit Luftspalt(Flex mit dünner Scheibe, ca 2mm) schheint alles zu funktionieren, allerdings ist die Netzdrossel auch wieder in Reihe zur anderen Spule mit in der Schaltung. Immerhin wird sie nicht mehr heiß. Die 1500v IGBTs sind doch noch nicht bestellt, da ist was schiefgelaufen. Vielleicht werden sie auch nun unnötig sein. Meine Idee ist es noch, im Gleichspannungszweig eine fette Spule mit einem Reedkontakt einzufügen. Bei richtiger Dimensionierung zieht dann der Reedkontakt nur an, wenn ein Werkstück in der Arbeitsspule steckt. Nun kann man Taster und Reedkontakt parallelschalten und hat eine schöne Selbsthalteschaltung, solange der Arbeitsstrom durch das Werkstück hoch genug ist. Im 1.Foto sitzt das grüne Ferritwunder mit D=58mm H=17mm hinter dem HF-Tafo. Der Schalter vorn schaltet provisorisch das SSR ein, soll aber durch einen Taster ersetzt werden. Den kleinen schwarzen Trafo verwende ich nur noch für die Hilfsspannung und das SSR. Der Brückengleichrichter wird mit dem Kühlkörper nicht mehr warm. Das 2.Bild zeigt die zusammengestellte Bauteilsammlung, so wie sie im Gehäuse unterkommt. Links das Netzteil für Pumpe u. Ventilatoren, unten der Kupferblock, an dem die Spule ihr Wasser gereicht bekommt, rechts die Wasserpumpe mit Behälter und oben auf hohen Beinen der Kühler mit seinen Ventilatoren. Im 3. Bild sieht alles schön kompakt aus. Etwas Schlauch, eine neue Arbeits- und Sekundärspule und viel Fleiß- und schon wird's irgendwann mal funktionieren. ulf.
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Hallo Ulf, das sieht ja schon sehr schön aus. Wenn der Ofen läuft, dann miss bitte die Brutto-Leistung. Ich bin auch gespannt wie du die Wassereinspeisung in die Spule machst. Ansonsten sehr netter Aufbau. Anbei auch das versprochene Oszillogramm und mein Bockdiagramm, damit klar ist, wie und wo die Kurven gemessen wurden.
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Hallo! Das Wasser geht folgenden Weg: -rechter Schlauch Vorlauf -geradewegs durch den Kupferblock(blau gestrichelter Weg im 15x15 mm Kupfer) -gegenüber wird der Anfang der Arbeitsspule eingelötet, nachdem er durch die Frontplatte(Pertinax) geschoben wurde. -Ende der Arbeitsspule wird wieder durch die Pertinaxfront geschoben und mit dem Anfang der Sekundärspule im Trafo verlötet, evtl. kommt ein 2. Kupferblock dazwischen zur besseren Befestigung -Ende der Sekundärspule wird im Gehäuse in den Kupferblock gelötet -Wasser folgt der gestrichelten Bahn links im Bild in den Schlauch -Schläuche mit Kühler u. Pumpe verbunden, und natürlich: -Schlauch zwischen Pumpe und Kühler Für die Sekundärspule und Arbeitsspule kommt 8x1 mm CU-Rohr zum Einsatz. Der Kupferblock kommt senkrecht an die Frontplatte und gleicht den Höhenversatz der Arbeitsspule etwas mit aus. Gleichzeitig kommt noch der Schutzleiter mit an den Kupferblock, sicher ist sicher. Am meisten freut mich, daß die beiden Schlauchanschlüsse so am gleichen Potential(PE) hängen. Mal sehen, ob Weichlot bei den zu erwartenden Strömen reicht, ich kann aber auch hartlöten. Wenn mir eine geeignete Verschraubung für die CU-Rohre(Hydraulik od. Klimatechnik) über den Weg läuft, kann die Arbeitsspule auch auwechselbar gestaltet werden. Für die nächsten Wochen liegt das Projekt auf Eis und ich in der Sonne Asiens. ulf. (urlaubsreif)
Kann es ein, dass dein toller Kuferblock die Arbeitspule kurzschließt? MFG Falk
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@ Falk Brunner: nö. Hatte mir eigentlich mit der Beschreibung Mühe gegeben, nun also noch mal ein Bildchen in der Draufsicht. CU- Block ist die Verbindung Arbeitsspule- Sekundärspule an einer Seite. Die andere Seite der Spulen wird direkt verlötet oder mit einem zweiten Kupferblock verbunden. Toll genug also zum Funktionieren, der Block;-) ulf.
Der "tolle" Kupferblock ist eine nette Erfindung. Ich denke Weichlöten reicht da völlig aus. Selbst wenn der Widerstand an dieser Stelle erhöht ist, egal, es ist ja jetzt wassergekühlt. Und die beiden Schraubverbindungen zwischen Arbeitspule und der einzelnen Sekundär-Windung entfallen ja auch. Es ist allemal bester als vorher. Danke für die Skizze, jetzt sollte alles klar sein. Viel Spaß in Asien
eProfi schrieb: > Na, was ist los, gibt es nichts Neues zu erzählen? > > Bei mir schon: > 1. Lidl-Platte gekauft (Mo. um 12:20 die letzte verfügbare) > Vorbildlicher Aufbau mit sauberer Bauteilbeschriftung. Ein > 24-pin-Controller hat das Geschehen im Griff. Ein dicker IGBT, auf der > Platine ist ein zweiter paralleler vorgesehen. Spule hat 27 Windungen. > > wg. eGrab: ich meine, die meisten Ts sind durch Überspannung ins > Silizium-Nirvana übersiedelt. Warum keine VDRs oder ZV-ZD (viele in > Reihe) einbauen? Allen einen guten Start ins neue Jahr. Ich bin neu in diesem Forum. Ich interessiere mich auch für induktives Heizen und habe über Weihnachten viel in den Foren „Induktionsheizung (nicht) ganz einfach“, „Wer hat Erfahrung mit Induktionsöfen >1kW“ etc. über induktives Heizen gelesen. Meine Ausbildung ist mehr Richtung Mechanik und ich habe weniger Erfahrung mit Elektronik. Deshalb habe ich mehrere fertige Induktionsheizfelder gekauft, teilweise in China für ca. 22 Euro pro Stück und eine von Aldi für 40 Euro. Wenn ich all die Probleme lese wie Überspannung, Leerlaufspannung, optimaler Schwingkreis, Resonanzfrequenz, Starten beim Nulldurchgang, Anschwinghilfe, 12V Zusatzspannung, kontrolliertes Hochfahren etc. dann wunderts mich nicht dass ich auch neue IGBT's benötige. Alle vier defekten IGBT’s meldeten sich mit Kurzschluss beim Einschalten ab und ich stand im Dunkeln. Ich habe Metallteile wie andere in alle Richtungen verschoben. Meistens mit wenig Metall, d. h. Topferkennung knapp akzeptiert. Ich denke der Schwingkreis arbeitet in diesem Bereich schlecht und mit viel Spannung. Nun suche ich neue IGBT’s. Meine sind angeschrieben wie H20R1202. (20A, 1200V). Wo in Deutschland oder der Schweiz gibt es solche Typen oder kennt einer äquivalente Typen und wenn möglich mit noch etwas mehr Volt? Oder muss man die in Hongkong bestellen? Gruss Hans
Hallo Hans, willkommen im Klub. Bei Reichelt kriegst du recht einfach IGBTs. Z.B.: IGBT TO-247AC 1200V 45A 200 W für unter 4 Euro oder IGBT TO-220 1200V 30A 198 W für 2,10 Euro. Ich denke das ist preislich ok. Da habe ich letztens auch welche bestellt, obwohl ich eigentlich nur MOSFETs für mein Ofen nutze. Naja man kann ja nie wissen. Habe es heute (gestern) mit IRFPC 50 (600V,11A) Transistoren versucht und muss gestehen, dass der Gradient der Erfolgskurve negativ geworden ist. Noch bin ich ratlos. Meine Gate-Treiber sterben wie die Fliegen, trotz sehr niedriger Spannungen. Ich denke der Induktionsofen wird mich noch viele Monate beglücken. Da man sowieso nie Zeit hat, habe ich auch noch den angekündigten Impedanz-Monitor angefangen. Das Ziel ist es den komplexen Grundwellenwiderstand den die H-Brücke "sieht" in Echtzeit zu messen und darzustellen. Mein gediehener Plan sieht wie folgt aus: Signal (ca. 160 kHz) -> 200kHz-TP -> auf 10kHz heruntermischen -> 20kHz-TP -> Line-In(PC) und das für die Spannung und den Strom. Das ist eigentlich ein Projekt für sich, aber ich verspreche mir viel davon. Im Moment habe ich für die Anpassung des Werkstücks an die Arbeitsspule 2 wichtige Stellschrauben. Schraube 1 ist die verstellbare Matching-Induktivität. Schraube 2 ist der Phasenschieber des gesamten Oszillators. Mit diesen 2 Einstellmöglichkeiten kann man einen wichtigen Impedanzbereich abdecken. Wenn ich weiter träume, sehe ich eine Regelstrecke die in Abhängigkeit von der Impedanz die Matching-Induktivität und die Umlaufphase so ändert, dass der Brücken-Strom einen Maximalwert nicht überschreitet (wichtig für die Transistoren) und der Strom z.B. in Phase oder leicht induktiv mit der Spannung bleibt. Naja genug geträumt. Morgen (Heute) werden die Mischer geätzt und bestückt. Gute Nacht
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Habe heute doch was anderes gemacht. Ich habe die losen Teile meines Aufbaues auf ein Brett geschraubt und habe einen ersten Versuch am Drehstromnetz gemacht. Die Ergebnisse möchte ich euch nicht vorenthalten. Das kurze Video umfast 2 Versuche: Beim Ersten ist der FI gekommen und nach erfolgreicher Beseitigung des Fehlerstromes ist die 16A-Sicherung gekommen. Ich habe sowas schon geahnt und war mit Schutzbrille und Gehöhrschutz bewaffnet. Viel Spaß beim angucken. Ein Vorteil hat die Sache, man erkennt die defekten Transistoren ohne Probleme.
@ Silvio K. (exh) Deine Begeisterung in allen Ehren, aber wäre es nicht dringend ratsam, dass du a) dich erstmal etwas mehr schlaumachst b) erstmal bei 230V/einphasig eine WIRKLICH stabile und SICHERE Schaltung aufbaust? Denn dein Wissenstand sowie Aufbau sind noch arg auf Halbwissensniveau. Gefährlich!!! MFG Falk
Hallo Falk, ich wünsche dir ein frohes neues Jahr 2010. Falk Brunner schrieb: > Denn dein Wissenstand sowie Aufbau sind noch arg auf Halbwissensniveau. > Gefährlich!!! Beim Aufbau gehe ich mit. Beim Halbwissen auch, denn Niemand weiß alles. Ich denke, ich schätze die Gefahren richtig ein und hoffe die anderen Bastler die einen solchen Ofen aufbauen auch. > a) dich erstmal etwas mehr schlaumachst Gilt das allgemein? Oder was meinst du speziell? > b) erstmal bei 230V/einphasig eine WIRKLICH stabile und SICHERE > Schaltung aufbaust? Bis auf die letzteren Probleme hatte ich aber ein gutes Gefühl und habe gedacht ich kann es wagen. PS: Du hast ganz schön schnell geantwortet :-) Beste Grüße Silvio
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Eine mögliche Ursache könnte ein Durchschlag des Transistors zum Kühlkörper hin sein. Siehe Foto. Da ich nicht aus der Leistungselektronik-Ecke komme, habe ich nun eine direkte Frage. Zum Beispiel an Falk: Wie werden die Transistoren, die ja oft das Drain auch hinten haben, zum Kühlkörper richtig isoliert. "Richtig" soll bedeuten gute elektrische Isolierung und kleiner thermischer Widerstand. Ich habe überhaupt kein Gefühl dafür. Ich habe bei Reichelt Glimmerscheiben gekauft und habe mich nicht weiter damit beschäftig. Das (Halbwissen :-) ) hat sich vielleicht jetzt gerächt. Es sind ja ca. 550 V über die Dicke der Glimmerscheibe. Wie dick mag die sein, vielleicht so 0.2 mm. -> 550V/0.2mm. Silvio
@ Silvio K. (exh) >Wie werden die Transistoren, die ja oft das Drain auch hinten haben, zum >Kühlkörper richtig isoliert. "Richtig" soll bedeuten gute elektrische >Isolierung und kleiner thermischer Widerstand. Das ist immer ein Kompromiss. >Ich habe überhaupt kein Gefühl dafür. Ich habe bei Reichelt >Glimmerscheiben gekauft und habe mich nicht weiter damit beschäftig. Das >(Halbwissen :-) ) hat sich vielleicht jetzt gerächt. Hmm, die Glimmerscheiben sind schon OK und die halten ne Menge. >Es sind ja ca. 550 V über die Dicke der Glimmerscheibe. Wie dick mag die >sein, vielleicht so 0.2 mm. -> 550V/0.2mm. Eher 0,1mm, macht aber auch nur 5kV/mm, das halten die AFAIK aus. Es kann aber Probleme mit Kriechströmen, Verschmutzung u.ä. geben. Ausserdem weiss ich nicht genau ob die Bohrung im MOSFET/IGBT Gehäuse vollisoliert ist oder ob man da noch eine Isolierbuchse braucht. MFG Falk
Normalerweise gehört da Wärmeleitpaste drauf, sonst ist der thermische Kontakt ziemlich schlecht. Das dürfte aber nicht die Ursache gewesen sein. Eigentlich müsste so eine Glimmerscheibe 550V DC isolieren. Mit 550V bei Hochfrequenz kann das anders aussehen. Ich habe vor einiger Zeit mal interessehalber ein Experiment gemacht: Zwischen 2 Kupferlackdrähte so 600V~ bei ca. 70kHz angelegt und die Drähte lose aufeinander gelegt. An dem Punkt, an dem sie sich berührten gab es ein leichtes blaues Leuchten. 30s später ist die Lack-Isolation durchgeschlagen. Und das, obwohl sie ja 1000V DC problemlos isoliert. HF ist eben eine recht biestige Sache. Es gibt aber auch besere Lösungen als Glimmerscheiben: Bei Conrad gibt es Aluoxid-Isolierscheiben. Die leiten prima Wärme und sind 1,5mm dick. Das sollte wirklich genug sein. Ich glaube, das Material isoliert so 10kV/mm, also hätten die 15kV Isolationsspannung. Und genz wichtig: Auf beide Seiten muss Wärmeleitpaste. Aber bitte die normale Metalloxid-Paste, kein "Arctic Silver" oder so, weil das durch die Metallpartikel bestimmt nicht gut isoliert...
Hallo Silvio, Deine Vermutung kann ich jetzt nicht widerlegen. Ich glaube jedoch, daß die Kühlung an sich optimierungsfähig ist. 1. Glimmerscheiben sind im Vergleich mit Folien relativ dick, UND sie haben eine schlechtere Wärmeleitfähigkeit. 2. Ich sehe auf Deinen Bildern keine Wärmeleitpaste. Gerade für den PC-Bereich wurden recht schöne und bezahlbare Materialien entwickelt...Reichelt hat z.B. http://www.reichelt.de/?;ACTION=3;LA=444;GROUP=EF1;GROUPID=799;ARTICLE=38062;START=0;SORT=artnr;OFFSET=16;SID=28I8lDOqwQARwAAHlWPXg2b3250960b90fd303e97d255c3ec2751 Diese Paste gehört auf beide Seiten der Glimmerscheibe, denn Glimmer sorgt zwar für die Isolation bezüglich Spannung, kann aber den wenige µm Luftspalt Aufgrund von Unebenheiten nicht ausgleichen. Eine Alternative zu Glimmer+Pampe sind die auch bei C erhältlichen Wärmeleitfolien. http://shop.conrad.at/ce/de/product/180346/WAeRMELEITFOLIE7050TO-247025MM/0205061 oder http://shop.conrad.at/ce/de/product/189058/WAeRMELEITFOL8682ROT190X190X025MM/0205062 Entweder als sogenannte TIM=phase change Materialien - die schmelzen bei Erwärmung auf, entfalten Ihre Kühlwirkung jedoch erst nach erwärmen und erneutem Festschrauben oder nicht ganz so gut normale Folien, die jedoch auch einen gewissen Mindestanpreßdruck benötigen. Bitte keine der im PC Bereich so beliebten doppelseitig klebenden Folien verwenden, die Kleber sind thermisch wirklich nicht der Hit. Gruß Volker
Bin zwar nicht Falk, aber vielleicht hilft es trotzdem: Bei Reichelt gibt es Kühlkörper mit so einem Montageclip. Für die Transistoren gibt es Isolierkappen aus eine Art Silikon. Diese Kappen werden über den Transistor gesteckt und schließen ihn so bis zur Platinenoberfläche komplett ein. Der Clip drückt dann das komplette Paket gegen den Kühlkörper. Damit hatte ich bis jetzt noch nie Probleme, die Hüllen machen auch einen sehr durchschlagfesten Eindruck. Hier eine solche Kappe: http://www.reichelt.de/?ACTION=3;ARTICLE=35407;PROVID=2402 Im Datenblatt stehen 10kV als Durschlagfestigkeit. Du musst dir dann natürlich noch passende Kappen + Kühlkörper raussuchen ;) Eventuell kann man mit einem kleinen Tropfen Silikonöl oder Wärmeleitpaste den Übergang vom Transistor zur Kappe noch verbessern. Ich habe die Kappen bis jetzt immer "trocken" verbaut. Das Material ist sehr flexibel und wird durch den Clip eigentlich wunderbar angedrückt, das ist vergleichbar mit einer Isolierfolie aus Silikon. Falls du mal Wärmeleitpaste + Kappe ausprobierst, würde ich mich mal über eine Temperaturmessung freuen.
Hallo Gast? (Gast) die Kappen sind als Hochspannungs-Berührschutz bestimmt gut geeignet, für eine wirksame Wärmeabfuhr jedoch viel zu dick.
Leute, die Welt hat schon vor Jahrzehnten DICKE Leistungselektronik gebaut, auch ohne die Segnungen der Overclocker und Conrad. MFg Falk
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Probleme bei der Wärmeabfuhr hatte ich bis jetzt noch nicht. So große Verluste hatte ich bis jetzt auch noch nicht abzuführen, bei einigen Kontrollmessungen konnte ich keine großen Probleme feststellen. Im Anhang mal ein Bild von einem etwas schlampigen Prototypen, einen besseren Berührungsschutz wird man kaum hinbekommen denke ich. Sofern die Verlustleistung nicht kurz vor der Kernschmelze steht, wären die Kappen für Prototypen sicher ideal - damit steht wenigstens nicht der Kühlkörper unter Spannung...
Hallo Falk, natürlich hat es schon immer Wärmeleitpasten gegeben, die man verwenden konnte, die englische Bezeichnung "grease" für die Paste kommt nicht von ungefähr. Nur... wenns gute und bezahlbare Materialien gibt... warum nicht deren Vorteile nutzen? Btw. wo kaufst Du Deine Isolierfolien wenn Dich "C" so stört? Gruß Volker
@ Volker K. (powerfreak)
>Btw. wo kaufst Du Deine Isolierfolien wenn Dich "C" so stört?
Da ich ein Schwachstromkasper bin und selten was an Netzspannung mache
kaufe ich die Dinger nirgendwo ;-)
MFG
Falk
Überhaupt sollte man die Verschlechterung der Wärmeabfuhr durch das Isoliermaterial nicht unterschätzen. Wenn es nur um 10 oder 20 Watt geht, ist das ziermlich egal. Aber mal ein Beispiel: Der bekannte Power-Mosfet IRFP460 hat ca. 0,7K/W an internem Wärmewiderstand und verträgt 150°C. Bei 70°C Kührkörpertemperatur kann er also über 100W abführen, ohne zu überhitzen. Bei 100W würde die Sperrschicht 140°C erreichen. Wenn man die Silikon-Wärmeleitfolie von Reichelt drunterlegt, kommen so 0,8K/W dazu (habe ich mal ausgerechnet). Insgesamt hätte man damit 1,5K/W. Das bedeutet, dass der Mosfet (bei 70°C Kühlkörper-Temperatur) bereits bei 47 Watt Verlustleistung die 140°C erreicht. Also sinkt die abführbare Leistung in diesem Fall auf unter die Hälfte ab. Ich habe mich mit dieser Problematik mal intensiver beschäftigt, weil ich ein Linear-Netzteil bauen wollte. Da sollten an einem Transistor (oder Mosfet) bis zu 90W verheizt werden, und isolierte Montage war unverzichtbar. Ich habe schnell gemerkt, dass das mit TO247-Mosfets nix wird. Ich habe mich dann für den MJ15003 im guten alten TO3-Gehäuse entschieden. Der hält nämlich 200°C aus und hat einen geringen Wärmewiderstand. Damit war das Problem gelöst. Das Netzteil läuft übrigens wirklich eiwandfrei.
Vielen Dank für die schnellen Antworten! Falk Brunner schrieb: > Ausserdem weiss ich nicht genau ob die Bohrung im MOSFET/IGBT Gehäuse > vollisoliert ist oder ob man da noch eine Isolierbuchse braucht. Brauchen die nicht. Sind so 2 mm Kunststoff zum Metall. Volker K. schrieb: > daß die Kühlung an sich optimierungsfähig ist. Stimmt. Werde es verbessern. Markus F. schrieb: > HF ist eben eine recht > biestige Sache. Ich erinnere mich. Ich habe erst mit ausgebauten Gate-Treiber den Schalter umgelegt um zu gucken ob die Transistoren wenigsten DC-mäßig halten und es ist nichts passiert. Die HF(MW) wird mich ab Montag wieder bei laune halten :-) Markus F. schrieb: > Normalerweise gehört da Wärmeleitpaste drauf Habe ich schon bereitgestellt Gast? schrieb: > über eine Temperaturmessung freuen Da habe ich leider keine Möglichkeit. Das würde aber viel über die Verluste aussagen. Falk Brunner schrieb: > Da ich ein Schwachstromkasper bin und selten was an Netzspannung mache > kaufe ich die Dinger nirgendwo ;-) Aha! Markus F. schrieb: > Also sinkt die abführbare Leistung in diesem Fall auf unter die Hälfte > ab. Da muss man drüber nachdenken.
Mich verwirrt da etwas: Die Feuerkugel kommt nicht von den Transistoren sonder von woanders. Womöglich sind die defekten Transistoren nur ein Folgeschaden?
G4st schrieb: > Die Feuerkugel kommt nicht von den Transistoren sonder von woanders. Doch, ich denke die kommt aus dem Transistor. Hinter den Kugelblitz ist eigentlich nichts oder nichts durchgebranntes. > Womöglich sind die defekten Transistoren nur ein Folgeschaden? Im Video ist zusehen, dass die Schaltung eine halbe Sekunde überlebt. Doch was nicht passiert, aber für eine richtige Funktion spräche ist, dass der DC-Strom auf 5 Ampere oder so gehen sollte. Das tut er aber nicht. Vielleicht hat sich der Oszillator beim Einschalten (Übergang 20V->520V) verschlugt. Der Schalter ist sicher auch nicht entprellt. Der Oszillator hat ja vorher geschwungen aber mit sehr wenig Strom bei 20 V.
Silvio K. schrieb: > Eine mögliche Ursache könnte ein Durchschlag des Transistors zum > Kühlkörper hin sein. Siehe Foto. Da ich nicht aus der > Leistungselektronik-Ecke komme, habe ich nun eine direkte Frage. Zum > Beispiel an Falk: Auf dem Bild ist eigentlich gut zu sehen, dass es sich nicht um einen Durchschlag der Isolation handelt, was bei den Spannungen auch unwahrscheinlich wäre, sondern um die Folgen einen Lichtbogens. Solche Lichtbögen werden durch die "Feuerstrahlen" gezündet, die bei der brachialen Zerstörung der Transistoren im TO247-Gehäuse bevorzugt aus dem Bereich der Anschlussdrähte herausschießen. Der Strom hat dann von den Anschlußdrähten über den Lichtbogen zum Kühlblech und ggf. zurück einen sehr kurzen Schluß gefunden. Jörg
Jörg R. schrieb:
> Solche Lichtbögen werden durch die "Feuerstrahlen" gezündet
Das hört sich plausibel an. Dann ist der "Durchschlag" zum Kühlkörper
nur eine Folgeerscheinung und nicht die Ursache.
Danke Jörg.
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Vor ein paar Tagen flatterte eine PN ins Haus: Der Benutzer 'hvmani' hat Ihnen die folgende Nachricht geschickt: ==================================== Hallo! Habe mich gerade angemeldet, da ich deine Threads zu deinem Induktionsofen gelesen habe! Ich bin derzeit selbst dabei einen als Abschlussprojekt zu bauen. Leistungsmäßig hab ich mir viel vorgenommen (2-2,5kW). Das ganze soll mit einer Mosfet H-Brücke arbeiten. Mit APT Mosfets (0,1Ohm Rdson, 47A, 500V) Natürlich mit ordentlichen Resonanzkondensator aus 200FKP1´s von WIMA. (Alles mit Stromschienen verschient (50²...) Ich habe mich bis jetzt schon ziemlich mit der ganzen Problematik befasst, trotzdem würde ich es interessant finden, vielleicht jetzt, nachdem dein Ofen schon relativ gut läuft möglicherweise einen Schaltplan zu erhalten. So könnte ich ein paar mehr Anhaltspunkte sammeln, damit ich weiterkomm. Ich würde dir meine E-mail Adresse geben, wo wir uns "unterhalten" könnten und ich dir auch Bilder zukommenlasssen könnte, von dem was bereits vorhanden ist. Ich würde mich sehr freuen, wenn wir hierzu Kontaktaufnehmen würden: ?????@aon.at liebe grüße und ein gutes neues Jahr, Manuel ==================================== Hallo Manuel, schön, dass sich noch weitere Leute mit dem Thema beschäftigen. Der Schaltplan ist eigentlich in: Beitrag "Re: Wer hat Erfahrung mit Induktionsöfen >1kW" relativ komplett dargestellt. Ich ermuntere dich deine Ergebnisse auch im Forum darzulegen. So haben auch die anderen Kollegen was davon. Mich würde speziell dein Resonanzkreis, Gesamttopologie und Frequenz interessieren. Falk hat mich gerade ermahnt vorsichtig zusein. Bitte sei das auch. Ach ja welche Transistoren möchtest du genau nutzen? Ist das eine Abschlussarbeit im Studium? 2.5 kW ist aber ein sehr hoch gestecktes Ziel... Beste Grüße Silvio ==================================== Hallo, Freut mich von dir zu hören! Ach, stimmt, hab den Schaltplan gerade entdeckt. Habe bei deinem Plan gesehen, dass du direkt die Schaltsignale für die Fets über die Rückkopplung und die, die Gleichtaktunterdrückung und dann Die Ansteuer IC erzeugst. In meiner Variante habe ich vorgesehen, das Rechtecksignal über eine 494er zu erzeugen und dann über eine Lowside Treiberstufe über entsprechende Übertrager die Fets zu schalten. Ich verwende APT 5010 Mosfets mit wie gesagt 500V Uds, 47A Ids, 5,6nF Gatekapazität. Der Resonanzkreis besteht aus einer Spule mit 6 Windungen aus 8mm Cu Rohr mit 75mm Durchmesser und dem Fetten Resonanzkondensator selbst. Werde demnächst Fotos hochladen. Im Anhang ein kleiner Vorgeschmack auf meinen Resonanzkreis. MMC aus rd. 150 WIMA FKP1 mit 100mm² verschient. Wobei genau meinst du soll ich besondere Vorsicht walten lassen? Das ist eine Abschlussarbeit (Diplomarbeit) für die HTL (Höhere Technische). Werde dann mal im mC Forum posten. Lg Manuel ==================================== Hallo Manuel, > MMC aus rd. 150 WIMA FKP1 mit 100mm² verschient. 100mm2 hört sich natürlich viel an. Nach Skinbetrachtung bleibt aber nur ein Bruchteil übrig. Sind die Kondensatoren in Reihe? Wenn ja?: Gibt es eine Symmetrierung? > 494er Der basiert auf eine RC-Oszillator. Ich hatte schlecht Ergebnisse mit einem UC2879. Der hatte auch einen RC-Oszillator. Hat aber gejittert und die resonante Last hat sich nicht mit diesem IC verstanden. Aber vielleicht ist der 494 da besser. Welche Frequenz? So ein Ofen braucht Zeit. Ich hoffe, deine DA gibt das her. Verschätz dich nicht in der Zeit... Gruß Silvio ==================================== Hallo Silvio, Jap. Also der Kondensator besteht aus 6 einzelnen Blocks, wobei immer 2 Caps in Reihe geschaltet sind wegen der Spannungsfestigkeit. Dabei sind alle beim Verbindungspunkt symmetriert. Ich komm somit auf ca. 1uF. Von der Strombelastbarkeit her dürfte es eigentlich keine Probleme geben - die FKP1 kann man ordentlich quälen :-) Wie bekommst du eigentlich eine Oszillation zustande? Du führst "einfach" das Signal am Reso Kreis über Übertrager zurück und somit hält sich das ganze immer auf Resonanz? Mein Konzept wäre ja mit dem TL494. Was war deiner Meinung nach das Problem mit dem RC Oszillator? Das man da dann auch über Übertrager vom Resokreis rückführt und entsprechend eine Phasenmessung durchführt. Wenn Frequenz zu hoch - kapazitiv, wenn zu niedrig - induktiv. Die Regelung "schaut" dann eben das die Frequenz so nachgestellt wird vielleicht mithilfe eine JFETs Parallel zum Timing Widerstand des RC Oszillators? Zeit. Naja ich hab noch 4 - 5 Monate. Zur Zeit macht mir das Ansteuern der Gates Probleme. Ich bin gerade dabei eine ordentliche Treiberschaltung mit Gatübertragern zu entwerfen und testen... Ach ja, das ganze soll später auch in der Leistung einstellbar sein somit hab ich bereits einen Thyristorsteller gebaut. Damit verändere ich dann die Spannung und damit di "Stromimpulse" mit denen ich den Resokreis speiße. Das ganze soll auf 100kHz arbeiten! Liebe Grüße Manuel ==================================== Hallo Manuel Hast du was dagegen, wenn ich im Forum auf deine Fragen eingehe? Inklusive dem Foto? Gruß Silvio ==================================== Hallo, nein kein Problem! Lg Manuel
hallo und ein gesundes 2010 an alle! ich lese hier schon eine weile mit, da ich keine tippse bin, schreibe ich aus effizienzgründen immer klein, es sei denn etwas ist sehr wichtig. ich hoffe, daß ihr damit leben könnt?^^ speziell eine frage an silvio und all die, die schon etwas am "laufen" haben oder hatten. hat mal jemand versucht metall zu schmelzen? mir geht es um nichteisen metalle. zinn, blei, zink, alu, messing, kupfer, silber, gold palladium. nach meinen ersten berechnungen sollen dafür 100W (50g/5min) reichen. da dazu eine topwärmeisolierung erforderlich wäre, gehe ich von (real) 500W bis 1000W generatorleistung aus. (besser mehr als zu wenig) im letzten frühjahr baute ich dann die erste ZVS (royer?). als stromversorgung kam ein labornetzteil zur anwendung, da kam dann im werkstück gerade einmal 5W an, aus familieren gründen lag das dann bis jetzt auf eis. aus meiner jahrzehnte währenden praxis und sprichwörtlich eimerweise gelynchten teilen habe ich wichtige erkenntnisse gewonnen, erstens nicht zu knapp dimensionieren, zweitens, wenn möglich, die bauteile vor zerstörung schützen und drittens die leistung langsam vergrößern. nach mehreren leistungsstufen und jeweiliger optimierung, weiss man dann worauf man zu achten hat und wo die reise hingehen muß. natürlich macht das zerknallen von transis etc. auch spaß^^ aber bei den etwas hochpreisigeren teilen geht das schnell ins geld und ist nach, meist erst nachfolgender, überlegung oft vermeidbar. so, nun auch noch etwas konstruktives: wer mit höheren leistungen arbeitet, den darf erst einmal der platzbedarf nicht die erste rolle spielen lassen, sondern dauerlastfähigkeit sollte angstrebt werden. moment da klingelt gerade das telefon.... und wenn man wiederkommt ist dann eine eigentlich funktionsfähige schaltung, wegen zu geringer kühlung abgeraucht. die parallelschaltung von kondis ist ja ok, warum dann nicht ein paar dünne alubleche, zur kühlung dazwischenlegen? hier möchte ich mal die 2000V kondis einer mikrowelle versuchen. eine zweipolsicherung mit foldback-kennlinie braucht nur wenige teile, schützt aber oft vor kurzschlußfolgen und kann, als fertige baugruppe, für spätere anwendungen aufbewahrt werden. für die softe zuschaltung des leistungsteils kommt ein n-fet in frage, dieser wird in reihe zur + leitung geschaltet, zwischen gate und source kömmt eine z diode, ein widerstand und ein kondensator, die gatespannung wird über einen sehr hochohmigen widerstand zugeführt, damit der voll aufsteuern kann, wird direkt aus dem netz eine spannungsverdopplung betrieben. damit lassen sich alle gewünschten steilheiten des spannungsanstiegs einstellen. auch kann der fet in der minusleitung liegen, was dann ohne verdoppler auskommt. definierte startbedingungen sind mit hilfe eines relais oder zusätzlichem kontakt des netzschalters (schütz?) zur überbrückung von g und s möglich. dieser fet oder igbt muß natürlich die volle netzsannung + 20% "vertragen", doppelter nennlastrom und geringer Rdson + passender kühler dürften klar sein. bei sehr langer einschaltzeit muß zusätzlich die wärmekapazität und verlustleistung, beim durchfahren der kennlinie beachtet werden. ich hoffe ihr könnt damit etwas anfangen. der wirkungsgrad dürfte sich durch das versilbern der cu-rohres, zumindest über 50kHz noch verbessern lassen, dazu benötigt man nur ein stückchen silber etwas silbernitrat und eine kleine gleichspannung, belastbar mit ein paar ampere. für mich selbst habe ich noch eine andere variante im auge, aus videoleitungen habe ich noch recht eng gewebte, versilberte umhüllung, die läßt sich leicht aufschieben (auch bei schon fertiger arbeitsspule) wird dann festgeklemmt und rückwärts, stramm, zurückgezogen, wobei die oberfläche des kupfers gut blank sein sollte. ob das was bringt, wird der versuch dann zeigen. da ja irgendwo eine netztrennung erfolgen muß, habe ich mich entschieden nicht direkt am netz zu arbeiten! mein 1,5kw trafo (schnittband kern) hat etwa einen wirkungsgrad von 96-97%. mit externem stelltrafo läßt sich die leistung prima einstellen und das ganze ist viel leichter zu beherrschen als hf verluste, die erst teuer mit schlechterem wirkungsgrad erzeugt werden müssen. als gehäuse sind für mich mini oder bigtower favorisiert, leicht zu öffnen, lüfterhalterungen vorhanden, leicht zu bearbeiten und überall stehen sie rum. oh, doch etwas lang geworden, ich hoffe daß für den einen oder anderen eine idee dabei war. grüße lu
luckylu schrieb: > zinn, blei, zink, alu, messing, kupfer, > silber, gold palladium. Für jedes Metall eine eigene Frequenz. -> Eindringtiefe Alu habe ich probiert, wird aber schlecht warm. Kupfer(57*10^6/Ohm/m) Messing (?) Zinn(9,2*10^6/Ohm/m) Blei(4,8*10^6/Ohm/m) Gold (45*10^6/Ohm/m) Palladium(9,2*10^6/Ohm/m) Alu(38*10^6/Ohm/m) von schlecht nach gut erwärmbar (meine These) Kupfer,Gold,Alu,Palladium,Zinn,Blei Blei habe ich auch da, aber noch nie versuch einzuschmelzen. Wenn mein Ofen wieder heile ist, dann versuch ich es mal. luckylu schrieb: > hier möchte ich mal die > 2000V > kondis einer mikrowelle versuchen. Ist das ein eigentlich ein Elko? Für hohen Strom ist der bestimmt nicht gemacht und tan delta ist bestimmt auch hoch. Aber versuche es einfach und berichte luckylu schrieb: > da kam dann im > werkstück gerade einmal 5W an Ich habe auch mal so angefangen :-) luckylu schrieb: > (besser mehr als zu wenig) Das gilt hier wirklich. Für die Effizient ist das ganz wichtig. Mit doppelter Leistung geht viel mehr als doppelt so schnell. Denn es bleibt weniger Zeit die Leistung abzustrahlen. Das gilt wohl auch für die Blindleistung des Lastschwingkreises! Rücke mal mit ein paar Daten rüber: Frequenz, benutzte Cs, Spulendurchmesser und Windungsanzahl ach ja und Fotos ;-) Ich muss mit freuden feststellen, dass die Fan-Gemeinde wächst. Silvio
Mikrowellenkondensatoren sind Filmkondensatoren mit PP als Isolationsmaterial (zumindest der, der hier liegt). Der macht laut Typenschild 2300 VAC. Ist also schonmal garnicht so schlecht. Allerdings ist bei dem Kondesator schon bei 60 Hz laut Datenblatt mit 0.3% Verlust zu rechnen. Daher wohl für höhere Frequenzen nicht geeignet. Hab ihn grade mal in einen Parallelschwingkreis gehängt. Bei 10kHz und 50V Speisung wird er nach einiger Zeit schon deutlich fühlbar warm. Sieht also nicht so toll aus. Bin übrigens auch gerade an einem Iduktionsofen. Allerdings auf Basis von ZVS. Arbeite mich Momentan mit Stelltrafo von 15V auf 150V (DC) aufwärts. Klappt leider noch nicht so, mein Oszillator fängt bei ca. 50V unkontrolliert an zu "flackern" (schwingen kann man das eigentlich nicht mehr nennen). Hört sich nicht soo schön an, meine Drossel fängt dann auch extrem laut an zu klappern und der Stromverbrauch steigt ins Unermessliche. (Interessanterweise kann ein Stück "Last", welches in die Spule gehalten wird, den Effekt verzögern (er tritt also erst bei höheren Spannungen auf). Ob das mit der verringerten Frequenz (durch die Induktivitätszunahme der Spule), oder was anderem zu tun hat, weiß ich leider noch nicht.) Da muss morgen mal Ursachenforschung betrieben werden.. Sofern sich einer für die Schaltung interessiert, einfach mal bei Google nach "ZVS induction heating" suchen. Es dürften ein paar ähnlich aussehende Schaltungen mit Mosfets und Z-Dioden dabei heraus kommen.
danke silvio für die schnelle antwort! ich hatte noch silber vergessen, was dann links noch vor kupfer steht, theoretisch ist mir das schon klar^^, allerdings haben diese metalle und legierungen ja auch noch verschiedene wärmekapazitäten und magnetische eigenschaften usw. usf. daher wäre mir an versuchsergebnissen gelegen, damit läßt sich dann einiges besser abschätzen. den anderen fred (1.) hab ich jetzt auch mal eben komplett durchgearbeitet. puh, fertig, dabei hab ich festgestellt, daß einige recht kompetente leute mit dabei sind, die nicht, wie in einigen anderen foren, den besserwissenden experten mimen. sie geben tips und versuchen zu helfen. das ist ein großes plus für jedes forum! da ich mir auch schon bei vielen themen blaue flecke geholt habe, kann ich hoffentlich auch etwas beisteuern. einen großteil meiner bauteile stammen aus alten geräten, da ich seit einiger zeit elektronikschrott recycle und da ist beileibe nicht alles schrott! zum thema: bei meiner suche bin ich damals auf die zvs gestoßen, die es mir angetan hat. dabei fand ich im wesentlichen vier varianten, die von jörg war die vorletzte und reizt mich schon, da ich die "richtigen" igbt´s hier rumliegen habe. nur möchte ich vorher mal eine andere optimieren. es handelt sich um die, die it einer unangezapften workcoil aber mit zwei zuleitungsinduktivitäten arbeitet. aus meinen versuchen schlußfolgere ich, daß der versuch von einem hier, im höheren leistungsbereich probleme macht, weil die zuleitungsinduktivität in die sättigung kommt und dann nicht mehr matcht. genau an diesen zuleitungs L´s bin ich auch gescheitert, da ich dort zwei eisenpulverringkerne verwandte, welche durch den recht hohen gleichstromanteil, in die sättigung getrieben wurden und schweineheiß wurden. ergo, lag es sicher nicht an den fets sondern an einer kaum zu vermeidenden unsymmetrie der beiden leitphasen, wodurch sich selbst geringste unterschiede aufsummieren und den takt unterbrechen, was man dann tatsächlich hören kann. beim weiteren hochfahren sterben dann irgendwann die fets, wenn der takt aussetzt. das wurde, wenn mein erinnerungsvermögen mich nicht im stich läßt, in diesem fall durch den vorwiderstand verhindert. daran kann man schön erkennen, daß selbst einfachste sicherungsmaßnahmen, den tod von leistungshalbleitern verhindern können. weiterhin läßt sich daraus schließen, daß der einsatz von ringkernen, auf grund des geschlossenen kerns und der nie ganz zu vermeidenden unsymmetrien, bei auf maximale leistung getrimmten schaltungen, eine denkbar schlechte wahl sind, es sei denn, sie sind riesengroß(soetwas hab ich auf youtube gesehen). für die weniger erfahrenen möchte ich noch anfügen, daß die wahl des kernmaterials immer größere kompromisse einschließt! NIE ist ein kern optimal! das kann er in resonanzwandlern schon deswegen nicht sein, da die frequenz mit der belastung verändert wird. zur abschätzung der problematik möchte ich mal etwas mehr darauf eingehen. das mache ich nicht nur für euch sondern auch für mich, da einem bei erklärungen viele dinge selbst klarer werden. also betrachten wir mal eine induktivität, dann gibt es zwei extremfälle, der erste ist ein vakuum und der zweite ein ferromagnetischer stoff, zb. mumetall oder neodym. bei ansonsten gleicher spule, ergeben sich riesige induktivitätsunterschiede. die für uns interessanten eckwerte sind einerseits luft und andererseits ferromagnetische stoffe, wobei immer auch die frequenz eine bedeutende rolle spielt. allgemein kann gesagt werden, daß der unterschied zu luft sehr viel größer ist als unter den ferromagnetischen stoffen untereinander. bei einer realen spule bedeutet das, daß eine luftspule viel mehr windungen für die gleiche induktivität benötigt als eine spule mit einem ferromagnetischem kern, sei er auch sehr klein. ich hole hier eventuell etwas weit aus, aber zum wesentlichen verständnis sind für die etwas neueren bastler einige zusammenhänge sicherlich interessant, die anderen mögen mir das verzeihen. ich mach das später weiter, da meine zahnzugschmerzen jetzt weg sind und der schlafsand in meinen augen kratzt.^^ grüße lu
so, nun wollen wir mal betrachten, welche faktoren denn noch wichtig sind. der widerstand des wicklungsmaterials, hier wird, im normalfall, ein sehr gut leitendes material eingesetzt, in der regel elektrolyt-kupfer(schon geringe verunreinigungen vermindern die leitfähigkeit schon relativ stark), aluminium kommt fast nur bei sehr schweren trafos oder motoren zum einsatz (reine preisfrage), silber wird auf grund des hohen preises nur für sehr hochwertige spulen und oder hochfrequenz verwendet. dabei kommt speziell dort, wo der skineffekt eine große rolle spielt, oft eine oberflächen versilberung in frage. da der widerstand des spulenmaterials (elektrisch betrachtet) mit der induktivität in reihe liegt, erhöht ein längerer und oder dünnerer leiter die nichtwirksamen verluste und bestimmen die güte entscheident mit. daraus erklärt sich, warum dem kernmaterial eine besondere bedeutung zukommt, je stärker der ferromagnetismus desto geringer die windungszahl also auch die drahtlänge und die ohmschen verluste. weiterhin spielt die drahtstärke in diesem zusammenhang eine große rolle. betrachtet man eine spule im betrieb, wird klar, das ein strom fließen muß(in einem feldfreien raum wäre eine induktivitätsbetrachtung völlig sinnlos), dieser strom x verursacht, ohmsche verluste und diese wiederum erwärmen das leitermaterial, was, auf grund des positiven temperaturkoeffizienen eine erhöhung der verluste verursacht. betrachtet man nun eine reale spule, dann stellt man schnell fest, das sich hier die katze das erste mal in den schwanz beißt. erhöht man nämlich die drahtstärke, so verlängert sich die mittlere leitungslänge, was der verringerung des widerstandes entgegen wirkt. betrachtet man das kernmaterial genauer, so stellt man fest, das es für jedes eine maximal mögliche magnetisierbarkeit gibt, man spricht in diesem zusammenhang, von sättigung. da es keinen eindeutigen punkt für diese sättigung gibt (die magnetisierung ist nicht linear sondern stellt einen hyperbelast dar), wird diese für das entsprechende material definiert. oberhalb dieser grenze wird der verlustfaktor sehr schnell unverhältnismäßig groß, hier wird oft von aussteuerung und übersteuerung gesprochen. da das magnetfeld, je nach polung der anliegenden spannung einen oberen und unteren sättigungs punkt besitzt(hilfsweise als magnet vorstellen), wird dieser bereich als aussteuerbereich bezeichnet. die magnetisierungskennlinie in die eine richtung folgt nie derjenigen in die andere, wodurch sich bei graphischer darstellung eine schleife ergibt, diese nennt man hystereseschleife. unterbricht man an einem beliebigen punkt der magnetisierung, so behält das material einen teil seiner magnetisierung, was man remanenz nennt, diese baut sich sehr langsam ab, tage, wochen, monate oder jahre. dieser effekt, welcher nur bei ferromagnetischen materialien auftritt, ist bis heute nicht restlos geklärt und bereitet trafobauern bis heute kopfschmerzen, da diese remanenz von der bauform des kernmaterials abhängig ist, in ringkernen tritt sie schwächer auf! die fläche der hystereseschleife bestimmt die sogenannten ummagnetisierungsverluste. für das einschalten von magnetischen kreisen sollte die restremanenz UNBEDINGT beachtet werden, da beim einschalten im jeweils anderen hyperbelast, bis zum erreichen des relevanten anderen anstiegsastes, ein sehr hoher impulsstrom fließen kann, da die induktivität nicht wirksam ist. bei netztrafos fliegen dann regelmäßig die sicherungen raus. da halbleiter flinker sterben, sollte dieser effekt beachtet werden. nichtmagnetische werkstoffe kann man sehr hohen feldstärken aussetzen ohne daß es eine sättigung gibt. diesen effekt nutzt man bei trafos zum beispiel in form eines luftspaltes, allerdings muß dann die windungszahl, für die gleiche induktivität wieder etwas erhöht werden. will man ohne luftspalt auskommen benötigt man vergleichsweise große kerne, wodurch sich die drahtlänge wieder negativ verändert. wird ein kern mit gleichmagnetischem feld vormagnetisiert, auf grund der remanenz addieren sich die gleichfeldanteile, läßt sich dieser wechselfeldmäßig geringer aussteuern, genaugenommen kommt er an einem der beiden hyperbeläste in die sättigung, während im entgegengesetzten noch "platz" wäre. weiter oben wurde über halbe windungen diskutiert, im grunde genommen gibt es keine halben windungen, da der äußere kreis immer die windung abschließt. das bedeutet, daß die leerlaufspannung immer nur ganze windungen abbildet, für eine nicht im kern vollendete windung ist allerdings die ankopplung (koppelfaktor) geringer. morgen kommt der rest grüße lu
Die probleme mit der Remanenz und Sättigung im Kernmaterial sind bei den Höheren Frequenzen nicht so schlimm wie bei Netzfrequenz. Bei Ferriten und anderen HF Kernen wird parktisch nie bis an die Sättigung herangegeangen, denn schon vorher werden oft die Verluste im Kern einfach zu groß. Das Problem mit Remanenz hat man vor allem bei Rinkerntrafos oder großen Trafos, weil da der ungewollte Luftspalt klein ist, oder ganz fehlt. Da hier ja viel über die Kondesatorwahl geschrieben wird: bei einem kommerziellen gerät (ca. 4 kW) habe ich schon 200 nF als Glimmerkondensator gesehen. Ob die Wasserkühlung da wirklich nötig war weiss ich nicht, kann sich auch einfach ergeben haben.
@Ulrich (Gast) >Die probleme mit der Remanenz und Sättigung im Kernmaterial sind bei den >Höheren Frequenzen nicht so schlimm wie bei Netzfrequenz. Bei Ferriten >und anderen HF Kernen wird parktisch nie bis an die Sättigung >herangegeangen, denn schon vorher werden oft die Verluste im Kern >einfach zu groß. Richtig, siehe Artikel Transformatoren und Spulen >Das Problem mit Remanenz hat man vor allem bei Rinkerntrafos oder großen >Trafos, weil da der ungewollte Luftspalt klein ist, oder ganz fehlt. Das ist ja im Betrieb sehr gut. Nur beim Einschalten knallts dann halt ;-) MFG Falk
@ luckylu (Gast) Deine "Effizienzgründe" zur Ignoranz der deutschen Großschreibung sowie nicht vorhandenen Absatzgestaltung sind der Lesbarkeit deiner Texte nicht zuträglich. Ganz davon abgesehen, dass man mit sowas (zumindest bei mir) schnell in Richtung Fachidiot in der Schublade landet. Just my two cent Falk
luckylu schrieb: > erhöht man nämlich die > drahtstärke, so verlängert sich die mittlere leitungslänge Ist das so? Wenn der Innendurchmesser gleich bleibt schon. Aber die Oberfläche des Leiters erhöht sich auch. Was sehr gut ist. Doppelter Durchmesser- > doppelte Oberfläche -> halber Spulenwiderstand. Ach ja, Fotos! Frequenz von deinem Aufbau? Gruß Silvio
eigenzitat: für eine nicht im kern vollendete windung ist allerdings die ankopplung (koppelfaktor) geringer. hier hatte ich vergessen zu erwähnen, daß damit auch die spannung "weich" wird und folglich bei belastung schneller zusammenbricht. @falk zitat: HF Kernen wird parktisch nie bis an die Sättigung >herangegeangen, denn schon vorher werden oft die Verluste im Kern >einfach zu groß. Richtig, siehe Artikel Transformatoren und Spulen diese problematik hatte ich nur angesprochen, weil gerade bei leistungsanwendungen mit ferriten, oftmals einfach probiert wird, berechnet wird oft nicht, wodurch man eben schneller in der sättigung landet als vermutet. bezüglich der schreibweise: das mit der lesbarkeit durch absätze, werde ich verbessern. fachidiot g bin ich nicht wirklich, wobei natürlich ein paar jahrzehnte elektronik ihre spuren hinterlassen. @silvio auf grund von pi/4d² sind die unterschiede nicht sehr groß, wobei jedoch der spulendurchmesser eine nicht zu unterschätzende rolle spielt. also ist das verhältnis drahtdurchmesser/spulendurchmesser im verhältnis zur windungszahl und der anzahl der lagen wichtig. mit bildern wird im moment nix, ich werde aber einiges mit schaltbildern und skizzen verbessern. kurz noch zu meiner vorgehensweise: wenn mir eine schaltung ins auge springt (also interessant ist), wird erst einmal alles (vieles), was darüber im netz zu finden ist, gelesen und analysiert. viele schaltungen fliegen dann raus, andere und deren variationen werden gespeichert. danach folgt dann eine erste erprobung, dazu fertige ich mir sehr oft eine leiterplatte an. von steckbrettern und streifenleiterplatten halte ich nicht viel, bei den ersteren sind es der drahtverhau und kontaktmängel, bei den streifenplatinen meist das problem der verdrahtung, welche viel zeit erfordert und bei änderungen unpraktisch ist. aus der unmenge an bauteilen, die ich besitze, werden die passenden rausgesucht und nach deren größe auf einem blatt papier angeordnet (spiegelverkehrt). daraus ergibt sich die größe der platine, an relevanten punkten werden noch ein paar löcher und ein paar lötinseln mit 2 bis 4 lächern vorgesehen. als material verwende ich 0,5mm epox/glasfaser material, das läßt sich mit einer kräftigen schere schneiden. die platine wird mit fingern, wasser und scheuerpulver blank gemacht, wobei die oberfläche auch fettfrei wird und auch gröbere verschmutzungen oder oxid leicht zu entfernen sind. der entwurf wird auf der platine mit klebestreifen fixiert und die löcher mit einer spitzen reißnadel markiert, mit lineal streifenweise, so wird kein loch vergessen. die kontrolle erfolgt durch einseitiges lösen des papiers, im durchlicht erkennt man schnell vergessene löcher. nach dem kopletten ablösen des papiers, werden die leiterzüge mit nagellack(oder nitrolack) und einem angespitztem streichholz aufgetragen, durch drehen der spitze in den löchern können sehr gleichmäßige rundungen erzeugt werden. um ätzmillel zu sparen werden große freiflächen auch lackiert. geätzt wird mit eisendreichlorid, welches ich immer im haus habe. die platine ird mit der leiterseite nach unten auf das ätzmittel gelegt, sie schwimmt problemlos, sofern sie eben ist. nach etwa 2min entnehme ich das dann noch einmal zur kontrolle, da sich oft noch fehler und darauf befinden, lack und stellen wo sich luftblasen gebildet hatten werden mit der reißnadel bearbeitet, auch fingerfettfilme lassen sich so schnell entfernen. dann wird die platine etwas schräg, damit luftblasen entweichen können wieder aufgelegt und für einige zeit in die mikrowelle gestellt, optimal ist eine ätztemperatur von 50° bis 60°C. je nach konzentration und alter, der ätzlösung, dauert der ätzvorgang dann 10min bis 30min. bei groben leiterbahnen kann das ätzmittel voll ausgenutzt werden, bei feinen sollte das ätzmittel noch möglichst gut sein, da es, je verbrauchter es ist, zu stärkeren unterätzungen kommt. zum ende des ätzvorgangs, welches am dunklen durchscheinen der weggeätzten bereiche gut zu erkennen ist, kann eine letzte kontrolle und korrektur durchgeführt werden. die mit zunehmendem alter einsetzende schlammbildung kann mit ein wenig salzsäure verhindert oder rückgängig gemacht werden. das ätzmittel ist jahrelang haltbar, glasflasche mit plastdeckel sind am besten geeignet, metalldeckel, auch mit lack oder plastbeschichtung lösen sich auf. das ätzmittel macht häßliche flecken, ein tablet oder glasplatte und alte kleidung sind zu empfehlen. entgegen anderen verlautbarungen, ist eisendreichlorid nicht giftig(diente in der medizin lange zeit als wunddesinfektionsmittel mit blutstillender wirkung) trinken sollte man es trotzdem nicht also glasflasche eindeutig beschriften, ich male da immer einen totenkopf drauf. der lack wird dann mit nagellackentferner (aceton) oder nitroverdünnung (universalverdünner) gründlich entfernt. anschließend wird die platine noch mal mit scheuermittel gereinigt, das verbessert die lötbarkeit. ok, das war doch etwas off topic, nur möchte ich eventuellen anfängern die "angst" vor dem erstellen von leiterplatten nehmen und zeigen, das auch neulinge gut zurecht kommen können, damit wächst sicher auch die fangemeinde.^^ bis später lu
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so, hier nun erst einmal die softeinschaltung der hier verwendete n-fet sollte nach folgenden kriterien ausgesucht werden: nach strombelastbarkeit /hier empfehle ich 1,5 bis 3 x den nennstrom spannungsfestigkeit /für eine gleichgerichtete wechselspannung etwa das 2fache der wechselspannung/bei 230V wären das etwa 230V x 1,1(netzüberspannung)x1,414(wurzel aus 2)x 1,1 (10%sicherheitszuschlag)etwa 393V gewählt 400V RDSon möglichst niedrig, da danach die kühlkörpergröße bestimmt wird beispiel: nennstrom(der schaltung) 5A x RDSon 1,0ohm =5W erkennbar ist hier, je kleiner RDSon um so kleiner die kühlfläche für dauervolllast. möglichst hohe maximale verlustleistung und somit niedriger thermischer innenwiderstand, das verringert deutlich die notwendige kühlergröße. hier gibt es nun mehrere möglichkeiten eine übermäßige erhitzung zu vermeiden. 1.thermosicherung/schalter(alte mikrowelle) 2. elektronische sicherung mit verlustleistungsbegrenzung 3. berechnung und auslegung des kühlkörpers für volllast 4. kombination mehrerer varianten da sich viele leute, bei der berechnung schwertun auch hier mal ein beispiel. benötigt werden folgende angaben 1. maximale umgebungstemperatur in°C 2. maximal zulässige sperrschichttemperatur (datenblatt), oftmals ist auch eine deratingkurve(reduzierungsfaktor) angegeben. 3. innerer thermischer widerstand(von der sperrschicht zum kühlendem anschluß(bei kleineren bauteilen können das auch gesamtangaben zur umgebungsluft sein oder bei dioden die recht dicken anschlußdrähte, das steht aber im datenblatt) 4. maximale im betrieb auftretende verlustleistung 5. temperaturübergangswiderstand vom gehäuse zum kühlkörper mmm, für den oben stellvertretend verwendeten BUZ64 habe ich auf die schnelle kein datenblatt, dieser ist eh veraltet, so das ich die daten vom BUZ63 verwende, jeder muß sich für seine typen eh die datenblätter besorgen, zumindest ist das sehr zu empfehlen, wenn man die teile ausnutzen aber nicht sinnlos große kühler verwenden will. ........................................................................ .. die vorgehensweise ist folgende als erstes bestimme ich die maximale umgebungstemperatur in dem zu verwendendem gehäuse oder ich lege das fest und sorge später, zum beispiel mit einem lüfter dafür, das die innentemperatur nie über diese festgelegte temperatur steigt. in unserem beispiel lege ich jetzt diese temperatur auf 55°C fest. als nächstes wird aus dem datenblatt die maximale sperrschichttemperatur abgelesen, diese ist 150°C. die temperaturdifferenz stellt den ausnutzbaren temperaturunterschied dar. also 150°C - 55°C = 95K(häh warum K?) es handelt sich um eine temperaturdifferenz und diese ist absolut und wird immer in kelvin angegeben, das grad läßt man weg, da eh jeder wissen sollte, was es bedeutet.^^ für die nächste rechnung sehen wir uns die angegebenen thermischen widerstände(Rth) an, im datenblatt finden wir dafür 2 werte Rthjc(j für junktion/sperrschicht und c für case/gehäuse) und Rthja (ambient/umgebung). als erstes überprüfen wir den wert Rthja, eventuell brauchen wir ja gar keinen kühlkörper? dazu nehmen wir unsere maximal mögliche temperaturdifferenz 95K und teilen diese durch Rthja also 95K:35K/W =2,71W schade es reicht leider nicht. gut, jetzt die probe mit Rthjc (würde diese probe nicht bestanden, wäre das bauteil für unseren zweck NIE brauchbar, also versucht dann nicht die physik zu überlisten^^)! die rechnung lautet also, 95K : 1,6K/W(Rthjc)= 59,38W , das bedeutet, könnten wir den äußeren thermischen widerstand(vom gehäuse zur umgebung) auf 0 setzen, könnten wir diese leistung über den transistor verbraten. da wir aber die kühlkörpergröße, bei einer vorgegebenen maximalleistung, bestimmen wollen, müssen wir noch weiter rechnen. für jeden materialwechsel ohne lufteinschlüsse(wärmeleitpaste) nehmen wir einen daumenwert mit sicherheitszulage, dieser liegt bei 0,1K/W. bei grenzwerten im oberen hundert oder tausend watt bereich muß dann genauer gerechnet werden, für unsere anwendungsfälle ist das aber unnötig. für silikongummi 0,2mm stark nehmen wir 1K/W an, wer es genauer wissen will, muß beim hersteller nachfragen. jetzt addieren wir alle uns bekannten thermischen widerstände, RThjc + Rthü (materialübergangswiderstand) + Rthiso (für den silikongummi) und erhalten den Rthjcges (gesamtwärmewiderstand von der sperrschicht zum kühlkörper. damit erhalten wir 1,6K/W (bauteil) + 0,1K/W (Rthü) +0 (ohne isolierung)= 1,7K/W (Rthjcges1, gesamt1 zur unterscheidung der beiden ergebnisse). analog erfolgt nun die berechnung mit silikongummi 1,6K/w + 2x 0,1K/W (zweimal materialübergang, gehäuse zum gummi +gummi zum kühlkörper) + 1K/W (für das isoliermaterial)= 2,8K/W. (als Rthjcges2). jetzt können wir die differenz temperatur recht einfach bestimmen, indem wir die temperaturdifferenzen mit der vorgegebenen leistung multiplizieren. damit ergibt sich für direktmontage mit paste eine gesamttemperaturdifferenz von der sperrschicht zum kühlkörper 1,7K/W x 5W = 8,5K für fall 1 2,8K/W x 5W = 14K für fall 2 nun wird von der maximal möglichen temperaturdifferenz jeweils die von der sperrschicht zum kühlkörper auftretende temperaturdifferenz abgezogen, damit erhalten wir für fall 1, 95K - 8,5K = 86,5K für fall 2, 95K - 14K = 81K der rest ist einfach, wir teilen die zur verfügung stehenden temperaturdifferenzen durch die leistung und erhalten damit jeweils den äußeren maximal zulässigen wärmewiderstand. 86,5K/5W = 17,3K/W für fall 1 81K/5W = 16,2K/W für fall 2 laut diagramm reicht dafür ein 1mm alublech mit 7,5cmm x 7,5cm für beide fälle aus, mit zunehmender leistung verschiebt sich das aber exponentiell zu ungunsten der isolierten variante.für 10W ergeben sich für fall 1 7,8K/W etwa 9cm x 9cm x 2mm für fall 2 6,7K/W etwa 11cm x 11cm x 2mm bei 20W fall 1 3,05 K/W 16cm x 16cm x5mm, 19cm x 19cm x 2mm /geht gerade noch fall 2 1,95 K/W für diese variante muß schon ein ordentlicher kühlkörper her! alle bleche müssen senkrecht stehen, sonst ist die fläche mit 1,3 zu multiplizieren, bei schwärzung ist der multiplikator 0,7; das teil muß immer in der mitte montiert sein. hier noch die formel, damit sollte dann wohl jeder klarkommen Tj-Ta ------- = Rthgesamt (junktion to ambient)- Rthjc -Rthü -Rthiso =Rtha P mit diesem wert kann dann auch direkt ein kühlkörper gekauft oder ausgesucht werden, das ist immer der minimalwert, besser ist immer wenn der wert des realen kühlkörpers kleiner ist, der kühlkörper ist dann größer. ........................................................................ . das vorher behandelte die volllast unter normalen betriebsumständen, durch einfaches umstellen der formel läßt sich auch die maximal zulässige kühlkörpertemperatur bestimmen und mit hilfe eines thermoschalters vom netz trennen. am elegantesten läßt sich das lösen, wenn zur einschaltung ein schütz/relais in die selbsthaltung gebracht wird und der thermoschalter die selbsthaltung unterbricht, damit ist auch eine dreipolige lasttrennung bei drehstrom möglich, für den softanlauf ist dann allerdings noch ein kleines relais nötig, sofern das schütz nicht zwei vom lastkreis unabhängige kontakte aufweist. näher möchte ich nicht darauf eingehen, wer bei solchen schaltungen mit drehstrom arbeitet, sollte eine passende ausbildung besitzen. mit einer mit 16A abgesicherten 230V leitung lassen sich bis zu 2,5KW in den schwingkreis bringen, das ist dann schon lange kein spaß mehr, wer diese leistung bei frequenzen über 10kHz in die umwelt bläst kann schon ernsthaft ärger bekommen! mal davon abgesehen, daß die oma mit herzschrittmacher, das mittagessen reinbringt..... nunmal zur obigen schaltung, die spannung an R2 sollte mindestens 12V über +Ub liegen wobei zur erzeugung auch eine einfache spannungsverdopplung aus dem netz geeignet wäre als beste variante erscheint mir allerdings eine separate brückengleichgerichtete geglättete spannung, bei stabilisierter spannung könnte die zdiode auch entfallen, die widerstände können sehr hochohmig sein, speziell, wenn auf C1 verzichtet und mit spannungsverdoppler gearbeitet wird. ok, gehen wir mal die funktion durch: dazu gehen wir von einer stabilisierten spannung von 15V aus, R1,C1 und die Zdiode sind nicht vorhanden. der ausgangszustand ist mit dem geschlossenen schalter, welcher ein relaiskontakt oder ein kontakt des einschalters ist. damit ist die gatekapazität mit source kurzgeschlossen und der fet gesperrt, wird nun das gerät eingeschaltet, öffnet der kontakt und über den widerstand R2 wird die gatekapazität geladen, beim erreichen einer spannung zwischen 2V und 8V (fet abhängig) beginnt dieser zu öffnen. die zeitkonstante wird bestimmt, von der gatekapazität und dem widerstandswert von R2. da Tau = R x C ist kommt man, ohne betrachtung von parasitären komponenten, mit einer gatekapazität, beim BUZ63, etwa 1,5nF auf 0,63 x 15V =9,45V, bei R2 von etwa 10kohm, nach etwa 1ms. in dieser zeit wird die verlustleistungshyperbel durchlaufen. ob das zum verhindern des kurzschlusses beim einschalten ausreicht, ermittelt man am besten mit einem oszi, der bei solchen schaltungen eigentlich immer auf dem tisch stehen sollte.^^ die spannung sollte über einen stelltrafo oder netzteil, schrittweise erhöht werden. je nach fet wird der zulässige bereich bei etwa 5kohm bis 100kohm liegen. bei höherer steuerspannung ist die zdiode sehr sinnvoll, ohne R1, welcher als spannungsteiler dient, sogar zwingend notwendig. R1 verlängert den ladevorgang, das gleiche gilt für C1, damit ließe sich, hauptsächlich bei höheren spannungen die einschaltzeit auch mit niederohmigeren widerständen variieren. ok, das soll es jetzt gewesen sein grüße lu
http://www.dl5swb.de/html/mini_ringkern-rechner.htm kennt ihr das? habe gerade damit etwas rumgespielt. interessant ist nicht nur die luftspulenberechnung, sondern die von ferritkernen, da lassen sich sehr schön temperaturerhöhungen, bei veränderungen der anderen werte simmulieren, bei mir kommen da gleich ein paar ideen.
Das wäre doch eine ideale Anwendung für einen IGBT. Mir ist noch was
schönes zur Realisierung einer elektronischen Sicherung eingefallen:
Ein Igbt in Reihe im DC-Pfad. + ein Stromsensor z.B. ACS713.
Der IGBT über eine bistabile Kippstufe gesteuert. Wenn der Strom durch
den IGBT und dem Stromsensor zu hoch wird, kann die Kippstufe, getrieben
durch den ACS713, den IGBT öffnen. Wenn die Last nicht zu induktiv ist
und man einen RC-Snubber parallel zum IGBT macht, dann kann diese
Konstuktion bestimmt in 0.1 ms oder schneller abschalten. Bleibt
vielleicht vieles noch heil. Wäre doch auch was für Ulf!
Falk Brunner schrieb:
> Richtig, siehe Artikel Transformatoren und Spulen
"Nehmen wir an wir reden von Chile oder einem anderen Land mit 220V und
50 Hz."
Wenn es um ein Land mit 220V und 50 Hz geht, dann fällt mir auch sofort
Chile ein.
Das kommt doch bestimmt von dir, Falk? Oder?
Gruß
Silvio
PS: Mein Impedanzmonitor ist schon weit gediehen. Ich hoffe ich kann
noch im Januar tolle Ergebnisse präsentieren.
PSS: so eine elektronische Sicherung baue ich auch auf.
@ Silvio K. (exh) >Wenn es um ein Land mit 220V und 50 Hz geht, dann fällt mir auch sofort >Chile ein. >Das kommt doch bestimmt von dir, Falk? Oder? Nöö, das ist 1:1 aus dem Original übernommen. Liegt wahrscheinlich daran, dass der Autor in Chile lebt ;-) MFG Falk P S. Ist ja alles ne schöne Bastelei, aber ich würde mich da eher an den komerziellen Induktionskochfeldern orientieren? Warum? Die müssen effizient sein, da kann man keine "sinnlosen" Bauteile reinbauen. Wie ist das Einschaltproblem dort gelöst? Ich nehme an, dass dort KEIN extra Schalter/Relais/MOSFET in der Versorgung liegt. Das wird wahrscheinlich alles über die Ansteuerung gemacht. MFG Falk
Falk Brunner schrieb: > Ich nehme an, dass dort KEIN extra > Schalter/Relais/MOSFET in der Versorgung liegt. Das wird wahrscheinlich > alles über die Ansteuerung gemacht. Du hast sicher recht. Man sollte den Anschwingvorgang mal aufnehmen... Zu einem sicheren effizienten regelbaren und langlebigen Ofen möchte ich ja auch hin. Aber auch der Weg ist das Ziel. Hier wieder ein bisschen Motivation. Ist zwar schon ein paar Monate alt. ich finde es aber trotzdem noch schön. http://user.cs.tu-berlin.de/~silviox/Induktionsofen/Videos/Induktionsofen_1kW_US1.mpg http://user.cs.tu-berlin.de/~silviox/Induktionsofen/Videos/Aufnahme4-1-klein.mpg Ich hoffe die Links sind langlebig...Wie ist es eigentlich mit Videos als Attachment im MC-Forum? Aus diesem Clip sind die Fotos die ich in Beitrag "Re: Wer hat Erfahrung mit Induktionsöfen >1kW" gezeigt haben.
@ Silvio K. (exh) >Ich hoffe die Links sind langlebig...Wie ist es eigentlich mit Videos >als Attachment im MC-Forum? Kann man machen, aber max. 2MB. MFG Falk
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Also irgendwie geht es hier nur langsam voran. Leute gibt es was Neues?
Ulf?
eProfi?
Bennedikt?
Manuel?
...
Silvio K. schrieb:
> Blei habe ich auch da, aber noch nie versucht einzuschmelzen.
Blei geht ganz gut. Habe ich heute mal probiert.
Bin aber noch weitestgehend mit meinem Impedanzmonitor beschäftigt.
Siehe Anhang. (Die Werte stimmen noch nicht.)
Leute, schreibt!
Hallo!
Nach dem Urlaub war es Zeit, wieder aktiv zu werden.
Neues Kupferrohr für die Arbeitsspulr liegt bereit und wird morgen über
die Drehbank gequält. Als Anschluß an die Kupferblöcke will ich evtl.
Schneidringverschraubungen verwenden, damit ich auch mal eine andere
Arbeitsspule anbringen kann, ohne löten zu müssen.
Mit Reedkontakt und Spule(als stromabhängiger Selbsthaltekontakt habe
ich experimentiert, leider mit mäßigem Erfolg. Wenn der Kontakt bei 3A
lösen soll, schaltet er erst bei 8A wieder ein. Da muß ich noch mit
anderen Reedkontakten experimentieren.
Zur Erinnerung: Ich schalte den Leistungsteil mit einem SSR ein, dabei
soll ein Taster starten und der Reedkontakt den Taster solange
überbrücken, wie ein Werkstück in der Arbeitsspule liegt und deshalb ein
höherer Strom gezogen wird. Die Spule vom Reedkontakt hat ca. 5
Windungen 1,5mmCuL und liegt als Stromwächter im Gleichstromkreis.
>Leute, schreibt!
wenn es was zu berichten gibt...
ulf.
Ich bin durch Zufall auf Euer Forum gestoßen und Elektronik-Laie. Trotzdem habe ich Interesse am Thema, weil ich vor dem Problem stehe Kupferkessel für den Dampfmodellbau hartlöten zu müssen. Dazu sind kopfseitig teilweise viele Röhren in einen Deckel zu verlöten. Ich möchte gleichmäßig/gleichzeitig erhitzen können und zuvor schon Flußmittel und einen Ring Hartlot an die jeweiligen Lötstellen bringen. Drum herum stelle ich mir die Induktionsspule vor. Die Kesselabmessungen liegen so bei einem Durchmesser von 40-120 mm. Meine Idee war nun als Basis für Experimente eine einflammige Kochplatte (Induktion) auseinander zu nehmen und mit einer geänderten Spule zu versehen.... Ist das nach Meinung der hier Mitwirkenden möglich? Würde die Leistung ausreichend sein? Es müssen ca. 800 Grad Hitze eingebracht werden... Ich wäre um Auskunft dankbar. Gruß Peter
Die Frequenz eines kommerziellen Kochofens ist recht niedrig, so 25 kHz. Das Kupfer relativ dünn. Sieht also gar nicht so schlecht aus. Ich denke, einen Versuch ist es wert. Den Kessel schön in Isolierwolle einpacken, damit die Wärme nicht gleich weg geht. Was die Sache erheblich erschwert ist folgendes: Peter (Gast) schrieb: > mit einer geänderten Spule zu > versehen ... > und Elektronik-Laie Es ist auch ganz frisch ein Video bei Youtube in dem ein Typ ein Stück Kupfer mit 65 kHz und 3 kW schmilzt. Alle Achtung! Nicht schlecht. Ich denke mit passender wassergekühlter Spule und dem richtigem Kondensator könnte es durchaus was werden. Fast sicher werden ein paar IGBTs sterben, aber das ist normal hier... Gruß Silvio
Noch ein Zusatz zu meinem Beitrag. Habe beim Stöbern im Netz noch diese Ausführungen zum Thema entdeckt... http://www.love-is-freedom.com/technik/Induktions-Ofen/Induktions-Ofen.htm Vielleicht hilft es ja bei Euren Versuchen...
@ Silvio: Ich entnehme deinen Ausführungen, dass es noch niemand probiert hat... Da konkrete Vorschläge zur Dimensionierung des angepaßten Schwingkreises jetzt nicht genannt wurden. Hälst du es denn für möglich die wahrscheinlich dort verbaute Flachspule in eine Kupferspule mit wenigen Windungen zu ändern und das ganze dann auch noch angepaßt zu bekommen? Wie müßte der Schwingkreis dann ausgelegt werden? Größe der Kapazität etc? Genau da brauche ich Hilfe der Fachleute....Eure Hilfe! Ich habe keine Oszillographen oder ähnliches um die entsprechenden Messungen durchzuführen, damit mir da nicht dsuernd was abraucht beim Testen...
Peter (Gast) schrieb: > Hälst du es denn für möglich die wahrscheinlich dort verbaute Flachspule > in eine Kupferspule mit wenigen Windungen zu ändern Ich denke, die verbaute Spule wird nicht gehen und auch nicht, wenn man sie ändert. Das Problem ist, dass der Ofen (also der Schwingkreis) für Stahl ausgelegt ist und nicht für Kupfer. Kupfer und Stahl verhalten sich wie der 1. und der 5. Gang beim Auto. Jeder Schwingkreis ist für "sein" Werkstück (Topf, Kupferkessel) optimiert. Das soll heißen der 1. Gang ist für die Autobahn ungeeignet bzw. die Kochtopf-Spule ist ungeeignet für Kupfer. Ungeeignet heißt, die IGBTs gehen kaputt und selbst wenn sie überleben wir das Kupfer nur warm. Für einen Schwingkreis, der für Kupfer geeignet ist, sollte man meiner Meinung nach sehr viel Blindleistung anbieten. Sehr viel Strom bei niedriger Frequenz. Niedrige Frequenz hat die Induktionsplatte, was schon mal gut ist. Das ist die Meinung meines Bauches. Vielleicht könnte Ulf mal ein Stück Kupferrohr in seinen Ofen stellen. Ulf´s Ofen schwingt ähnlich niedrig, hat ordentlich Power und da ist sicher viel mehr Blindleistung im Spiel als in der Induktionsplatte. Und in seinem Ofen geht auch nichts kaputt, wenn es schlecht koppelt. Meiner schon.
Das wäre gut, wenn Ulf das testen könnte. Ich habe durch lesen mitlerweile erfahren, dass es wohl 2 verschiedene induktive Wirkungen in Metallen gibt, einmal die Induktion von Wirbelströmen, die das magnetische Material wie Stahl etc erwärmen können und eine Art der Induktion in allen anderen leitfähigen Materialien, die unmagnetisch sind. Allerdings meine ich mich erinnern zu können, dass gerade dort hohe Frequenzen der Bringer wären... Kann mich aber auch irren in der Erinnerung. Finde den Text jetzt auch nicht aif die Schnelle wieder. Eins ist sicher es gäbe für ein praktikable Lösung mit einem funktionierenden Bauvorschlag ein Menge Leute aus meinem Dampfforum, die da Interesse dran hätten so etwas nachzubauen. Sowohl für Buntmetalle zum Löten als auch für Werkzeugstahl zum Härten und anlassen... Ich melde mich jetzt erst mal hier an, damit man auch mal ne PN schreiben kann...
Hallo! Mein Ofen ist derzeit zerlegt und wartet auf die neuen Spulen. Aber meiner Meinung nach ist die Idee, eine 120 mm Durchmesser Cu- Scheibe induktiv bis Hartlöttemperatur zu erhitzen, schwer umsetzbar. Eine Riesenspule (Innendurchmesser min. 125mm!) mit spezieller Geometrie wäre notwendig. Die Flachspulenversion im Kochfeld funktioniert NUR bei ferromagnetischen Materialien. Das Induktionsfeld erkannte selbst den auf 0,7mm Kupferblech stehenden Kochtopf nicht mehr, obwohl der Topf durch 1,0mm Pappe vom Zeichenblock noch erkannt und geheizt wurde... In meiner dicken Spule habe ich selbstverständlich auch mit NE- Metallen experimentiert. Diese werden aber langsamer warm bei niedrigeren Endtemperaturen. Ein Stück Orgelpfeife brauchte beispielsweise ca. 15 sec. bis zum langsamen Schmelzen. Vielleicht funktioniert das bei höheren Frequenzen besser. Nach meinem Bauch kommt man beim hobbymäßigen Hartlöten mit einem Propanbrenner, evtl. auch Propan/Sauerstoff, und Silberlot schneller zum Ergebnis. Aber (fast) alle Teilnehmer hier in der Runde beschäftigen sich ja eher aus "sportlichem" Interesse mit dem Thema der Induktionsöfen. ulf. der lieber sportlich lötet, als durc den Schnee zu rutschen.
Ich gieße jeden Tag mit einem Onduktionofen der durchmesser der Spule ist gerade mal 30-50mm und die hohe 80 mm. Die Spule besteht, sieht aus als wäre sie aus Alu (5mm Durchmesse wassser gekühlt) und ich gieße dammitverschiede Goldliegierungen und Nicht Edel Metalle (NEM). Dewegen wollte ich euch nur mal so sagen das man nicht eine Spule mit 125 mm inendurchmesser brauch um Metalle zu schmelzen
ULf ich danke schon mal für die Einschätzung. Wie schon geschrieben besteht beim Hartlöten mit der Flamme die Problematik, dass nicht alle Stellen der Fläche gleichmäßig bearbeitet werden können. Man greift also zu Lot mit verschiedenen Schmelzpunkten und teilt sich die Arbeit ein. Das wollte ich vermeiden indem alles zur gleichen Zeit auf Arbeitstemperatur gebracht wird und dann zb mit Lot mit einem Schmelzpunkt bei 660 Grad gelötet wird. Den Propanbrenner habe ich ja im Einsatz. Deswegen suche ich ja nach einer einfacheren Lösung, der ihr hier schon recht nahe seid. Eine Kochplatte habe ich nur angesprochen, weil man die Innereien vieleicht übernehmen kann bei einer geänderten Spule. So ein Kochfeld mit der kompletten Elektronik ist schon für 39 Euro zu bekommen. Gebraucht wahrscheinlich noch günstiger als Bastelbasis. Das war der Grund: Kosten minimieren! Und eine Leistungsregelung vielleicht schon dazu... Deshalb war die Eingangsfrage ja auch: Meint ihr, dass sich diese Kochfelder zum Abändern oder Umbauen eignen? Ulf was sagtst du dazu... Die Kochspule soll weg und eine Luftspule dran. Ich habe nur keine Ahnung wie man das mit der Anpassung des Schwingkreises in den Griff bekommt mangels jeglicher Elektronikkenntnisse und Meßgeräte. Da bräuchte ich Eure Hilfe. Gruß aus Lünen Peter
Hallo Peter, kannst du mal ein Foto vom Objekt der Begierde posten? Ich befürchte, dass dein Kupferlochblech deines Kessels außen heißer wird als innen. Wie in: http://user.cs.tu-berlin.de/~silviox/Induktionsofen/Videos/Induktionsofen_1kW_US1.mpg hier wird es außen viel schneller heiß als innen... Das ist ein Grundproblem für gleichmäßiges Erhitzen. Wenn die magnetische Flussdichte B durch das Werkstück konstant ist, dann hat man trotzdem eine ungleiche Erwärmung. Grund ist folgender: Die kreisförmigen Wirbelströme sind Folge der induzierten elektrischen Felder, die wiederum propotional zur eingeschlossenen Fläche sind. Und hier liegt das Problem. Die Fläche = Gesamtspannung (z.B. Kreis) nimmt quadratisch mit dem Durchmesser zu (A=pi/4*d^2). Der Umfang, an dem die induzierte Spannung abfällt (umfang=d*pi) , dagegen nur linear. (Spannung pro Umfangslänge nimmt zu). Das heißt, es wird in den Randgebieten immer schneller heiß, weil dort viel mehr Wärme entsteht @ All: so sehe ich das, wenn ich das falsch sehe, bitte Einspruch erheben.
@Monsta Die verwendete Frequenz des Schmelzofens wäre interessant. Um 120mm in die Spule zu bekommen, muß sie schon so groß sein, trotz aller Orthographie... @ Peter R. Mit dem Kochfeld hat man zwar ein paar Bauteile, aber eine halbwegs universelle Verwendung der bestehenden Elektronik ist nahezu unmöglich. Alle Abweicher von der spezifischen Anwendung kosten einen IGBT. Für meine Experimente gefällt mir der Leistungsoszillator am besten, weil er ohne aufwendige Steuerung auskommt und sich immer den Gegebenheiten des Schwingkreises anpaßt. Das eGrab wächst langsamer beim Ausprobieren und der Oszillograph zeigt eine schöne Sinuskurve. Bezüglich des gleichmäßigen Erwärmens kann ich Silvio beistimmen. Auch bei industriellen Anwendungen sieht man die abenteuerlichsten Spulenformen, um das Feld dem Werkstück anzupassen. Siehe auch das coil_design.pdf weiter oben im Thread. ulf.
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Ich hab mal ein Bild für so einen Kessel mit Rauchrohren angehängt. Der abgebildete ist sehr groß im Durchmesser also nicht danach planen/rechnen. Aber man sieht zu mindest das Prinzip, dass mehrere Röhren in den Boden und Deckel eingelötet werden mit Silberlot und gleichzeitig der Boden auch noch an die Kesselwand. Zusätzlich kommen noch jede Menge Anschlüsse in die Kesselwand, die meist ein erneutes Erhitzen punktuell notwendig machen. @ silvio und ulf Danke für eure Ausführungen. Ich sehe schon mit dem einfachen Umbau der Kochplattenelektronik wird das nix. Wäre ja auch zu schön gewesen... @ULf Wie hoch schätzt du die Teilekosten für die von Dir bevorzugte Schaltungsauslegung, sagen wir mal für eine Spule von 80 mm Innendurchmesser zur Erhitzung von Kupfer? Spule aus Kupferrohr, wasserdurchflossen zur Kühlung.
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Hallo Peter! So einfach ist die "Preisfrage" nicht zu beantworten. Es braucht einige Zeit, bis man eine habgare oder fertige Anlage zusammengebastelt hat. Das eGrab schluckt da mehr Teile, als man auf der Schaltung hat. Viel wichtiger ist aber die Frage, ob man das Kupfergebilde überhaupt gleichmäßig erwärmt bekommt. Der Deckel und der obere Bereich der Rohre müssen gleichzeitig und gleichmäßig erwärmt werden, und das bei der enormen Wärmeleitung der CU-Rohre! Und dann das große Außenrohr wie ein faradayscher Käfig drumherum... Ohne jetzt den Olymp der Elektronik(den ich auch erst in den letzten Jahren mühsam erlommen habe) verteidigen zu wollen- für einen Elektronik- Laien ist das Thema Induktionsofen in dieser Leistung und Anforderung schon harter Stoff. Da bleibt die Dampflok lange stehen. Ein etwas weniger kompliziertes Gebilde zeigt das Foto. Das Teil ist ca. 130mm lang, ca. 2mm Bodenplatte und 1,5 mm Bleche für das Labyrinth. Alles nacheinander mit Silberlot gefüllt und der Außenstreifen zuletzt gelötet. Alles war dicht, bei mehreren solchen Teilen. Kein Problem mit dem Brenner. Meine Löterfahrungen reichen von SMD- Bauteilen über Orgelpfeifen bis zu Läufern in den Elektromotoren für E-Loks. Für Deinen speziellen Fall würde ich wirklich immer noch den Propan- Sauerstoff-Brenner empfehlen. Mit etwas Übung kann man die Rohre Stück für Stück löten und die große Rundnaht zuletzt. Eine schöne Aufgabe mit Silberlot oder Phosphorlot. Egal, welche Hartlöttechnologie, die enorme Wärmeausdehnung des Außenrohres wird das Hauptproblem sein. Da sollte man fast Weichlot nehmen, wenn die Temperatursicherheit im Dampkessel ausreicht. ulf. dessen Induktionsofen auch immer noch nicht fertig ist.
@ Peter R. (kyrill) >Ich hab mal ein Bild für so einen Kessel mit Rauchrohren angehängt. Der >abgebildete ist sehr groß im Durchmesser also nicht danach Werden solche komplexen Dinge nicht eher in einem klassichen Ofen gelötet? MFG Falk
Also nach meiner Erfahrung, und die ist noch gering, kann man so komplexe Teile mit der Flamme entweder in verschiedenen Schritten mit verschiedenen Schmelztemperaturen der Lote abarbeiten und nimmt dann auch noch klassische Wärmequellen wie Holzkohle etc. dazu, um die Grundwärme zu halten. Die einzelnen Lötstellen werden dann mit der Flamme auf Löttemperatur gebracht und abgearbeitet. Deswegen hatte ich ja die Hoffnung, dass es vielleicht mit Induktion in einem Zug geht... Und wie gesagt mein Bild war ein Extrembeispiel. Normalerweise sind die Außenmäntel max. 100 mm im Durchmesser eher kleiner. Trotdem danke euch allen für die Ratschläge aus eurem Wissensfundus... Ich lese hier weiter mit, vielleicht kommt ja bei euren Versuchen noch was heraus, was ich doch brauchen kann.
Vor einer Weile habe ich mit meinem Induktionsofen 2 Stahlteile mit Niedertemperaturhartlot verlötet. Das war ein kleines Drehteil welches an ein 3 mm dickes Kreis-Blech sollte. Drehteil 20mm mittig an 110 mm Blech. Sollte eine Handrand werden, ist es auch geworden. Bis auf das Problem mit der gleichmäßigen Erwärmung, war das eine saubere Sache. Außen hat es geglüht und in der Mitte, wo es löten sollte, hat es lange gedauert. Aber sonst sehr nett. Auch HSS auf Stahl hab ich mal gelötet. Kupfer geht, aber eben nicht so leicht: http://www.youtube.com/watch?v=zw_SrGU2iYs Die gezeigte Spule hat nur 2 Windungen. Was das für die Blindleistung heißt, kann man nur erahnen. Viel gutes C. @ Ulf Wieviele Windungen hat deine neue Spule? @ Peter: Wie hast du den Kessel so sauber hinbekommen? Da ist ja nichts angelaufen...
Wie ich schon schrieb, dass ist nicht mein Kessel. Das Bild war nur ein Beispiel für die Problematik, weil hier danach gefragt wurde. Ich hab keine Ahnung, wie der Erbauer das so hinbekommen hat.
@ulf die freqenz kann ich dir leider nicht sagen aber vielleicht findest du ja was im internet über die gießanlage (ist von der firma BEGO Nautilus heist die anlage )
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Ich habe auch mal einen Induktionsheizer gebaut. Der ist aber zum Betrieb an Kleinspannung (so 30...50V) gedacht. Ich habe insgesamt 4 IRFP260 Mosfets verwendet (im Schaltplan sind nur 2 eingezeichnet, in Wirklichkeit sind da aber je 2 parallel). Die Spule (Workcoil) ist aus 16mm² Erdungskabel und hat insgesamt 7 Windungen mit einer Mittelanzapfung bei 3,5 Windungen. Das ist auch das Hauptproblem daran: Obwohl die Anzapfung ziemlich genau mittig ist, werden die Mosfets sehr ungleichmäßig belastet: Ein Kühlkörper ist schon unanfassbar heiß (vielleicht 100°C), während der andere noch fast handwarm ist. Die Kondensatoren sind übrigens 4 Stück WIMA FKP1 mit je 0,22µF/630V. Also insgesamt 0,88µF. Damit ist die Leerlauf-Frequenz über 100kHz, sehr hoch für einen IH. Mit geringerer Frequenz, also mehr Kapazität, würden die Mosfets vermutlich auch kälter bleiben. Als Spannungsquelle habe ich ein Labornetzteil mit 0...38V und 0...40A verwendet, hier auf volle Spannung eingestellt. Der Induktionsheizer funktioniert auch einigermaßen. Ich habe mal ein Stück 1" Metallrohr reingehalten. Da stieg die Stromaufnahme so auf 25A, also ca. 950 Watt Leistung. Und das Rohr wird ziemlich schnell heiß... Mit einem Gegenstand, der die Spule besser ausfüllt (z.B. 2" Eisenrohr) dürfte die Leistung auch deutlich über 1kW gehen. So ein dickes Rohr habe ich aber gerade nicht... Ich habe dann auch mal eine mit Wasser gefüllte Alu-Getränkedose reingestellt. Man sollte meinen, dass die überhaupt nicht richtig warm wird. Aber das Gegenteil ist der Fall: Die Leistungsaufnahme war so 600...700 Watt, und das Wasser wurde doch recht schnell warm. Allerdings musste ich nach so 60s abschalten, weil ein Mosfet-Kühlkörper knallheiß war. Ist auch kein Wunder: Alu senkt die Induktivität der Spule, also dürfte die Frequenz weit über 100kHz gewesen sein. So extrem toll funktioniert es also nicht. Trotzdem könnte die Sache für Leute interessant sein, die gerne mal mit Induktionsheizern experimentieren möchten, aber nicht mit Netzspannung rumbasteln wollen. Die Schaltung geht auch noch einfacher: http://forum.4hv.org/attachments/Flyback_driver.png Da sind aber die Schaltverluste noch höher als in meiner Version, weil die Mosfets nur über 470 Ohm Widerstände angesteuert werden.
Zur Info, der Link ist so einfach erreichbar: http://forum.4hv.org/ aufrufen und dann einfach http://forum.4hv.org/attachments/Flyback_driver.png als URL pasten.
Markus F. schrieb: > Ich habe insgesamt 4 IRFP260 Mosfets verwendet (im Schaltplan sind nur 2 > eingezeichnet, in Wirklichkeit sind da aber je 2 parallel). > Die Spule (Workcoil) ist aus 16mm² Erdungskabel und hat insgesamt 7 > Windungen mit einer Mittelanzapfung bei 3,5 Windungen. > Das ist auch das Hauptproblem daran: Obwohl die Anzapfung ziemlich genau > mittig ist, werden die Mosfets sehr ungleichmäßig belastet: Ein > Kühlkörper ist schon unanfassbar heiß (vielleicht 100°C), während der > andere noch fast handwarm ist. Die Mittelanzapfung muß auch nicht so genau stimmen. Im Extremfall funktioniert es sogar ganz ohne Anzapfung (Drossel an Spulenende). Es fehlen aber die obligatorischen Gatewiderstände. Damit sind HF-Schwingungen Tür und Tor geöffnet, insbesondere bei einer so fliegenden Verdrahtung. Seltsames Verhalten einer Schaltung ist im Zweifelsfall immer auf fehlende Gatewiderstände zurückzuführen. Jörg
Das mit den Gatewiderständen probiere ich mal, vielleicht hilft es was. > Die Mittelanzapfung muß auch nicht so genau stimmen. Im Extremfall > funktioniert es sogar ganz ohne Anzapfung (Drossel an Spulenende). Vielleicht ginge das auch, ist aber technisch Unsinn, weil dann während einer der Mosfets schaltet gar keine Energie in die Spule geladen wird. Und die fliegende Verdrahtung ist vermutlich die beste Lösung. Insbesondere den Schwingkreis-Kondensator sollte man keinesfalls auf eine Platine montieren. Ich habe zwischen den Kondensatoren jetzt 7,5mm² starke Verbindungen (5*1,5mm²), und die erwärmen sich im Betrieb deutlich. Selbst wenn man nur 3mm² Leiterbahnen nehmen würde, wären die auf einer Platine mit 70µm Kupferauflage über 4cm breit. Praktikabler wäre wohl eine dünnere Leiterbahn, auf die man einen 6mm²-Draht auflötet. Die Kondensatoren bleiben aber recht kühl. Ich schätze mal, dass im Schwingkreis etwa 100 bis 150 Ampere fließen. Das 16mm²-Kabel der Spule wird auch recht warm, das liegt aber auch zum Teil am Skin-Effekt (deshalb wird ja auch gerne Kupferrohr verwendet).
Markus F. schrieb: >> Die Mittelanzapfung muß auch nicht so genau stimmen. Im Extremfall >> funktioniert es sogar ganz ohne Anzapfung (Drossel an Spulenende). > Vielleicht ginge das auch, ist aber technisch Unsinn, weil dann während > einer der Mosfets schaltet gar keine Energie in die Spule geladen wird. Nein, das hat damit nichts zu tun. Die Drossel soll im Idealfall ja nur als Konstantstromquelle wirken. Dem Schwingkreis ist es völlig egal, wo dieser Strom eingespeist wird und ob er durch eine Stromzunahme an einem Ende oder eine Stromabnahme am anderen Ende geladen wird. Der Unterschied ist nur ein resultierender Gleichstrom durch die Spule, was bei solchen dicken Spulen aber vernachlässigbar ist und die höhere Wechselspannungsbelastung an der Drosselspule, die man durch eine größere Drossel kompensieren muß. Die Induktivität der Drossel sollte in solchen Fällen schon relativ groß gegenüber derjenigen des Schwingkreises sein. > Und die fliegende Verdrahtung ist vermutlich die beste Lösung. > Insbesondere den Schwingkreis-Kondensator sollte man keinesfalls auf > eine Platine montieren. Alles Andere sollte aber schon sauber und auf kürzestem Weg verdrahtet sein. Jörg
Hallo Falk, Falk Brunner schrieb: > Die meisten Hobbybastler nehmen Kuferrohr aus dem Baumarkt. Das ist aber > AFAIK KEIN E-Kupfer, sprich es ist NICHT elektrolytisch gereinigt. Hier wirfst du zwei verschiedene Dinge in einen Topf. Rohrleitungskupfer, exakt Cu-DHP (Deoxidized high phosphorus copper), ehemals SF-Cu genannt, wird ebenso wie Elektrokupfer gröstenteils elektrolytisch raffiniert. Elektrokupfer weist einen Gehalt von mindestens 99,99% Cu auf, Cu-DHP immerhin noch mindestens 99,9%. > D.h. aber auch, dass der Widerstand gut um Faktor 10(?) über dem von > richtigem E-Kupfer liegt. Die Leitfähigkeit von E-Kupfer beträgt (je nach Sorte, 20°C) mindestens 58 m/(Ohm*mm²) bzw. 58,58 m/(Ohm*mm²). Die elektrische Leitfähigkeit von Cu-DHP beträgt immerhin zwischen (schlechtestenfalls) 42 und (bestenfalls) 51 m/(Ohm*mm²). Von "Faktor" kann hier also keinesfalls die Rede sein. > http://de.wikipedia.org/wiki/Kupfer#Physikalische_Eigenschaften Quellen: Deutsches Kupferinstitut, Isabellenhütte. MfG, Iwan
Schön, dass das Baumarkt-Kupferrohr doch nicht so schlecht ist wie befürchtet. Dann kann ich es beruhigt weiter nehmen...habe letztlich 10 m gekauft. :-) Wenn wieder mehr Zeit bleibt, kann ich andere Spulendurchmesser probieren. Ein Literaturtipp ist an dieser Stelle das Buch: "Induktionserwärmung" von Benkowsky aus dem guten alten Verlag Technik der DDR oder kurz nach der Wende Verlag Technik Berlin GmbH Viele Grüße Silvio
Hallo alle zusammen, > eingezeichnet, in Wirklichkeit sind da aber je 2 parallel). > Die Spule (Workcoil) ist aus 16mm² Erdungskabel und hat insgesamt > 7 Windungen mit einer Mittelanzapfung bei 3,5 Windungen. Genau so sieht eine meiner Spulen auch aus. > Das ist auch das Hauptproblem daran: Obwohl die Anzapfung > ziemlich genau mittig ist, werden die Mosfets sehr ungleichmäßig > belastet: Ein Kühlkörper ist schon unanfassbar heiß (vielleicht > 100°C), während der andere noch fast handwarm ist. Da ist was anderes faul. Baue die Schaltung auch mechanisch symmetrisch auf, also die Kühlkörper nicht nebeneinander, sonder hintereinander und um 90° gedreht, so dass die Gnd-Verbindung ganz kurz ist. Jetzt ist es eine riesige halbe Windung, und bei unseren Strömen macht das einiges aus. Und prüfe, ob noch alle Bauteile in Ordnung sind, ich habe da die UF4007 in Verdacht. Übrigens haben die UF4001-4004 andere Werte (z.B. Flußspannung) als UF4005-4007. Hast Du ein Oszi? > Die Kondensatoren sind übrigens 4 Stück WIMA FKP1 mit > je 0,22µF/630V. Also insgesamt 0,88µF. Damit ist die > Leerlauf-Frequenz über 100kHz, sehr hoch für einen IH. > Mit geringerer Frequenz, also mehr Kapazität, würden > die Mosfets vermutlich auch kälter bleiben. Nimm lieber 6-8 Stück und plaziere sie so nah wie möglich an der Spule. Im Bild ist eine riesige "tote Fläche" erkennbar, die nur parasitäre Induktivität erzeugt. > Als Spannungsquelle habe ich ein Labornetzteil mit 0...38V und > 0...40A verwendet, hier auf volle Spannung eingestellt. So ein schönes Teil hätte wohl jeder. > > Der Induktionsheizer funktioniert auch einigermaßen. Ich habe mal > ein Stück 1" Metallrohr reingehalten. Da stieg die Stromaufnahme > so auf 25A, also ca. 950 Watt Leistung. Und das Rohr wird > ziemlich schnell heiß... So solls auch sein. > Ich habe dann auch mal eine mit Wasser gefüllte Alu-Getränkedose > reingestellt. > Man sollte meinen, dass die überhaupt nicht richtig warm wird. Aber das > Gegenteil ist der Fall: > Die Leistungsaufnahme war so 600...700 Watt, und das Wasser wurde > doch recht schnell warm. > Allerdings musste ich nach so 60s abschalten, weil ein Mosfet- > Kühlkörper knallheiß war. Ist auch kein Wunder: Alu senkt die > Induktivität der Spule, also dürfte die Frequenz weit über > 100 kHz gewesen sein. Glaub ich weniger. Es handelt sich ja eher um einen Transformator. Letztlich bekommt man die Leistung nur ins Werkstück, wenn die Anpassung stimmt. Da das Werkstück schlecht geändert werden kann, muss die Spule dafür herhalten. Bei so geringer Spannung muss die Windungszahl verkleinert und die Kapazität vergrößert werden. Alternativ halt mit der Spannung raufgehen oder zumindest eine Vollbrücke bauen. Da hat Silivo kürzlich bewiesen, dass das einfacher klingt als es ist. Ich bin noch ab und zu dabei, neue Ideen zu simulieren. Ständige Kontrolle von I und U an den IGBTs, ordentliche Treiber oder opto-isolierte von HP. Hat jemand den o.g. 3kW yourtube-link parat, konnte es auf die Schnelle nicht finden. Schön dass wir mit Markus einen Mitstreiter mehr haben.
eProfi schrieb: > Hat jemand den o.g. 3kW yourtube-link parat, konnte es auf die Schnelle > nicht finden. Meintest du diesen link? 3 kW und Kupfer im Tiegel Beitrag "Re: Wer hat Erfahrung mit Induktionsöfen >1kW" eProfi schrieb: >> 0...40A verwendet, hier auf volle Spannung eingestellt. > So ein schönes Teil hätte wohl jeder. Ja das stimmt ;-) Noch ne andere Sache: Kennt jemand Übertrager die von 600V herunter teilen? Ich habe gemerkt, dass meine genutzten Übertrager einen zu niedrigen Blindwiderstand darstellen. Bin am überlegen das resistiv zu machen. Kapazitiv geht nicht wegen Flanken (Brückenausgang).
eProfi schrieb: >> Als Spannungsquelle habe ich ein Labornetzteil mit 0...38V und >> 0...40A verwendet, hier auf volle Spannung eingestellt. > So ein schönes Teil hätte wohl jeder. Bei eBay werden die hin und wieder verkauft. Ich habe mir vor einigen Jahren für ca. 100.-€ incl. Versand so ein altes Teil von Agilent (HP6269 0...40V, 0...50A) gekauft. Jörg
für alle, die es interessiert: Hier eine (noch) kleine Schaltungssammlung, in der auch die desöfteren erwähnte IGBT-Oszillatorschaltung erklärt ist: http://www.joretronik.de/Oszillatoren/Oszillatoren.html Jörg
Hallo Jörg, besonderen Dank für die zuletzt aufgeführte Schaltung auf deiner Seite, in der alle Bauelemente auch definierte Werte haben. Gruß Silvio
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So, jetzt gibt es diesen Tread auch schon wieder 6 Monate. Man, man , man wie die Zeit vergeht. Habe letztlich 3 Trafos an Land gezogen. 3, die magische Zahl. Leider fehlen die Schleifer. Weiß jemand aus welchem Material die Schleifkontakte sind? Graphit? Messing? Sonst funktionieren sie einwandfrei. Ihr konnt euch denke wofür: Netzteil 0-550V 16A. Da geht was... Spätestens in vier Wochen gibt es dann langsam wieder Fortschritte: Urlaub :-) Viele Grüße Silvio
Aus Verschleißgründen würde ich zu Schleifkohlen raten...
@Falk Beitrag "Re: Wer hat Erfahrung mit Induktionsöfen >1kW" Halbwissen ist relativ. Andreas K. schrieb: > Aus Verschleißgründen würde ich zu Schleifkohlen raten... Vielleicht finde ich noch einen Anlasser aus nem KFZ, die haben schmale lange Kohlen. Danke für deine kontruktive Meinung. Bei Messing hätte ich Angst, dass es anbackt.
@ Silvio K. (exh) >Beitrag "Wer hat Erfahrung mit Induktionsöfen >1kW" >Halbwissen ist relativ. Ja, relativ gefährlich.
Die Schleifer müssen einen gewissen Widerstand haben, damit kein zu hoher Strom fließt, wenn sie zwei (oder sogar drei) Windungen kurzschließen. Bei meinem ist es eine Graphit-Rolle. Schade, dass sie fehlen, kannst Du sie noch bekommen. Das wird sonst viel Arbeit. Du schreibst 550V 16A. DC nehme ich an. Welche Daten haben die Trafos? zum 3kW-Video: Es ist auch ganz frisch ein Video bei Youtube in dem ein Typ ein Stück Kupfer mit 65 kHz und 3 kW schmilzt. Alle Achtung! Nicht schlecht. Dieses meine ich, hat da jemand eine URL? Am Teslathon2010 in Pierbach hat einer als Maturaarbeit eine 2,5kW-Anlage gebaut, sehr schönes Teil. Leider war ich gerade beim Abfahren und konnte sie nicht in Betrieb sehen. Mein 8kA-Trafo hat recht gut funktioniert, wg. Zeitmangels konnte er nur kleine Alustangen "zerlegen". Angeschlossen wurde er direkt am Sicherungskasten. Jeder der 9 RKTs bekam seinen eigenen C32A-Automat.
Hallo eProfi, der Link vom Kupferschmelzen ist in Beitrag "Re: Wer hat Erfahrung mit Induktionsöfen >1kW" gegeben. > Bei meinem ist es eine Graphit-Rolle. Eine Rolle!? Auch eine Lösung. Ja, der Schleifer muss breit genug sein, damit es nicht zum Spannungsabriss während der Bewegung kommt und schmal genug, dass möglichst wenige benachbarte Windungen kurzgeschlossen werden. > Welche Daten haben die Trafos? Eine Wicklung mit Anzapfung bei N, 120, 220 und 250 sowie der Schleifer selbst. 16 A glaube ich, aber mindestens 10 A. Soll dann schön in Sternschaltung und Gleichrichter dahinter. > Am Teslathon2010 in Pierbach hat einer als Maturaarbeit eine > 2,5kW-Anlage gebaut, sehr schönes Teil. War es Manuel(Beitrag "Re: Wer hat Erfahrung mit Induktionsöfen >1kW")? Wenn ja, hat er uns alle überholt :-) > wg. Zeitmangels konnte er nur > kleine Alustangen "zerlegen" Wo ist das Video? Gruß Silvio
Hallo Silvio! Herzliches Beileid für die gefledderten Trafos. Die Schleifermechanik zu entfernen ist eine Gemeinheit. Wie ein Diesel ohne Kurbelwelle... Der für 16 A notwendige Querschnitt der Kontaktfläche ist nicht zu unterschätzen. Wahrscheinlich kommt man kaum umhin, mehrere "Anzapfungen" der Trafos mit der Schleifrolle abzudecken. Die Stegspannung an Gleichstrommotoren ist oft so um die 20V, auch da fährt die Kohlebürste ohne zu weinen drüber. Habe leider keine Angaben über Kohlequerschnitt vs. Nennstrom in meinen alten Lehrbüchern gefunden. Der Induktionsofen ist mechanisch und kühltechnisch fast fertig, aber an die Elektronik muß ich grundlegend noch mal ran. Werde wohl um eine Spannungs- und Stromüberwachung wirklich nicht drumrumkommen. Interessante Informationen brachte das Lesen des von dir empfohlenen Buches zum Thema Curiepunkt- Problem: Der Luftspalt zwischen Arbeitsspule und Werkstück sollte so gering wie nur möglich sein, ansonsten fahren die Feldlinien dem Weg des geringsten Widerstandes, also durch den Luftspalt. Solange aber das Werkstück aus Fe besteht, leitet es besser als Luft und bündelt bis zum Erreichen der Curie- Temperatur die Feldlinien in sich- trotz der Hystereseverluste. Kein Wunder, daß bei den riesigen Luftspalten unserer Experimentierspulen die Erwärmung stagnierte. ulf. am Planen groooßer Step Down Schaltungen
Ulf schrieb: > Herzliches Beileid für die gefledderten Trafos. Danke, werde nochmals nach den Schleifern fragen. Die Wahrscheinlichkeit ist nicht Null, dass sich die Schleifer noch anfinden. Ist aber optimistisch ausgedrückt :-| > Der Luftspalt zwischen Arbeitsspule und Werkstück sollte so gering wie > nur möglich sein, Ja, das stimmt. Das Verhältnis zwischen Werkstück- und Spulenfläche gehen sehr stark in den Wirkungsgrad ein. Meine nächste Spule wird auch kleiner im Durchmesser werden (Di~55 mm statt 90 mm). Drehbank ist nach dem Winterschlaf wieder erwacht und freut sich schon aufs wickeln :-) Leider sinkt beim Schrumpfen der Spule die Induktivität... 5 Wicklungen 12er Kupfer auf 90 mm sind ca. 2 µH 5 Wicklungen 0.5er Draht auf 0.8 mm (oder waren es 1,2 mm?) sind ca. 20 nH Ich schätze 4 Wicklungen auf 55 mm sind so 1 µH. Mal sehen wo ich rauskomme ... genug C ist dank eProfi da und Transistoren sind auch reichlich vorhanden. Viele Grüße Silvio
@Jörg R. Bezugnehmend auf deinen Link zu den Oszillatoren: Müssen es im Bild 5 nicht N-Kanal MOSFETs sein? Ansonsten eine tolle Seite, die gut erklärt. Gruß Mandrake
Mandrake schrieb: > @Jörg R. > Bezugnehmend auf deinen Link zu den Oszillatoren: > Müssen es im Bild 5 nicht N-Kanal MOSFETs sein? > Ansonsten eine tolle Seite, die gut erklärt. Ja, da sind noch 2 P-Typen reingerutscht. Die Royer-Oszillatoren arbeiten natürlich mit N-Kanal-Typen. Das wird sicher in naher Zukunft korrigiert. Jörg
eProfi schrieb: > Da ist was anderes faul. Baue die Schaltung auch mechanisch symmetrisch > auf, also die Kühlkörper nicht nebeneinander, sonder hintereinander und > um 90° gedreht, so dass die Gnd-Verbindung ganz kurz ist. Jetzt ist es > eine riesige halbe Windung, und bei unseren Strömen macht das einiges > aus. Ja, ich muss den ganzen Aufbau eh nochmal neu verkabeln. Die 1,5mm²-Kabel werden bei 20...25A nämlich schon ordentlich warm, bei 30...35A dann richtig heiß. Ich werde dafür mal 2,5mm² oder sogar 4mm² verwenden. Dann kann ich ja auch die Kühlkörper noch besser anordnen. > Und prüfe, ob noch alle Bauteile in Ordnung sind, ich habe da die UF4007 > in Verdacht. Übrigens haben die UF4001-4004 andere Werte (z.B. > Flußspannung) als UF4005-4007. Die Dioden sind ok, es sind auch alle 4 Mosfets noch ok. Das Problem tritt hauptsächlich dann auf, wenn die Spule asymmetrisch "belastet" wird. Ich habe z.B. mal eine Eisen-Dose mit Wasser oben draufgestellt. Dann wird ein Kühlkörper sehr viel heißer als der andere. Dann habe ich mal unter die Spule 2 Hälften von einem UU-Kern (aus einem Zeilentrafo) gestellt, und das Problem war weg. Das Rohr hatte ich auch nicht symmetrisch in der Spule, es stand auch oben weit über. Diese Probleme hat man schätzungsweise bei einer Spule ohne Mittelanzapfung, die von einer Halb-/Vollbrücke betrieben wird nicht. Ich schätze, am besten funktioniert ein Induktionsheizer mit ziemlich viel Schwingkreisspannung (z.B. eine IGBT-Vollbrücke an 565V aus einem Drehstrom-Gleichrichter). Damit könnte man auch Objekte, die die Spule nicht gut ausfüllen ganz gut erhitzen. Wenn man mal etwas Größeres reintut, dann müsste eben eine Strombegrenzung einspringen und die in den Schwingkreis gepumpte Leistung begrenzen, damit einem die ganze Sache nicht um die Ohren fliegt...
Für Freunde und Füller des e-Grabes: In der Bucht werden z.Zt. FGL40N120AND IGBTs für 8,90€ das Viererpack angeboten, Versand kostenlos und schnell, weil aus Deutschland. ulf. *Nein, keine Werbung, nur ein Tip.
> War es Manuel(Beitrag "Re: Wer hat Erfahrung mit Induktionsöfen >1kW")? > Wenn ja, hat er uns alle überholt :-) schaut so aus... z.B. http://theshelter.de/X/frickel/IMG_8549.JPG bis http://theshelter.de/X/frickel/IMG_8563.JPG >> wg. Zeitmangels konnte er nur >> kleine Alustangen "zerlegen" >Wo ist das Video? ftp://mfk@ks370157.kimsufi.com/reichsumformer/P1050105.MOV oder ftp://ks370157.kimsufi.com/reichsumformer/ user: mfk kein PW (dauert etliche Sekunden) hier liegen 28 Videos IMAG0078.AVI der kleine beim Bearbeiten eines 18mm Rohres mit 1000A IMAG0079.AVI das Rohr ein wenig kürzer, da die Spannung zu gering P1050105.MOV der große Trafo in Betrieb:1200mm² Kupfer gegen 25mm² Alu http://theshelter.de/X/frickel/ http://theshelter.de/X/frickel/IMG_6981.JPG http://theshelter.de/X/frickel/IMG_6982.JPG Ich fertige eine Beschreibung der einzelnen Videos und Fotos an, wenn ich mal Zeit habe...
Hi, uC.net-Forum, Ich habe vor einigen Tagen auch ernsthaft mit IHs begonnen, da diese Thema einfach endgeil ist! :) Mein Setup ist folgendes: - Oszillator: VCO vom 4046 - Potentialtrennung: VO2611-Optokoppler von VISHAY - Treiber: jeweils 1 TC4452 bestückt mit zwei SMD-Kondis - PA: Halbbrücke aus zwei IRFP250 und zwei WIMA MKP4-Kondis(400VAC/1.5uF) - Matching inductor Marke q'n'd (einfach mal 4 Wdg. auf ein dickes Ferrit-U) - Als Kapazität habe ich einen MKP4-Kondensator mit 1.5uF und 400VAC Nennspannung verwendet - Als Induktivität kam eine Spule aus 3mm-Kupferrohr mit 6Wdg. zum Einsatz (Durchmesser: etwa 4cm) Betrieben habe ich das vollgleichgerichtet und geglättet an 80VAC/2.5A. Nach etwa 1 Minute glühte ein 6mm-Bolzen auf 3cm Länge rot. Die FETs konnten problemlos ohne Kühlkörper betrieben werden. Beim Versuch MKP10/150nF/650VAC-Kondensatoren zu verwenden, beulte es selbige aus. - TODO: Neue Workcoil bauen mit 6mm Kupferrohr (WS=2mm) MMC aus 100nF/2000V MKP-Kondensatoren konstruieren Automatische Frequenzregelung implementieren Ich werde berichten, falls es etwas Neues (neue Ergebnisse, etc.) gibt. ;)
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Hallo Microwave (Gast), willkommen im Club. wie wäre es mit einem Foto von deinem Aufbau :-) Fragen: Welche Frequenz? War deine Arbeitsspule wassergekühlt? Habe heute auch mal wieder in Richtung verbesserter Ofen gearbeitet. Das Ergebnisse ist eine verkleinerte Arbeitsspule. Di ca. 60 mm und 4 Windungen. Ich denke 12er Cu-Rohr sollte man nicht enger wickeln. Macht aber noch einen guten Eindruck.
Hi Silvio K, Ich habe noch keine Bilder gemacht, weil der Aufbau noch weitverstreut umher liegt. ;) Wenn du aber trotzdem Bilder sehen möchtest, so kann ich welche für dich machen. Frequenzmässig waren es etwa 120kHz. Nein, die Spule war nicht wassergekühlt - dies mache ich erst, wenn es ganz dick kommt in Sachen Wärmeentwicklung. Gestern habe ich mir in der Firma Kupferrohr mit 6mm Durchmesser und 1.5mm Wandstärke organisiert. Ich habe das ganze dann zu einer Spule mit 4.5Wdg. verarbeitet. Diese Spule wurde aber noch nicht getestet, da ich es vergessen kann, diese mittels einem 30W-Lötkolben zu verlöten. Am Setup wurde dann erst ein MMC aus 10 100nF/2000VDC-MKPs zusammengepfuscht. Ebenfalls wurde der Durchmesser meiner bisherigen Workcoil auf 3.5cm verringert. Dies brachte eine effektivere Erhitzung des Werkstücks. Zudem gab es weniger Erwärmung der Schaltelemente. Schliesslich konnte ich nach etwa 5 Minuten den Griff eines Drehmomentschlüssels (12mm Durchmesser) schwach rot glühen sehen. Mit anderen weniger massiven Gegenständen komme ich jenachdem mehr oder weniger schnell bis auf eine wohlbekannte Temperatur. (-________-) Die Verringerung der Workcoil-Windungszahl auf 4.5 Windungen brachte eher Verschlechterung. (Frequenzmässig war ich nun bei 170kHz) Es ist leider effektiv so, dass die Curietemperatur eine momentan noch unüberschreitbare Hürde darstellt. :( Momentan fahre ich übrigens immer noch starr - eine mögliche Lösung ist aber in Sicht, in dem ich einen uC als Frequenzkomparator benutze. Von ZVS/ZCS sehe ich momentan noch ab, da ich erst eine PLL entwickeln muss, die ZUVERLÄSSIG einrastet und das Delay der übrigen Komponenten kompensiert. (Die letzten Versuche mit einem 4046 führten nur zu Frust.) So langsam aber sicher müsste ich mir auch mal Gedanken über eine stärkere Stromversorgung machen. Ich würde nun gerne mal darüber diskutieren, was die Grösse der Kondensatoren des kapazitiven Spannungsteilers von der Halbbrücke für einen Einfluss auf den gesamten LCLR-Schwingkreis hat: Theoretisch haben wir ja den Lo-Side-Kondensator || dem Hi-Side-Kondensator. Also noch ein C. In diesem Fall hiesse das doch dann LCLRC-Schwingkreis. Wir haben also einen parallelen RCL-Schwingkreis in Reihe mit einem Serienschwingkreis (Lmatch, C_Halbbrücke). Wenn diese frequenzmässig nicht aufeinander abgestimmt sind (was imho unmöglich ist), kann die Sache doch nie wirklich funktionieren??? Was meint ihr zu meinen Überlegungen? Dann, wie kommt man wohl in den wirklich interessanten Frequenzbereich (>250kHz) wenn man dennoch z.B. 2uF Schwingkreiskapazität haben möchte und die Spule noch ein effektives Magnetfeld erzeugen soll?
Hi Zusammen, vielleicht ist ja was für Euch dabei. Miste gerad aus. Beitrag "[V] Leistungsfets und Fets SO8 SOT-227 und TO252AA" Gruß, Thorsten
Hallo Induktionsheizer Bei Induktionskochfelder werden Ferrite eingesetzt. Man könne die Abstrahlung beeinflussen, achsial und auch radial? Bei euch habe ich noch nie sowas gesehen! Warum???
Silvio K. schrieb: > Also irgendwie geht es hier nur langsam voran. Leute gibt es was Neues? > Ulf? > eProfi? > Bennedikt? > Manuel? > ... Das wüsste ich jetzt auch mal gerne, ich habe mich jetzt nochmal die ganze Zeit mit dieser Thematik beschäftigt, komme aber auf keinen grünen Zweig. Hat nun irgendjemand von den im Thread aktiven Mitgliedern schon die Curie-Temperatur reproduzierbar überschritten? Ich bin mal von "matching inductor" auf "current transformer" umgestiegen, aber es sieht nicht allzu rosig aus. Im Detail betrachtet heisst dies, dass CT-Sekundärwicklung, Schwingkreis-Kondensatoren und die Workcoil heiss werden, zzgl. einer starken Erwärmung der MOSFETs. Das Werkstück wird nur unbefriedigend schnell rot und stösst dann bereits an den "magnetischen Temperaturdeckel". Die CT-Sekundärwicklung ist dabei aus 3Wdg. 50mm^2-Kabel gefertigt (Primär 12Wdg./6mm^2), die Schwingkreiskapazität setzt sich aus 10 100nF/2000VDC-MKPs zusammen (KP1845 von Roederstein) und die Workcoil wurde aus 6mm-Kupferrohr (WS=1.5mm) zusammengewickelt und besitzt 7Wdg. bei einem Windungsdurchmesser von 3cm. Die Schwingfrequenz belief sich auf 190-200kHz. Irgendetwas habe ich da scheinbar noch nicht wirklich im Griff. Wo liegt denn nun mein Fehler???
Ah, Jonas = microwave, Ferndiagnose ist immer schwierig. Bitte Schaltplan und Foto ;-) 200kHz ist ganz schön flott. Microwave schrieb: > Ich habe das ganze dann zu einer Spule mit 4.5Wdg. verarbeitet. Wieder diese halben Windungen... Microwave schrieb: > vollgleichgerichtet und geglättet an 80VAC/2.5A. Reden wir noch davon? Jonas S. schrieb: > Hat nun irgendjemand von den im Thread aktiven Mitgliedern schon die > Curie-Temperatur reproduzierbar überschritten? Wenn du dünnes Stahlblech in die Spule hineinlegst, dann überschreitest du diese magische Grenze. Bleiben die MKPs kalt? Hans G. schrieb: > Bei euch habe ich > noch nie sowas gesehen! Warum??? Ich denke, wir müssen erst mal hohe Leistung sicher erzeugen können ohne das eGrab weiter aufzufüllen. Was meinen Ofen angeht, baue ich gerade eine alte Mikrowelle zum I-Ofen um und parallel muss der 3~-Stelltrafo zusammengebaut werden (Kohlen bestellt) und weiter parallel dazu eine flinke elektronische Sicherung wie in Beitrag "Re: Wer hat Erfahrung mit Induktionsöfen >1kW" angedeutet. Stromsensor, IGBT da, Layout steht. Und der Impedanzmonitor aus Beitrag "Re: Wer hat Erfahrung mit Induktionsöfen >1kW" wartet auch noch auf das erste TP-Filter und Alsa-Programmierung. Aber - auch wenn es nicht so aussieht - es geht voran.
Jonas S. schrieb: > Ich bin mal von "matching inductor" auf "current transformer" > umgestiegen, aber es sieht nicht allzu rosig aus. Hast du jetzt nichts mehr zwischen Brücke und Schwingkreis was die Oberwellen schluckt? Rechteck vs. Sinus heißt dann das Problem
Also, für eine Diagnose habe ich jetzt mal ein Übersichts-Video erstellt. Ich glaube, das gestrige Experimentieren hat mir mal (nach langem) wieder meine FETs gekillt. Deshalb gibt es das Video nur in "ohne-Betrieb": http://www.youtube.com/watch?v=6Ov13ifo56c Ich vermute mal, dass der CT noch falsch dimensioniert ist. Der Innenwiderstand vom CT ist möglicherweise zu hoch, was ja die hohen Verluste in dem Bereich erklären würde. Ich probiere das ganze heute also nochmal mit nur einer Windung. Soll ich vielleicht mal versuchen, auf lediglich 100kHz zu kommen? Dann könnte ich nämlich sehr dicke Kondensatoren einbauen - mit fantastischen Blindströmen als Ergebnis. Silvio K. schrieb: > Reden wir noch davon? Ja - es ist immer noch die gleiche Versorgung. Silvio K. schrieb: > Bleiben die MKPs kalt? Die MKPs werden nach einer Weile so heiss, dass man sich daran die Finger verbrennt. Ich hoffe, nun ist alles etwas klarer. :)
Professioneller Aufbau ! :-) ,
so wie ich das erkennen kann, hast du deine Brücke direkt (d.h. mit
einem Meter Kabel dazwischen) am Trafo und dahinter gleich den
Schwingkreis. Die Transistoren können so gar nicht schalten. Versuche
mal eine Mischung aus Matching-Inductor und Trafo. Die Anpassspule passt
nicht nur an, sondern bietet der Brücke für die Oberwellen (steile
Flanken) auch einen hohen Scheinwiderstand an, was sehr wichtig fürs
Schalten ist.
> Soll ich vielleicht mal versuchen, auf lediglich 100kHz zu kommen?
Würde ich versuchen.
Versuche auch den Aufbau kompakter zugestalten d.h. unnötige Meter Kabel
entfernen. Deine Nachbarn werden es dir danken. Spule wenigstens ne
kleine zwischen Brücke und Lastkreis.
Viele Grüße und viel Spaß beim Basteln.
Hallo! Mal wieder ein kleiner Zwischenbericht: Bei meinen Experimenten stellte sich die PRIMÄR-wicklung trotz der 8mm² als zu dünn heraus(hohe Erwärmung). Nun warten 2x15mm Kupferstreifen auf die Drehbank, das Ganze stagniert wegen Montagefahrten. ---------------------------------------------- Nebenbei habe ich in der Bucht einen defekten Schweißinverter erworben. Das Innenleben erscheint auf den ersten Blick seeeehr interessant: -Steuerplatine mit allerlei Krimskrams -Leistungsplatine mit Vollbrückenschaltung, jeweils 3x IRFP460 parallel auf 4 Kühlkörpern(2 von 12 Transistoren waren durchgebrannt) -Ferritkerntrafo mit Blechwicklung, 2 Abzweige Primär, 4 Abzweige Sekundär -Sekundär 2 Kabel direkt, 2 andere Kabel über Gleichrichter an die Schweißkabel -2 dünne Leitungen von den Schweißkabeln an die Steuerplatine zur Spannungsüberwachung -Stromüberwachung über Primärwicklunsanschluß (Wandler= Ringferrit mit durchgesteckter Primärleitung und etlichen Windungen um den Ferritkern als Sekundärspule.) Interessant ist die Kühlung des Trafos. Dazu ragen einfach die Blechwicklungen mit Abstand zueinander aus dem Kern. Der Ventilator erreicht so auch die Innenwicklungen. Solch ein Schweißinverter scheint mir geradezu die perfekte Bastelvorlage für einen Induktionsofen zu sein. Man schließe einfach die wassergekühlte Arbeitsspule direkt sekundärseitig an den HF- Trafo an und belasse die Steuerleitung hinter dem Schweißgleichrichter. Die ganze Arbeit mit dem Bau der HF-erzeugenden Schaltung ist schon getan, und obendrein ist die Arbeitsspule bereits schön galvanisch vom Netz getrennt. Leider kann ich noch nicht weiterexperimentieren, da auch in der Steuerung etwas nicht funktioniert. 2 Relais klicken im Sekundentakt kurz auf EIN, dann ist eine Frequenz von 100 kHz meßbar. ulf. zwischen den Welten.
> Nebenbei habe ich in der Bucht einen defekten Schweißinverter erworben.
Hallo Ulf,
sehr schöne Idee, das mit dem Inverter. Warum bin ich nicht darauf
gekommen? Was mich jetzt am meisten interessiert sind die Treiber der
parallelen Transistoren. Welcher IC treibt die Brücke. Ist das ein IC
pro Halbbrücke oder pro Transistor?
Ach ja und Fotos natürlich ;-)
Der verbaute Trafo hat sicher die gleichen Dimensionen wie der bei
deinem Aufbau, oder?
Silvio
Habe nochmal experimentiert, jetzt mit etwa 60VAC und 2.5A... Desweiteren habe ich nur noch eine Wicklung am CT. Die MOSFETs waren nicht kaputt, aber bei einem Speisetransformator hatte die Temperatursicherung angesprochen. Da ich etwas sparen muss, habe ich den Transformator aufgeschraubt und in einen nicht-VDE-konformen Zustand versetzt... XD Momentan glühen lange 5mm dicke Holzschrauben wieder, aber der CT ist wohl immer noch etwas falsch dimensioniert. Da muss ich nochmal dahinter, aber ich denke, die Sache mit dem CT müsste Zukunft haben. Silvio K. schrieb: > Versuche auch den Aufbau kompakter zugestalten d.h. unnötige Meter Kabel > entfernen. Das werde ich auch nächstens. Ich werde alle vorhandenen MKPs zusammenlöten, so dass ich eine vernünftige Schwingkreiskapazität habe. Zudem spendiere ich dem einen Zeilentrafokern noch einen zweiten. Ich muss dann mal noch schauen wegen Luftspalt und so, habe da schon öfters mal Probleme gehabt (nicht jetzt beim IH, momentan habe ich da einen Spalt). Lasst es mich auf jeden Fall wissen, sobald ihr die magische Curie-Grenze überschritten habt. Es kann natürlich auch sein, dass das bei 60VAC sowieso nichts werden kann... ich werde es aber noch herausfinden. ;) Was für Frequenzen sind denn wohl erforderlich, um Aluminium oder Kupfer effizient zu erhitzen? Reichen da 100kHz??
EDIT: Hier stockt die Sache momentan etwas, da ich jetzt mal kurz dabei bin, mir PIC-Kenntnisse beizubringen, wodurch ich dann endlich die automatische Frequenznachführung implementieren kann. Hauptsächlich muss es mir dazu noch gelingen, Timer und PWM zum Laufen zu bringen. Ich werde das ganze Programm heute vielleicht schon fertigstellen können und könnte es morgen dann mittels VCO, Pulsgenerator und Oszilloskop durchtesten.
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Nun mehr zum Inverter: 1. Bild zeigt die Steuerplatine. Auf Treiberschaltkreise wurde verzichtet, die Gates werden offensichtlich mit Transistoren angesteuert. Wahrscheinlich dienen die 2 Ferrittrafos unterhalb der Relais zur galvanischen Trennung und die Transistorreihe links daneben sind die Push- Pull- Stufen. Es sind (BC337,327,327,327,327,337)x2 angeordnet. Quarz(3276,8) und HEF4060 erzeugen die benötigte Frequenz, div. HEF44xx sowie ein LM324 und LM319 sorgen für die Steuerung. Mikrocontroller sucht man vergebens. Eigentlich sehr nachbaugeeignet. Die Schaltung ist mir leider etwas zu komplex, um einen kompletten fehlerfreien Schaltplan zu erstellen(und zu verstehen). Mit den beiden Relais wird der Wechselstrom zum Brückengleichrichter geschaltet(parallelgeschaltete Schließer). Damit die Steuerung anläuft, sind die Relaiskontakte mit einem PTC überbrückt(graue Scheibe oberhalb der Relais). Rechts oben befindet sich das Schaltnetzteil zur Stromversorgung der Steuerung, im Kühlkörper ein 7815. 2. Bild oben zeigt die Leistungsplatine mit den Kühlkörpern der Vollbrücke und unten den Netzgleichrichter über seinem Kühlkörper. Der Trafo sieht auch im Original so winzig aus, Querschnitt des Ferrits sind 540mm² 3. Bild: Im Spiegel sieht man die Kühl- Zwischenräume in der innenliegenden Sekundärwicklung Vielleicht gelingt mir die Fehlersuche, und ich bekomme das Gerät zum laufen... ulf.
Ulf schrieb: > Die Schaltung ist mir leider etwas zu komplex, um einen kompletten > fehlerfreien Schaltplan zu erstellen(und zu verstehen). Kann ich sehr gut verstehen. ;) Sieht ja echt ziemlich komplex aus... vielleicht hätte man doch lieber Mikrocontroller einsetzen sollen - leider auf Kosten der Wartungsfreundlichkeit. Wie dem auch sei, es wird seine Gründe haben, weshalb die Steuerung keine programmierbare Logik enthält. Die zu erledigenden Aufgaben werden wahrscheinlich zu zeitkritisch gewesen sein dafür. Denkst du, dass du das trotzdem reparieren und danach in einen IH umbauen kannst? Nett wäre es ja auf jeden Fall. :) Und was wurde in der Vollbrücke an Schaltelementen verbaut?
Die Vollbrücke ist mit IRFP460 gebaut, jeweils 3 parallel. Bin gerade dabei, die Ansteuerung zu erkunden. Im Anhang ein nicht vollständiger EAGLE Schaltplan der Leistungsstufe, Widerstandswerte in der unteren linken Stufe. 2 fette ELKOs und etwas Entstörkram sind auch noch dabei. Die Gate- Ansteuerung kommt von jeweils 1xBC337 und 2xBC327. Die Fehlersuche zeigt, daß bei abgezogenen Kabeln zur Gate- Steuerung die Relais nicht mehr klicken. Vllt. bin ich da dem Fehler auf den Fersen. Nun werde ich erstmal weiterforschen, bevor ich Euch mit Halbheiten langweile. ulf.
Hallo Ulf, mein Eagle ist zu alt um es öffnen zu können. Kannst du es nochmal als png reinstellen? Gruß Silvio
...und sofort den ersten Fehler entdeckt: Der Minuspol der 325V muß natürlich an die Source- Verbindung der beiden unteren Brückenzweige.
Nun ein vorläufiges Endergebnis: Nach Wechsel von: 2x IRFP460 2x BC337 1x 1N4148 lief der Inverter wieder. 63V Leerlaufspannung lagen an, der Trafo lief mit 102,4 kHz. Also konnte ich das Experiment mit der Induktionsspule starten. An die beiden Außenanschlüsse der Sekundärwicklung, die zum Schweißgleichrichter gehen, ließ sich problemlos eine Testspule anschließen. Hier lag eine Rechteckspannung mit 122 Vss an. Eine Spule mit Durchmesser 30mm 3 Windungen 6mm²Cu kam zum Einsatz. Durch Einschieben eines Flacheisens stieg der Netzstrom am sicherheitshalber zwischengeschalteten Stelltrafo von 2A auf 3A. Die Spule blieb kalt, das Flacheisen erwärmte sich innerhalb von 4 sec. auf ca. 60°C. Dann gab es einen Blitz aus der Trafowicklung, und das Experiment war beendet. Wieder sind IRFP460 in der Brücke durchgebrannt. Offensichtlich hatte der HF-Trafo bereits vorher schon einmal einen Durchschlag mit ordentlichen Induktionsspitzen, was die durchgebrannten Halbleiter erklärt. Das Experiment hat aber meiner Meinung nach trotzdem zu Ergebnissen geführt. 1. Der Inverter liefert eine Stromquelle mit 122V 100kHz 2. Die Spule mit 3 Windungen blieb kalt, das Eisen erwärmte sich eher mäßig. 3. Angesichts der hohen Frequenz ergibt eine Spule mit 3 Windungen nicht viel Magnetfeld, weniger Windungen lassen sich wegen der Leitungsverluste aber nur schwer nach außen führen. 4. Nach Murphys Gesetz ist mal wieder das am schwersten reparable Teil eines Gerätes defekt. Damit endet erstmal die Geschichte des Schweißinverters, jedoch nicht ohne Erkenntnisse. Ob ich den Aufwand wage, den Trafo neu zu wickeln, muß ich noch überlegen. Mal sehen, was der Durchschlag diesmal alles an Halbleitern gekillt hat. ulf. leicht geknickt...
Spannende Sache. Gut zu gebrauchen, wenn man Metalle verarbeiten will. Das mit dem freien Simulator QUCS ist ein super Tipp. Hab gerade geguckt. Welche Version sollte man den downloaden ?
Ulf schrieb: > Dann gab es > einen Blitz aus der Trafowicklung, und das Experiment war beendet. Hallo Ulf, sehr spannende Sache. Hast du die Spule direkt an den Trafo geklemmt (ohne Kondensatoren) ? Wenn ja, musste der arme Inverter zu viel Blindstrom liefern. ( -->122/2/sqrt(2)/(2*%pi*102.4e3*0.5e-6) ans = 134.08031 hab mal ein halbes uH angenommen ) Aber sehr spannend. Wenn nein, Schaltplan... > 3. Angesichts der hohen Frequenz ergibt eine Spule mit 3 Windungen nicht > viel Magnetfeld, weniger Windungen lassen sich wegen der > Leitungsverluste aber nur schwer nach außen führen. Die Spule war schon sehr gut. > 4. Nach Murphys Gesetz ist mal wieder das am schwersten reparable Teil > eines Gerätes defekt. Den Nagel auf den Kopf getroffen. Andi schrieb: > Welche Version sollte man den downloaden ? Die Letzte. 0.0.15 nutze ich und bin sehr zufrieden.
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Hallo Silvio! Die Spule saß direkt auf der Sekundärwicklung, an den beiden von der Mittelanzapfung entfernten Enden. Daß der Inverter mit dem berechneten Strom überfordert gewesen sein soll, ist auf Grund des geringen gezogenen Netzstromes(2-3A) unwahrscheinlich. Die Primärspannung hat ja immerhin noch für den Durchschlag gereicht. Interessant ist die Stromversorgung gelöst: >Mit den beiden Relais wird der Wechselstrom zum Brückengleichrichter >geschaltet(parallelgeschaltete Schließer). Damit die Steuerung anläuft, >sind die Relaiskontakte mit einem PTC überbrückt. Wenn Brücke oder Gleichrichter einen Kurzschluß haben, kommt zur Steuerplatine keine Versorgungsspannung und kein Einschaltsrom für das Relais. Der PTC arbeitet gegen den Kurzschluß und erwärmt sich. Herrlich simple Lösung, und trotz der durchgeknallten Vollbrücke steigt die Sicherung nicht aus. Im angehängten Bild ein Blockschaltbild der o.g. Stromversorgung und der abgekupferte Schaltplan der Gatesteuerung(ohne Garantie auf Fehlerfreiheit). ulf.
Ulf: Habe das kurz durchgelesen und meine, dass du es das nächste Mal noch mit Kondensator versuchen solltest. Hast du denn noch Teile und genügend Lust, um den Inverter wieder in einen funktionsfähigen Zustand zu versetzen? Ich für meinen Teil gehe jetzt hinunter in den Keller und baue den MMC nochmal neu auf. Mit etwa 2.5uF sollte das ja dann noch besser funktionieren. Zudem wird der ganze Aufbau sauberer gehalten und mit kürzeren Verbindungen versehen. Was ich gut finde - seit der Verwendung eines Oszilloskops gab es jetzt noch keine toten Halbleiter. :) Benutzt ihr eigentlich 'NUR GDTs', 'MAGNETISCHE Übertrager mit Direkt-Treibern' oder 'OPTISCHE Übertrager mit Direkt-Treibern' für die Ansteuerung der Gates? Bitte auch immer die gemessene Arbeitsfrequenz erwähnen. Also, man wird sehen, was der Neubau des MMCs bringt. Ich habe übrigens immer noch keinen vernünftigen Ripplecounter - die automatische Frequenznachregelung wird daher warten müssen.
Ulf schrieb: > Daß der Inverter mit dem berechneten > Strom überfordert gewesen sein soll, ist auf Grund des geringen > gezogenen Netzstromes(2-3A) unwahrscheinlich. Hallo Ulf, der Strom ist natürlich rein blind und daran ändert auch der Trafo nichts. D.h. die armen Transistoren mussten beim Maximalstrom öffnen. Und 2 Ampere Ruhestrom für eine Schaltung die eigentlich höchst effektiv sein soll, ist doch eine ganze Menge. Jonas S. schrieb: > Bitte auch immer die gemessene Arbeitsfrequenz erwähnen. Ich nutze den FAN7383 bei 160 kHz werde aber auch mal den IR210X oder so ähnlich probieren.
>daran ändert auch der Trafo nichts
In Reihe zur Primärseite gibt es in Reihe eine Batterie Kondensatoren.
Die hocheffektive Schaltung funktioniert schon- im Leerlauf des
Inverters(ohne die zusätzliche Spule) zeigte das Amperemeter kaum
Ausschlag. Ein Magnetfeld wird nun mal nur von stromdurchflossenen
Leitern abgegeben.
Auch im Benkowsky("Induktionserwärmung") hängen die Arbeisspulen immer
direkt am HF-Trafo.
Was meinen eigentlich die Experten zu Sinn oder Unsinn der Gate-
Ansteuerung mit den Transistoren? Entweder ich habe einen Fehler in der
Schaltung, oder der Effekt ist gering. Im LTspice jedenfalls ist kein
besonderer Effekt zwischen Trafoausgang und Gatespannung festzustellen.
ulf.
http://img.papprakete.de/i/t/0c08caedc395.jpg Soweit die Arbeiten. Das sind jetzt 25*100nF/2000V MKP1845 von Roederstein kombiniert mit einer Workcoil mit 2.5cm Durchmesser und ~7Wdg. Laut dem Rechner auf raacke.de sollte der Klumpatsch irgendwo bei 110kHz umherdümpeln. Ich habe mir deine Gateansteuerung jetzt noch nicht angesehen, Ulf, werde dies aber nachholen, sobald ich Zeit finde.
Jonas S. schrieb: > Laut dem Rechner auf raacke.de sollte der Klumpatsch irgendwo bei 110kHz > umherdümpeln. Nicht ganz, das Ding schwingt auf 140-160kHz je nach Werkstück. Die Frage ist nun, warum das ganze so viel höher schwingt. Ich denke, ich hätte die Induktivität vom CT miteinberechnen müssen. (Lsec||LWorkcoil)) Ich überlege mir darum auch immer wieder, ob es sein kann, dass die Kondensatoren mit der Sekundärspule alleine etwas Energie wegziehen. (Serienschwingkreis) Dies würde zumindest erklären, weshalb das 50mm^2-Kabel so exorbitant warm wird. (Doch wie würde man das vermeiden??) Bei 90VAC Eingangsspannung verbessert sich die Glühfreudigkeit von Gegenständen stark. Auch Aluminium beginnt nun laaaangsam warm zu werden. Die Workcoil wird aber immer auch so warm wie das Aluminium. Irgendwo stimmt da also etwas noch nicht. Ich versuche jetzt, das Sekundärkabel zu verdoppeln.
>Auch Aluminium beginnt nun laaaangsam warm zu werden. >Die Workcoil wird aber immer auch so warm wie das Aluminium. Luftspalt zwischen Spule und nichtmagnetischem Werkstück minimieren, soweit es nur geht. Sonst fahren die Feldlinien einfach ums Alu herum, eben den Weg des geringten Widerstandes. ulf.
Hallo Ulf, geht über Tr4 das 100 kHz Steuersignal rüber!? Sehr interessant.
Genau. 2 Trafos mit jeweils 2 Sekundärwicklungen= 4 Ausgänge. An jeder Sekundärwicklung die gleiche Treiberstufe mit den 3 Transistoren. Primär hängen beide Trafos wieder an einer Reihe BC337/BC227, immer 2 parallel. Davor verschwindet das Signal im Gewirr der HEF40xx Schaltkreise. Die Treiberstufe zwischen Steuertrafo und Vollbrücke habe ich nochmals überprüft, scheint wirklich so aufgebaut zu sein. Mir erschließt sich nur noch nicht der Vorteil gegenüber dierekt an den Trafo angeschlossene Gates. ulf.
Genau. 2 Trafos mit jeweils 2 Sekundärwicklungen= 4 Ausgänge. An jeder Sekundärwicklung die gleiche Treiberstufe mit den 3 Transistoren. Primär hängen beide Trafos wieder an einer Reihe BC337/BC227, immer 2 parallel. Davor verschwindet das Signal im Gewirr der HEF40xx Schaltkreise. Die Treiberstufe zwischen Steuertrafo und Vollbrücke habe ich nochmals überprüft, scheint wirklich so aufgebaut zu sein. Mir erschließt sich nur noch nicht der Vorteil gegenüber dierekt an den Trafo angeschlossenen Gates. ulf.
Ulf schrieb: > Mir erschließt sich > nur noch nicht der Vorteil gegenüber dierekt an den Trafo > angeschlossenen Gates. Wenn der Trafo direkt mit dem Gate verbunden ist, muss er die ganze Energie zum Umladen der Gates liefern. Es existieren also grosse Ströme in Verbindung mit der vergleichweise hohen Sekundärinduktivität des GDTs (Gate Drive Transformer). Dies führt unweigerlich zu schrecklichem Ringing im Ausgangs-Rechtecksignal, wenn man nicht genau weiss, was man tut. Wenn man solche Brückentreiber von Hand entwirft und baut (DIY-SMPS, alle Arten und Unterarten von SSTCs, usw.), hat man im Regelfall genug Zeit, den Klumpatsch mit GDT zum Laufen zu bringen. Das ist die einfachste Methode und das propagation delay (Latenz) ist verschwindend gering. (<3ns) In der Industrie ist es jedoch besser, wenn man sich überlegt, wie man das ganze ohne übermässigen Zeitaufwand realisiert. Deshalb müssen die schwingungsfördernden Ströme reduziert werden. In der breiten Praxis erreicht man dies, in dem man das Gate definiert auf High oder Low setzt. Dafür gibt es dann zwei Unterarten von Treibern: Die Fertig-ICs mit Bootstrapverfahren und die diskret aufgebauten Treiber. Letztere haben den Gatetreiberausgang direkt am Gate des anzusteuernden MOSFETs/IGBTs und erhalten ihre Information (wann der Schaltvorgang stattfinden soll) entweder über Optokoppler (hohe Latenz) oder über magnetische Übertrager (Es können theoretisch nur Änderungen des Eingangssignals übertragen werden, dafür gibts aber keine Latenz). Alles ausser den gewöhnlichen GDTs benötigt pro Brücken-MOSFET/IGBT eine eigene galvanisch getrennte Versorgung. (Bei Fertig-ICs braucht es das afaik nicht) In Ulfs Fall handelt es sich also um einen direkten Gatetreiber mit Informationsquelle "Magnetischer Übertrager". Der Gatetreiber selber ist diskret aufgebaut, d.h. es werden keine ICs so wie z.B. der TC4452 in meinem IH verwendet. Eine derartige volldiskrete Ansteuerung ist sehr preisgünstig. Dafür ist die Entwicklung einer solchen sehr aufwendig. In meinem Beispiel will ich nicht die Kosten reduzieren, sondern das ganze so unkompliziert wie möglich gestalten, -> deshalb die Verwendung von TC4452 und VO2611 bei mir. Ab gewissen Gateladungen der Schaltelemente (z.B. bei Bricks) muss übrigens zwingend Gebrauch von diskreten Treibern gemacht werden. Wenn alles wieder läuft Ulf, wäre es möglich, uns Oszillogramme der Gatesignale zukommen zu lassen? Weiterführend würde mich die Latenz dieses volldiskreten Treibers interessieren.
Ulf schrieb: > Die Treiberstufe zwischen Steuertrafo und Vollbrücke habe ich nochmals > überprüft, scheint wirklich so aufgebaut zu sein. Mir erschließt sich > nur noch nicht der Vorteil gegenüber dierekt an den Trafo > angeschlossenen Gates. Da kommt wieder die leidige Streuinduktivität zum Tragen, die ein schnelles Umladen der Gates verhindert. Eine nachgeschaltete Treiberstufe belastet den Trafo im Umschaltzeitpunkt nur minimal, sodass die Sekundärspannung instantan der Primärspannung folgen kann. Oft ist es auch ausreichend, nur die Abschaltung zu beschleunigen. Dann reicht die etwas einfachere Treiberschaltung wie hier in Bild 8.3 L zu sehen: http://www.joretronik.de/Web_NT_Buch/Kap8_2/Kapitel8_2.html Jörg
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Vielen Dank für die Erklärungen! Demzufolge werden also die in den Kondensatoren gespeicherten Ladungen im Moment der Gate- Umladung genutzt. Wieder was dazugelernt. Das unscharfe Foto zeigt das Ozi-Bild von der Sekundärspannung des Leistungstrafos im Leerlauf. Schönes dreckiges Rechteck- es ist eben nicht schön, wenn die Wicklung keinen C parallel hat. Beim letzten Crash sind "nur" 2xIRFP460 durchgeschlagen, die Steuerung läuft noch. Es ist aber leider etwas kompliziert, von den Gate- Signalen ein Oszillogramm anzufertigen. 1. hängt die Steuerplatine direkt am gleichgerichteten Netz, 2. macht das kleine nachgesetzte Schaltnetzteil 2 Spannungen(positiv u. negativ für die LM324 u. LM319), 3. würde alles verfälscht, wenn Trafostrom und Schweißspannung fehlende Werte haben. Viele Ausreden... Mit dem großen Trafo werde ich mich noch beschäftigen, evtl. kann ich ihn neu wickeln(lassen). Kern scheint ein EPCOS E65/32/27 zu sein, also gibt es Ersatz, wenn das getränkte Original beim Auseinandernehmen zerspratzt. Wäre doch zu schade um die schöne Schaltung. ulf. aus Schaden klug.
Ulf schrieb: > Mir erschließt sich > nur noch nicht der Vorteil gegenüber dierekt an den Trafo > angeschlossenen Gates. Das Gate will 0 oder 20 V sehen. Das sind im Schnitt Ueff=10 VDC. Ein Trafo kann kein Gleichanteil übertragen. Ich denke deshalb das Drumherum. Silvio
Ulf schrieb: > also > gibt es Ersatz, wenn das getränkte Original beim Auseinandernehmen > zerspratzt. Ach noch was: Gucke mal im Forum wie die Leute solch verklebten Kerne auseinander bauen. Es geht von Aceton-Behandlung bis zum kochenden Wasserbad.
Ich empfehle das mit kochender 10-15%iger NaOH brühe zu lösen. Die meisten isolierlacke gehen davon kaputt. Aber vorsicht mit den Augen!
Hi! >Ach noch was: Gucke mal im Forum wie die Leute solch verklebten Kerne >auseinander bauen. Es geht von Aceton-Behandlung bis zum kochenden >Wasserbad. Wasserbad mit Waschpulver und 10 min kochen hat mir bis jetzt jeden SNT-Trafo geöffnet. Viel Erfolg, Uwe
Danke an alle für die Kochanleitungen! Habe den Trafo mit gelinder Brennerwärme auseinanderbekommen. Viel Papierisolation mit mäßigem Tränklackeinsatz dazwischen, teilweise ist das Isolierpapier an den tränklackbehafteten Stellen blaugrünlich angelaufen. Ich fand aber leider keine Durchschlagstelle, obwohl es ein Geräusch wie beim Entladen eines Elkos gegeben hatte. Evtl. lag der Ursprung des deutlich sichtbaren Blitzes doch woanders und hat sich am Trafo reflektiert. "Da steh ich nun; ich armer Tor, und bin so klug als wie zuvor", und der Trafo ist neu zu wickeln. Für Fans noch die Daten: Primär 10 Windungen 0,2x33mm Cu- Blech Sekundär 2x 2 Windungen 0,5x33mm Cu- Blech Sekundärwicklung in 2 getrennten, voneinander isolierten Spulen, obwohl die beiden Enden dann "außenherum" als Mittelanzapfung verbunden sind. ulf. nach dem Blitz suchend.
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Tagebuch Mein 3~StellTrafo mit den abhandengekommenen Schleifern macht Fortschritte. Habe die Schleifer in mühevoller und langwieriger Arbeit selber angefertigt. Es fehlt nur noch die Federkonstruktion, d.h. die Federn, die die Kohlen gegen die Abgriffkontakte des Trafos drücken. Für Ratschläge wäre ich an dieser Stelle dankbar. Ich hoffe, dass ich am Ende der Woche einen funktionierenden 3-Phasen-Stelltrafo habe :-) Dann hoffe ich weiter die Leistung meines Ofens verdoppeln zu können. 9A*350V-Verluste=3kW, wow. Mal sehen. Silvio im Traforausch
@ exh (Gast) >hoffe ich weiter die Leistung meines Ofens verdoppeln zu können. >9A*350V-Verluste=3kW, wow. Mal sehen. Für die Einen ist es ein Stelltrafo, für die Anderen der gößte Rauchgenerator der Nachbarschaft. Für 3kW braucht es keine drei Phasen. Eine normale 16A Steckdose liefert 3,6kW wenn es sein muss. Und selbst einphasig hast du deine Schaltung nicht sicher im Griff. Happy Burning . . .
Falk hatte den 333sten Beitrag, das ist eine historisch Zahl: 333 Issos Keilerei. Ein grosser griechischer Sieg gegen die Perser.
Falk Brunner schrieb: > Und selbst einphasig hast du deine Schaltung > nicht sicher im Griff. Hallo Falk, Stimmt, deshalb Gleichstrom. 3 Phasen gleichgerichtet. 350 VDC meinte ich auch. Sehe den Vorteil: mit den gleichen Transistoren bekommt man die doppelte Leistung: 220V sind 310Vs man braucht also Transistoren die den maximalen Strom/Spannung können. Nimmt man dagegen 310VDC hat man 41% mehr als zuvor mit 220Veff aber den gleichen Maximalwert. Für den Strom das gleiche. Gib lieber einen Tipp für die Federn. Nicht Gummiband und auch nicht Wäscheklammer, obwohl Wäscheklammer gar nicht so schlecht ist.
So, bei mir gehts endlich auch mal wieder weiter: Ich hatte mich ja zuletzt an der uC-gesteuerten Frequenznachregelung versucht. Nach ein paar halbherzigen Versuchen mit dem Frequenzzählen mittels Ripplecountern wollte ich dann aber mal wieder "Action" sehen. Also versuchte ich nochmal, den IH zum Laufen zu bringen - mit dem kleinen aber feinen Unterschied, dass ich nun seriell arbeitete. Das hatte dann auch durchschlagenden und heizenden Erfolg. Leider heizten sich die hochinduktive Workcoil und die Brücke genau so schnell auf wie die hineingehaltene lange M4-Schraube. Die Schraube überschritt aber auch bei 90VAC nicht die Curie-Temperatur. Meine allerletzte Idee war dann, einen Ferritkern-Transformator zu verwenden, welchen ich mit einem Serienkondensator von seiner recht hohen Primärinduktivität befreien wollte. Dieser "Befreiungsschlag" funktionierte dann auch bestens, währenddem der Sekundärstrom durch die 6mm-Workcoil dennoch enttäuschend niedrig ausfiel. Frustriert wurde das I-Stück vom Ferritkern kurzerhand entfernt, so dass das verbleibende U-Teil das M-Feld von der Spule aufnahm und es frei in die Luft legte. Irgendwo hatte ich gelesen, dass jemand von euch Alufolie über der Coil schweben liess und diese dann verbrannt sei. Dies funktionierte auch bei mir und die Folie stiess sich kräftig vom Feld der Spule ab. Eine dünne Aluplatte wurde auch abgestossen und da bemerkte ich, dass diese zudem sehr schnell warm wurde. Nach erfolglosen Versuchen, die Platte frei zum Schweben zu überreden, wollte ich mir das scheinbar extrem starke Wechselfeld nutzbar machen. Und zum ersten Mal konnte ich unmagnetische Münzen zum Glühen überreden. Beim Versuch, die Temperaturgrenzen auszuloten, zerschmolzen dann 10, 20 und 50Cent-Münzen. Ich war sehr überrascht, dass dies mit <50kHz so gut funktionierte. Zusammenfassend ist damit zu sagen: Die Stärke des erforderlichen Magnetfeldes ist ABSOLUT nicht zu unterschätzen und seine Erzeugung kann bei 90VAC unter Verwendung von Tauchspulen grad mal vergessen werden. Die Frequenz spielt bei weitem nicht so eine Rolle, wie ich dies vorher dachte. (Immerhin habe ich heute noch mehrfach Aluminum geschmolzen.) Die Verwendung eines Serienschwingkreises erfordert keine komplizierte Anpassung und ist dennoch sehr leistungsfähig. Was nicht im Werkstück verheizt wird, tritt an Kondensator und Spule als gewaltige Spannungsüberhöhung zu Tage. Eine Spannungsüberhöhung ist für mich aber leichter zu behandeln als eine Stromüberhöhung. Mit einem C in Reihe der Workcoilwicklung ergeben sich Durchflutungen, welche der Ferritkern trotz fehlendem Joch nicht verarbeiten kann; er sättigt und wird heiss. (Bemessungsscheinleistung bei 25kHz ist >1kVA) Die von Blindwiderständen dekontaminierten Leitungen lassen Ströme fliessen, die selbst 4 in Reihe geschaltete FKP1/100nF/650VAC bei <50kHz ins Schwitzen bringen. IGBTs - mit ihrem linearen Strom/Verlustleistungsverhältnis - sind ein absolutes Muss bei Serienschwingkreisen! Demnächst werde ich also auf extremste Magnetfeldstärken bei niedrigen Frequenzen hinarbeiten.
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Jonas S. schrieb: > Die Frequenz spielt bei weitem nicht so eine Rolle, wie ich dies vorher > dachte. Für Kupfer, Messing und Alu braucht man auch keine hohen Frequenzen. Das ist das alte Spiel mit der Eindringtiefe. Wenn du Messing und Alu schmelzen kannst, ist das ein großer Erfolg. Einbei meine Arbeit der letzten Tage: mein 3~Trafo funktioniert. An den Kontakten der Schleifer - Falk wird es freuen - knistert es ein kleines Bisschen beim Drehen. Der Kontakt ist wohl noch zu breit. Das Federproblem habe ich mit Federdraht gelöst. Außerdem habe ich an die kleine frisch gewickelte Arbeits-Spule Kupferbleche angelötet und die Kondensatoren daran befestigt. Nun steht noch die elektronische IGBT-Sicherung im DC-Pfad zw. DC-Quelle und Brücke an und dann kann ich erwartungsvoll Experimentieren. Mal sehen was man am WE schafft.
So, nachdem ich keine grösseren Erfolge mehr verbuchen konnte, bin ich vorläufig raus. Mein Aufbau ist nicht sehr brauchbar und vorallem völlig overkill für derart tiefe Frequenzen. Ich werde jetzt anfangen, ein sauberes Platinenlayout zu entwerfen und werde in einer Halbbrücke zwei meiner Bricks verbauen. Dann lass ich das ganze auf 30kHz oder so laufen. Vorher muss ich mir aber dringend mal Grundlagen zum Elektromagnetismus erarbeiten. Ich werde den Aufbau vorallem flexibel gestalten, so dass man jederzeit auf Parallelschwingkreise und Serienschwingkreise arbeiten kann. Ausserdem erhält das ganze eine simples "tank voltage feedback"/"current feedback". Ihr werdet vielleicht in ein paar Wochen wieder von mir hören - Jetzt stehen erstmal andere (hoffentlich trivialere) Dinge auf dem Plan. (DRSSTC)
@ Jonas S. (microwave) >Vorher muss ich mir aber dringend mal Grundlagen zum Elektromagnetismus >erarbeiten. Gute Idee. Siehe Transformatoren und Spulen, Spule und [[Royer Converter]]. >Ich werde den Aufbau vorallem flexibel gestalten, so dass man jederzeit >auf Parallelschwingkreise und Serienschwingkreise arbeiten kann. Unsinnig. Das ist ein klares Zeichen dafür, dass du nicht weißt was du willst und wie so eine Schaltung grundlegend funktioniert. Gehe zurück zum Grundlagenstudium. >(DRSSTC) AbKüFi? MFG Falk
Falk Brunner schrieb: > Unsinnig. Das ist ein klares Zeichen dafür, dass du nicht weißt was du > willst und wie so eine Schaltung grundlegend funktioniert. Das kam mir auch immer mal wieder so vor... Wobei das nicht so gravierend sein dürfte, ich bin ja auch erst im 3. Lehrjahr. Mein Ausbilder mir versprochen, er würde das im 4. Lj. dann ganz detailliert mit mir anschauen. Falk Brunner schrieb: >>(DRSSTC) > > AbKüFi? AbKüFi? Abkürzung fir? (Ne, wohl eher nicht) Abkürzungs-Fieber? (Schon eher, oder?) DRSSTC = Dual Resonant Solid State Tesla Coil. So ein Gerät erzeugt interessante Entladungen, welche in die Luft und gegen Metallgegenstände gehen, mit steuerbarer Frequenz und einstellbarer Intensität.
@Jonas S. (microwave) >Das kam mir auch immer mal wieder so vor... >Wobei das nicht so gravierend sein dürfte, ich bin ja auch erst im 3. >Lehrjahr. Es gibt genügend Leute, die im 3. Studienjahr mit sowas überfordert sind. Aber so ein Leistungsinverter ist auch nicht ganz so einfach zu überschauen. >Mein Ausbilder mir versprochen, er würde das im 4. Lj. dann ganz >detailliert mit mir anschauen. Schau mer mal. >AbKüFi? >Abkürzung fir? (Ne, wohl eher nicht) >Abkürzungs-Fieber? (Schon eher, oder?) Abkürzungsfimmel. >DRSSTC = Dual Resonant Solid State Tesla Coil. Ich weiß was eine Teslaspule ist. Was ist dabei das Dual? >So ein Gerät erzeugt interessante Entladungen, welche in die Luft und >gegen Metallgegenstände gehen, mit steuerbarer Frequenz und >einstellbarer Intensität. Schon mal was von klein anfangen gehört? Bau einen Induktionsofen basierend auf dem Royer Converter. Aber geh NICHT an 230V Netzspannung! Nimm ein dickes 24V Netzteil mit 10 oder 20A, das ist halbwegs sicher. Wenn das gut läuft, reden wir weiter. MFG Falk
Falk Brunner schrieb: > Aber geh NICHT an 230V > Netzspannung! Das kommt bei mir ohne Variac sowieso nicht vor. An 230V Netzspannung werden bei mir nur explizit dafür ausgelegte Dinge gehängt. (OBITs, NSTs, MOTs (alles Hochspannungstrafos), Netzteile, etc.) Eigenkreationen habe ich noch nie an Netzspannung gehängt und werde dies auch nicht tun, bevor ich keine andere Wahl mehr habe. (lieber gebe ich allerdings 150 Kröten für einen Variac aus) Royer Converter (mir geläufig als "ZVS") habe ich schon gefühlte 100 mal aufgebaut - auch als IH.) Da mir Aufbauten mit Schaltbrücken aber besser gefallen, wollte ich mich auch mal daran versuchen. Das Dual in dem "DRSSTC" bedeutet, dass man - nicht wie bei einer normalen SSTC - nur einen Sekundärschwingkreis hat, sondern man baut zwischen Brücke und Primärspule noch einen Kondensator ein. (->jetzt ist auch noch ein Primärkreis vorhanden) Die Brücke wird durch Rückführung des Primärstroms im Idealfall phasenrichtig angesteuert. So erreicht man ZCS. Mithilfe dieses Mehraufwands im Vergleich zu einer simplen SSTC sind besonders kurze und dennoch energiereiche Entladungen möglich. Sie ähneln denen einer Tesla Coil mit Funkenstrecke.
So, auch von mir wieder was: in der vergangenen Woche gingen 3 defekte Schweißinverter über die Bucht. Auf den ersten (sah wie neu aus, mit Schlauchpaket und Zubehör) habe ich 35 geboten, er ging für ca. 40 weg. Ich hätte doch mehr bieten sollen. Der zweite (schwarz, So. 18:50) sah total schmuddelig aus, ohne Zubehör, ging für über 50 weg. Der dickste Fisch trudelt bald bei mir ein. Hat jemand mitgeboten (So. 20:40)? 11 kW Drehstrom Made in Germany (vermutlich) Mal schauen. Ich habe wieder viel simuliert und neue Erkenntnisse (Schaltung ähnlich wie Kochplatte, mit Booster-Diode), werde bald berichten. Schön, dass der Drehstrom-Stelltrafo geht! Denke an die Möglichkeit mit der Graphit-Rolle.
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eProfi schrieb: > Hat jemand mitgeboten Ich nicht. Habe ich mir schon gedacht, dass nach der Idee von Ulf auch alle Anderen darauf bieten werden. Ich warte noch ab. > 11 kW Drehstrom Da bin ich ja gespannt. > Schön, dass der Drehstrom-Stelltrafo geht! Denke an die Möglichkeit mit > der Graphit-Rolle. Meinst du die Rolle als Abnehmer? Ich werde es erst mal so lassen. Die IGBT-Sicherung habe ich auch aufgebaut. Ich nutze den ACS713 als Stromsensor. Ich bin gespannt, ob ich dadurch Transistoren retten kann... Die Sicherung sollte in höchstens 100us ansprechen, wenn der DC-Strom den eingestellten Wert überschreitet.
Thema Inverter: Will am Donnerstag mal auf Dieses Teil mitbieten, falls der Preis vernünftig bleibt: http://cgi.ebay.de/MMA-Schweisgerat-Inverter-130A-E-W-S-/130393098740?cmd=ViewItem&pt=Schwei%C3%9F_L%C3%B6ttechnik&hash=item1e5c08c9f4 Diesmal übrigens wirklich zum Schweißen. Falls jemand von Euch auch mitbietet, bitte ich um kurze Nachricht, denn dann bin ich raus. Wäre ja albern, wenn wir uns hier gegenseitig die Preise hochtreiben. Ansonsten bin ich mit der Fehlersuche noch nicht weiter. Evtl. ist auch ein Durchschlag in der Leiterplatte des Schweißinverters. Auf der Oberseite war eine vom Vorbesitzer weggekratzte Kriechstrecke. Allerdings sah sie nach meinem Durchschlag nicht "nach Strom" aus. Leider ist momentan die Bastelzeit knapp. ulf.
Hallo allerseits, an Ulf: auch ich wollte schon fast schreiben, dass hier niemand mitbieten soll, war aber nicht online. Ich wünsche Dir, dass Du ihn günstig bekommst. Die Kabel nimmst Du vermutlich ebenfalls? an Silvio: Zu Deiner Sicherung: baue lieber noch einen (oder besser mehrere serielle) VDR (Varistor) über den FET, denn durch die Induktivität der Zuleitungen ist bei diesen Strömen genug Energie gespeichert, um eine zu hohe Spannung zu induzieren. Dann kannst Du die Snubber evtl. ein wenig schwächer auslegen --> Sicherung noch schneller. ACS7xx habe ich auch hier, unendlich schnell sind die nicht. an Jonas: toll, dass Du hier bei uns aktiv mitwerkelst (wir kennen uns ja aus Pierbach)! ZVS heißt nur Zero Voltage Switching, das ist nur ein Verfahren. Es besagt gar nichts zur Schaltung oder deren Verwendung. Beim Royer wird dieses Verfahren angewandt. >Vorher muss ich mir aber dringend mal Grundlagen zum Elektromagnetismus >erarbeiten. Induktivitäten waren früher für mich ein Buch mit sieben Siegeln. Aber nachdem ich viel Theorie gelesen hatte, kam es mir gar nicht mehr so kompliziert vor.
> VDR (Varistor) über den FET Im Schaltplan ist es ein FET, weil ich auf die schnelle nicht den IGBT gefunden habe. Es ist aber ein 1200V-IGBT eingebaut. Mit Varistoren habe ich noch keinen Kontakt gehabt. Ich werde mir das angucken müssen. Die Sicherung funktioniert in Grundzügen schon mal. Habe Gestern bei niedrigeren Spannungen einen Gleichstrommotor betrieben und die Sicherung hat auch brav abgeschaltet. > ACS7xx habe ich auch hier, unendlich schnell sind die nicht. Da hast du recht. Ich denke mit 50 kHz Bandbreite ist das Teil aber schnell genug. Ich werde berichten, ob die "Erfindung" der Sicherung nützlich ist.
Ja, ich habe dich auch schon erkannt, nachdem ich über das Wort "Pierbach" und die www-Adresse "theshelter.blabla..." gestolpert bin. :) Mal ganz was anderes: Ich habe noch immer den einen Torus von dir. Lass mir mal deine Adressdaten zukommen und dann schicke ich dir den wieder. Selbstverständlich hätte ich auch selber Verwendung dafür, aber er gehört nunmal dir! Ich habe ihn übrigens nur mal verwendet, um die Resonanzfrequenz meines 700kHz-SSTC-Aufbaus zu senken. Damit ich derartige D(-D, +R)inge in Zukunft selber bauen kann... wo erhält man denn das selbstklebende Alu-Band, was da drauf ist?
Hallo! Der 2. Schweißinverter ist heute eingetroffen. Auf den ersten Blick(Bj.89!) ist das Gerät etwas altmodischer, noch mit "richtigem" Trafo für die Steuerung. 2x4 IRFP450 in einer Halbbrücke, etwas Ansteuerkram und einige wenige Halbleiter tummeln sich auf der Platine. Ein TDA1060 SMPS Controller und ein Optokoppler treiben das Ganze, ansonsten gibt es noch ein paar Transistoren, 3 MUR860 und einen 7812. Eine kleine Steuerplatine enthält noch einen LM324. Der HF- Trafo liefert 48V bei 32kHz als unsauberes Rechteck. Auch dieses Gerät scheint für Induktionsofen- Experimente geeignet zu sein, aber ich werde es zum Schweißen benutzen. ulf.
Toll, meiner ist am Samstag eingetroffen, hatte aber erst gestern Zeit, ihn anzusehen. 11kW hat er nicht, aber 6kVA. Baujahr könnte noch älter sein, ist ein 190A-Teil, also alles etwa doppelt so "schwerer" ausgelegt wie bei Dir. Habe aber noch nicht nach einem Schaltplan gesucht oder Spannung angelegt. Es sind 2 x 5 Transistoren und dicke Dioden auf einem riesen Kühlkörper. Die Stromglätt-Drossel (Flachkupfer) ist fast so groß wie der Trafo. Die Sekundärwicklung ist trifilar gewickelt. Was ich nicht gesehen habe ist eine PFC Leider ist das Gerät wirklich viel verwendet worden und sieht demensprechend aus. Innen alles voller feinstem Metallstaub. Könnte man auch zum Akkuladen (Elektrofahrzeug) verwenden. An Jonas: behalte den Toroiden vorläufig, ich habe noch zwei (größere) in dieser Bauart. Die Alufolie gibt es im Baumarkt von Tesa (in der Farbabteilung, da wo das Abklebezeug ist, teuer) oder von anderen Herstellern in der Sanitärabteilung zum Abdichten von Entlüftungsleitungen. Manchmal auch in der Kruschtkisten oder letztens auch bei Lidl. Aber aufpassen, manchmal ist es nur ein alubedampftes Kunststoffband. Hättest gesagt, dass Du so was brauchst, ich hätte Dir eine Rolle geben können.
Korrektur: es sind 6+6+4=16 FETs BUZ355 (SIPMOS Power Transistor (N channel Enhancement mode Avalanche-rated) 800 V 6 A 1.5 Ohm TO-218 AA C67078-S3107-A2 (damals gab es noch nichts besseres). Habe gestern das Gerät in Test-Betrieb genommen. Da in der Wohnung nur 230V, über Vorwiderstand (Glühbirne) an den 220V-Lüfter angeschlossen, der hängt an einem Spartrafo an 400V. Cs (auch Siemens) laden sich auf 500V auf (Endstufe scheint heil zu sein), aber ein 4W 10 Ohm auf der Treiberplatine fängt zu qualmen an... Bin mir auch noch nicht klar, wie die Schaltung arbeitet, es scheint ein Eintakt-Durchflußwandler zu sein, da auf der Sekundärseite nur 2 Dioden und die Drossel sitzen. Trotzdem schaut die Endstufe eher nach Vollbrücke aus. Ich muss schauen, wie ich zu einem Schaltplan komme. Trafo hat sekundär 6 Windungen, trifilar gewickelt. Ausgangsanschlüsse sind die üblichen 50-70 mm²-Buchsen DIX BE 50 / 70 von Dinse. http://www.scdesign.de/works/pdf/pdfs/DINSE_Werkzeuge.pdf Was tut sich bei Euch?
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> Was tut sich bei Euch? Nachdem heute das lang ersehnte Reichelt-Paket gekommen ist, konnte ich mein altes Tek repariert. Die Elkos im Netzteil waren hin. Nun funktioniert es wieder. Ohne Oszi ist es nichts. Man ist komplett blind. So konnte ich nach langer Zeit auch mal wieder am I-Ofen basteln. Der Drehstromtrafo und die elektronische Sicherung machen sich bezahlt. Vor allem die Sicherung. Man stellt einen maximalen Strom ein und es macht nur leise klick, die grüne LED geht aus die Rote an. Es knallt nicht mehr, alles gut und es ist nur ein Fet von Vieren kaputt. Der MOS-FET-Verschleiß hält sich somit in Grenzen. Ich habe auch die neue Spule eingebaut und der Ofen schwingt nun bei ca. 180 kHz. Ziemlich hoch finde ich. Es sind auch schon wieder mehrere FETs gestorben. Aber dank eSicherung nur Klick und nicht Knall. Ich war aber trotzdem bei 1,5 kW und kurzzeitig sogar bei 2. Wenn das Werkstück heiß wird und der Strom schnell steigt und man nicht mehr weiß was zu machen ist: Stromgrenze überschritten, Klick, Ofen aus. Die Sicherung ist echt toll. Im Anhang mein doch wieder provisorischer Aufbau. Silvio
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Curie Ade! Bin ich jedenfalls der Meinung. Habe noch ein wenig C dazu geklemmt und arbeite nun bei ~140 kHz. Brutto 2,2 kW. Alles noch mit IRFP350. Hört sich doch erst mal gut an, oder?
Ich zitiere mich mal selbst:
> Es sind auch schon wieder mehrere FETs gestorben.
Der Grund war, dass die Vollbrücke eine hohe induktive Last treiben
musste. Das hatte ich mit dem Oszilloskop erst jetzt bemerkt. Fehler
erkannt und behoben. Dann war ich wieder nur bei 200 V aber 10 Ampere.
Hmm, dachte ich, noch sehr niederohmig. Nach ein paar Überlegungen war
es klar. Was bei anderen der Transformator/Übertrager zur Lastanpassung
war, kann bei mir nur die Arbeitsspule sein. D.h. Arbeitsspule zu
Werkstück N:1 Also habe ich die neu gewickelte 4 windrige Spule durch
meine allererste mit 8 Windungen ersetzt. Natürlich mit entsprechend
weniger C. Das Ergebnis: 370V bei 9A = 3,3 kW brutto. Ein neuer Rekord.
Innerhalb von einer Minute glühte ein halbes Kilogramm Stahl. Zum
Schluss hat die Sicherung angeschlagen. Aber immerhin ein neuer Rekord
:-)
So muss ich das Streben nach weniger Windungen der Arbeitsspule
verwerfen.
Was lernt man daraus ... es braucht alles seine Zeit.
Silvio, Du bist unser eProfi! Respekt! So muss das aussehen. > So muss ich das Streben nach weniger Windungen der > Arbeitsspule verwerfen. Ist doch nicht schlimm, dafür kann sie dünner sein. Das meinte ich schon weiter oben mir der richtigen Anpassung. > Innerhalb von einer Minute glühte ein halbes Kilogramm Stahl. Ist es Dir auch gelungen, eine kleinere Menge zum Schmelzen zu bringen? Bei mir geht es nicht recht voran, weil ich keinen Schaltplan gefunden habe. Der soll angeblich im Handbuch abgedruckt sein, aber ich habe keines. Die Firma stellt seit 15 Jahren keine Geräte mehr selbst her. Die freundliche Dame gab mir allerdings die Adresse eines früheren Mitarbeiters, doch der ist momentan in Urlaub. Die Daten: UTP Schweißmaterial GmbH & Co.KG Bad Krozingen Typ G180P G 180 P
> Ist doch nicht schlimm, Schlimm ist, dass man irgendwann den Wald nicht mehr sieht. Ich wickele jetzt eine Spule die ungefähr die gleichen Dimensionen wie meine letzte 4er hat nur mit mehr Windungen. So 6. Dann kann ich schön vergleichen. > Ist es Dir auch gelungen, eine kleinere Menge zum Schmelzen zu bringen? Ja und zwar habe ich eine M20 Mutter ein wenig angeschmolzen. Video: http://user.cs.tu-berlin.de/~silviox/Induktionsofen/Videos/M20-Mutter.mpg Am Anfang zog der Ofen so 1 kW, zum Ende (hinter Curie) hin ca. 2,5 kW. Hier mit der kleinen 4er Spule wegen Flächenverhältnis zum Werkstück. Bin aber nicht über 270V Versorgungsspannung gekommen. Die nächste Reichelt-Bestellung wird schon vorbereitet. Die Geheimwaffe lautet IRFP460 (500V 20A) für unter 2 Euro. Wenn ich die Impedanz noch höher kriege, könnten weitere Erfolge kommen. >Das meinte ich schon weiter oben mir der richtigen Anpassung. Tja, so ist das. Man muss wohl selber draufkommen. Silvio
> Ich wickele jetzt eine Spule die ungefähr die gleichen > Dimensionen wie meine letzte 4er hat nur mit mehr Windungen. So 6. Wenn Du schon beim Wickeln bist, mach mal eine engere Spule. Du musst versuchen, so nah wie möglich an das Werkstück heranzukommen. Sonst flutschen die Feldlinien am Objekt vorbei. Was hast Du an dünnerem Cu-Rohr? Ich strehe eher 5 (gibt es das auch mit 1mm Wandstärke?) oder 6 mm an. Man muss halt damit leben, dass in der Spule ein paar Watt verlorengehen. Und geht mit den Cs so nahe wie möglich an die Spule heran, sonst hast Du zu viele tote (nutzlose) Induktivität (ähnlich wie bei den Spulenköpfen bei den Modellbau-BLDC-Motoren). > Video: Sehe ich da ganz am Anfang grüne Klötze namens Wima? ;-) Brauchst Du noch welche davon? >Am Anfang zog der Ofen so 1 kW, zum Ende (hinter Curie) hin ca. 2,5 kW. ??? Hinter Curie wird die Leistung höher? Das wundert mich jetzt. Aber umso besser... Hoffentlich geht die Leistung auch dahin, wo sie hingehört. Versuche auch mal mit thermischer Optimierung: Konvektion verhindern und IR-Strahlung zurückreflektieren (Spiegel). > Die Geheimwaffe lautet IRFP460 (500V 20A) für unter 2 Euro. Das klingt gut. Ich habe jetzt auch noch ein paar Spiel-Klötze geordert (200V 130A und 1000V 25A) - die waren ein "wenig" teurer. Damit baue ich noch einmal einen Royer auf, einmal mit 60V und einmal mit 300V. Viel Spaß und Erfolg, auch den anderen!
> Du musst > versuchen, so nah wie möglich an das Werkstück heranzukommen. Ja das stimmt. Ich möchte noch ein wenig Platz lassen für einen Tiegel. Ich habe 8er Kupferrohr bestellt. Dann werde ich erst mal die Spule mit 6 Windungen und ähnlichen Dimensionen wickeln. > Sehe ich da ganz am Anfang grüne Klötze namens Wima? ;-) > Brauchst Du noch welche davon? 1:Ja 2:wahrscheinlich ja :-), ich glaube ich habe noch was schönes im Tausch für dich > Hinter Curie wird die Leistung höher? Das wundert mich jetzt. Ich musste die Anpassinduktivität im betrieb verstellen um Spannung und Strom an der Vollbrücke in Phase zuhalten. Die Leistung hat sich dann so ergeben. Ich verstehe das Eigenverhalten des Oszillators auch noch nicht ganz. Um so wichtiger ist der lang angekündigte Impedanzmonitor. Um ein Modell für das Werkstück zu ermessen. Dann wird bestimmt vieles klarer in der Simulation. Aber bis jetzt nimmt man als Last nur einen ohmschen Widerstand an, was nur die halbe Wahrheit ist. > Hoffentlich geht die Leistung auch dahin, wo sie > hingehört. Das Meiste sicherlich, sonst würde irgend wo was durchbrennen. > Modellbau-BLDC-Motoren Es sind doch eigentlich Schrittmotoren also Synchronmaschinen oder?
Hallo Silvio, Also falls es an ein paar Moppeds scheitern sollte: 1. würde ich mal bei Pollin vorbei schauen und mir dort die HGTG IGBT's mitnehmen. Und wenn du schon da bestellst nimm doch mal Testweise ein paar von den runden gelben Kondensatoren mit! Mich würde mal der genaue Typ Interessieren. Mit Glück sind das noch bessere als die FKP1 von WIMA. Sehen mir sehr nach Arcotronics aus. Und die haben ein paar nette Caps im Sortiment. 2. Falls du nichts findest melde dich bei mir über die CNC-ecke (Max Winkelmann). Ich hab noch ein Kistchen mit ein paar Moppeds rumfliegen. Weiß nicht mehr genau was drinn liegt, aber sollte was da sein. Dioden hab ich auf jeden Fall noch mehr als genug. Sind etwas arg groß, aber geht. sind eben Dicke Blöcke von IXYS. mit der Windungszahl der Spule hast du ja schon erkannt. Lieber mehr als zu wenig! Du erhöhst damit auch den Wirkungsgrad. Bei solch niedrigen Induktivitäten hast du eh schon das "Problem" mit Verhältnismäßig hohen Streu-Induktivitäten/-Kapazitäten. Es gibt eigentlich keinen Grund die Windungszahl zu verringern. Wenn du langsam aufrüstest und richtung Drehsaft schielst mach dir gleich mal Gedanken um einen neuen Treiber. Ich kenn deine FANxxxx jetzt gerade nicht, aber ich denke die werden schnell fertig sein. Leider gibt es da auch fast nix billiges und gut erhältliches. IXYS haben ein paar sehr gute Vollbrückentreiber. Allerdings teuer und schwer zu bekommen. Ich würde aber bei über 150kHz und Drehstrom auch schon kein Bootstrapping mehr machen. So richtig fix ist das nicht. Und ein halb geschalteter IGBT oder FET ist immer sehr ungünstig. Ich würde da eher mit einem GDT arbeiten wollen. Auch nicht immer unkritisch, aber günstig. Zum treiben findest du bei CTC-Labs auch einen Diskret aufgebauten treiber. Schau dir den vielleicht mal an. So.. genug erstmal von mir. Werde aber sicher irgendwann auch nochmal so ein Ding bauen. Find die Induktionsöfen einfach klasse. Hier werde ich wohl nur wenig mitlesen, kannst mich aber in der CNC-ecke gut erreichen. Grüße, Max
Hallo Max, > HGTG IGBT Wenn IGBTs schneller wären ,wäre das Klasse. Oder gehen die noch für den Frequenzbereich. Werd mal ins Datenblatt sehen. Stück einen Euro hört sich gut an. > paar Moppeds Irgendwie kenne ich den Begriff Mopped nicht !? > Lieber mehr als > zu wenig! Du erhöhst damit auch den Wirkungsgrad. Das denke und hoffe ich auch. Ich habe gestern ohne Werkstück fast 1 kW in den Ofen pumpen können. Das landet wohl alles im Kühlwasser :-( > Ich würde aber bei über 150kHz und Drehstrom auch schon kein > Bootstrapping mehr machen. Die FANXXXX-Treiber können das eigentlich. Aber du hast recht, man darf sich auf nichts verlassen. Ich werde die Spannung am Pufferkondensator mal unter Volllast messen. Nicht, dass die High-Side-Transistoren doch nur so halb geschalten sind. > Werde aber sicher irgendwann auch nochmal so ein Ding bauen. Das hoffe ich :-) PS: Härten von kleinen Stahlstücken klappt übrigens einwandfrei. Habe extra Strahl von bekannter Sorte besorgt sowie mehrere Bücher übers Härten, um zu verstehen was da eigentlich im Material passiert. Anhand der Glühfarbentabelle kann man ja grob die Temperatur abschätzen. Das erste Ziel von "Härten und Schmelzen" ist somit schon sicher erreicht. Schmelzen und Stahlguss kommt noch. Leider ist heute mein letzter Urlaubstag und der Ofen wird ab Montag nicht mehr täglich laufen. Gruß und ein sonniges heißes Wochenende Silvio
Hallo Silvio, Also die HGTG20N60 sind schon etwas Grenzwertig. Gerade die Abschaltzeiten sind bei IGBT's eben etwas schlechter. 140ns Falltime und 220ns turn off delay. Das ist eng, könnte man aber im Softschwitsching bei ZCS und einem intelligenten Treiber in den Griff bekommen. Periodendauer bei 150kHz sind ja ca 6,7µs. Sind halt sehr günstig. Meiner Meinung würde es sich schon lohnen das wenigstens zu testen. Unter Mopped versteh ich ich allgemein einen MOSFET. Hat sich bei mir im Smalltalk so eingebürgert. Habe grad mal die Kiste rausgekramt. Ich könnte dir auf jeden Fall eine Vollbrücke aus IXFB38N100Q2 MOSFETS sponsorn. Allerdings hab ich auch nicht genug, um dir beim Verecken dieser, noch viel Nachschub zu geben (eigentlich nur ungern mehr als eine Vollbrücke). Sind im Plus264er Gehäuse und richtige Arbeitstiere. halten 1000V stand und schalten 38A. Allerdings würde ich da auch den Treiber ganz genau unter die Lupe nehmen. Mal über den groben Daumen gepeilt brauchst du bei 20V VGS etwa 6A um den MOSFET in 100ns voll durchzuschalten. Und nach oben ist da noch Luft. Es geht im Softswitching sicher auch noch etwas humaner, allerdings würde ich hier nicht zu sehr sparen. Und denk immer an die Gate-Vorwiderstände! Die sind sehr wichtig. Die müssen so groß wie möglich und so klein wie nötig sein. sonst hast du (insbesondere bei nicht optimalem layout) ganz schnell sehr hässliche Schwingungen am Gate. Schau dir da auch ruhig mal die Seite von CTC an. Er hat mit seinen DRSSTC's so manche erfahrungen gesammelt und schon viel lehrgeld bezahlt. Man muss seine Fehler ja nicht nochmal durchmachen. Ich hab sonst noch: IXFX27N80Q 29N60S5 IXTH12N90 die IXTH12N90 halte ich auch für durchaus überlegenswert. Ich hab noch relativ viele (40stk) und die 900V Spannungsfestigkeit wären für Drehstrom vielleicht schon ausreichend. Die Strombelastbarkeit ist allerdings nicht ganz so hoch. Allerdings bekommt auch mit denen schon ein bisschen was an Leistung aus dem Netz. Hier wäre dann eben nicht sehr viel Spielraum. Sind aber auch recht zügig auf den Beinen. Strombegrenzt bei Drehsaft vielleicht zum testen um dann später die IXFB38N100Q2 einzusetzen. Bei Interesse meld dich einfach. Grüße, Max
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Neue Spule, neues Glück Von 4 auf 6 Windungen mit sehr ähnlichen Dimensionen. Auf den Vergleich bin ich gespannt. Die IRFP460-FETs sind auch da. In Erwartung auf 5 kW (67 dBm) :-) Silvio, im Rausch der Leistung @eProfi: Nachricht erhalten, hoffe du meine auch?!
Jörg Rehrmann schrieb: > eProfi schrieb: > >>> Als Spannungsquelle habe ich ein Labornetzteil mit 0...38V und >>> 0...40A verwendet, hier auf volle Spannung eingestellt. >> So ein schönes Teil hätte wohl jeder. > > Bei eBay werden die hin und wieder verkauft. Ich habe mir vor einigen > Jahren für ca. 100.-€ incl. Versand so ein altes Teil von Agilent > (HP6269 0...40V, 0...50A) gekauft. Boah... solche Gemeinheit! Ich habe das "EA-PS 9080-100" (0-80V, 0-100A) und mußte ungefähr 2700 Euro netto kräftig Löhnen. Grüße Michelle
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So, neue Spule und stärkere Transistoren (irfp460) eingebaut. Dann ist ein Transistor nach dem anderen durchgebrannt. Da war ich erstmal ratlos. Mehrere Tage überlegt, einiges an den Treibern verändert, weil die kräftigeren Transistoren leider auch doppelte Gate-Kapazität haben. Hat sich nichts verbessert. Bin dann wieder auf die schwächeren Fets(irfp 350) zurück gewechselt. Und auch die brannten auf einmal durch. Kann doch nicht sein. Ein paar mal kaputte Transistoren gewechselt. Klick, durchgebrannt. Mir war so als ob ich was blitzen gesehen habe auf der Leiterplatte. Also Kamera raus, Transistor gewechselt und gefilmt. Und tatsächlich hat man was gesehen. Im Anhang nicht gut zu erkennen ist ein "Durchschlag" von dem High-Side-Transistor der einen Halbbrücke zum Low-Side-Transistor der anderen. Trotz Glimmer-Scheiben und Wärmeleitpaste. Da muss ich drüber schlafen... Ob das die Folge oder Ursache ist, weiß ich nicht. Silvio
Silvio und ich haben kürzlich ausführlich telefoniert. Damit alle davon profitieren, hier ein paar Auszüge: > neue Spule und bald neue Cs ;-) > einiges an den Treibern verändert, weil die kräftigeren > Transistoren leider auch doppelte Gate-Kapazität haben. wie heißen die 7A-Treiber gleich wieder? TC4422 oder MC > Ob das die Folge oder Ursache ist, weiß ich nicht. Eher die Folge. In einem PC-Netzteil habe ich mal einen Transistor getauscht, der hat von vorne noch ganz fit ausgesehen, aber hinten war im Metall-Pad ein richtiges Loch, das auch das Isolierpad durchschlug. Muss ich mal ein Foto machen. Silvios Vermutung: die Low-Side schaltet nicht ganz durch, dadurch werden die Bootstrap-Cs der Hi-Side zu wenig geladen ---> diese wird nicht richtig angesteuert (meist gehen die Hi-Side-Fets kaputt). Testweise könnte man hier eine 9V-Batterie o.ä als galvanisch getrennte Versorgung / Unterstützung verwenden. Wir haben lange über die richtige Anpassung geratscht, wann ist diese Schaltung (es ist die LCLR von RichieBurnett's Induheat-Seite) optimal angepasst? Auf jeden Fall tritt bei Resonanz eine Spannungsüberhöhung (wie bei der Teslaspule) ein, und die Quellimpedanz wird minimal. Meine Vermutung ist, die Effektivspannung der Arbeitsspule ist dann etwa gleich oder leicht über der ZKS. Hat dazu jemand genauere Angaben? Das funktioniert ja wie eine Match-Box (Impedanz-Anpassung) in der Funktechnik (warum gibt es hierzu keinen Wiki-Eintrag oder wie nennt man das offiziell?). http://de.wikipedia.org/wiki/Anpassungsnetzwerk http://de.wikipedia.org/wiki/Leistungsanpassung http://de.wikipedia.org/wiki/Impedanzanpassung http://de.wikipedia.org/wiki/Impedanzwandler Silvio wird mal die Spannung im Resonanzfall messen, indem er eine Mess-Windung in die Arbeitsspule einlegt, so dass man auf die gesamte Spule hochrechnen kann. Wenn ich richtig liege, könnte sich Ulf seinen Ferrittrafo durch eine richtige Anpassung der Arbeitsspule (mehr Windungen bei dünnerem Draht) einsparen. Allerdings war ihm die Netztrennung ja auch wichtig (Silvios Spule ist mit Glasfasergewebe überzogen (bandagiert). Silivo: Da deine Überstromsicherung erst auslöst, nachdem ein Fet durchgeschlagen hat, nehme ich Überpannung als Todesgrund an --> Überspannungsableiter (auch am ZK). Zu meinem Schweißinverter: der nette Herr G. von Wenk Schweißtechnik Freiburg hat ziemlich klar gemeint, die Firmenleitung habe kein Interesse an der Herausgabe von Schaltplänen (sie haben vor ca. 15 Jahren die ganze Schweißanlagentechnik von UTP übernommen und machen weiterhin den Service). Eine Reparatur würde ca. 300 Euro (200 die Platine und 100 Lohn) kosten. Muss ich also selbst zeichnen. Im Handbuch ist nur ein Übersichtsplan.
Hallo mal wieder! >Wenn ich richtig liege, könnte sich Ulf seinen Ferrittrafo durch eine richtige Anpassung der Arbeitsspule (mehr Windungen bei dünnerem Draht) einsparen. Allerdings war ihm die Netztrennung ja auch wichtig (Silvios Spule ist mit Glasfasergewebe überzogen (bandagiert). Die Netztrennung ist nichht das Problem. Vielmehr sind es die mehr als 1kV, auf welche der Parallelschwingkreis gepeitscht wird. Das würde nur mit einem fetten Keramikisolator funktionieren, der auch mal ein hineingepfeffertes Werkstück beim Schmieden vertägt. Dann allerdings ist wieder der Luftspalt der Feind. >Durchschlag "Trotz Glimmer-Scheiben und Wärmeleitpaste." : Bei den Basteltischverhältnissen, die sicherlich nicht nur bei mir herrschen, ist schnell mal ein Metallspänchen mit angepappt, welches sich dann wunderbar beim Anschrauben durch den Glimmer drückt. Besser sind da getrennte Kühlkörper. Die habe ich schon in der Experimentierphase benötigt, als es bei 60V Betriebsspannung(ca.266V zwischen den Kühlfahnen) immer mal wieder durchschlug. Derzeit kämpfe ich mit neuen Primärspulen aus 15*2mm Cu. Die Isolation ist beim Wickeln beschädigt, also muß ich den Leiter wieder strecken, nachglühen, richten, neu isolieren und mit Zwischenlage neu wickeln. ulf.
Hallo Ulf, schön von dir zu hören! Ist ja schon eine Weile her. > Bei den Basteltischverhältnissen, die sicherlich nicht nur bei mir > herrschen, ist schnell mal ein Metallspänchen mit angepappt, welches > sich dann wunderbar beim Anschrauben durch den Glimmer drückt. 4 Prozessor-Kühlkörper habe ich Gestern gekriegt. So können auch die Glimmerscheiben entfallen. Die gesamte Kühlfläche ist dann auch größer. Ich muss jetzt ein anderes Layout erstellen, damit die 4 Kühlkörper sich gegenseitig nicht behindern oder berühren. > Vielmehr sind es die mehr als > 1kV, auf welche der Parallelschwingkreis gepeitscht wird. Mit einem kV oder mehr ist wirklich nicht mehr zu spaßen. Viele Grüße Silvio PS: Ich habe noch eine Lünette für dich. Willst du sie haben, wenn sie bei dir passt? Oder hast du schon eine?
Hallo Silvio! Die gute alte DDR Drehbank ist komplett- ein ganzer Schrank mit Teilen steht daneben. Einzige Nachrüstung war ein Frequenzumrichter, der das Wickeln von Flachkupferspulen ohne Fingerkuppenverlust ermöglicht und auch beim Gewindedrehen viel Komfort bietet. Vielleicht komme ich am WE zum Wickeln der Spulen II. ulf.
So, heute mal die Steuerplatine des Schweißgerätes "freigelegt" (entstaubt), jetzt geht's ans Abzeichnen. Ist aber alles recht einfach und solide aufgebaut (SKB1/005 3I, CD4049, TDA4714A, TL081, TL082, SFH6011G, OP-07CN). Zur Theorie habe ich noch eine interessante Seite mit Formeln gefunden: http://de.wikipedia.org/wiki/Resonanztransformator Silivo: ich habe noch mal nachgedacht und jetzt keine Bedenken mehr, die Cs ganz nahe zur Spule zu bauen, das Magnetfeld ist außen nicht so sehr gebündelt wie innen. Kannst ja mal mit einer kleinen Luft-Mess-Spule überprüfen: 1-2 Windungen ____ / \ / \ / \ verdrillen \ /================== Oszi \ / \______/ Ich würde die Cs beidseitig und paarweise an das Kupferblech schrauben, am besten 4 Cs mit 2 Schrauben (Kontakte vorher polieren --> besserer Übergang): ______ ______ | |_____| | | | | | | W | O | W | | I |_____| I | | M | | M | | A | | A | | | | | | F |_____| F | | K | | K | | P | O | P | | |_____| | |_______| |_______| an Max: Vielen Dank, dass Du uns hier unterstützst. Es wäre hilfreich gewesen, die Pollin-Teile genauer zu benennen: > Und wenn du schon da bestellst nimm doch mal Testweise > ein paar von den runden gelben Kondensatoren mit! Mich > würde mal der genaue Typ Interessieren. Mit Glück sind > das noch bessere als die FKP1 von WIMA. Sehen mir sehr > nach Arcotronics aus. Und die haben ein paar nette Caps > im Sortiment. gelber Kondensator: Kondensator Bestellnummer: 200 256 Verfügbarkeit: Artikel verfügbar. MKP - 0,68 µF - 1000 V - axial MKP sind aber nie besser als FKP. Von diesen hat Pollin nur 6 Typen, der "größte" Kondensator FKP - 9100 pF - 1600 V - RM 22,5 für 0,15 kein Schnäppchen IGBT: HGTG20N60B3D Bestellnummer: 130 905 Preis: 1,25 € ab 10: 1,15 ab 30: 1,00 Bei 600V gibt es aber inzwischen bessere FETs. an Ulf: > Das würde nur mit einem fetten Keramikisolator funktionieren. Darüber habe ich auch nachgedacht. Was eignet sich da am besten (auch als Tiegel)? Brainstorm: Jenaer Glas, Quarzglas oder Brenner einer Halogen- oder Entladungslampe, Keramik-Material wie bei den Gas-Heizstrahler, Brennrohr eines Gas- oder Ölbrenners
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> Ich würde die Cs beidseitig und paarweise an das Kupferblech > schrauben, am besten 4 Cs mit 2 Schrauben (Kontakte vorher polieren --> > besserer Übergang): Poliert habe ich die Kontaktflächen (noch) nicht, aber die Anordnung stimmt. > 1-2 Windungen Eine einzelne Windung reicht völlig. So kommt schon genügend Spannung fürs Oszi zusammen. Ulf schrieb: > Die gute alte DDR Drehbank ist komplett Sehr schön. So muss es sein. So, wie geht es bei mir weiter? 1. Glimmerscheiben kontrollieren oder auf die 4 Kühlkörper ausweichen. 2. Impedanzmonitor: Durchbruch in Sachen Alsa-Treiber. Programm läuft schon sehr gut. Müssen noch 2 Tiefpässe aufgebaut werden, aber dann kann ich an den Ofen und vektoriell Spannung/Strom messen. 3. Neue Spule aus den Erkenntnissen aus 1 Viel Arbeit, wenig Zeit. Das alte Problem. Gruß Silvio
Ja, so muss das aussehen. Ich würde die "tote Fläche" in der Zuleitung noch mehr minimieren. Was wir noch besprochen haben: ganz ohne Cs arbeiten, also die Spule direkt aus der Endstufe treiben, keine Resonanzprobleme mehr! Leider habe ich die Endstufe (3x 200A 1200V) für 60 Euro übersehen: Beitrag "6IGBT auf Kühlkörper" (ist aber nichts für Frequenzen über 50kHz) Hier ein paar Fotos meines Gerätes (etwas frühere Seriennummer, deshalb noch etwas gepatcht): http://translate.google.co.uk/translate?hl=en&sl=pl&u=http://www.elektroda.pl/rtvforum/topic828490.html&ei=N2mNSqOoJs_UjAfBtKjhDg&sa=X&oi=translate&resnum=1&ct=result&prev=/search%3Fq%3Dutp%2Bg180p%26hl%3Den Welche Daten (L, C, U, I) hast Du momentan?
eProfi schrieb: > Welche Daten (L, C, U, I) hast Du momentan? Das kann ich dir demnächst ganz genau sagen. Vor ein paar Minuten habe ich an den Oszillator den Impedanzmonitor angeschlossen (Laptop,Soundkarte,Mischer,etc.). Zur Erinnerung: Erste Idee: Silvio K. schrieb: > Da so ein Oszillator als komplettes Gebilde sehr komplex ist, habe ich > mir schon was Neues ausgedacht. Stichwort Impedanzmonitor. Nach Messprinzip (Z=U/I): http://www.mikrocontroller.net/attachment/64657/Aufbau.png Und heute das erste Mal am Oszillator. Verzeiht mir die verrauschten Messwerte. Die Soundkarte wird nur zu einem Bruchteil ausgesteuert. Und Endgültig kalibriert ist die Anordnung auch noch nicht (Phase sollte aber stimmen). Ich freue mich riesig. Der Ofen lieft mit 60 V, also im Standgas. Stahlstück in der 6er-Spule. Im Video sieht mal zwei Effekte. 1: Die Punktewolke wandert ein bisschen nach rechts(Betriebsspannung auf 60 V hochgedreht) und (2.) danach in Richtung Mitte (Matching-Induktivität verringert). Wäre die Wolke komplett in der Mitte, dann wäre die Impedanz sehr günstig für optimale Leistungsabgabe der Vollbrücke an das Netzwerk (reale 25 Ohm). Wer nicht mit der Impedanzdarstellung im Smithdiagramm vertraut ist, kann in: http://www.hf.ruhr-uni-bochum.de/lehre/Animationen/SmithChart.html den Zusammenhang zur Z-Ebene per Java-Applet selbst erkunden. Ich habe mich an die Darstellung im Smithdiagramm gewöhnt und weiß sie sehr zu schätzen.
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Hier noch ein paar Ergebnisse vom WE. Gezeigt ist eine Messung am Oszillator mit Werkstück in der Spule. Man erkennt viele interessante Effekte. 5s: Spannung hochgedreht. Warum sich die Frequenz ändert weiß ich noch nicht. Nichtlinearität der Last (Hysteresenverluste), oder Großsignalverhalten des Phasendetektors im Oszillator oder ...? 30s und bei allen ähnlichen Frequenzänderungen Matching-Induktivität justiert. 60-80s überschreiten der Curie-Temperatur :-) ab 130s Leistung auf ein Minimum reduziert, Beobachtung der Abkühlung 90-130s scheinbarer Leistungseinbruch, da Signal außerhalb eines SW-Filters. Leistungsangabe bitte ignorieren ab 165 s Oszillator abgeschaltet, nur noch Rauschen.
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Hallo! Endlich war mal Zeit für das Neuwickeln der Primärspulen. Nun sind es 7 Windungen 15x2mm Flachkupfer pro Spulenhälfte. Als Isolation ist guter alter DDR- Preßspan 0,3mm dazwischengwickelt. Bild 1 zeigt das Ganze bandagiert und vakuumgetränkt vor dem Einbau(Bild2). Zwischen den beiden Primärspulen sitzt die Sekundärwindung. Erste Tests brachten keine Probleme. Resonanzfrequenz sind 27 kHz, die Primärspulen bleiben handwarm. Mal sehen, was die Schaltung im härteren Einsatz sagt. ulf.
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Und es kommen immer wieder Überraschungen. Nach einigen Minuten Betrieb gab es einen Lichtbogen(klang wie E-Schweißen) und der Ferritkern war hinüber. Offensichtlich hat der Abrieb vom Anprobieren der Spulen genügend Leitfähigkeit. Den Abrieb und seine Folgen sieht man auf den Bildern. Immerhin sind keine anderen Teile mit draufgegangen, selbst die Spule ist nicht verbrutzelt. Nun muß ich einen neuen Ferritkern bestellen. ulf. (leicht zerknirscht)
Hallo Ulf, mein Beileid zum Tod des Ferrit-Kerns. Die Spule sieht aber trotzdem sehr gut aus und dein gesamter Aufbau ist sehr kompakt und aufgeräumt. Davon muss ich mir eine Scheibe abschneiden. Kopf hoch, wird schon. Silvio
Hallo Silvio! Dank für die Blumen. Ordnung allein reicht aber nicht, wenn ich auf simple Dinge hereinfalle. Hier die Fortsetzung der Geschichte mit dem Ferritkern: Neuen Kern bestellt, Spulen wieder eingebaut, Gerät getestet- alles funktioniert. Dann eine kleine bläuliche Funkenstrecke vom Spulenende in den Ferritkern hinein- konnte zum Glück noch vor der "Kernschmelze" abschalten. Jetzt erst bin ich mal auf die Idee gekommen, das Datenblatt vom N27 Kernmaterial zu lesen. Rho(Spezifischer Widerstand) ist 3 Ohmmeter, also ist der Kern fast ein Leiter. Mit den Meßspitzen des Widerstandsmessers hat man bei Berührung einen deutlich meßbaren Widerstand. Zwei nasse Centstücken mit 4,5 cm Zwischenraum, natürlich dort ohne Wasser auf dem Kern, zeigen 4kohm! Kein Wunder also, daß bei Berührung der Spulenenden ein deulicher Strom fließt, insbesondere bei den hohen Spannungen. Nun muß ich also noch genügend Isolation zwischen Cu und Ferrit bringen. Moral: Keramik isoliert nicht immer. ulf. erleichtert, daß die Arbeitsspule immer geerdet war bei den Experimenten...
> insbesondere bei den hohen Spannungen. Stimmt, bei dir geht es ja um Kilovolts :-) Viel Erfolg, ich bin gespannt. Übrigens, werde ich für meine Impedanz/Leistungsmesseinrichtung noch einen dritten Kanal implementieren. Zusätzlich zu U + I an der Brücke, werde ich die Spannung direkt am Schwingkreis mitschreiben. Was gewinnt man dadurch? 1: der Arbeitsspulenstrom leitet sich direkt daraus ab. Es ist doch interessant, ob es 100 oder 200 Ampere sind ;-) 2: Der Lastschwingkreis ist bekannt und die zusätzliche Belastung durch das Werkstück wird man direkt sehen können. Vielleicht kann ich in ein paar Wochen mit einem Ersatzschaltbild eines Werkstücks auftrumpfen... Der "dritte" Kanal ist eigentlich gemogelt. Wie es manche Hersteller von Netzwerkanalysatoren machen werde ich es auch tun. Auf einen Kanal der Soundakrte werden alternierend 2 verschiedene Signale gegeben, vielleicht so mit 20 Hz Umschaltfrequenz. Muss mich dazu mit analogen Schaltern anfreunden. Was gibt es noch so? Auch ja, bei den Temperaturproblemen der Transistoren und: eProfi schrieb: > Bootstrap-Cs der Hi-Side zu wenig geladen So werde ich versuchen durch ein gezieltes Einstellen eines induktiven Blindstromes an der Brücke das Aufladen dieser Cs zu optimieren. Dann werden die Kondensatoren des High-Side-Kreis nicht alleine durch den Low-Side-Transistor / Diode geladen, sondern auch durch den Unterschwinger der entsteht, wenn der obere Transistor aufmacht und die Last induktiv ist. Dann müsste das Potential in die Body-Diode des unteren Transistor laufen-> die Ladespannung der Bootstrap-Cs könnte steigen. Naja alles erst Theorie, mal sehen was die Praxis dazu sagt...
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Gerade habe ich meinen Ofen so betrieben, dass die Vollbrücke leicht induktiv belastete wurde. Subjektiv sind die Transistoren kälter geblieben. Der Strom eilte der Spannung um 10 Grad nach. Im Smithdiagramm sind die 10 Grad Differenz im unteren rote Bogen festgehalten. Der Durchschnittswert über 10 ms ist als rotes Kreuz dargestellt. Der 2. Bogen entspräche 20 Grad Verschiebung. Die Impedanz ist nun auch so hoch, dass ich die Betriebsspannung erhöhen kann. So eine vektorielle Messmöglichkeit ist doch eine feine Sache... unter http://user.cs.tu-berlin.de/~silviox/Induktionsofen/Videos/20100816_IOfen_mit_Monitor.mpg sind auch bewegte Bilder.
Dritter Beitrag in folge. Kein gutes Zeichen. Hier ein bisschen flüssiges Gusseisen...: http://user.cs.tu-berlin.de/~silviox/Induktionsofen/Videos/20100824_Guss_hoch2.mpg Silvio, der auf Neuigkeiten der Mitstreiter wartet.
Keine Ahnung ob diese informative Abhandlung über eine Induktionsheizung mit einem Atmega328 schon bekannt ist: http://www.youtube.com/watch?v=intDuSJ2_PA http://www.mindchallenger.com/inductionheater Ralf2008
http://www.youtube.com/watch?v=aLwaPP9cxT4&feature=related Was ist das denn? Wird da etwa ein Strom in einen Eiswürfel induziert?
@ Ralf, schönes Video! Der Ofen scheint Schmackes zu haben. @ Maultier: In alle leitfähigen Medien wird ein Strom induziert. Also auch in Wasser. Der ist aber verschwindend gering. Im Eis eingefroren ist/war ein Stück Metall. Der eine Kommentar auf youtube meint das Gleiche: there is a piece of metal frozen inside the ice cube. Once it heats up it melts it's way out the bottom. You hear it drop out and quench in the water below at 0:14 Gruß Silvio
So, wieder was von mir: Silvio, Du Gussmeister! gefällt mir! eine deutsche Firma, die Induktionsheizungen von 20 - 5000 kW herstellt: www.ema-indutec.de/ vor allem die FUs gefallen mir - überall blitzt Kupfer, und die kleinen Kühlmittelpumpen: www.ema-indutec.de/produkte/frequenzumrichter_uebersicht.php?v=2&p1_id=2 3&e1_id=78 Auf den jeweiligen Seiten sind unten Links zu den PDFs mit besseren Fotos und genauen Daten. Wobei ich aus den Angaben nicht ganz schlau werde: z.B. 750kW-Anlage Leistungsaufnahme 900kVA (das sind 3*230*1305=900450), aber 400V 1650A sind 3*230*1650=1138500 VA. Vielleicht wegen der Fußnote 2: Strom kann bei Fehlanpassung höher sein. Beim Zubehör sind die wassergekühlen Koaxialkabel empfehlenswert. Vorgestern habe ich 6er Cu-Rohr besorgt, damit's bei mir wieder weiter geht. Gruß an MCB!
eProfi schrieb: > 20 - 5000 kW Manch andere Hobby-Induktionsofenbauer denke auch größer: http://webpages.charter.net/dawill/tmoranwms/Elec_IndHeat9.html Vielleicht sollten auch wir eine 10 kW-Version auf die Beine stellen!? Ich sage mal 500 V und 20 A sind gar nicht soweit entfernt :-) Nein Spaß beiseite. Ich bin auch wieder ein bisschen vorangekommen. Bis vor kurzem ist mein Ofen in der Reihenresonanz des LLC-Netzwerks gelaufen, mit dem Nachteil, dass ohne Werkstückbelastung der Strom sprichwörtlich explodierte. Seit kurzem läuft er in der wenige kHz entfernten Parallel-Resonanz, so wie der Royer-Ofen. D.h. ohne Last nur wenig Strom für die Verluste. z.B. 350 V und 2 A. Mit passender Belastung zieht er dann mal eben 11 A, was man dann auch schön am Werkstück sehen kann. Ich habe lange Zeit gedacht, dass der Oszillator nicht an diesem Punkt arbeiten würde, wegen nicht erfüllter Phasenrichtungsbedingung. Ich habe in der Simulation auf die falsche Phase geguckt und die Sache damals abgetan. Zum Glück hat das Experiment die Wahrheit ans Licht gebracht. Hier die aktuelle ToDo-Liste/Problemstellungen: 1. Mischer des Monitors gehen schnell in Kompression, sodass bei hohen Leistungen der Absolutwert derselbigen sowie die Impedanzen nicht ganz stimmen. Also Pegel runter und auf ZF-Seite verstärken 2. Analogschalter einbauen, sodass auch die Spannung an der Arbeitsspule direkt beobachtet werden kann. Wichtig für Modellierung von Werkstücken. 3. Thyristorgleichrichter soll 3-Phasentrafo ersetzen. Vorteil: leichter steuerbar. Kleiner und leichter. 4. Pyrometer beschaffen und einbauen. Stichwort Regelkreis. 5. Größere Transistoren für Oszillator 6. GDTs ? und Transistoren parallelisieren. Geht vielleicht doch in Richtung 10 kW 7. fällt mir bestimmt noch ein. Hier hat wieder die Unvernunft gesiegt und das Kind im Manne ist trotz des hohen Alters durchgekommen: http://user.cs.tu-berlin.de/~silviox/Induktionsofen/Videos/Ein_bisschen_spielen.mpg Grüße Silvio, der immer noch auf Ergebnisse jeglicher Art der anderen Mitstreiter wartet. z.B. eProfi, der sich extra Kupferrohr besorgt hat und auch experimentieren wollte. Oder Ulf, der schon lange nicht von sich hören lassen hat. Oder Falk, der schon lange nichts mehr kritisiert hat :-)
War etwas schreibfaul... Meine Ofenschaltung scheint zuverlässig zu laufen, habe damit mal Probeweise einen Haufen Hauptasserleitungsschrott auseinandergeschraubt. Wunderbar, wie schnell verrostete 1'' Fittings wieder gangbar werden nach einer kurzen Glühung. Die Spulen funktionieren, Primärspule bleibt kühl. Nur die IGBTs hätten gern etwas Ventilatorwind(50°C) und natürlich muß endlich Wasser durch die Arbeitsspule. Nach den Isolationsproblemen im HF- Trafo will ich die wasserführenden Teile(Kühler, Pumpe u. Behälter) aber schön weit entfernt einbauen und muß nun dafür das Chassis erweitern. Zeitaufwendiger Klempnerkram. @Silvio: Die Radschraube ist wohl für den bösen Nachbarn? ulf.
Hallo ihr Induktionsprofis Ich habe Stahlblech von 1mm Stärke und ca. 55cm Durchmesser. Nun muss ich für Härtezwecke das Werkstück gezielt auf ungefähr 600°C erhitzen. Auf der Suche nach geeignete Methoden fiel mir irgendwann das Induktionsheizen ein. Ich hab mir jetzt den Thread durchgelesen und hier wurden ja schon einige Dinge bezüglich Induktionsöfen probiert und geklärt. Allerdings nutzen hier alle bisher konventionelle Luftspulen. Daher meine Frage an euch: Das Blech besteht aus ferromagnetischem Stahl und ist nur 1mm Dick. Liegt es im Bereich des (privat) Möglichen eine Flachspule dieser Größenordnung zu nutzen, um das Blech induktiv zu erhitzen? Letztlich kriegt man die Flachspule ja relativ gut an das Werkstück ran und müsste auf diese Weise viel Fluss in das Blech einkoppeln können. Gebt mal bitte dazu eure Meinung ab =) Viele Grüße an alle Helfer Bernd
Bernd P. schrieb: > von 1mm Stärke und ca. 55cm Durchmesser. Ganz schön groß. > ungefähr 600°C Ist doch wohl eher Weichglühen. Härten wird erst ab 800°C interessant. Wenn es aber wirklich nur 600 °C sind, dann könnte man es mit solchen Induktionsherdplatten für 30 Euro versuchen. Die ist zwar nicht so groß, aber mit Bewegung ist es bestimmt möglich. Wie lange willst du die Temperatur halten? Und wie gleichverteilt soll es sein? Ulf schrieb: > @Silvio: Die Radschraube ist wohl für den bösen Nachbarn? Natürlich nicht, mit einem schäbigen Lachen :-) Übrigens vorm Glühen 24 HRC, danach 0 und nach dem Härten 51. Stahl ist schon eine feine Sache. Schön, dass dein Ofen gut funktioniert. Meiner ist momentan kaputt. Habe es wieder überreizt. Wieviel Strom zieht deiner im höchsten Fall? Silvio
Hey Silvio Danke für die schnelle Antwort. Das mit dem Härten stimmt schon, allerdings will ich nur Randschichthärten und später eventuell nitrieren. Dazu brauch es sogar nur Temperaturen um die 500°. Die Dauer beläuft sich wohl auf maximal ein oder zwei Stunden (Stichwort Wasserkühlung der Spule). Das mit dem Kochfeld ist ne Überlegung wert. Lässt sich denn Abschätzen, was für ne Leistung ich überhaupt für den Prozess brauche? Mir steht ein Induktionsmessgerät in unserem Foschungsinstitut zu Verfügung. Demnach kann ich die Induktivität der Spule mit montiertem Stahlblech ziemlich genau bestimmen und den Schwingkreis exakt darauf abstimmen. Müsste so nicht eine gleichmäßige Wärmeeinbringung möglich werden? Viele Grüße Bernd
> Lässt sich denn Abschätzen, > was für ne Leistung ich überhaupt für den Prozess brauche? Hi Bernd, ich denke Feind Nr. 1 ist die Wärmeabstrahlung. Wenn du dein Werkstück gut einpackst, in Isolierwolle oder so, braucht man bestimmt nicht einmal so viel Leistung 1..2kW. Bernd P. schrieb: > Randschichthärten ? Ich kenne nur Einsatzhärten (900°C) und ein Randschichthärten bei dem mit mehreren kW/cm² ein Wärmestau an der Oberfläche erzielt wird. Da dein Blech nur 1mm stark ist, kommt das wohl nicht in frage. Oder meinst du den Rand der Scheibe? Dann brauchst du auch nur den Rand erhitzen. Was meinst du genau. Würde mich wirklich interessieren...Foschungsinstitut...geheim? Aber mit Spiralspulen für plane Oberflächen habe ich noch keine Erfahrung. Bei so niedrigen Temperaturen würde ich die Spule mit einpacken und gar nicht wasserkühlen, sodass sie auch auf die Temperatur kommt und so nicht dem Werkstück die wertvolle Energie entzieht. > nitrieren Welches Gas willst du nehmen, Ammoniak? Silvio
Hey Silvio Danke für dein Interesse. Es geht in der Tat um ein Forschungsprojekt. Ich erzähl mal soweit ich das darf: Es geht um Randschicht(Oberflächen)Härtung von dünnen Blechen von bis zu 1mm Stärke mittels verschiedener Gas- und Pulvergemische. Hierbei werden bestimmte Abfolgen von Stoffen und Härtetiefen durchgetestet. Um bei den teilweise langwierigen Prozessen Zeit zu sparen, haben wir uns für ein parallelisiertes Testen auf großen Stahlronden entschieden. Zu deinen Anmerkungen: Der Aufbau findet in einem ofenähnlichem Gehäuse Platz, also sollte nicht allzuviel Wärme nach außen hin verloren gehen. Das mit der SPulenkühlung stimmt natürlich, ist ja von den kritischen Temperaturen eigentlich weit entfernt. Als Gas kommt neben anderen Gemischen (s.o.) übrigens auch Ammoniak zum Einsatz. Solltest du weiterhin Interesse und etwas Zeit haben können wir uns ja vielleicht mal per eMail austauschen? Ich schicke dir einfach mal meine Mailadresse per PM. Auch wenn wir einen Elektroniker an Bord haben hast du sicher um einiges mehr praktische Erfahrung (die alte Universitätskrankheit). Vielleicht kannst du sogar bei der Auslegung des Kreises mit praktischen Tips helfen? Ansonsten Danke noch an alle weiteren Antworten, die da kommen mögen. Viele Grüße Bernd
@ Bernd P. (bernte) >Es geht in der Tat um ein Forschungsprojekt. >Mailadresse per PM. Auch wenn wir einen Elektroniker an Bord haben hast >du sicher um einiges mehr praktische Erfahrung (die alte >Universitätskrankheit). Vielleicht kannst du sogar bei der Auslegung des >Kreises mit praktischen Tips helfen? Wenn es um ein Forschungsprojekt in einer Uni etc. geht, dann hol dir einen Profi ins Haus. Eine Firma, die das Know How hat. Ja, die machen es nicht umsonst, aber die machen es richtig. Die Leute hier im Forum sind "nur" ambitionierte Bastler, die IMO keine professionelle Lösung für euer Problem bereitstellen können. Das wird nur ein langwieriges, halbgares Gebastel. Wenn du das Problem zügig und gut lösen willst, hol dir Profis. MfG Falk
Falk hat wohl teilweise recht,
> Ja, die machen es nicht umsonst,
nein die machen es nicht umsonst, dafür lassen sie es sich sogar sehr
gut bezahlen.
Bernd, ich habe deine PN gekriegt und kann dich gut lokalisieren. Tritt
,mal über deinen Prof. an das IKZ in Adlershof heran, die haben auf
jeden Fall Induktionsöfen und die klassischen Vertreter der Generatoren
wie Hüttinger etc. Vielleicht sind diese Generatoren so universell, dass
man auch andere Spulen ranbasteln kann. Das weiß ich aber nicht, denn
ich kenne die Generatoren von Hüttinger nicht. Wenn es geht, leihen die
euch vielleicht einen Generator. Das wäre mein Tipp.
Ich kann dich aber verstehen, für erste Vorversuche sind eben mal nicht
zig 10tausende Euro da. Das ist bei uns genau so.
Silvio
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Hallo ich habe vor längerer Zeit auch mal verucht eine Induktionsheizung bzw. einen Induktionsschmelzofen zu bauen. Leider sind mir die IGBT´s um die Ohren geflogen ,warscheinlich weil ich nicht so viel Ahnung davon hatte. Na ja ich habe mal ein paar Schaltpläne und ein Exel Progrann und noch eine PDF Datei angehänt die gefunden habe.Vieleicht hift es . Gruß Heiko
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Hallo Heiko, danke für deine Sammlung. Manches kannte ich noch nicht. Man sieht wieder GDTs soweit das Auge reicht. Ich habe mir auch einen ETD29-Kern für Experimente mit GDTs besorgt. Ich bin gespannt wie es läuft. Außerdem habe ich letztens wieder im Benkowsky geblättert und habe folgendes Diagramm gefunden um der ewigen Frage nach der Frequenz und vor allen Dingen nach den Verhältnis der Erwärmungsmechanismen zu begegnen. PS: #1881045 habe ich gelöscht, weil aus versehen falsches Dateiformat mit zu großer Größe
Schau mal auf der Homepage von PLUSTHERM POINT GMBH. Die Erklären sehr viel auch mit Formeln zur Berechnung Arbeitsspulen , wie und warum wie groß und warum manche Spulen funktionieren und warum manche nicht. Natürlich schreiben die auch etwas über die Frequenzen . Guck eibfach mal rein , Hier die Homepage : http://www.plustherm.ch/Startd.htm Gruß Heiko
Fequenzbereiche 5–30 kHz Thick materials 100–400 kHz Small workpieces or shallow penetration 480 kHz Microscopic pieces Gruß Heiko
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Heiko Balster schrieb: > 100–400 kHz Small workpieces or shallow penetration Wenn ich "shallow penetration" richtig übersetze, müsste das das Oberflächenhärten an großen Werkstücken sein. Also Hitzestau durch mehreren kW/cm². Das werde ich auch irgendwann versuchen. Aber erstmal ein Foto zur Motivation (120g Gusseisen) und eines zur Inspiration (4x4). Gruß Silvio
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Tach Leute, ich habe letztens versucht Stahl zu schmelzen. Es ist mir auch teilweise gelungen. Es hat sich während des Schmelzvorgangs ein thermisches Gleichgewicht um den Schmelzpunkt herum gebildet. Bei 350V und 7 A waren die Transistoren schon sehr warm, das Kühlwasser hat gekocht und der abgeschätzte Wirkungsgrad war nur so um die 50%. Also 1,3kW sind in die Schmelze gegangen, ein großer Teil des Rests ins Kühlwasser. Es hat ja nicht ohne Grund gekocht :-) Der Aufbau war also am Ende, hat aber überlebt. Jedenfalls bin ich wieder motiviert und möchte die nächst höhere Leistungsklasse in Angriff nehmen. Die da lautet 10 kW. Über eine galvanische Trennung habe ich auch nachgedacht. Habe heute während der S-Bahnfahrt auch simuliert. Wenn ich im QUCS einen Übertrager mit 100mH Spuleninduktivität und einer Kopplung von 0.999 beobachte, ist das laut Simulation aussichtslos für meinen Aufbau. Die Streuinduktivität macht mir einen Strich durch die Rechnung. Nun 3 Fragen an Diejenigen die Erfahrung im Aufbau von Schaltnetzteilen haben oder sich dazu äußern können: Ist die Annahme von 100mH für einen großen Kern ohne Luftspalt angemessen? Oder lieber Luftspalt? und dritte Frage, ist eine Kopplung von 0.999 realistisch? Hört sich gut an, aber ich habe da kein Gefühl für die erreichbare Größenordnung. Grüße Silvio, der sich auf den 400sten Beitrag freut
@ Silvio K. (exh) >die Transistoren schon sehr warm, das Kühlwasser hat gekocht und der >abgeschätzte Wirkungsgrad war nur so um die 50%. Also 1,3kW sind in die >Schmelze gegangen, ein großer Teil des Rests ins Kühlwasser. Es hat ja >nicht ohne Grund gekocht :-) Der Aufbau war also am Ende, hat aber >überlebt. Immerhin. > Jedenfalls bin ich wieder motiviert und möchte die nächst >höhere Leistungsklasse in Angriff nehmen. Die da lautet 10 kW. Naja, auch wenn ich vielleicht altmodisch klinge, wäre es nicht sinnvoller, die aktuelle Leistungsklasse zu BEHERRSCHEN, anstatt sie nur kurzzeitig mit Glück zu überleben? >Erfahrung im Aufbau von Schaltnetzteilen haben oder sich dazu äußern >können: Ist die Annahme von 100mH für einen großen Kern ohne Luftspalt >angemessen? Definiere groß. Klar kriegt man das hin, ist dann schon was handliches. > Oder lieber Luftspalt? Die Frage stellt sich so gar nicht. Die Frage ist, willst du einen Trafo oder eine Speicherdrossel? Wohl eher einen Trafo. Dort braucht und will man keinen Luftspalt, sondern soviel Induktivität wie möglich, denn man will/muss keine nennenswerte Energie speichern. Siehe [[Transformatoren und Spulen]]. >und dritte Frage, ist eine Kopplung von 0.999 realistisch? Nö ;-) Wenn man gut ist und diveres Windungstricks (biliflar etc.) drauf hat, kommt man vielleicht bei 95% an. >Silvio, der sich auf den 400sten Beitrag freut Strike! MfG Falk
Lieber Silvio, ja, die Ehre des 400sten Beitrages nehme ich gerne an. Ich bewundere Deine Ausdauer. Zum Schmelzen: klar, dass die aufzubringende Schmelzwärme eine weitere Schwelle darstellt. Was meinst Du mit > Der Aufbau war also am Ende, hat aber überlebt. ? Am Ende der Leistungsfähigkeit? Ich dachte, 5kW (550 V 9 A oder 500V 10 A) gingen schon mal. Wie ich sehe, warten die 4er Gruppen schon auf Arbeit... Luftspalt: da wir ja einen Trafo und keinen Speicher brauchen: Luftspalt=0 Übertrager 100mH: kommt auf Windungszahl, Größe, Material ... an ;-) An welchen Kern denkst Du? doch nicht den ganz großen? Die Größe der Streuinduktivität ist mir auch noch nicht klar. Auf jeden Fall kommt es sehr darauf an, wie die Windungen angeordnet sind. O.g. TI-slups lesen. Ich denke: weniger Bauteile - weniger Unbekannte - weniger Kosten - weniger Verluste - mehr Leistung. Warum denkst Du über galv. Trennung nach - Deinst Spulen sind doch so schön mit Glasfaser isoliert. Wieso ist der Wirkungsgrad nur 50%. Ich vermute, dass hier eine Fehlanpassung vorliegt. Hoher Spulenstrom und kochendes Kühlwasser - was sagen da meine FKPs dazu? Auf jeden Fall einen größeren Kühler (Lüfter?) oder größeren Wasservorrat einplanen. Mich läßt der Gedanke Vakuumschmelzen nicht los: keine Konvektionsverluste, keine Oxidation Pumpen und Gefäße haben wir ja bereits... Ich leistete mir jetzt zwei Vacuubrand-Vakuummeter, ein VAP5 (1µbar - 1000mbar, Pirani-Sensor, 8051-µC) und ein DVR2 (1-1080 mbar Al2O3-Kapazitätssensor und PIC-µC)- sie ergänzen sich ideal, da das VAP5 im oberen Bereich nur 50 mbar Auflösung hat. Aber was ich nicht bedachte: sie sind nicht kalibriert. Da fällt mir der Satz ein: Vorsicht bei Vakuummetern, man ist immer versucht, noch eines zu kaufen, weil alle vorhandenen unterschiedliche Werte anzeigen. Und einen TR211-Sensor von Leybold - leider noch ohne Auswerte-Einheit, aber ein TM220S2 habe ich mir schon angelacht. Inzwischen habe ich eine Spule gewickelt: 3m weiches 6x1mm hochreines Cu-Rohr in 13 Windungen um eine schlanke Glasflasche gewickelt. Momentan bin ich am Anflanschen der Cs. Da sind letze Zeit schöne GTOs bei ibuy gewesen: 320600206151 4 uf / 1600 V DC von ICAR Italy THY-D3X-4-205 insgesamt 20 Stück vorhanden so ein Misst, die gingen ja spottbillig weg (3,50+ für 2 St.) 310230802881 4uF 1300VDC/700VAC PP 5% 92x62 APC AVX FPG86P0405J 65A rms 4 Stück für je 8,99 (laufen noch) Daneben wurde meine Silvercrest 2kW-Platte umgerüstet auf Zylinderspule: 60 Wdg. 1,5mm² Massivdraht auf ein längliches oben offenes 60mm-Glas gewickelt ergibt mit dem 0,33µF genau die 25 kHz, die die Original-Spule auch hat. Rohr reingehalten - glüht in 20 Sekunden. Anfangs zickt die Topf-Erkennung ein wenig, dann muss man nochmals starten. Langsam ernährt sich das Glühwürmchen...
Falk Brunner schrieb: > Die Frage stellt sich so gar nicht. Weniger Induktivität -> weniger Streuindukivität (?, vielleicht Trugschluss) > kurzzeitig mit Glück zu überleben? die genannten 2,5 kW waren Dauerleistung über viele Minuten. Wenn ich schon mehrere Transistoren plane, damit sich die Ströme und somit die Verluste aufteilen, dann kann ich doch auch gleich mehr Leistungsreserve einplanen. > Siehe Transformatoren und Spulen. Werde ich noch mal machen > Definiere groß. 10 kW > Nö ;-) dann hat sich das schon erledigt. > Strike! Teilst du dir bitte mit eProfi eProfi schrieb: > Zum Schmelzen: klar, dass die aufzubringende Schmelzwärme eine weitere > Schwelle darstellt. Gusseisen geht relativ leicht. Die Schwelle bezieht sich auf Stahl. > Ich dachte, 5kW (550 V 9 A oder 500V 10 > A) gingen schon mal. Leider nicht, das höchste waren 360 V 11 A. Leider aber nicht im Dauerbetrieb. -> Idee: 4 Kühlkörper, 4x mehr Fläche, 4 Poteniale, keine Glimmerscheiben mehr > Warum denkst Du über galv. Trennung nach Vorteil wären mehrere Übertragungsverhältnisse über Relais. In einer kurzen Pause schalten und der Anpassung nachlaufen. Bei Stahlschmelzen ist mir noch so im Kopf: 200V 10V dann 350V 7 A. Also erst Strom am Ende, dann Spannung. Mit wechselnder Übersetzung durchweg 100% Power. > Wieso ist der Wirkungsgrad nur 50%. Von den 7A habe ich schon 3,5 ohne Werkstück. Also nur Spulenverluste. > was sagen da meine FKPs dazu? Halten Tapfer durch. Hatte noch keine Probleme mit den Kondensatoren :-) >Pumpen und Gefäße haben wir ja bereits... Wenn du noch eine Pumpe brauchst, vielleicht ergeben sich demnächst 2 Große für mich. > Daneben wurde meine Silvercrest 2kW-Platte umgerüstet auf Zylinderspule: wow, endlich mal einer, der so eine Platte umgebaut hat. Fotos!!! Gruß Silvio
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Ich habe meinen Heizer jetzt auch endlich mal verbessert: Die Verbindungen zwischen den FETs sind jetzt deutlich kürzer und dicker (mindestens 2,5mm²; für die Betriebsspannungsleitungen habe ich 3,3mm² genommen). Und der Aufbau ist jetzt weitgehend symmetrisch. Der Abstand zwischen den Kühlkörpern ist so, dass auch prima ein 92mm-Lüfter draufpassen würde. Wenn ich nun unter und über die Spule je eine Eisenplatte lege, zieht der Heizer fast 35A bei 38V, also etwa 1,3kW. Ob er das längere Zeit mitmacht weiß ich nicht; die dünnen Eisenplatten werden verdammt schnell heiß (so soll's ja auch sein). Und richtig dickes Material habe ich nicht... Bei ca. 600W sind die FET-Kühlkörper nach ein paar Minuten jedenfalls nur leicht warm. Silvio K. schrieb: > Ich habe mir auch einen > ETD29-Kern für Experimente mit GDTs besorgt. Ich bin gespannt wie es > läuft. Empfehlenswert ist bei GDTs, auf bestmögliche magnetische Kopplung zu achten. Üblicherweise werden die Wicklungen direkt nebeneinander gelegt (also für einen GDT mit 3 Wicklungen die 3 Drähte auf einmal in die Hand nehmen und auf den Kern wickeln).
> 35A bei 38V 35A, wow. es scheint ja gut zu koppeln. Sag mal, deine Drossel, hat die keinen Luftspalt oder sehe ich das falsch? Bleibt die kalt? > Empfehlenswert ist bei GDTs, auf bestmögliche magnetische Kopplung zu > achten. Das habe ich schon öfter gehört. Unter den Links im Artikel "Transformatoren und Spulen" stellt ein Amateurfunker verschiedene Kopplungen vor. Auch absolute Werte gibt er an, das fand ich gut. So wie ich das vorhatte, wäre die Kopplung wohl unzureichend gewesen. Bei was für einer Frequenz arbeitet dein Ofen? Grüße Silvio
@ Silvio K. (exh) >Sag mal, deine Drossel, hat die keinen Luftspalt oder sehe ich das >falsch? Sie hat keinen expliziten Luftspalt, macht sich auch doof bei einem Ringkern. Wenn aber das Material stimmt, ist dort der Luftspalt verteilt, das wird duch die Korngröße und Kunststoffanteil gemacht. Das ist ein Eisenpulverkern, siehe Transformatoran und Spulen. Hmmm, gelb-weiß ist von Amidon, das hat ein µr von 75, optimal für Drosseln, siehe Artikel Spule. http://www.amidon.de/contents/de/d584.html Mitte der Seite etwa. Bei geschätzten 10 Windungen hat die ca. 10uH, hmm, bissel wenig. Die Seite von Amidon ist zwar überarbeitet, aber immer noch eine mittlere Katastrophe! MFG Falk
Die Drossel war ursprünglich mal ein 20mH/7A Netzfilter (gab's mal für 0,50€ bei Pollin). Da habe ich die beiden Drähte abgewickelt (jeweils ca. 2m lang und 1mm dick) und beide Drähte in je 3 gleich lange Stücke geschnitten. Die entstandenen 6 Drähte habe ich dann parallel auf den Kern gewickelt. Damit habe ich natürlich auch keine Daten zum Kern (z.B. AL-Wert und HF-Verhalten). Ich weiß, dass Netzfilterdrosseln dafür nicht optimal sind, weil sie (erwünschterweise) hohe Verluste bei hohen Frequenzen haben. Ich weiß jetzt auch nicht genau, ob die Drossel nennenswert warm wird; darauf habe ich eigentlich nicht geachtet. Sehr heiß wird sie jedenfals nicht, das wäre mir aufgefallen... Silvio K. schrieb: > 35A, wow. es scheint ja gut zu koppeln. Ja, die 35A fließen aber nur, wenn über und unter der Spule je eine große (so 20*20cm) Eisenplatte ist. Noch besser kann die Kopplung ja auch kaum sein, außer man würde zusätzlich noch einen Eisenzylinder in die Spule stellen. Aber mehr als 40A liefert mein Netzteil eh nicht ;) Mit nur einer Platte über der Spule zieht der Heizer so 20A. Für kleine Werkstücke ist die Spule natürlich viel zu groß; bei einer M6*30-Schraube zieht der IH nur 2,0A (der Leerlaufstrom ist schon 1,8A). > Bei was für einer Frequenz arbeitet dein Ofen? Ungefähr 110kHz.
@ Markus Frejek (5volt) Benutzerseite >Die Drossel war ursprünglich mal ein 20mH/7A Netzfilter (gab's mal für >0,50€ bei Pollin). Glaub ich irgendwie nicht. 20mH (MILLIHenry) schafft man mit dem Kern niemals, schon gar nicht mit 1mm Draht. >Damit habe ich natürlich auch keine Daten zum Kern (z.B. AL-Wert und >HF-Verhalten). Kann man aber messen, siehe Artikel Spule. >Ja, die 35A fließen aber nur, wenn über und unter der Spule je eine >große (so 20*20cm) Eisenplatte ist. Das ist auch gut so, als Leerlaufstromwäre ein "wenig" viel. [[Royer Converter]] rulez! ;-) >> Bei was für einer Frequenz arbeitet dein Ofen? >Ungefähr 110kHz. Naja, klingt brauchbar für die Leistung, eher etwas zu hoch. MFG Falk
Falk Brunner schrieb: >>> Bei was für einer Frequenz arbeitet dein Ofen? >>Ungefähr 110kHz. > > Naja, klingt brauchbar für die Leistung, eher etwas zu hoch. Die Frequenz ist genau richtig :-) Welche Fets nimmst du, igbts werden es ja wohl nicht sein...
@ Silvio K. (exh) >Die Frequenz ist genau richtig :-) Welche Fets nimmst du, igbts werden >es ja wohl nicht sein... Ich hab keinen Induktionsofen, nur kleine Royer Converter.
Markus Frejek schrieb: > Die Drossel war ursprünglich mal ein 20mH/7A Netzfilter (gab's mal für > 0,50€ bei Pollin). Bei diesen Werten kann das nur eine stromkompensierten Netztdrossel sein --> Der Kern ist hochpermeabel (hoher Al-Wert) und deshalb für den Einsatz als Stromzuführungsdrossel in einem Royer-Oszillator völlig ungeeignet. > Da habe ich die beiden Drähte abgewickelt (jeweils > ca. 2m lang und 1mm dick) und beide Drähte in je 3 gleich lange Stücke > geschnitten. > Die entstandenen 6 Drähte habe ich dann parallel auf den Kern gewickelt. > Damit habe ich natürlich auch keine Daten zum Kern (z.B. AL-Wert und > HF-Verhalten). Wenn die Drossel 20 mH hatte und der Draht jetzt 3-fach gewickelt ist, wird sie 1/3² = 1/9 also ca 2 mH haben. Daraus kannst Du dann zusammen mit der Windungszahl leicht den Al-Wert ausrechnen. Ich glaube das allerdings auch nicht so ganz. Stromkompensierte Netzdrosseln dieser Größenordnung haben eher um die 2 mH. > Ich weiß, dass Netzfilterdrosseln dafür nicht optimal sind, weil sie > (erwünschterweise) hohe Verluste bei hohen Frequenzen haben. Nein, nicht wegen der Verluste sondern wegen der viel zu hohen Permeabilität und viel zu geringen Sättigungsfeldstärke des verwendeten Ferritwerkstoffes. Die wesentlich besser geeigneten Pulverkerne haben deutlich höhere Verluste. Das ist aber nicht so schlimm, weil die Drossel bei einem Royer-Oszillator mit einem hohen Gleichstromanteil belastet wird, der im Kern keine Verluste verursacht. Jörg
@Jörg Rehrmann (Firma: Rehrmann Elektronik) (j_r) >> Die Drossel war ursprünglich mal ein 20mH/7A Netzfilter (gab's mal für >> 0,50€ bei Pollin). >Bei diesen Werten kann das nur eine stromkompensierten Netztdrossel sein >--> Der Kern ist hochpermeabel (hoher Al-Wert) und deshalb für den >Einsatz als Stromzuführungsdrossel in einem Royer-Oszillator völlig >ungeeignet. Nöö, das ist schlicht Pollin, die wissen auch meistens nicht wirklich, was sie verramschen ;-) Schau auf das Bild, das ist ein gelb-weiser Ringkern. Aller Wahrscheinlichkeit nach ein Amidon T157 oder so, Material #26, µr = 75 http://www.amidon.de/contents/de/d586.html http://www.amidon.de/contents/media/tgros.jpg MfG Falk
Falk Brunner schrieb: > Ich hab keinen Induktionsofen, nur kleine Royer Converter. Ja leider, ich meinte auch Markus und dachte das würde aus dem Zusammenhang klar werden. Mich würde aber trotzdem interessieren was bei dir herauskommen würde, wenn du einen bautest.
@ Silvio K. (exh) >Ja leider, ich meinte auch Markus und dachte das würde aus dem >Zusammenhang klar werden. Dann solltest du richtig zitieren bzw. Markus direkt ansprechen. > Mich würde aber trotzdem interessieren was bei > dir herauskommen würde, wenn du einen bautest. Hmmm, muss ich leider passen, auf solche Sachen hab ich keine rechte Lust. MfG Falk
Habe noch einen parallelen Thread gefunden: http://www.cnczone.com/forums/casting_metals/13545-induction_furnace-23.html
Silvio: >> Warum denkst Du über galv. Trennung nach > Vorteil wären mehrere Übertragungsverhältnisse über Relais. In > einer kurzen Pause schalten und der Anpassung nachlaufen. Bei > Stahlschmelzen ist mir noch so im Kopf: 200V 10V dann 350V 7 A. > Also erst Strom am Ende, dann Spannung. Mit wechselnder > Übersetzung durchweg 100% Power. Hmmm, ich verstehe Deine Hintergedanken, aber ich denke an die weiteren Verluste. Meine Gedanken gehen in Richtung Abgriffe an der Arbeitsspule. Ich kenne das zur Impedanzanpassung bei vielen HF-Geräten (der C bleibt immer an den Endanschlüssen): ------------- | S------- | S------- | S------- Anzapfungen auswählen (evtl. Relais) | S------- C S | S | S | S | S ------------- >> Pumpen und Gefäße haben wir ja bereits... > Wenn du noch eine Pumpe brauchst, vielleicht ergeben sich demnächst > 2 Große für mich. Oh ja, da besteht Interesse, da ich immer noch nicht weiß, wie gut meine E2M8 wirklich in Schuss ist. Ich werde demnächst mal einen Ölwechsel machen. Kannst Du bitte einen Lüfter unter die Cs stellen, wäre schade, wenn sie durch Übertemperatur Schaden nähmen. Falk: ist Amido der einzige Hersteller gelb-weißer Ringkerne? Markus: sieht schon viel besser aus als der erste Aufbau. Die Cs halten zwar viel aus, aber entlaste sie besser durch Parallelschalten mehrerer. Z.B. könntest Du noch 4 oben drauf und einen davor setzen, also lieber 9x0,1 als 4x0,22 (möglichst nah an der Spule).
eProfi schrieb: > ------------- > | S------- > | S------- > | S------- Anzapfungen auswählen (evtl. Relais) > | S------- > C S > | S > | S > | S > | S > ------------- Könnte gut funktionieren. Ich werde mal drüber nachdenken. > Ich werde demnächst mal einen Ölwechsel machen. Was nimmst du für ein Öl? > Oh ja, da besteht Interesse Entscheidet sich nächste Woche. Sind aber nicht 100 % i.O. Aber erst mal abwarten.
@eProfi (Gast)
>Falk: ist Amido der einzige Hersteller gelb-weißer Ringkerne?
Keine Ahnung ;-)
eProfi schrieb: > Falk: ist Amido der einzige Hersteller gelb-weißer Ringkerne? Zumindest habe ich weisse Kerne sowohl in stromkompensierten Drosseln als auch in Entstör- bzw. Speicherdrosseln gefunden, obwohl die Kerne dafür völlig unterschiedliche Eigenschaften haben müssen. Bei einem Kern unbekannter Herkunft sagt die Farbe also scheinbar nicht viel aus, da die Hersteller anscheinend keinen einheitlichen Farbcode haben bzw, hatten. Jörg
@ Jörg Rehrmann (Firma: Rehrmann Elektronik) (j_r) >dafür völlig unterschiedliche Eigenschaften haben müssen. Bei einem Kern >unbekannter Herkunft sagt die Farbe also scheinbar nicht viel aus, da Ok, umgekehrte Argumentation. Da Markus Frejek mit dem Kern und ca. 10 Windungen einen recht gut funktionierenden Royer Converter gebaut hat, liegt die Vermutung nahe, dass der Ringkern in etwa die Eigenschaften wie von mir oben genannt haben muss. Denn ein hochpermeabler Kern, wie er für eine stromkompensierte Drossel mit 20mH nötig wäre, wäre bei 38A längt in der Sättigung und der Converter würde tierisch Verluste machen. MfG Falk
Falk Brunner schrieb: @ Falk Brunner > Ok, umgekehrte Argumentation. Da Markus Frejek mit dem Kern und ca. 10 > Windungen einen recht gut funktionierenden Royer Converter gebaut > hat, liegt die Vermutung nahe, dass der Ringkern in etwa die > Eigenschaften wie von mir oben genannt haben muss. Denn ein > hochpermeabler Kern, wie er für eine stromkompensierte Drossel mit 20mH > nötig wäre, wäre bei 38A längt in der Sättigung und der Converter würde > tierisch Verluste machen. Bei dem auf dem Bild erkennbaren Aufbau wäre es durchaus möglich, dass der Oszillator auch ohne Drossel gut funktioniert. Vermutlich reicht die Induktivität der Zuleitungen vom Netzteil völlig aus - also auch kein Beweis für einen geeigneten Ringkern ;-) @ Markus Frejek Hast Du Dein Teil schon mal ohne Drossel ausprobiert ? Jörg
Silvio K. schrieb: > Welche Fets nimmst du, igbts werden > es ja wohl nicht sein... Ich verwende IRFP260N, je 2 Stück parallel. eProfi schrieb: > Die Cs halten zwar viel aus, aber entlaste sie besser durch > Parallelschalten mehrerer. Ja, mich wundert selbst dass die Dinger dabei nur ganz leicht warm werden. Immerhin werden ja über jeden Kondensator einige 10A fließen... Aber ich hatte eh vor, oben nochmal 4 Stück draufzulöten. Ich habe nur keine mehr, also werde ich das erst nach der nächsten Reichelt-Bestellung machen... Jörg Rehrmann schrieb: > Hast Du Dein Teil schon mal ohne Drossel ausprobiert ? Nein, habe ich nicht. Und weil das Teil eh schon einen ziemlich hohen Einschaltstrom hat (bisher schalte ich das - ganz unprofessionell - durch Zusammenhalten von 2 Kabeln ein; das gibt einen ziemlichen Funken und knallt auch etwas), ist die Drossel zumindest als kleine Einschaltstrombegrenzung bestimmt nicht schlecht... Die FETs halten nämlich "nur" 400A Peak-Strom aus (jeder FET verträgt 200A, und es sind ja jeweils 2 parallel). Ich hatte aber anfangs nur etwa halb so viele Windungen auf dem Ferritkern. Da ist die Schaltung oftmals nicht angelaufen (also einer der FETs hat ständig geleitet, so dass die Schaltung quasi einen Kurzschluss produziert hat. Anscheinend macht die Drossel also doch was aus...
Hallo, ich habe eine Frage. Ich bin Physikstudent an der TU München und wir würden gerne für unsere Experimentalvorlesung eine Induktionsheizung bauen. Sie sollte in kurzer Zeit <1min eine Schraube oder eine Mutter zum glühen bringen. Sie sollte nach dem aufbau einfach zu bedienen sein, Werkstück rein einschalten und gut. Welchen euer Schaltpläne sollte ich verwenden, könnte mir jemand vielleicht eine kleine Anleitung geben? Ich habe gesehen das ihr die Arbeitsspulen Wasserkühlt, glaubt ihr die Spule schafft es auch ohne Wasserkühlung wenn man sie nur einschaltet bis das Werkstück glüht. Wir möchten nichts schmelzen, allerdings sollte die Spule schon deutlich kälter als das Werkstück sein, da wir das ganze mit der Wärmebildkamera aufnehmen wollen und zeigen wollen das die Hitze im Werkstück entsteht. Ich wäre super froh wenn ihr mir helfen könntet.
@ Lorenz (Gast) >bauen. Sie sollte in kurzer Zeit <1min eine Schraube oder eine Mutter >zum glühen bringen. Das macht laut Aussage des Poster dieses Schaltung. Beitrag "Re: Wer hat Erfahrung mit Induktionsöfen >1kW" Das ist ein klassischer Royer Converter, leicht zum nachbauen, an 24V oder 42V auch noch recht sicher. >verwenden, könnte mir jemand vielleicht eine kleine Anleitung geben? Siehe Artikel oben. >Spule schafft es auch ohne Wasserkühlung wenn man sie nur einschaltet >bis das Werkstück glüht. Ja. MFG Falk
> Autor: Max (Gast) > Datum: 01.07.2010 15:11 > Und wenn du schon da bestellst nimm doch mal testweise > ein paar von den runden gelben Kondensatoren mit! > Mich würde mal der genaue Typ Interessieren. > Mit Glück sind das noch bessere als die FKP1 von WIMA. > Sehen mir sehr nach Arcotronics aus. > Und die haben ein paar nette Caps im Sortiment. Vielen Dank für den Tip, die Cs sehen für 0,50 Euro ganz gut aus. Richtig geschaut, Hersteller ist Kemet / Arcotronics. Nähere Daten: Beitrag "Re: Suche Bezeichnung der Anschlüsse der HV-Kaskade von Pollin" Wenn man zwischen 850V und 1200V Typen interpoliert: µF VDC VAC V/µs Apeak mOhm@100kHz Arms@100kHz Dimensions wire dia 0.68 1000 480 287 195 5.8 10.3 @70°C 19x25x43mm³ 1.1mm Silvio: >> Ich werde demnächst mal einen Ölwechsel machen. >Was nimmst du für ein Öl? Habe noch 0,25L Refco DV-04 9881842 403091 (7,50 Euro). Leider etwas zu wenig für die E2M8, braucht fast 1 Liter. Inzwischen sind etliche Vakuumverbinder, Dichtungen, Ventile, TM220S2 mit passendem Kabel für den TR211 eingetroffen, aber noch nichts getestet.
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Unerschöpfliche Gusseisenquelle Leider habe ich im Moment wenig Zeit, um meinen Ofen hinsichtlich der maximalen Leistung zu verbessern. Gestern habe ich trotzdem ein paar Minuten gefunden und wieder ein bisschen Gusseisen geschmolzen. Laut den gemachten Fotos habe ich so 15 Minuten für den Schmelzprozess gebraucht. Ein paar Bruchstückchen einer Bremsscheibe mussten dafür herhalten. Ging aber problemlos. Stück für Stück konnte ich schmelzen, bis der Tiegel voll war. Der Tiegel sah nicht mehr so stabil aus, weshalb ich ihn mit flüssigen Inhalt nicht mehr in die Hand nahm. Zum Schluss waren 386 g Guss flüssig. Ich habe ab und an mit einer Speiche umgerührt die dabei schnell kürzer wurde. Ich hatte das Gefühl, dass ich mit größerem Tiegel noch mehr hätte einschmelzen können... eProfi schrieb: > Vielen Dank für den Tip, die Cs sehen für 0,50 Euro ganz gut aus. > Richtig geschaut, Hersteller ist Kemet / Arcotronics. Habe jetzt auch ein paar Kondensatoren von Pollin. Wenn man viele parallel nimmt kommt man in der Frequenz weit runter. Dann könnte man solche Späße mit Messing machen. Wäre auch mal eine Überlegung wert. Gruß Silvio
Hilfe, wir haben Konkurrenz ;-) bekommen: Beitrag "Re: Induktionsofen- funktioniert nur mit magnetischen Metallen!" >> Ich werde demnächst mal einen Ölwechsel machen. >Was nimmst du für ein Öl? Habe mich mit 5L an einer Sammelbestellung 20L Shell Corena Drehschieberpumpenöl für 85+7=92 (4,25 + pro L) beteiligt: http://cgi.ebay.de/Shell-Corena-Oil-V-100-20-Liter-Vakuumpumpenol-Ol-/170584906608?pt=%C3%96le_Schmierstoffe Wer Öl braucht, es ist genug da, einfach hier melden.
eProfi schrieb: > Hilfe, wir haben Konkurrenz ;-) bekommen: Danke für den Hinweis. Wenns nicht im Offtopic-Forum wäre, hätte ich es wohl selber gefunden. Und nein, erst wenn es leuchtende Metalle und überbelichtete Fotos gibt, ist es Konkurrenz :-) Und ja ich will Öl. Ich gucke noch, ob es dem N62 gleicht. Gruß Silvio PS: Das Projekt schläft nicht, zwischenzeitlich gibt es eine neue Vollbrücke mit 16 Transistoren, GDT und Komparator-getrieben (10kW+). Ich habe noch Probleme von der Oszillator-Theorie her. Es wird noch eine Weile dauern, aber ich bleibe dran...
Falk Brunner schrieb: > @eProfi (Gast) > >>Falk: ist Amido der einzige Hersteller gelb-weißer Ringkerne? > > Keine Ahnung ;-) Amidon vertreibt nur diverse Hersteller, ist kein Produzent! Wenn du mit gelb-weiß meinst, die wären zweigeteilt in der Höhe des Kerns?? Dann kann das nur von Micrometals sein. Denn die haben darauf ein Patent. Kann natürlich nach Ablauf jeder nachmachen.
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Hallo eProfi, da ich jetzt doch gleich mehrere Liter Öl brauche, habe ich selbst bestellt. Vielleicht kommt der Topf nächste Woche an. Es scheint Off-Topic zu werden, aber wenn wir Vakuum und Metall erhitzen/schmelzen kombinieren, geht es doch. Im Unterdruck und bei starken Felder ist das Plasma auch nicht weit. Wenn wir die Plasmaanregung im weitesten Sinne als Heizen mit einem Induktionsofen betrachten, ist es ebenfalls nicht OT. Nebenbei hat man beim Starten ins neue Gebiets "Vakuumtechnik" noch ganz grundsätzliche Probleme. Z.B. das Messen des Unterdrucks. Da gibt es eine interessante Seite, die den Bau eines Pirani-Unterdruckmessgerätes mit sehr einfachen Mitteln beschreibt: http://www.pulslaser.de/Allgemeines/gas/pirani.htm Das werde ich nachbauen. Hier auch noch ein paar Bilder von der "neuen" Vollbrücke. Gruß Silvio
Nach langer Pause mal wieder eine Rückmeldung. Momentan reinige ich einen noch funktionierenden Schweißinverter, der baugleich zu dem viel weiter oben(Mai 2010) beschriebenen Gerät mit den durchbrennenden IRFP460 ist. Es handelt sich um einen Lorch Handy S 200. Die Hersteller scheinen die Bastelwut regelrecht unterstützen zu wollen, denn an der Rückseite des Gerätes befinden sich zwei zugestöpselte Öffnungen für Schweißkabelbuchsen. Der Abstand zu den schraubbaren Kabelschuhen am Schweißgleichrichter beträgt gerade mal 12cm. Das schreit geradezu danach, die zwei zusätzlichen Buchsen mit den Sekundäranschlüssen des Trafos zu verbinden. Schon hat man die netzgetrennte und kurzschlußfeste HF- Quelle. Die notwendigen Buchsen usw. sind bestellt, ich werde berichten. ulf. mit viiiiielzu wenig Zeit.
So, ich bin wieder mit im Boot, da die DRSSTC läuft. ;) Ich habe vorgestern einige Youtube-Videos zu der hier behandelten Thematik angesehen und gestern hat es mich nach ein, zwei weiteren Videoclips instantan wieder gepackt. ;) Ich gehe das alles nun allerdings etwas definitiver an: Vier Pollin-IGBTs müssen's sein - Zu ner Vollbrück' verschaltet fein; zu Feedback sag' ich ebenfalls nicht "nein!". Die Workcoil besteht aus eben dem 6mm-Kupferrohr und hat einen Aussendurchmesser von 4.5cm. Die Windungszahl beträgt wohl etwa 7.5Wdg. und die Induktivität wurde mit dem Raacke-Rechner zu rund 1µH ermittelt. Der Schwingkreis-Kondensator hat eine gemessene Kapazität von 2.52µF und besteht aus eben den 25Stk. 2kVDC-MKP-Kondensatoren von Roederstein. Beim kurzen Überfliegen von 4hv.org wurde in einem der Threads der Vorschlag gemacht, dass die Serien-Induktivität für's erste mal 10*den Workcoil-Wert haben darf - der genaue Wert sei frequenz- sowie werkstückabhängig. Ich habe deshalb nun einen Matching-Inductor mit mindestens 18µH und einer Möglichkeit der Induktivitätsveränderung bei laufendem Betrieb vorgesehen. Das ganze Setup sollte um 100kHz herum schwingen, wenn das zu hoch ist, werden zusätzliche Kondensatoren raufgepackt, abhängig davon, was ich hier noch finde. ;) Die Pollin-IGBTs(übrigens HGTG20N60iwas) werden über einen 15: 15:15:15:15-GDT alle in einem einzigen Aufwasch angesteuert werden. Von +15V bis -15V ohne jeglichen Schaltungsaufwand! Man könnte sogar so weit gehen, zu sagen, dass ich GDTs nun sehr möge, seit sie in meiner 400kHz-DRSSTC Traumsignale an die vier Gates der dortigen Vollbrücke legen! Feedbacklogik werde ich ebenfalls à la DRSSTC aufbauen. Grüsse, Microwave (nunmehr mit "neverending" Freizeitstory, da die Lehre bestanden wurde) In einem 3/4 Jahr dann jedoch FH hoffentlich^^
Hi Jonas,
ich freue mich, dass es bei dir voran geht. Ich bin an deinem GDT
interessiert und würde es begrüßen, wenn du ein Bildchen und den
Schaltplan deiner Treiberschaltung einstellen könntest.
>Traumsignale an den FETS bei 400 kHz.
Auch davon wäre ein Foto vom Aufbau hilfreich.
Viele Grüße und schnell viel Erfolg
Silvio
Zusatz: Gratulation zu den atemberaubenden Ergebnissen, Silvio K! Grüsse, Microwave
Jonas S. schrieb: > Gratulation zu den atemberaubenden Ergebnissen, Silvio K! Welche meinst du? , die alten vergessenen leuchtenden Bilder? Damit gewinne ich heute keinen Blumentopf mehr. Ich hoffe, ich finde demnächst wieder Zeit für dieses nette Projekt und kann vor allem die Zuverlässigkeit meines Aufbaus erhöhen. Im Moment ist alles zerpflückt. Es wäre auch schön, wenn du ebenfalls schöne Ergebnisse erzielst und hier veröffentlichst :-) Ich bin wirklich gespannt, aber erst mal auf deine Infos. Gruß
Hi Silvio K, Dieses Bild zeigt den Aufbau der 400kHz-IGBT-Brücke: http://www.ld-host.de/uploads/images/f1832a2df8318ba1c4533cf94222baa1.jpg Folgendes Bild zeigt das Hi-Side-Signal an rund 50V Brückenspannung ohne Funkenausbruch (Spule generiert dann ein erhebliches EM-Feld!) (Leider ohne erkennbare Deadtime): http://www.ld-host.de/uploads/images/5cbdb650c0e87c7d64e772625819881b.jpg Folgendes Bild zeigt das Lo-Side-Signal: http://www.ld-host.de/uploads/images/2d813ba08ba3fa928664b515cd2556eb.jpg Und folgendes Bild zeigt den nun vorhandenen 100kHz-Arbeitsschwingkreis mit aufgestecktem 100:1-CT für's Current-Feedback: http://www.ld-host.de/uploads/images/1946fc93a59d7a9b02d872a84fb501ac.jpg Das Bild zeigt den GDT für die Induktionsheizer-IGBT-Ansteuerung: http://www.ld-host.de/uploads/images/bd58109ae5949c1225b28b9529117112.jpg Der Ferrit-Ring besitzt einen Aussendurchmesser von 32mm. Schaltplan kommt noch - hoffe jedoch, schonmal etwas "geholfen" zu haben^^ Grüsse, Microwave
Der Kern ist von Pollin, oder? Kannst du mal deine Quellen fuer die Berechnung des GDT angeben? Also app notes oder pdfs, die du gefunden hast. Der verdrillte Kupferlackdraht ist deine Eigenbau-HF-Litze? Wie heiss wird deine Kupferspule? Hast du schon erste Erkenntnisse zum fliessenden Strom?
Danke für die Fotos. Bei welchen Spannungen willst du arbeiten? Bei dem GDT liegt Lackdraht auf Lackdraht. Also deine Betriebsspannung getrennt durch 2x Lack. Ich wäre da nicht so mutig. Ich habe inzwischen auch einen GDT bewickelt und habe 5-poliges Flachbandkabel und einen ETD-Kern genommen. Ich schaue mal, ob ich ein Foto dabei habe...
Hi, hier ist noch der Schaltplan bzgl. GDT-Ansteuerung: http://www.ld-host.de/uploads/images/c10313f970c084b095e2a465c11e3f11.jpg @avion23: Der Kern stammt von Pollin, ja. Zu den Berechnungen: Das einzige, was ich berechnet bzgl. sichergestellt habe, dass die Impedanz des Schwingkreises "Koppelkondensator+GDT-Primärspule" bei 400kHz nicht zu tief wird, damit meine Treiber nicht abrauchen. Dies habe ich mittels angebenem AL-Wert bei Pollin getan. Darum sind halt nicht nur 2Wdg. o.ä. drauf. Weiter wurde jedoch nichts berechnet - es wurde einfach angehängt und mit dem Oszilloskop überprüft, auf dass das Signal einigermassen IGBT-schonend sei. ;) Oft bauen wir Teslaspulen-Bastler diese ganzen Schaltpläne sowieso irgendwo ohne eine einzige Berechnung ab - z.B. ctc-labs.de - er hat eine Menge dieser hochbelastenden DRSSTCs mittels GDTs gebaut. Dann der neue GDT - er wurde aufgrund der niedrigeren Frequenz und der höheren gesamten Gatekapazität auf einen grösseren Kern gewickelt und die Windungszahl wurde etwas erhöht - mehr ging leider nicht drauf. Der neue GDT wurde jedoch noch nicht getestet, was aber heute noch ansteht. Bzgl. Litze: Die ist mithilfe einer Bohrmaschine selber gemacht, ja. Für jeden IGBT habe ich erst einen eigenen Primärdraht mit den für ihn vorgesehenen Sekundärdraht verdrillt. Danach habe ich zwei dieser Litzchen miteinander verdreht - davon habe ich auch jeweils zwei Ausführungen gemacht. Diese zwei vierdrähtigen Litzen wurden wieder verdreht. Zu einer achtdrähtigen "HF-Litze". Nach dem Bewickeln des Kerns war ich schlussendlich am Ziel. Grüsse, Microwave
EDIT: Hier ist die absolut rohe Brücke zu sehen, vier IGBTchen in Reih' und Glied. Grüsse, Microwave
Jonas S. schrieb: > Hier ist die absolut rohe Brücke zu sehen, vier IGBTchen in Reih' > und Glied. Ich sehe nichts und finde auch keinen Dateianhang :-( Läuft dieser Aufbau wirklich mit 400 kHz?: Jonas S. schrieb: > Dieses Bild zeigt den Aufbau der 400kHz-IGBT-Brücke: > http://www.ld-host.de/uploads/images/f1832a2df8318ba1c4533cf94222baa1.jpg Kann ich mir gar nicht vorstellen, dass IGBTs doch schon so schnell sind...
Hi Silvio K., Entschuldigung, ich habe natürlich den Link vergessen, shame on me -.- http://www.ld-host.de/uploads/images/dfd908fc79e54c44a35e72783e9261b2.jpg So. Also der Brücken-Aufbau läuft mit 400kHz, weil die Sekundärspule auf dieser Frequenz schwingt; aus dem Gatesignal kann man dies eventuell sogar auch erkennen. Die gerade gepostete Brücke läuft aber natürlich mit 100kHz, dafür aber im knallharten Dauerbetrieb. Jedoch ist dazu zu bemerken, dass die Vollbrücke jeweils nur für eine sehr kurze Zeit freigegeben wird, da der sich linear aufschaukelnde Spitzen-Primärstrom sonst die IGBTs zerhauen würde, weil er jedes Mal auch durch einen von den beiden Brückenzweigen fliessen muss. Bei unseren IHs sind die Verhältnisse da ja doch ein klein-wenig anders.. :)
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Ich habe meinen Übertrager mal im Anhang. Die Ergebnisse sind vom März 2011. Man sieht zum Einen, dass der Fortschritt sehr gering ausfällt und die geleistete Leistung (Arbeit pro Zeit) mit NULL / 8 Monaten ebenfalls kleine Werte annimmt. In den Messkurven sieht man die Leerlaufinduktivität auf die linke Achse bezogen und die Primärinduktivität bei Kurzschluss einer Sekundärseite (grüne Kurve auf rechte Achse). Die Streuinduktivität ist mit 1 µH also relativ gering. Gruß Silvio
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So. Nach kurzem Intermezzo lasse ich wieder von mir hören - mit ersten verwertbaren Ergebnissen: Die ersten drei Bilder zeigen Stecknüsse mit abnehmenden Durchmessern. Die beiden letzten Bilder zeigen eine Aufbau-Übersicht respektive detailliert die Brücke und das zugehörige Hühnerfutter für deren phasenrichtige Ansteuerung. Falls jetzt jemand denkt, die Nüsse schmölzen bald, hat er (noch) zuviel vom Aufbau erwartet - leider scheint sich die Handykamera durch die grossen Mengen IR-Strahlung stark irritieren zu lassen. Ich will falschen Gerüchten keinerlei Boden bieten und räume sogleich auf!: Die erste Stecknuss glüht im RL etwa rot-orange-farben. Die beiden anderen Nüsse glühen jeweils orange-gelb - ich schätze die max. Temperatur daher auf rund 1000°C. Man kann dies auch im IR-armen Widerschein auf der schwarzen Tischplatte erkennen. Die Eingangsspannung betrug 100VAC und geglättet wurde mit rund 1000µF. Der Eingangsstrom ist unbekannt - es dürften aber sicher >5A sein. Aufgrund erhöhter Verluste der IGBTs bin ich von 100kHz übrigens erst einmal auf 35kHz "herabgestiegen". Dort hatte ich dann erste Erfolgserlebnisse mit Curie ade. Leider war mit höheren Spannungen nichts mehr zu holen - ausserdem wurden die Kükös der IGBTs nun doch auch wieder recht warm. Ich habe mich noch und nochmal durch den gesamten Thread gekaut und siehe da - irgendwann sah ich eine fotokopierte Buchseite auf der endlich Tacheles gesprochen wurde bzgl. der ewigen Frequenz-Frage. Ich bin daher wieder auf rund 70kHz angestiegen mit der ursprünglichen 6mm-Cu-Rohrspule und aber 6.5µF. Da mir die IGBTs nun doch zu heiss wurden, versuchte ich mein Glück mit IRFP250-MOSFETs, welche dann etwa halb so heiss wurden -> gute Sache. Mit einer passenden Stromversorgung rückte dann endlich auch das zeitraubende Erhitzen grösserer Metallgegenstände in Reichweite. Das nächste, was ich versuchen werde, ist die Eingangsspannung noch zu erhöhen - theoretisch wären bis etwa 140VAC möglich, ohne ein Ansprechen des Avalanche-Effekts hervorzurufen. Dann muss ich den Arbeitskreis noch einmal optimieren. Ich würde gerne erreichen, dass auch kleine Gegenstände, wie M5-Schrauben oder sogar noch kleiner, effizient geheizt werden. Gehe ich da richtig in der Annahme, dass die Arbeitsfrequenz dazu höher als vielleicht 70kHz sein sollte? Und noch etwas: Der Skineffekt. Ausser der schwierigeren Ansteuerung kann doch eine hohe Frequenz nicht schaden? Es ist natürlich klar, dass das Werkstück dann "hochohmiger" von der Spule gesehen wird und die Ströme im Werkstück geringer ausfallen. Aber wenn die Spannung im Werkstück steigt, weil z.B. das Untersetzungsverhältnis bei gegebener Spulenspannung sinkt, wird der höhere Widerstand ja wieder egalisiert?! Ohne Halbwissen: Was spricht gegen z.B. 120KHz oder sogar noch mehr? Silvio K. hatte ja auch erste Versuche in der Grössenordnung gemacht. @Silvio K. Interessante Sache übrigens mit dem Impedanz-Monitor. Habe es mit nur oberflächlich durchgelesen - tönt dennoch recht aufschlussreich bzgl. Werkstückverhalten! Dann - du hattest ja letztens gewaltige Dinge geschafft. Mit was für Frequenzen operiertest du da? Wieviel Windungen hatte die Workcoil? Wie hast du die Adaptierung von Brücke zu Arbeitsschwingkreis vorgenommen? Habe auch etwas davon gelesen, dass du erst eine Spule mit 8Wdg hattest - das funktionierte gut - dann 4Wdg., was nicht mehr so gut funktionierte und dann wieder 6Wdg als Kompromiss sozusagen? Da hattest du dich scheinbar wieder an etwas erinnert, was du mit eProfi mal angeschaut hattest? Ich bitte um Entschuldigung für die vielen Fragen, aber es hat mich nun wirklich recht heftig gepackt! Hoffe, du mögest Zeit finden, die Fragen zu beantworten.. ;) Grüsse, Microwave EDIT: NEEEEE kann-nich-sein, die zu erkennenden Motor-Kondis müssen eindeutig ein Bildfehler sein! - Was hätten den Motorkondensatoren (50-60Hz) an Induktionsheizern (z.B. 70kHz) zu suchen? Es funktioniert aber.. :P :P
Daumen hoch. Weiter so. Ich suche die Informationen zusammen und melde mich heute Abend. Nur kurz: für Stahl, kleine Durchmesser und hohe Temperaturen muss die Frequenz hoch sein, denn der Wirkungsgrad stimmen soll. Viele Grüße Silvio
Wow, Jonas, das schaut schon gut aus. Ich glaube, in dieser Leistungsklasse (>500W) kommt man nicht umhin, die Workcoil zu kühlen. > Die Windungszahl beträgt wohl etwa 7.5Wdg. Siehe die Diskussion über Teilwindungen um den 29.10.2009 23:26 herum. Sie hat 8 Windungen. Wichtig ist, dass die Cs möglichst nahe an der Spule sind, da sonst "tote Induktivität" (die eine große senkrechte quadratische Windung zwischen L und Cs) einen Teil der Spannung = Leistung frisst, ohne zum Magnetfeld beizutragen. Die Motor-Cs sind oft MKP und deshalb bedingt geeignet. > Ich würde gerne erreichen, dass auch kleine Gegenstände, wie > M5-Schrauben oder sogar noch kleiner, effizient geheizt werden. Das geht bei einer relativ großen Spule am besten, wenn Du das Werkstück nicht ins Zentrum, sondern an den Rand der Spule hältst. > Die beiden anderen Nüsse glühen jeweils orange-gelb - > ich schätze die max. Temperatur daher auf rund 1000°C. Du Optimist ;-) es sind weniger.
eProfi schrieb: > Das geht bei einer relativ großen Spule am besten, wenn Du das Werkstück > nicht ins Zentrum, sondern an den Rand der Spule hältst. Soweit die Theorie. Das Feld will nicht freiwillig durch das Werkstück, wenn es Arbeit verrichten muss und es außen vorbei kann. Ganz wichtig für den Wirkungsgrad ist das Verhältnis Spulenfläche zu Werkstückflächen. Für eine M5-Schraube würde ich höchstens 2 cm Durchmesser und 300 kHz nehmen. Gefühlsmäßig. Ich habe anfangs mit 150-160 kHz gearbeitet und zum Schluss mit 120-130 kHz. 6 Windungen mit Wasserkühlung. Die Spule mit 4 Windungen hatte eine zu niedrige Induktivität, sodass der höhere Strom große Verluste hervorgerufen hat. Wenn 50% der Leistung in die paar Milliohm der Spule gehen, hat man einen Wasserkocher. Den hatte ich öfters. Mit 6 Windungen ist das besser. Da können schon mehrere hundert Volt an die Spule. Das ist aber immer eine Frage der Betriebsspannung etc. Mein Aufbau soll gegen 500 V Brückenspannung konvergieren. Bei 20 A :-) Zum Werkstückverhalten schreibe ich demnächst auch noch was. Ich kenne die Impedanz, die die Brücke in das Netz "sieht" und das Netz ist bekannt. Durch die allg. komplexe Wechselstromrechnung lässt sich alles de-embedden, sodass das Werkstück als Last übrig bleibt. Mit den Ergebnissen kann der Simulator gefüttert werden.. Viele Grüße Silvio
Da es mich gestört hat, dass ich wieder auf's Geratewohl einen "Matching Inductor" bewickelt habe und nicht wusste, ob er nun unter oder überdimensioniert war, weil ich ihn mit meinen Kenntnissen nicht berechnen konnte, bin ich wiederum auf den "Current Transformer" umgestiegen. Diesmal jedoch - ungleich wie vor anderthalb Jahren - mit Erfolg, weil ich die Theorie dazu auf "inductionheatertutorial" angeschaut habe. Nun ist mir auch klar, warum der Aufbau in meinem Diagnosevideo grundsätzlich nicht funktionstüchtig war! Die Sekundärspule des dortigen CTs hat als zweite Workcoil fungiert - ist natürlich kreuzverkehrt für einen funktionierenden Induktionsheizer. Jetzt habe ich jedoch faktisch einen Serienresonanzkreis, weil von der Sekundärspule dieses Einspeise-Trafos gesehen, wird der Kreis seriell aufgesteuert. Kurz gewundert habe ich mich noch über das Frequenzverhalten des Kreises: War mit der Anpassungsinduktivität die Frequenz nach dem Wickeln einer neuen Workcoil noch bei 128kHz, so sank sie beim Schliessen zweier nackter U-Ferrite um einen der beiden Arbeitsspulenanschlüsse auf weit unter 50kHz, um bei fertigem Setup wieder auf 108kHz zu steigen. Der Schwingkreis sieht also primär die "virtuellen" paar zig Ohm, die durch die Brücke gebildet werden, somit ist der Trafo für den Schwingkreis fast kurzgeschlossen und stellt keine gross frequenzsenkende Induktivität mehr dar, das ist natürlich positiv. Werde als nächstes mal wieder um ein..zwei Windungen hochgehen. Ich habe da übrigens noch ein kleines Problemchen, was ich nicht verschweigen möchte: Egal, ob ich IGBTs oder FETs einsetze wird immer ein Brückenzweig wesentlich heisser als der andere. Es ist immer der gleiche und zwar der rechte Hi-Side-Schalter und der linke Lo-Side-Schalter. Die Gatesignale haben dabei an allen vier FETs die gleiche Qualität. Die MOSFETs sind alle ohne externe Freilaufdioden, falls das von Interesse ist. Der Tastgrad beträgt rund 0.5. EDIT: Das Problem besteht schon seit den ersten Tests mit IGBTs und noch mit "Matching Inductor". Schon Ideen trotz den spärlichen Infos? Grüsse, Microwave
Hier hab ich noch was gefunden: hohe Frequenz + Power http://contact.freescale.com/content/RuggedVideo?t=el Das wäre doch was, oder?
Hallo Microwave,
stelle mal einen Schaltplan von deinem Aufbau zur Verfügung. Vor allem
mit festen Werten vom Leistungskreis. Vielleicht verstehe ich dann dein
Problem.
Hier noch mal die Daten von meinem Ofen:
----0.66uF----25uH----*---*
| |
0.9uF 2uH (6 Windungen)
| |
----------------------*---*
Ich habe noch mal schwer investiert und habe nun seit langer Zeit ohne
Oszilloskop wieder ein Neues...freu! Bevor das Geld durch Griechenland,
Italien oder Zerfall der EU eh weg ist, kann man es auch (noch) sinnvoll
ausgeben. Jetzt geht es auch wieder voran. Das alte Oszi ist was für
Bastler mit Zeit, vielleicht kriege ich noch was Nettes im Tausch dafür.
Weiter habe ich eine 4-kanalige USB-Soundkarte gekauft, mit der ich dann
wieder Netzwerkanalyse im Oszillator machen kann. Ja, ich bin Fan von
Netzwerkanalyse ;-) Dann kann ich parallel U_Brücke,U_Schwingkreis und
I_Brücke aufnehmen. Mit U/I am Schwingkreis minus C||L bleibt ganz
einfach das Werkstück übrig.
Nun gut, einen schönen Sonntag euch allen.
Silvio
Na - jetzt habe ich mich länger nicht mehr gemeldet, das liegt an der Tatsache, dass ich die DRSSTC noch vollenden wollte und mich erst dann intensiver mit dem Induktionsheizer beschäftigen wollte. Das Projekt DRSSTC ist nun soweit (99.999999%, sprich 100%) beendet und ich konnte mich wieder dem Induktionsheizer widmen. Als letzte Taten habe ich unter anderem (insbesondere nach deinen Posts bzgl. Anpassung, Silvio) der Arbeitsspule eine Wicklung mehr gegönnt. Es müssten nun wohl 5 oder 6Wdg. sein (es leuchtet mir nun endlich auch ein, eProfi.. ;) ) und desweiteren wurde die Spannung etwas aufgestockt. Ungeachtet der Tatsache, dass der 2A/50V-Trafo komplett überlastet scheint, funktioniert der Heizer prächtig! Zumindest fangen kleinere Stecknüsse (z.B. 10mm Durchmesser) nun in den Augen an zu blenden - nun dürften es wohl auch endlich 1000°C sein. Eine schöne M7-Mutter (gibt es das überhaupt? War jedenfalls an den Motorkondis..:)) war nach wohl anderthalb Minuten leicht angeschmolzen und 5Cent, 2Cent sowie 1Cent-Stücke schmelzen hübsch zusammen! Um dem ganzen Spass schlussendlich noch die Krone aufzusetzen, wurden drei 1Centstücke hintereinander gestapelt und etwas miteinander verschmolzen. Nun gut, den Schaltplan zwecks Problemanalyse besteht leider noch immer nicht, habe deinen letzten Post erst vor einigen Tagen entdeckt! Jedenfalls kann ich "noch mit dem Problem leben" denn das weitaus grössere Übel ist eindeutig der völlig überlastete 2A/100VA-Netztrafo. ;) Hab mir aber vor einer Woche und ein paar Tagen einen SST250/10 auf ebay geschossen, womit die Sache erst so richtig ins Rollen kommen dürfte! In Anbetracht der nicht vorhandenen Netztrennung finde ich das mit dem Einspeise-CT eine ganz positive Sache! :) Die nächsten Schritte wären dann eine Wasserkühlung (Mein Zahnradpümpchen ist auch noch für etwas besseres geeignet als nutzlos in der Ecke zu liegen) und Versuche mit "phase lead". Ich habe gestern Abend (oder heute morgen :P) einfachste Grundlagen-Simulationen bzgl. Delaykompensation mit einer "phase lead"-Schaltung gemacht. Genau diese Delaykompensation ist nämlich notwendig, wenn ich mit der Arbeitsfrequenz höher gehen möchte, da ich keinen sauberen Regelkreis à la PLL besitze. Grüsse, Microwave (jetzt geht's lohos! jetzt geht's lohos!)
Sehr schön, dass es voran geht! Ich habe noch ein paar Fragen zu deinem Vorhaben: -zieht dein Aufbau im Leerlauf oder bei Volllast mehr Strom? -Kannst du die "Delay"-Sache noch weiter ausführen? Meinst du Phasenkorrektur im Rückkopplungszweig? Du kannst auch Simulationsergebnisse zeigen. Mich würde es interessieren... -Auf welche Frequenz möchtest du? Viele Grüße Silvio
Hi Silvio K, Momentan kann ich keine verlässlichen Angaben liefern, da der Aufbau im stetigen Wandel ist. ;) Grundsätzlich meine ich eine zusätzliche Induktivität im zweistelligen µH-Bereich in Reihe zum Sensor-CT-Bürdenwiderstand. |------|----------------------------- | | | L_Adjust. | | CT | ---> Zu Komparator/Schmitttrigger | | | R_Bürde | | |------|----------------------------- Was dich zu interessieren scheint, sind Messungen. Diese konnte ich - mangels Messgeräte-Batterien noch nicht verlässlich machen. Zum Beispiel ist mir die Stromaufnahme komplett unbekannt. Hab den Stelltrafo nun jedoch erhalten und bin nun sowieso gezwungen, den Aufbau noch einmal wirklich sauber zu gestalten, da dies mit der fehlenden Netztrennung ansonsten ein wahres Selbstmordkommando wäre! Wenn ich den Aufbau einigermassen sauber erstellt habe und die Pumpe nicht mehr überall Wasser hin verspritzt, mache ich dann mal Messungen!
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Jonas S. schrieb: > Zum Beispiel ist mir die Stromaufnahme komplett unbekannt. :-) Wenn du das Multimeter dazwischen klemmst bin auf Zahlen gespannt. Ein paar Watt werden da schon verbraucht, wenn man bedenkt, dass du Geldstücke schmelzen kannst. Ich war auch wieder ein wenig dabei. Ich habe meinen Aufbau ebenfalls geändert und nun sind 4x2 IRFPC50 verbaut. 10 Ampere sollte die Vollbrücke bei 500 V DC schon verkraften können. Da bin ich aber noch nicht. Ich bin noch beim GDT und den Signalformen am Gate. Zuerst ein Foto von der Brücke. Und zwei Animationen. Mal sehen ob sie im Browser funktionieren. Ch1+Ch2 Gate-Spannung lowside. Ch3 ist die Brücken-Ausgangsspannung per Übertrager aufs Oszilloskop gebracht. Die Betriebsspannung ist in beiden Animationen 15 Volt und die Frequenz kommt aus dem Funktionsgenerator. Ch4 ist der Ausgangsstrom der Brücke. Die Animation "Werkstück" zeigt die Zunahme des Stromes wenn man eine M16-Stahlschraube in die Arbeitsspule einführt. Die Animation "f-sweep" ist komplizierter und zeigt, oh welch Überraschung, die Variation der Frequenz von induktivem Grundwellenstrom-> kapazitiven Strom. Sehr interessant ist die steigende Flanke der Gatespannung. Die bekommt nämlich eine Delle. Woher sie kommt weiß ich noch nicht sicher. Eine Vermutung habe ich aber schon. In der zweiten Hälfe ist die Flanke herangezoomt. Ihr seht es geht wieder voran und ich hoffe, dass der thread wieder stark auflebt. Viele Grüße
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Hi Jonas, ich habe mal dein Foto modifiziert. Oft sieht man im Internet die Rogowski-Spule als Gesamt(!)strom-"Zähler". Es spricht nichts dagegen, nur einen kleinen Teil des Stromes zu "sensen". Der Strom teilt sich ja auf und ist durch alle Kondensatoren gleichphasig, egal wie groß diese sind. Bei meinem Ofen ist der Kondensator, durch den die Strom-Phasen-Information abgegriffen wird, nur 4,7 nF groß und mit einem "echten" kleinen Widerstand in Reihe versehen. Mein Gesamt-C ist dagegen ein knappes Mikrofarad groß. Per Übertrager wird die Spannung am Widerstand, welche dem Stromfluss entspicht, galvanisch getrennt zur Rückkopplung weitergereicht. Nur so als Anmerkung gedacht... Gruß Silvio
Hi Silvio, Danke für diesen sehr interessanten Input! Das hatte ich mir so noch gar nie überlegt! Der erste Vorteil, der mir dabei einfallen würde, wäre ein Wegfallen der hohen Windungszahlen. Zudem könnte ich die Phaselead-Einrichtung vor den Übertrager setzen! Werde deinen Tip auf jeden Fall berücksichtigen bei dem sorgfältigeren Bau! Zu deinem vorherigen Post: Die zweite Animation sieht in der Tat nicht all zu sauber aus! Arbeitest du eigentlich mit einer PLL? Bei mir geht es momentan leider nicht voran, weil ich noch andere Dinge zu tun habe: Zum einen habe ich einen (kleineren) aber dennoch nervigen Bug an meiner DRSSTC gefunden und möchte diesen noch gerne bereinigen. Zum anderen habe ich meinen Stelltrafo erhalten und möchte die Gunst der Stunde nutzen, indem ich nun noch einen Selbstbau-MOT(Mikrowellentrafo) baue, da ich diesen damit dann endlich schön sachte hochfahren könnte.
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Jonas S. schrieb: > Arbeitest du eigentlich mit einer PLL? Nein, die ganze Schaltung ist, so wie bei dir denke ich, ein Oszillator. Zur Phasenjustage oder Korrektur ist weiter oben schon mal was angesprochen worden. Findet man in unserem kurzen Thread sicher sehr einfach :-) Ich habe es für dich zusammengefasst. Das gezeigte Netz hängt parallel am Lastschwingkreis und besteht u.a. aus zwei Übertragern und einem Poti. So habe ich es gemacht. Am Poti kannst du innerhalb von 90 Grad die Phasenlage stufenlos einstellen. B.Z. 0-90 Grad. Mit Umpolen der Übertrager kriegt man auch 90-180, 180-270, 270-360. Damit bin ich ganz gut gefahren. Vielleicht kannst du dir was abgucken oder für eigene Überlegungen nutzen. Ich freue mich, wenn es bei dir wieder weitergeht. Viele Grüße Silvio
Hi Silvio! Die Idee ist absolut genial, wie ich an meiner Simulation gerade sehe! Vereinfacht ausgedrückt, wählst du stufenlos aus, ob du auf deinen Komparator lieber mehr Strominformation oder mehr Spannungsinformation geben möchstest, korrekt interpretiert? Weil die beiden Informationen jedoch um pi/2 phasenverschoben zueinander sind, kannst du du zum Beispiel 10° Phasenfehler durch langsame MOSFETs haben und stellst das Poti so ein, dass du zum Beispiel viel Strominformation und noch ein bisschen Spannungsinformation bekommst und deshalb wäre der Scheitelpunkt der "Mischinformation" schon etwas vorher vorhanden im Vergleich zum tatsächlichen Strom-Scheitelpunkt im Schwingkreis. Hoffe, ich habe es halbwegs verstanden - bei mir funktioniert es zumindest gleich dieser Interpretation. ;) Der letzte Schritt bei mir wäre jetzt noch, diese "Misch-Information" in den tatsächlichen Komparator-Eingang zu geben, danach irgendwie ein künstliches Delay in der Simulation zu erzeugen und dieses dann mit Leichtigkeit zu kompensieren. Hat nun doch etwas gedauert, bis die Simulation so rannte, dass ich verlässliche Überlegungen daran durchführen konnte, da TINA-ti keinerlei im RL verwendeten Bauteile bietet. Danach würde ich den Schaltplan der Simulation kurz auf Dimensionierung überprüfen (nicht dass an einem unglücklich gewählten Bürdenwiderstand am Schluss 20W abfallen) und dann die verbesserte Treiberstufe auf Lochraster aufbauen. Den Vollbrücken-MOSFETs werde ich wohl noch eine Freilaufdiode spendieren. Glühende Stecknüsse dürfte es wohl spätestens am Wochenende wieder geben, wenn ich mich etwas ranhalt - mit allmählichem Übergang zu schmelzenden Nüssen dann natürlich.. :)
Hi Jonas, schön wenn dir diese einfache aber gute Schaltung weiterhilft! Ich bin auf deine Ergebnisse gespannt. Schmelzende Nüsse wären schön, aber ich denke so schnell wird das nicht gehen...Auf jeden Fall berichten! Auch die Leistungsaufnahme messen! Ich bin auch voll dabei, werde aber noch ein Weilchen brauchen. Ich werde auch den lange ersehnten 3-Phasen-Thyristor-Gleichrichter bauen, der für eine einfache Leistungsregelung hoffentlich Verwendung findet. Weiterhin werde ich mein Vektor-Messgerät pimpen und meine eFuse reparieren. Beim letzten Crash ist eine Leiterbahn verdampft. Dann bin ich noch an einer heißen Sache daran. Wenn sie funktioniert, wird der Ofen sehr gut funktionieren. Gut, dass du Freilaufdioden ansprichst, die muss ich auch noch bestellen. Jonas S. schrieb: > da TINA-ti keinerlei > im RL verwendeten Bauteile bietet. Wer ist TINA? Werde mal googeln. Welchen Komparator nutzt du? Gruß Silvio
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Hi Silvio, Ich habe Beginn und Ende der Schaltung zusammengehängt, wegen der absichtlich nicht ganz ideal gestalteten Bauteile mein Potentiometer etwas zurückgedreht in Richtung 90° voreilende Information und die Brücke schaltete bei rund 17mA auf etwa 18Apeak Brückenstrom bezogen - wunderschönes ZCS also! Dann habe ich mit einem zusätzlichen RC-Glied Delay simuliert. Schwingkreisspannung und Schwingkreisstrom gingen zurück und ich schaltete plötzlich bei -1.3A auf 8Ap Brückenstrom bezogen (ich hatte die Betriebsspannung zwischenzeitlich von 325V auf 150V verringert). Die ganzen Kurven waren komplett durcheinander - keine Spur mehr von 90° Phasenverschiebung irgendwo zwischen... Dann drehte ich das Potentiometer nochmal etwas stärker zurück und voilà - die Welt war wieder in Ordnung - schöne Ordnung auch unter den Kurven! Die Schaltung funktioniert zumindest in der Simulation wie eine 1 - daran, ob sie dies dann auch im RL tut, wird sich zeigen, wie real ich die Simulation gestaltet habe oder wie ideal ich im echten Leben gebaut habe.. ;) Jedenfalls danke nochmal für deine Inputs! Freue mich natürlich auch, wenn deine heisse Sache gut funktioniert und du deshalb Stahl zum verdampfen bringst.. :) EDIT bevor ich es vergesse - TINA bzw. ELECTINA ist eine Schaltungssimulations-Software von DesignSoft. Weil man (soweit ich mich erinnere) in der kostenlosen Vollversion nicht speichern kann, habe ich mir das ebenfalls kostenlose aber sehr spartanische TINA-ti heruntergeladen - darunter versteht man eine abgespeckte Komplementärversion dieser Software von TexasInstruments. Als Komparator gedenke ich den LT1016 zu verwenden, weil ich keinen sonstigen und genügend schnellen hier habe. Grüsse, Jonas
So, nachdem es etwas gedauert hat, den "quicklebendigen" LT1016 ein bisschen zu zähmen, bin ich momentan doch erst am Lochraster-Design. Daher wird es doch etwas später werden, als ursprünglich angenommen. Wenn alles glatt läuft, dürften aber dennoch vielleicht bereits morgen Abend wieder erste Werkstücke glühen. Grüsse, Jonas
Hallo zusammen, hier ein paar neue alte Links: Herstellung von Schmelztigeln: www.engineeredceramics.com/crucible.htm 1200W Selbstbau: www.neon-john.com/Induction/091609_Update.htm www.fluxeon.com/Roy1200open.html Verbesserte 1800W-Version: www.neon-john.com/Induction/Roy/Roy.htm Die Spule / Einkopplung gefällt mir (könnte auch beidseitig geschehen): www.neon-john.com/Series_resonant_03.jpg ein PFC: www.neon-john.com/Induction/PFC.htm 1500W Kommerziell und ein Kopf zum Ausglühen von Neon-Elektroden: www.fluxeon.com/inductionheaters.html Den hat Silvio schon am 16.09.2010 22:47 genannt: http://webpages.charter.net/dawill/tmoranwms/Elec_IndHeat9.html auch die Vorgängerseiten beachten! ein anderer: http://www.dansworkshop.com/2008/03/induction-heating/ Eure Fortschritte erfreuen mich!
Hi, danke für die interessanten Links! Ich habe hier auch noch ein Youtube-Video einer recht saftigen Anlage gefunden - Derartige Videos werden gleich ein gerüttelt Mass effektvoller, wenn man nach "induction melting" statt "induction heating" sucht.. ;) http://www.youtube.com/watch?v=wH3pZT4geTo&feature=related Ich habe nun übrigens endlich das neue Treiberboard fertig und habe es "im Labor" ausgetestet mit positivem Befund. Nach dem Schlafen werden dann die beiden Übertrager gewickelt. Bevor ich die Phaseneinstellung mit ins Spiel bringe, werde ich das komplette Setup erst kurz mit dem bereits vorhandenen CT und daher ohne Delay-Kompensation austesten. Grüsse, Microwave
was ganz spezielles: http://www.youtube.com/watch?v=Q6Zrnv4OtbU&feature=related was ist das für ein "geschwür" an der spule? sieht so aus, als würde die wickelrichtung geändert werden. auf der HP wird leider nicht darauf eingegengen. http://www.mindchallenger.com/inductionheater/ sg clemens
Hi eProfi! Was macht die Pumpe? eProfi schrieb: > http://webpages.charter.net/dawill/tmoranwms/Elec_... Der arme Tim, mit ihm hatte ich schon des öfteren eMailverkehr. Er hat nur einphasigen Strom bei sich im Haus und beneidet uns Europäer um unserer 3phasennetz im Privathaushalt. Deshalb spricht er oft von 110 Volt und 50 (!) Ampere als Netzanschluss für seinen induction heater. @ Jonas: Wir sind gespannt! Bei mir dauert´s noch, sieht aber immer noch gut aus. Clemens S. schrieb: > als würde die > wickelrichtung geändert werden. Die schwebende Masse wird irgend wie vom Magnetfeld eingeklemmt und in der Luft gehalten. Der Mechanismus ist mir unklar. Grüße
Clemens S. schrieb: > was ganz spezielles: > http://www.youtube.com/watch?v=Q6Zrnv4OtbU&feature=related > was ist das für ein "geschwür" an der spule? sieht so aus, als würde die > wickelrichtung geändert werden. Das Prinzip ist relativ einfach: Der unterste Teil der Spule ist gegensinnig zum oberen Teil gewickelt. Dadurch gibt es zwischen den Spulen eine feldfreien Fläche, in der sich die Felder beider Spulen aufheben. Aufgrund der Spulengeometrie ist diese feldfreie Fläche nach unten ausgebeult. Sobald man sich von dieser Fläche nach unten bewegt, überwiegt das Feld der unteren kleinen Spule. Oberhalb dominiert das Feld der größeren oberen Spule. Ein nicht-magnetisches Metall erfährt aufgrund der inneren Wirbelströme in einem magnetischen Wechselfeld eine abstossende Kraft und versucht sich aus dem Feld zu entfernen. Die Feldfreie Fläche wirkt wie die Wand eines Tiegels, der das Werkstück bzw. die Schmelze in der Schwebe hält. Jörg
Jörg Rehrmann schrieb: > aufgrund der inneren Wirbelströme > in einem magnetischen Wechselfeld eine abstossende Kraft und versucht > sich aus dem Feld zu entfernen. Bei einem Supraleiter ist das klar. Das Gegenmagnetfeld im Werkstück bleibt bestehen, aber bei verlustbehafteten Materialien ist mir das unklar. Es ist ja auch kein Wechselfeld wie in einem Drehstrommotor oder bei einem Linearmotor vorhanden, bei denen die Magnetfeldern und die resultierende Kraft aus Strömen mit unterschiedlicher (!) Phase entstehen. Es ist nur eine Spule mit einem Strom vorhanden, auch wenn die obere Windung ein Gegenfeld erzeugt. Man braucht eine Phase mit orthogonalem Anteil, analog zum Einphasen-Asynchronmotor mit Kondensator als Nebenschluss (Hilfsphase).
Silvio K. schrieb: > Jörg Rehrmann schrieb: >> aufgrund der inneren Wirbelströme >> in einem magnetischen Wechselfeld eine abstossende Kraft und versucht >> sich aus dem Feld zu entfernen. > > Bei einem Supraleiter ist das klar. Das Gegenmagnetfeld im Werkstück > bleibt bestehen, aber bei verlustbehafteten Materialien ist mir das > unklar. Es ist ja auch kein Wechselfeld wie in einem Drehstrommotor oder > bei einem Linearmotor vorhanden, bei denen die Magnetfeldern und die > resultierende Kraft aus Strömen mit unterschiedlicher (!) Phase > entstehen. Es ist nur eine Spule mit einem Strom vorhanden, auch wenn > die obere Windung ein Gegenfeld erzeugt. Man braucht eine Phase mit > orthogonalem Anteil, analog zum Einphasen-Asynchronmotor mit Kondensator > als Nebenschluss (Hilfsphase). Hier geht es auch nicht um einen Antrieb sondern um eine mehr oder weniger statische Kraft. Der Wirbelstrom ist im Idealfall in Gegenphase zum Spulenstrom (Lenz'sche Regel). Nur dann wirkt die Kraft immer abstossend. Bei 90° Phasenverschiebung würden sich anziehende und abstossende Kräfte zu null ausmitteln. Jörg
Das hört sich plausibel an und das würde auch erklären, warum ich bei manchen Werkstücken das Netzbrummen bzw. den Rippel der DC-Versorgung per Vibration gespürt habe. Wenn der Ofen das nächste mal läuft, werde ich ein Stück Metall an einer Waage befestigen und in die Spule einführen.
Silvio K. schrieb: > Das hört sich plausibel an und das würde auch erklären, warum ich bei > manchen Werkstücken das Netzbrummen bzw. den Rippel der DC-Versorgung > per Vibration gespürt habe. Wenn der Ofen das nächste mal läuft, werde > ich ein Stück Metall an einer Waage befestigen und in die Spule > einführen. Aber denk daran, dass bei Eisen auch im höheren kHz-Bereich die anziehenden Kräfte durch Ferromagnetismus überwiegen. Jörg
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Hi zusammen, Nachdem die Treiberplatine lief und die beiden Feedback-Übertrager gewickelt waren, wollte ich den ganzen Kram doch zuerst mit dem alten CT testen, da dies ja durch sein nach wie voriges Vorhandensein ohne grosse Veränderungen möglich war. Nach ein paar schlechten Runs stellte ich fest, dass am Komparatoreingang nur Müll vorhanden war. Nachdem ich durch unabhängige Messungen bereits vorgängig und zufällig festgestellt hatte, dass die verwendeten 100Ohm-Bürdenwiderstände induktiv behaftet sind, ersetzte ich diese durch vier parallele 10Ohm-Widerstände. Leider war während den Umschaltpunkten immer noch Rauschen vorhanden, da dies jedoch (erst beinahe!) im Stromnulldurchgang stattfand und ich möglichst schnell wieder ein paar Stecknüsse glühen sehen wollte, ignorierte ich diese Unsauberkeit vorerst. Überrascht stellte ich fest, dass die MOSFETs nun plötzlich kaum mehr warm wurden. Beim Versuch, einer Nuss mal gehörig einzuheizen, begann jedoch der 50V/2A-Trafo zu rauchen, weshalb ich unterbrechen musste. Bis hierhin war stets die Trafo-Batterie aus den vorigen Versuchen im Einsatz, weswegen ich nun endlich den neuen Stelltrafo hervorkramte. Weil die FETs bei den kommenden Versuchen bei 15A nicht gross warm wurden, regelte ich die Spannung etwas hoch, so dass schlussendlich satte 18A durch den IGBT-Gleichrichter flossen. Mit diesem Setup schaffte ich dann gleich zwei Durchbrüche - zum einen schmolz ein 60mm*10mm-Aluminiumstab an und zum anderen verschmolz ich drei M8-Muttern ineinander und ich bekam sogar zwei Stecknüsse (10mm und 14mm) unter schönem Wunderkerzen-Feeling geschmolzen bzw. angeschmolzen. Da die Schmelze dann in die Spulenwindungen sackt, ist nicht mehr Temperatur drin zur Zeit. Mehr Informationen über den Zustand der zweiten Stecknuss geben die beiden Fotos. Speziell @ Silvio: Die Stromaufnahme belief sich auf eben 18Aeff (gemessen mit Stromzange) und die Spannung (leider nicht gemessen) dürfte laut Schleiferstellung 100-110V gross sein. Damit wäre die Leistungsaufnahme rund 2kW gross, gesetzt der Fall, es sei keinerlei Verzerrungsblindleistung geschweige denn Phasenverschiebung vorhanden. Die Temperatur-Verteilung der Brücke scheint mit der neuen Schaltung nun recht gleichmässig zu sein. :) Noch kurz betreffend Wirkungsgrad - der Grossteil scheint ins Kühlwasser zu gehen und ohne geht es absolut nicht... Obige Nuss wurde übrigens rund 3min maltretiert. Was mich momentan natürlich noch stört sind die Unsauberkeiten und die hohe Stromaufnahme. Zudem muss ich die Phaselead-Einrichtung noch einbauen. Desweiteren saut der Aufbau (wie die Sau) mit Kühlwasser herum - auch Kabelbinder als "Rohrschellen" haben keine Verbesserung gebracht. In der Simulation habe ich bereits bemerkt, dass die Stromaufnahme stark absinkt bei gleichzeitigem Anstieg der Blindspannungen und des Schwingkreis-Stroms, wenn eine kleine Serieninduktivität primärseitig mit dem Einspeise-CT verschaltet wird. Hocherfreute Grüsse, Jonas
yes he can! Sehr schöne Ergebnisse! Da habe ich gleich ein paar Fragen: Wie viele Windungen hat die aktuelle Spule und welchen Innendurchmesser? Wie viel C? Was ist ein IGBT-Gleichrichter? Ein aktiver gesteuerter Gleichrichter wird es wohl bei dir nicht sein. Welche Frequenz? Insgesamt sehr gute Ergebnisse! Silvio
Hi Silvio, Danke erstmal für die Blumen! Die Spule besitzt eine Anzahl von 7 Windungen mit 6mm Kupferrohr. In diesem ist Platz für 3mm Wassersäulen-Dicke vorhanden und der Innendurchmesser der Spule beträgt 2.9cm. Zwischen den Windungen gibt's 0.5-1mm Abstand - leider nicht ganz gleichmässig. Die Frequenz belief sich auf rund 100kHz unter Curie und auf bis zu 130kHz über Curie. Der "IGBT-Gleichrichter" ist natürlich etwas geschönt - es wurden schlicht und einfach die in den vier Bricks verbauten Freilaufdioden zweckentfremdet (mit niederohmig und -induktiv kurzgeschlossenen Gates selbstverständlich..), da ich keine Gleichrichter mehr zur Hand hatte, hingegen eine Menge IGBT-Bricks. Die dort angehängte Kapazität war 2µF gross. Als Supplement ist es mir gestern nach dem Schreiben des Beitrags noch gelungen, einen 12mm x 130mm-Stahlstab anzuschmelzen. Nun bin ich damit beschäftigt, die Kondensatorenbatterie noch etwas aufzustocken und den Aufbau noch mal wirklich sauber zu gestalten, da z.B. die permanente Heraus-Sifferei des Kühlwassers höchst entnervend ist. P.S. Nachdem ich heute Morgen den Ofen noch einmal angeworfen hatte, um dem Stahlstab von gestern erneut einzuheizen, verabschiedete sich einer der beiden angelöteten Drähte des alten Feedback-CTs von den Bürdenwiderstände, zog dabei gleich noch einen Lichtbogen über selbige und setzte dem Spass folglich ein jähes Ende. Erstaunlicherweise konnte ich keinerlei defekte Bauteile finden - bis auf die Tatsache, dass der gesamte Oszillator nicht mehr korrekt ins Schwingen kam. Es stellte sich heraus, dass die Bürdenwiderstände von dem Abreiss-Arc beschädigt worden waren - nach einem Tausch inklusive sorgfältigem Anlöten der neuen Widerstände war die Anlage zum Glück wieder komplett funktionstüchtig. :) Aktions-Bilder gibt's, sobald der MMC erneuert worden ist.
Jonas S. schrieb: > einfach die in den vier Bricks verbauten Freilaufdioden > zweckentfremdet LOL ! > Die Frequenz belief sich auf rund 100kHz unter Curie und auf bis zu > 130kHz über Curie. Kannst mal sehen, Permeabilität weg, Induktivität runter und Frequenz hoch. Waren die gemessenen 18 A unterhalb oder oberhalb der Curietemperatur? > gelungen, einen 12mm x 130mm-Stahlstab anzuschmelzen. Klasse, und ? verdammt hell oder? Weiter so!
Hi Silvio, Jaja, schon eindrücklich - besonders der Anstieg des aufgenommenen Stroms, aber auch verständlich. Erinnert mich fast ein bisschen an Sättigung, bis auf das, dass die Sättigung ja durch überschrittene Maximalflussdichte eintritt und der Effekt hier durch das Spiel mit der Curietemperatur auftritt. Die 18A sind über Curie. Diese 18A sind bei komplett leerer Spule sogar bereits bei 1/4 Variac-Stellung erreicht! Mit einer grossen Stecknuss hingegen fliessen diese auch bei 100V noch nicht vollständig.. ;) Dann - ja der Stahlstab hat doch recht hell geleuchtet - das sieht irgendwie auch richtig schön aus, wenn ich das Raumlicht noch ausschalte... ;) Da glubsche ich auch nicht mehr ohne weiteres hinein. Leider hält die Arbeitsspule ja doch eine Menge Licht ab - sonst wäre das wohl schon nahezu als warme stimmungsvolle Illumination mit schlechterem Wirkungsgrad als eine Glühbirne geeignet.... Die Kondensatorbatterie wurde nun um 1.1µF aufgestockt, damit die Frequenz noch etwas sinkt und ich dann auch mit den (noch einzubauenden) 600V-IGBTs längeren Betrieb geniessen kann. Desweiteren habe ich endlich fast das gesamte Feedback-Netzwerk am MMC angebracht - fehlen tut bloss noch das Potentiometer. Die nächsten Schritte werden erst das Nutzen von reinem Strom-Feedback und dann die Zuschaltung des Spannungsfeedbacks beinhalten. Vor alledem muss ich den Kühlkreislauf allerdings unbedingt fixen, ich weiss nun zum Glück auch wie. Die nächste (an)schmelzende Nuss wird gefilmt - da habt ihr mein Wort drauf. Es geht also fix voran...(So macht's ja jetzt auch richtig Spass im Vergleich zu meinen früheren Versuchen um April und Mai 2010 herum) :) Grüsse, Microwave
Ich habe mich immer gefragt, welche Resonanz du verwendest. Jetzt ist mir das klar. Wenn du das LLC-Netzwerk betrachtest, stellst du fest, dass es zwei benachbarte Frequenzpunkte existieren, an denen der Blindwiderstand Null wird (-> nur ohmscher Anteil). Da gibt es zuerst die parallele Resonanz (Stromaufnahme im Leerlauf am kleinsten. Die nutze ich). Ein paar kHz höher liegt die Reihenresonanz (Stromaufnahme sinkt mit Belastung und ist im Leerlauf am Größen. Die nutzt du). Um das zu unterscheiden, fragte ich immer wieder nach der Stromaufnahme und das Verhalten bei Belastung. > Die nächste (an)schmelzende Nuss wird gefilmt - da habt > ihr mein Wort drauf. Au ja, da freue ich mich schon!
http://youtu.be/5At8NEg0ykM Schlechtes Video - Etwas verwackelt, unbearbeitet und mit einer Handy-Kamera gefilmt. Der IH lief im Video zwar erst auf reinem Strom-Feedback aber bereits mit dem neuen Netzwerk. Nächstens werde ich das Potentiometer anlöten und erste Tests mit der dann vollständigen Schaltung machen. Leider erlitt nach mehr oder weniger fruchtlosen Versuchen, das Nass irgendwie unter Kontrolle zu bringen, irgendwann später die Wasserkühlung einen kompletten Defekt und spritzte bei voll aufgedrehtem Ofen (160V) passenderweise mitten in die Kondensatorbatterie. Der Anlage selber ist dank schnellem Steckerziehen nichts passiert - passiert ist aber, dass es mir definitiv reicht und ich nun 2K-Kleber zu Rate ziehen werde. Bei den Tests war unteranderem auch eine Saug-Methode evaluiert worden, die aber nach dem Siedebeginn des Wassers in der Spule zu keinen verwertbaren Ergebnissen mehr führte, weil die Zahnradpumpe nicht doll genug trocken ansaugte. Grüsse, Microwave
Das ging aber schnell. Ich habe das Video gesehen und für gut befunden! Daumen hoch! Man erkennt die sprühenden Funken des brennenden Stahls :-) Sehr schön!
Leider hat der Induktionsheizer beim Schmelzversuch eines 12mm x 30mm-Bohrfutterschlüssels wiedermal den Geist aufgegeben, nachdem sich vorgestern bereits Bürdenwiderstände aus dem Feedbacknetzwerk entlötet hatten. Das Problem kam selbstverständlich aus der bestens bekannten Richtung "Wasserkühlung". Irgendwie gefielen dem 2K-Kleber die Dauer-100°C der Spule nicht sehr sonderlich. Nun werde ich mir speziell temperaturbeständigen Klebstoff organisieren. Grüsse, Jonas
Jonas S. schrieb: > Irgendwie gefielen dem 2K-Kleber die Dauer-100°C der > Spule nicht sehr sonderlich. Ich weiß gar nicht wo Klebstoff nötig ist? Schlauch an Rohr, Schlauchschelle dran, fertig. Wenn es vom Durchmesser nicht passt, was passendes aus Kupfer oder Messing ran löten. No glue, no problems.
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Hi Silvio, Das Problem war, dass ich keine so kleinen Schlauchschellen zur Hand hatte. Die Funktion der Schellen glaubte ich jedoch mit stramm zugezogenen Kabelbindern ersetzen zu können, was ja, wie in vorigen Posts erwähnt, nicht wirklich klappte. Die Sache ist zumindest so, dass ich schon passende Schläuche habe. Durch den notwendigerweise vorhandenen Druck der Pumpe heben sich diese aber immer ab - noch beschleunigt wenn es warm wird - so dass sich ein Wasserfilm darunter zu schieben vermag und das ganze bedeutet dann oft ein Ende der Experimente. Auf der Suche nach hochfestem Kleber hatte ich mir daher in einem Haushalts-Center Silikondichtmasse organisiert, da der Weg zum Baumarkt weiter gewesen wäre und es auf diese Art bequemer war. ;) Rohr und Schlauch wurden mit der Masse eingekleistert und nach ein paar Minuten zusammengesteckt. Über Nacht liess ich den Klumpatsch dann zumindest mal anhärten. Heute habe ich langsam durch Versuche ohne Wasserkühlung die Temperatur der Workcoil erhöht, bis sie dann irgendwann sogar rot glühte...(ich war doch etwas überrascht, dass massives 6mm-Kupferrohr "einfach mal so" glühen kann... ;) ) Das Silikon schien jedenfalls zu halten, weswegen ich später die Kühlung in Betrieb nahm - mit Erfolg! Ferner war zwischendurch (während der Zeit ohne Kühlung) das Übersetzungsverhältnis des CTs heraufgesetzt worden, damit der Strom nicht bereits bei 100V Betriebsspannung den FET-bedingten Grenzwert von 18A erreichen möge und das Ganze war anschliessend ausgetestet worden. Mit einer somit möglichen, geballten Power von 16A bei 155VDC nahm ich nun einen 12mm-CrV-Schraubenschlüssel aufs Korn. Dieser schmolz nach einigen Minuten nicht bloss an, sondern durch. Und damit der Spass perfekt war, machte die Kühlung keinerlei Anstalten, einen erneuten Defekt zu erleiden. :) Das sagt jedoch noch nicht viel aus, da das Wasser auch noch nicht gekocht hat. Der Ofen läuft noch immer ohne "phase lead" und mit den IRFP250ern. Erfreute Grüsse, Microwave
Der gute Inbusschlüssel :-) Ich staune was du in der kurzen Zeit so alles schaffst. Da muss ich wohl oder übel aufholen ! ;-) Ich bin dabei, versuche es aber elektrotechnisch schick zu machen und es dauert und dauert. Da lockt es doch schon stark in Eile zu verfallen und mit dem Stümpern anzufangen. Zum Glück kommen jetzt die Feiertage und vielleicht findet sich ein bisschen Zeit. Ich möchte ja auch gleich die Geschichte mit der Impedanzanalyse und der Leistungsmessung implementieren. Ich freue mich schon darauf, wenn alles(!) funktioniert.
Hi Silvio, wiederum danke für die Blumen! Der Inbusschlüssel lag komplett nutzlos umher - da ich zwei von diesen vor mehreren Jahren mal für einen Selbstbau-Stickstofflaser(bzw. Superstrahler) beschafft hatte, zudem gibt's hier keine Schrauben, die nur mit so grossen Schlüsseln bewegt werden könnten.. ;) Das wäre bei mir garantiert auch auf ettliche Wochen verstreut worden, hätte ich nicht mein Freijahr. Da kann man natürlich schon recht schnell vorwärts kommen. Durch die "Never ending DRSSTC story" hatte ich mir natürlich auch schon einiges an Erfahrung im Umgang mit Leistungsschwingkreisen und Grosssignal-Oszillatoren angeeignet. Ausserdem wurde bisher eher stümperhaft gearbeitet - sprich ein Haufen Praxis und keine bis wenige nur oberflächliche Berechnungen, um schnell zu den gewünschten Resultaten zu kommen - siehe auch Ignorierung der Spikes im Feedback-Netzwerk als Paradebeispiel. Auch aus anderen Blickwinkeln betrachtet, arbeitest du wohl im Längen sauberer als ich. So geht es dir vermutlich darum, dass dein Ofen grösstmögliche Effzienz an den Tag legt - von einfacher Inbetriebnahme ganz zu schweigen. Auf solche Dinge achte ich z.B. alle noch nicht - im Vordergrund steht nach so langer Wartezeit nun zu allererst mal der Spass an den spektakulären Effekten, die mit derartigen Anlagen erzeugbar sind. Optimiert wird später. Das Lernen, wie die Leistungselektronik zusammenspielt, ist ein willkommenes Supplement dazu. Momentan sind ein oder zwei Tage Pause angesagt, - da höhere Leistungen nur mehr mit einem besseren MMC möglich sind...der alte MMC begann nämlich zu rauchen während dem Durchschmelzen eines 15mm-Messingstabs. Ich bin im Augenblick also damit beschäftigt, 54...60 68nF/2kVDC-FKP1-Kondensatoren zu einer imperialen Kondensatorbatterie zu verschalten. Nächster Meilenstein werden wohl Anfänge mit "levitations-schmelzen" sein aufgrund der für mich unvergleichlichen Imposantheit selbigen Effekts. Ich wünsche dir natürlich eine Menge Glück, dass alles so funktioniert, wie du es dir wünscht und freue mich über jegliche Fortschritte von deiner Seite! Sind eigentlich nur noch wir beiden im Boot? Gibt es bei den ehemals auch aktiven Mitstreitern ebenfalls schon Fortschritte? Oder habe ich etwas verpasst und die Projekte sind bereits beendet, weil die Zielsetzungen erreicht wurden?! Oder hat die Thematik wohl möglich etwas von ihrem Glanze eingebüsst? Vermutlich wird aber ganz einfach fehlende Zeit das Problem sein - Ulf hatte davon wohl mal ganz am Anfang, nachdem ich wieder dabei war, etwas erwähnt. Grüsse, Microwave
Jonas S. schrieb: > Ich bin im Augenblick also damit beschäftigt, 54...60 > 68nF/2kVDC-FKP1-Kondensatoren zu einer imperialen Kondensatorbatterie zu > verschalten. Das hört sich gut an. So fließen durch einen einzelnen Kondensator nur ein paar Ampere. > während dem Durchschmelzen eines 15mm-Messingstabs Ich staune, dass du auch gutleitende Materialien schmelzen kannst. Bei Aluminium hatte ich nicht viel Erfolg. Alu kann man auch anders schmelzen, aber Kupfer oder Messing wären doch interessante Metalle. Gerade Messing habe ich massig hier und wartet auf einen Schmelzvorgang. Das muss ich aber unter Schutzgas oder Vakuum machen, da sonst das Zink verbrennt. > Selbstbau-Stickstofflaser Was du nicht alles machst ;-) > Sind eigentlich nur noch wir beiden im Boot? Ich schätze schon, dass wir im Moment die Einzigen sind. Ich hatte zwei Hauptakteure aus dem Thread: Beitrag "Induktionsofen- funktioniert nur mit magnetischen Metallen!" angeschrieben und habe nach dem Stand der Dinge gefragt. Es ruht momentan wohl noch, aber über weitere Aktivitäten wird nachgedacht. Ich habe sie hier eingeladen... Jonas, wenigstens bist du hier, denn Alleinunterhalter wäre doof. Jedenfalls komme ich wieder ein bisschen voran. Gestern eine kleine Leiterplatte geätzt, heute in Betrieb gebracht, läuft. Nun kommt die nächste Woche ein Mischer und ein Filter und dann sehe ich weiter. Viele Grüße Silvio
Hallo Benedikt, >Daher erzeugt ein einfacher RC Phasenschieber doch auch nur >bei einer Frequenz die wirklich exakt passende Phasenlage. da hast du wohl recht. RC ist schlecht, weil frequenzabhängig. Versuche mal Spannung am LC-Kreis, verpolte Spannung (180°) und jeweils um 90° verschobene Spannung. Aus den 4 Komponenten kannst du jede Phase generieren, bzw. den kompletten Phasengang relativ verschieben. Stichwort: Superposition. Viel Spaß bei Rätseln Silvio Hi Silvio, Das habe ich schon mehrere Male nun gelesen beim Durchhangeln durch den Thread. Doch jetzt ist natürlich klar, von welcher Diskussion du geredet hattest, bevor du mir kürzlich den Schaltplan gabst. ;) Stichwort "Superposition" passt jetzt nämlich in Puzzle hinein. :) Das nur so nebenbei nochmal kurz "aufgefrischt"... Ich komme leider nicht ganz so schnell voran, wie ich das gerne hätte. Der kapitale FKP1-MMC wird in Sternanordnung ausgeführt werden, weswegen ich erstmal jede Menge 3mm-Kupferdraht und -rohr zurecht biegen darf. Von der Kondensatorbatterie zur Arbeitsspule wollte ich 8mm-Kupferrohr verwenden - fällt aber flach, da ich auf die Schnelle keines gefunden habe. Dennoch sollten morgen nachmittag wieder erste Tests erfolgen. Schön, dass es bei dir auch wieder etwas voran geht, bin wirklich sehr gespannt, welch' Wunderwerk du präsentieren wirst. Silvio K. schrieb: > Das muss ich aber unter Schutzgas oder Vakuum machen, da sonst das Zink > verbrennt. Interessant - dann wäre das Messing wohl hinüber, nehme ich an. Desweiteren bzgl. Schmelzen - Damit hatte ich bei max. 18A und 150V eigentlich nicht nennenswerte Probleme - auch von Aluminium habe ich schon rechte Stücke geschmolzen - Leider kippt der Kram dann um und schliesst die Workcoil kurz, oder (wenn mit Laborstativ gehandhabt) verlässt die Schmelze die Spule zu schnell. Vielleicht wolltest du auch viel grössere Mengen schmelzen als ich? Und - habe ich das jetzt übersehen oder benutzt du auch einen Einspeise-Trafo und demnach einen sekundärseitigen Serienschwingkreis? Grüsse, Jonas
Jonas S. schrieb: > Und - habe ich das jetzt übersehen oder benutzt du auch einen > Einspeise-Trafo Nein, ich nutze keinen Leistungsübertrager. Wenn man die Arbeitsspule berührt, hängt man mehr oder weniger am Netz. No risk no fun Netz->Gleichrichtung->Vollbrücke->LLC-Netz Unter anderem ist deshalb die Arbeitsspule so schön isoliert. Oder meinst du den Stelltrafo am 50Hz-Netz? >und demnach einen sekundärseitigen Serienschwingkreis? Ich versuche die Parallelkreiseigenschaften zu nutzen, mit dem Vorteil des proportionalen Verhalten zwischen Belastung und Strom (Leerlauf = sehr niedrige Stromaufnahme, kaum Spannungsüberhöhung am Schwingkreis) Reihenkreis= maximale Stromaufnahme bis zur Zerstörung der Transistoren im Leerlauf. Hohe Spannungsüberhöhung am Schwingkreis. Naja, ich bin auch gespannt. > Interessant - dann wäre das Messing wohl hinüber, nehme ich an. Ich habe einmal Messing im Muffelofen geschmolzen, das hat dann im erstarrten Zustand zum teil wie reines Kupfer ausgesehen. Silvio
Hi Silvio, Mein Ofen lief ab gestern Abend bis heute Morgen wieder. Am Anfang war ich mit meiner Arbeitsspule mit 7Wdg, 35cm toter Induktivität (Das ging beim besten Willen nicht besser -.-) und 56 parallelen 68nF-FKP1-Kondensatoren bei rund 85kHz. Bei 18A und sogar 160V konnte ich dann wieder problemlos Stahl schmelzen. In ein Duran-Glas-Reagenzglas beförderte ich dann die überall herumliegenden Lötzinn-Reste und brachte dieses in die Arbeitsspule, wo das Lötzinn dann schmolz. Dann wurde es interessant - Leistung hochgedreht und siehe da - das Lötzinn begann zu glühen...etwas eigenartiger Anblick, wenn du mich fragst..;) Nachdem das funktionierte, wollte ich mal sehen, ob ich auch Kupfer wenigstens glühend bekomme. Denn Kupfer hatte ich bis dato noch nie geschmolzen. Ein weiteres Reagenzglas wurde also mit ein bisschen Kupferresten befüllt. Leistung auf Anschlag 18A/160V und das Kupfer begann zu glühen und schmolz auch später, wobei sich das RG schon ein wenig ausbauchte und ich deshalb nach dem Abkühlen eine Kupfer"kugel" statt einem Cu-Zylinder erhielt. Beim Versuch, das Durchschmelzen des Messing-Stabs zu wiederholen, konnte ich leider nur einen angeschmolzenen Stab und rauchende 35cm 75mm²-KFZ-Kabel ernten. Um die Erwärmung zu reduzieren reduzierte ich das C. Bis ich heute Morgen schliesslich bei 160kHz ankam. Da die FETs nun schon gut warm wurden und die wenigen verbliebenen FKP1-Kondensatoren fast schon abrauchten, wollte ich den gesamten MMC nachher wieder in den Ursprungszustand versetzen - dieses Mal jedoch mit einer besseren Anordnung. Vorher nutzte ich jedoch die Vorteile der hohen Frequenz, um auch kleine Gegenstände effizient zu heizen: Im Glauben, dass ein 10cm langes 3mm-Kupferrohrstück mit 1mm Innendurchmesser sicher etwas wärmer würde, wurde der Ofen aktiviert und die Leistung gleich mal solide hoch gedreht. Überraschenderweise begann das kleine 3mm-Kupferröhrchen nach einer Minute in der Workcoil mit 2.9cm Durchmesser orange zu glühen...angenehme Überraschung! Im Leerlauf wurde die Leistung alsdann auf Maximalstrom gestellt und ein gerades Stück 1mm-Lötzinn (Sn60Pb40) mittig und senkrecht in die (senkrechte) Spule hineingehalten. Weit aus weniger verblüffend fand ich es nun, dass auch das Lötzinn in unter einer Minute schmolz. Nein, nein, ich meinte eben den Leistungsübertrager. OK - die Sache mit der Spannungsüberhöhung ist schon ziemlich gut feststellbar bei mir. Obwohl ich (im Leerlauf) mit 130VDC in das Setup hineinging und die schliesslich an der Primärspule anliegende Spannung noch auf ein 1/18 heruntertransformierte, mass ich an der Arbeitsspule Blindspannungen von bis zu 270Vp mit dem 160kHz-Setup. Deshalb ist die jetzige Konfiguration auch nicht mehr für grosse Sachen zu benutzen. Mit einem 12mm-Stahlstab bei 160kHz flossen bei 160V 2.2A unterhalb Curie. Überhalb Curie kam ich nurmehr auf 10A. Auch am Bild der Schwingkreisspannung lässt sich wunderbar erkennen, dass die Güte dann komplett im Keller ist. Silvio, bei dir geht es eher unter der Curie-Temperatur wahrscheinlich schön zackig voran?! Aber wenn ich diese einmal überschritten habe (und dann auf bis zu 18A hoch komme), ist das Schmelzen dafür nicht mehr weit entfernt. Vorweihnachtliche Grüsse, Jonas
Jonas S. schrieb: > die schliesslich an der Primärspule anliegende Spannung > noch auf ein 1/18 heruntertransformierte Achja, ich vergaß, du nutzt ja auch einen Übertrager. Jetzt ist mit klar warum du Stromspannungsmäßig so günstig liegst und dein Aufbau sehr gut funktioniert. Da ich keinen Übertrager nutze und dadurch nicht anpassen kann, kann ich die Betriebsspannung in der Reihenresonanz nicht sehr hochdrehen. Ich glaube bei 20, 30 Volt schon mehr als 10 A. Folglich wenig Leistung. > Silvio, bei dir geht es eher unter der Curie-Temperatur wahrscheinlich > schön zackig voran?! Ja das stimmt, wenn es richtig läuft, dann habe ich je nach Werkstück 300 V und 10-12A und ab der Curie-Temperatur halbiert sich der Strom, sodass ich dann auf 500 V drehen könnte. Da will ich hin. Bis jetzt sind die Treiber-ICs immer gestorben und dann die Transistoren. Momentan gehe ich in Richtung GDT. Da habe ich mehr Möglichkeiten zu kühlen. Mal sehen was Weihnachten bringt :-) Silvio
Hi Silvio, Ja, ich nutze einen Übertrager - und deshalb bevorzugt Serienresonanz. Der grösste Vorteil für mich jetzt liegt halt in der einfachen Anpassbarkeit bei dennoch vernünftigen (grossen) Leistungen auch mit nicht so spannungsfesten FETs. Auch wenn ich einige Tage nichts von mir hören liess - hier geht es dennoch voran - wenn man das so nennen will. Ich habe mir mit dem Vorhaben, DEN EINEN "master of tank capacitors" ;) zu realisieren, leider nicht ganz triviale Aufbauprobleme aufgehalst und habe leider keinerlei Kupferrohr bzw. Kupferschienen greifbar, um die Probleme etwas zu vereinfachen. Daher wird es schätzungsweise bis morgen oder gar übermorgen dauern, bis besagte C-Batterie endlich einsatzbereit ist. Ich bleibe aber nach wie vor dran. Glücklicherweise lag unter dem Tannenbaum unter anderem eine Bestellbestätigung für zwei Meter 8mm*10mm weichgeglühtes Kupferrohr. Ich bin gespannt, was sich damit erreichen lässt, falls das Warten auf diese Lieferung nicht zu lange dauert. Weihnachts-Grüsse und besinnliche Festtage, Jonas
Hi Jonas, > keinerlei Kupferrohr bzw. Kupferschienen greifbar wenn ich mal ein Stück Kupferschiene benötigt, klopfe ich mit dem Hammer ein Kupferrohr aus dem Sanitärbereich platt. Gibt man sich mühe, sieht´s auch gar nicht so schlecht aus. Ich habe das mit dem "harten" 15mm-Rohr probiert und es geht gut. Ist auf jeden Fall die günstigste und schnellst Variante. Jonas S. schrieb: > Bestellbestätigung für zwei Meter 8mm*10mm weichgeglühtes Kupferrohr. Bei ebay gibt es Kupferrohr auf Ringen in interessanten Größen. Da habe ich 8mm x 30 Meter (oder so) erworben. Wenn ich neue Spulen wickeln möchte, hapert es jedenfalls nicht am fehlenden Kupferrohr :-) Zur Kühlung habe ich seit Neustem eine Pumpe von Pollin. http://www.pollin.de/shop/dt/NTY5OTY2OTk-/Bauelemente_Bauteile/Pumpen/Kreiselpumpe_MZ201500CA.html Eigentlich für "Aquarien, Terrarien, Springbrunnen, Teiche". Ob die auch für Induktionsöfen taugt, wird sich zeigen. In einem youtube-video hat ein Typ seinen Aufbau vorgestellt, bei dem ein 10 Liter-Wassereimer mit so einer Pumpe die Kühlung übernahm. Fand ich gut. Nachdem die Familie glücklich war und zur Nachtruhe angetreten ist, konnte ich heute abend meine Mischerplatine ätzen, bestücken und in betrieb nehmen. Die nächsten Tage wird sich zeigen, ob meine extrem geniale Idee, die eigentlich auch von der Systemtheorie bestätigt wurde, funktioniert, oder ob sich doch prinzipielle Fehler eingeschlichen haben. Warten wir es ab... Guten Nacht!
Hi Silvio, Ich glaube jetzt doch eine Lösung für die Verbindungen zwischen zwei 32-Kondensatoren-Einheiten gefunden zu haben: In einem Bastelladen hatte ich unlängst Kupfergeflecht 40cm*20cm entdeckt - Maschenweite 1mm, Drahtdicke 0.1mm - das lasse ich an beiden Enden mit Zinn vollsaugen und kann das dann (hoffentlich) problemlos auf die beiden "Abnahmeterminals" der beiden Stack-Einheiten löten. Leider hat die Vollbrücke gestern ihr (langes) Leben ausgehaucht. Da ich ja noch keine IH-Action haben konnte, weil der MMC noch nicht bereit war, funktionierte ich den Aufbau kurzerhand mittels Ansteuerung einer zufällig herumliegenden Tesla-Sekundärspule zu einer selbstresonanten SSTC um. Selbige funktionierte dann auch bis 100VDC getestet prächtig und lieferte am Ausbruchspunkt eine feurig heisse 200kHz-Luftentladung(CW-Betrieb!) von bis zu 10cm Länge sowie schöne Lichtbögen bei Vorhandensein einer Gegenelektrode. Stromaufnahme für den Spass - 10A. Nachdem eine Teslaspule so eingeschmolzen wurde, gab die Brücke bei Betrieb einer weiteren und noch intakten Spule irgendwann den Geist auf. Gründe waren wohl die zunehmend wenigen Primärwindungen (wurde nach und nach erniedrigt für imposantere Ergebnisse) und die feste Kopplung. Jetzt muss ich die Brücke noch einmal mit den vorhanden IGBTs neu aufbauen, um den Ofen später wieder ans Laufen bekommen zu können. Da werde ich wohl erstmals gezwungen sein, deine Phaselead-Schaltung auszuprobieren. Parallel dazu bin ich daran, ein Layout einer vernünftigen Vollbrücke zu kreieren, die nicht einfach so "herumfliegen" soll wie das jetzt noch der Fall ist. Grüsse und viel Glück, Jonas
Jonas S. schrieb: > eine feurig heisse > 200kHz-Luftentladung(CW-Betrieb!) Dieses Spektakel hätte ich gerne gesehen! > Ich glaube jetzt doch eine Lösung für die Verbindungen zwischen zwei > 32-Kondensatoren-Einheiten gefunden zu haben: Stell ruhig ein Foto vom jetzigen Aufbau rein, vielleicht hat der eine oder andere noch eine Idee. Ich komme nach einigen Fehlschlägen doch noch voran. Meine neue Oszillator-Topologie schwung heute Abend schon ein wenig. Teils chaotisch, teils schon ein wenig stabil. Ich war bis jetzt nur bei 15 Volt-Betriebsspannung, also praktisch Null Leistung. An einer Stelle muss ich noch ein Filter einbauen und danach mal sehen, ob der Gutste stabil schwingt. Ich nenne die Schaltung dann den "Silvio K."-Oszillator lol !!! Viele Grüße und lieber zu viele Fotos einstellen, als zu wenig. Silvio PS: Sage mal, dein username "microwave" suggeriert Kenntnis von dieser Materie. Gehe ich da richtig in der Annahme?
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Hi Silvio, Das "Flammen"-Setup ist soweit noch aufgebaut, wenn die IGBTs eingebaut sind, mache ich in dem Fall nochmal kurz einen Testlauf mit ein paar Bildern oder auch einem Film mit einer dafür vorgesehenen Kamera. Wollte das ganze sogar ohnehin filmen - leider hat mir die HF in Kombination mit meinem Handy einen fetten Strich durch die Rechnung gemacht... ;) Ein Foto von der einen Einheit könnte ich schon machen - die zweite existiert noch nicht komplett. Bzgl. Vollbrücke geht es übrigens voran - Oben angehängt das fertig plazierte 3D-Design vom Top-Layer. Die nicht korrekt dargestellten Bauteile sind zwei 200V-PC-NT-Elkos, ein FKP1 mit 68nF und 700VAC sowie vier Symmetrierungswiderstände für die Elkos. Hoffe, du du bekommst die Probleme/-chen mit deinem Oszillator noch in Griff - Durchblick scheinst du ja genug zu haben! Dabei mal eine Offtopic-Frage - bist du schon Ingenieur oder sogar noch Student? Was meinen Nicknamen angeht - Kurz nach Anfang meiner Lehre hatte ich einen Narren an Mikrowellenöfen gefressen, da ich darin so schöne "Plasmabällchen" generieren konnte. Und dann nannte ich mich fortan auch so - egal, welches Board.. ;) Grüsse, Jonas
Hi Jonas, > Dabei mal eine Offtopic-Frage - bist du schon Ingenieur oder sogar noch > Student? Ich bin noch ein "richtiger" Ing. Damals gab es noch keinen Master oder Bachelor. Arbeitsmäßig geschäftige ich mich zufälligerweise auch mit Oszillatoren (~2 GHz,10-20W, für Plasmaanwendungen). > mache ich in dem Fall nochmal kurz einen Testlauf mit ein paar > Bildern oder auch einem Film mit einer dafür vorgesehenen Kamera. Da bin ich gespannt! > Hoffe, du du bekommst die Probleme/-chen mit deinem Oszillator noch in > Griff Für meine nächsten Schritte brauche ich ein paar Ferritringe, die ich aber nicht habe. Da fällt mir ein, dass ich noch einen Gutschein von Pollin besitze. Mal schauen. Viele Grüße Silvio
Hier mal die "Flammen"-Entladung - Im Video kommt das irgendwie nicht ganz so spektakulär herüber. http://youtu.be/txNGmhb6TKY Im RL ist das Büschel trotzdem nur etwa 6cm lang. Ohne die High-Side-Signale an den IGBTs zu kennen (mangels Trenntrafo für's Oszilloskop), möchte ich aber nicht ohne Not höher als 80V gehen. Ich könnte auch die Primärwindungszahl noch etwas reduzieren und nicht zu letzt wurden die 10cm ausschliesslich mit der kleineren Spule erreicht. Das Pfeifen bei Vorhandensein der Gegenelektrode ist eine Instabilität deren Ursache ich in der festen Kopplung zwischen Primär- und Sekundärspule vermute. Das alles aber nur nebenbei, Fakt ist, dass ich wieder eine funktionierende Brücke habe und auch mit IGBTs keine merklichen Delay-Probleme auftreten. (Sonst würde der gesamte Grosssignal-Oszillator ja nicht mehr korrekt funktionieren). Es sei noch angemerkt, dass ich hier ja keinen Serienschwingkreis habe - es kann also kein echtes ZCS geben - trotz hartschaltenden IGBTs habe ich aber noch keine Probleme bei 188kHz Schaltfrequenz. Heute ist zudem das Kupferrohr angekommen - 10mm Aussendurchmesser und 8mm Innendurchmesser bei 2m Länge. Das Rohr ist von Selzam.ch (Gasrohr weich). Glaubst du, dass für ein weiches Gasrohr eher Rohkupfer oder wertvolles Elektrokupfer verwendet wird? So eine Diskussion gab es hier in einem der IH-Threads bzgl. Verwendung von Baumarkt-Kupferrohr schon einmal. Grüsse, Jonas
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Nachtrag: Oben angehängt die eine Einheit der Kondensatorbatterie: Habe mir heute noch schnell einen Trenntrafo gebastelt und konnte somit endlich direkt an den IGBTs messen. Dort sah das Signal ganz passabel aus, bei 75VDC sah man aber in der ansteigenden Flanke (egal ob lo- oder hiside) eine Delle, wie du sie bereits bei deinem Aufbau früher mal erwähnt hattest. Diese dauert etwa 80ns und geht auf bis zu 2V hinunter. Es wird sich mit dem neuen Layout zeigen, ob dieses Verhalten durch den GDT oder den unsauberen Aufbau provoziert wird. Es kann natürlich genau so gut sein, dass diese Messung für den Mülleimer ist, weil die Teslaspule Störstrahlung generiert, die es im späteren Betrieb als Induktionsofen-Ansteuerung ja kaum gibt. Zudem flösse während der Delle noch kaum Strom aufgrund ZCS. Störend wird diese daher wohl kaum sein bei moderaten Spannungen. Werde es aber im Auge behalten. Grüsse, Jonas
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Jonas S. schrieb: > Nachtrag: > Oben angehängt die eine Einheit der Kondensatorbatterie: Fail. falsches Bild. Oben angehängt das Richtige.
Jonas S. schrieb: > Im Video kommt das irgendwie nicht > ganz so spektakulär herüber. Ich finde das Video klasse. Ich habe immer gedacht, die Teslaspulen seien Spielereien, aber nun denke ich drüber nach, auch mal solch eine Kiste zu bauen. Irgendwann jedenfalls. Schicke Sache. > habe > ich aber noch keine Probleme bei 188kHz Schaltfrequenz. IGBTs oder FETs? Wie treibst du den GDT eigentlich? Und welche Widerstände hast du vor dem Gate des FETs oder IGBTs? Die Treibertransistoren werden bei meinem Aufbau ab 130-140 kHz recht schnell warm. Ich nutze 10 Ohm als Vorwiderstand. Glaub ich jedenfalls. Ich habe auch eine Diode bei einem Zweiten in reihe befindlichem Widerstand parallel, um den Ausschaltvorgang zu beschleunigen. > Glaubst du, dass für ein weiches Gasrohr eher Rohkupfer oder wertvolles > Elektrokupfer verwendet wird? Ist bestimmt gutes Kupfer. Kannst ja 10 A DC durchfließen lassen und den Spannungsabfall messen. Über den Querschnitt kommst du zur Leitfähigkeit. Wäre eigentlich mal interessant... Dann wäre die Frage endgültig beantwortet. Alternativ kannst du den fertigen Lastschwingkreis separat mit einem Funktionsgenerator treiben. Hast du noch dazu einen Vorwiderstand in reihe, ergibt sich in Resonanz ein ohmscher Spannungsteiler aus dem Vorwiderstand und den Verlusten des Schwingkreises. Kennst du C und F, dann kennst du auch L und aus dem Teilerverhältnis auch die Verluste. Das mache ich auch so, da ich hier zuhause keinen VNA habe. Dann kommt man auf ein paar mOhm. Hast du die Länge des Kupferrohrs und die Skintiefe kannst du wieder die Leitfähigkeit errechnen. Gruß Silvio PS: der nächste Beitrag ist der 500ste
Ich habe meine Vollbrücke inklusive Arbeitskreis mit Funktionsgenerator bei ca 125 kHz betrieben, mit Werkstück und auch ohne. Es zeigte sich, dass ab 170 Volt die Stromaufnahme der GDT-Treiberschaltung immer anstieg und nicht konstant bleibt. Das heißt, dass die FETs für höhere Spannung auch mehr Leistung zum Schalten brauchen. Die Frage ist warum? Meint ihr, dass ist die böse Miller-Rückkopplungskapazität der FETs? Wäre ja möglich, da im Schaltvorgang über diesen Verschiebungsstrom das Gate am Umladen gehindert werden kann. Was anderes fällt mir im Moment nicht ein. Jetzt hänge ich bei 170 Volt fest, welch ein Jammer. Hatte teils 10 A. Trotzdem keine Zahl. Immerhin ist kein Transistor gestorben... Silvio K. schrieb: > der nächste Beitrag ist der 500ste Eigentor :-|
Silvio K. schrieb: > Ich bin an deinem GDT > interessiert und würde es begrüßen, wenn du ein Bildchen und den > Schaltplan deiner Treiberschaltung einstellen könntest. Jonas S. schrieb: > Hi, hier ist noch der Schaltplan bzgl. GDT-Ansteuerung: > http://www.ld-host.de/uploads/images/c10313f970c08... Das hatten wir scheinbar schonmal, bis auf die fehlenden Werte: Die Widerstände haben 6.8Ohm, als deadtime-Diode kommt eine 1N4148 zum Einsatz und beide "Kerko-MMCs" sind aus je zwei in Reihe geschalteten 1µF-SMDs gebildet worden. Die Primärspule "sieht" also 250nF. Der Aufbau war schon bei den ersten Versuchen so - geschehen ist seither lediglich der Tausch des Schmitttriggers gegen den LT1016. Der GDT funktioniert übrigens bis dort, wo es in den Ohren weh tut, wie ich heute beim VERSUCH, imperiale Lichtbögen zu ziehen (Thema ZCS-Resonanzwandler), gemerkt habe. (Es ist by the way mit einem Haufen Trial-und-Error verbunden, bis man schliesslich irgendwo (z.B.) 15A bei 80V hineinbuttern kann und diese dann auch wirklich in der Bogenentladung landen - möglichst noch bei handlichen Spannungswerten...deshalb "Versuch" gross geschrieben.. ;) ) Grüße, Jonas
Jonas S. schrieb: > Jonas S. schrieb: >> Hi, hier ist noch der Schaltplan bzgl. GDT-Ansteuerung: >> http://www.ld-host.de/uploads/images/c10313f970c08... Danke für den Erinnerungs-Link. Deine Gateschaltung ist einfach und damit gut. Es wurde inzwischen so viel gepostet, dass ich nicht mehr wirklich weiß, was alles. Zwei Frage zur GDT-Schaltung: 1. Ist das Übertragungsverhältnis wirklich 4:1? So ist doch die Spannung am Gate ein wenig niedrig, oder? 2. Welchen Sinn hat die Reihenschaltung von 4 gleichen Kondensatoren auf der Primärseite des GDT? Hattest du keine passende Größe parat :-) ? Ich habe mich entschlossen die Deadtime nicht über unterschiedliche Rs zu realisieren, sondern über zwei getrennte GDTs mit 40:60-Rechteck (oder 45:55) für die jeweils gegenüberliegenden FETs. Wenn es gut klappt, dann erzeuge ich nicht mehr so viel Strom bei der 3. Grundfrequenz, das kommt meinem Oszillatorprinzip entgegen. Bzw. bei induktiven Strom hat die Spannung mehr Zeit, um auf die andere Seite zu kommen. 500 V in praktisch Null ist ein bisschen zu schnell, wie ich finde. Viele Grüße und viel Erfolg
So. Habe in den letzten Tagen den zweiten MMC mit je 32 FKP1-Kondensatoren fertig gestellt. Das Kupfergeflecht und die dazugehörigen Überlegungen waren ja schon längere Zeit vorhanden, doch würde die Verbindung zwischen den MMCs auch hinhauen, oder wären unlösbare Probleme zu erwarten? Heute war dann endlich Tag der Wahrheit: Die Verbindung dieser beiden C-Batterien kommt tatsächlich einwandfrei zustande, was bin ich froh darüber! Am Wochenende sind somit höchstwahrscheinlich endlich wieder schmelzende Stahlstücke zu erwarten. ;) @Silvio: Zu deiner Frage: Die Primärspule ist vierdrähtig ausgeführt, um ein Kupfergleichgewicht von Primär- und Sekundärseite zu erhalten. In Tat und Wahrheit ist das ein 1:1-GDT. Der Keramik-MMC wurde verwendet, um die einzelnen Kondensatoren nicht so sehr zu belasten - immerhin fließt dort satt Leistung durch bei höheren Frequenzen. Es wurde aber nach Gefühl gehandelt, das Datenblatt und den Verlustwinkel des Dielektrikums habe ich unprofessionellerweise außen vor gelassen. Wie dem auch immer sei, ich hoffe du kommst auch wieder etwas voran, Silvio! Grüße - Microwave
Hallo, könntet Ihr den Schaltplan bitte nochmals irgendwo hochladen und verlinken?? Leider geht der alte Link nicht (mehr) Danke
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Also einen kompletten Schaltplan hat, soweit ich weiß, niemand hochgeladen. Der Teil mit dem GDT, den ich früher mal hochgeladen hatte, ist hier angehängt. Grüße - Microwave
Hallo Jonas, im Januar hatte ich leider keine Zeit für diese Projekt. Spätestens ab Mitte Februar habe ich Zeit weiterzumachen. Darauf freue ich mich auch schon und kann es kaum erwarten. Der weitere Weg für den I-Ofen ist klar, es muss nur gemacht werden... Viele Grüße Silvio
Guten Tag zusammen, Nachdem der neue Aufbau fertig gestellt worden war, hing ich bei nur einem kW fest. Höher (die vormaligen mit den IRFP250 erreichbaren 2.7kW) konnte ich nur impulsweise gehen, weil die Brücke zu schnell warm wurde. Das Problem war die äußerst "traurige" Ausführung besagter Vollbrücke, die ja schon seit Wiederaufgreifen der Ofenthematik existierte und die außer die IGBTs mit Kühlkörpern zu versehen nie verändert wurde. Hatten die MOSFETs aufgrund ihrer hohen Geschwindigkeit und Perfomance bei höherfrequentem Betrieb das Ganze noch mitgemacht, wurde es den IGBTs aber jetzt schnell zu viel, zumal es ja noch 0815-Pollin-IGBTs waren. Aufgrund dessen habe ich mir die Zeit hergenommen, um das Ganze noch einmal halbwegs vernünftig und mit großen Kühlkörpern aufzubauen, deren hohe Wärmekapazität ich für schnelle aber schwierige Schmelzvorgänge nutzen wollte. Bei der Gelegenheit wurde dann gleich die gesamte Brücke überarbeitet und direkt auf die vier Kühlkörper und mit geringsten Leitungslängen gebaut. Selbst der GDT wurde dahingehend verändert, dass die Leitungen, die nichts zur magnetischen Kopplung beitragen, sprich nicht am Kern anliegen, so kurz wie irgend möglich gehalten werden. Demnach wurde der GDT auch direkt auf die Brücke gebaut. Auch die Verdrillung dieser Zu- und Ableitungen des GDTs wurde kurz überarbeitet. Ich wage übrigens zu behaupten, dass ein quasi-perfekter Übertrager die Signalstörungen, die durch Schaltvorgänge der Brücke entstehen - eben z.B. diese Millerkapazitäts-Probleme - dämpfen oder gar abfangen kann durch instantane Weiterleitung zu den Treiber-ICs. Ich hatte diesen Einbruch der steigenden Flanke ja auch ab einer gewissen Spannung beobachtet und bin nun sehr gespannt, ob sich dies nun gebessert hat - dies kann ich allerdings erst sehen, wenn ich mein Oszilloskop dort unten wieder installiert habe - das könnte vielleicht morgen der Fall sein. Morgen gibt's dann auch Bilder vom neuen Setup. Nichtsdestotrotz funktioniert die neue Vollbrücke sehr prächtig, wobei bis 175V bei einigen A getestet wurde. Aber erst mit vielen(20) Ampere und 155VDC ist es mir dann gelungen, eine M12-Gewindestange aus V2A-Stahl (JAAAA, die habe ich extra DAFÜR gekauft... ;) )an ihrem Ende durch zu schmelzen. Erfreulicherweise haben 4 Liter Wasser von 10°C zuerst ihre rund 60°C bekommen, lange bevor man die Brücke nicht mehr berühren konnte. Nach weiteren geschmolzenen Gegenständen war dann auch der Stelltrafo (0...250V bei 10A) ziemlich warm geworden, vermutlich aufgrund des ungünstigen Spannungs- /Stromverhältnisses von im Schnitt nur 160V bei dafür 18A. Klare Fehlanpassung. ;P Die nächsten Schritte sehen unter Anderem das Erstellen respektive Fertigstellen des PCB-Layouts der Vollbrücke vor, aber schon lange davor könnte ich sicher 4kW Aufnahmeleistung (bspw. 20A à 200V) erreichen, indem ich einwandfreie Gatesignale sicherstellen würde. Eine derartige Leistung wäre jedoch schon etwas zuviel für die Arbeitsspule, da ich in dieser Hinsicht spätestens durch die maximale Wasserdurchflussmenge bei gegebenem Gegendruck und gegebener Pumpenleistung begrenzt wäre (Innendurchmesser = 3mm(!)). Zudem würde lediglich ein noch schnelleres Schmelzen von Stahlstäben dabei heraus kommen, ein Tiegel für größere Stahlmengen oder Aluminumguss passt leider kaum in die schmale Workcoil... Es ist halt dann eine Frage, wie ich weiterfahren möchte - soll Levitation das Ziel sein oder große Mengen an geschmolzenen Metallen? Darüber muss ich mir noch ein paar Gedanken machen - fest steht jedoch garantiert mal, dass zumindest der MMC so schnell kein Update benötigt. Übrigens - selbst mit dem neuen MMC und deshalb nur etwa 75kHz glühte wieder ein 3mm-Kupferstab - gerade in die Spule gehalten. Auch 1mm-Lötzinn schmolz wieder. Beides wurde sogar noch mit der alten Brücke erreicht. Grüße - Microwave
Und hier geht's wieder weiter: Bei voreingestellten 180V bei 19A konnte ich schließlich einen 10mm-Bohrer mithilfe einer isolierten Zange umgekehrt in die Workcoil stecken, wobei die Bohrerrückseite innerhalb einer Minute zu schmelzen begann. Davon wollte ich noch ein Video machen - leider spritzte just in dem Moment Wasser aus der Lötstelle, die das 10mm-Kupferrohr mit der Arbeitsspule verbindet. Heißt im Klartext: Der Ofen ist nicht mehr funktionstüchtig. Absolut bin ich bis 190V bei 20A gegangen, wobei aber plötzlich irgendetwas mit 100Hz zu brummen begann. Das muss ich noch untersuchen, wenn der Ofen wieder funktionstüchtig ist. Nachdem bereits bei 2kW Aluminium von der Spule gut abgestoßen worden ist, und bei 3.5kW Aufnahmeleistung der Effekt auch beim wesentlich schwereren Kupfer aufgetreten ist, habe ich mich dazu entschieden, den Weg der Levitation weiter zu verfolgen. Nicht nur, dass es IMHO spektakulär ist, nein - damit schenke ich mir auch erstmal die Notwendigkeit eines Schmelztiegels. Ich habe nun auch die Gatesignale mit dem Oszilloskop angeschaut. Interessanterweise habe ich immer noch direkt nach der steigenden Flanke diese Delle, die in wilde Schwingungen der Gesamtdauer von 300ns zu ausarten beginnt, sobald die Spannung etwa 150V überschreitet. Und wer hätte es anders erwartet - diese Probleme sind nur am Lo-Side-Schalter zu finden, dort wo der Kollektor also ständig riesigen Spannungsschwankungen unterworfen ist. Am Hi-Side-Switch sieht dagegen alles sauber aus. Würde ich die Zeit messen, bis die positive Flanke am Lo-Side-IGBT also definiert auf 12...15V gekommen ist, würden 500-600ns vergehen. Trotz (Quasi)-ZCS nicht allzu schön. Wenn aufgrund der vor dem Gleichrichter gemessenen 20A der Spitzenwert der 75kHz-Schwingung 28A betrüge, so würden nach 600ns schon fast 8A fließen. Leider ziemlich viel. Ich rechne aber damit, dass sich dies mit einem vernünftigen PCB-Layout geben wird. Eventuell wäre noch zu prüfen, die Gatewiderstände zu variieren. Vielleicht würde schon alles vom GDT "verschluckt" oder rückgespeist werden, wenn aber erst mal 6.8Ohm im Weg sind könnte das trotz gutem GDT problematisch werden. Grüße - Microwave
Hallo Jonas, > damit schenke ich mir > auch erstmal die Notwendigkeit eines Schmelztiegels. Wenn du willst, schicke ich dir einen Tiegel. Ich werde mal die Maße heraussuchen. > Absolut bin ich bis 190V bei 20A gegangen, Wir stehen nun auf der gleichen Stufe :-) Jetzt muss ich langsam ein Brikett nachlegen... :-) > Interessanterweise habe ich immer noch direkt nach der steigenden Flanke > diese Delle Hört sich wie bei mir an. Als Ursache tippe ich auf die böse Miller-kapazität (C_DG) in Verbindung mit dem großen dVDS/dt. Du nutzt doch MOSFETs und die IGBTs nur als Gleichrichter missbraucht, oder komme ich da wieder durcheinander? Aber eigentlich egal. Was ich nicht verstehe, ist, dass dein Highside-Transistor diesen Effekt nicht zeigt!? Beide Transistoren sollten das gleiche Verhalten zeigen, warum auch nicht. Beide Transistoren müssen die gleiche Arbeit verrichten, ob Source oder Drain (bzw. Emitter oder Kollektor) feststeht, macht eigentlich keinen Unterschied. Relativ zueinander bewegen sie sich gleich. Grüße Silvio
Hi Silvio, Ich antworte erst jetzt, da ich einen Doppelpost vermeiden wollte. 1.) Das mit dem Tiegel ist zwar nett und zuvorkommend, momentan habe ich aber noch keinen Bedarf. Außerdem könnte ich es auch mit Feuerfest-Mörtel aus dem Obi-Markt versuchen. 2.) Scheinbar ja - ich wusste gar nicht, dass du auch schon mit mehr als 3kW gearbeitet hast, jetzt fühl' ich mich nicht mehr so einsam. ;) 3.) Ich nutze nun überall IGBTs, da die MOSFETs ja ihren Geist aufgegeben hatten bei den zwischenzeitlichen SSTC-Experimenten. Dicke Bricks zum Gleichrichten und in der Schaltbrücke die vier Pollin-IGBTs. Habe eingesehen, dass ich Mist gequasselt habe. Asche über mein Haupt. Natürlich hast du vollkommen Recht mit egal ob Lo-Side oder Hi-Side und die erneut durchgeführten Messungen widerlegen ebenfalls meine anfängliche Theorie. Somit ist der Blödsinn an allen vier IGBTs zu sehen. Dieser kann übrigens am ehesten mit diesem Bild verglichen werden: http://www.flickr.com/photos/stevencaton/6154282435/in/photostream/lightbox/ Ich weiß nun nicht mehr, wie es mit dem derzeitigen Setup weiter gehen soll. Erniedrige ich den Wert der Gatewiderstände, so begebe ich mich in die Gefahr eines "shoot-throughs". Erhöhe ich den Wert dieser, so sinkt die Flankensteilheit. Ich habe übrigens auch mal vor den Gatewiderständen gemessen. Verblüffende Ähnlichkeiten mit dem Gatesignal, also rührt das Problem nicht von den Gatewiderständen her. Ich werde daher sehen, wie viel ich mit einem anständigen PCB-Brückenlayout gutmachen kann. Und weil ich mit der Spannung nicht höher gehen konnte (das Brummen - wie nach einem Brückendurchschuss - wollte ich nicht noch einmal hören...), bin ich bei 180V mit dem Strom in noch etwas höhere Sphären entschwebt, um trotz allem genügend Leistung für ein sattes B-Feld zu erhalten. ;) http://www.youtube.com/watch?v=zvQbLeWz-fo Aber Fun macht der Ofen allemal und ZCS ist etwas sehr transistorschonendes. Nächster Schritt ist damit eindeutig ein gescheit designtes PCB-Layout der Brücke und nicht zuletzt des Treibers. Noch länger kann man es echt nicht aufschieben. Grüße - Microwave
Das mit dem schwebenden Metall klappt ja schon ganz gut. Sehr schön! Die Spule inkl. Gegenwindung sieht wirklich professionell aus. Saubere Biegearbeit! Was kommt als nächstes? Hast du noch weitere Ziele?
Einige Anmerkungen: 1. Die Frequenz sollte nur so hoch wie nötig gewählt werden, um die Umschaltverluste zu begrenzen. Über die bekannte Formel des Skineffekts lässt sich die Diche der Leitschicht berechnen. Der Durchmesser eines unmagnetischen Schmelzguts sollte min. ca. das 3-fache der Leitschichtdicke betragen, sonst hebt sich der Stromfluss im Metall auf und es wird nur ein schlechter Wirkungsgrad erzielt. Die gilt auch für Eisen oberhalb der Curietemperatur. Bei magnetischen Materialien kann die Arbeitsfrequenz deutlich geringer sein. Blech wird vorzugsweise nicht um die dünne Dicke herum erwärmt, sondern in der flachen Ebene mit großem Durchmesser. So wie dies eine Kochplatte ausführt. Praktikable Werte finden sich hier: http://www.efd.at/prinzip.html 2. Natürlich ist der Wirkungsgrad schlecht, wenn das Material des Schmelzguts einen ähnlichen spez. Widerstand wie das Material der Spule hat. Die Windungszahl ist dabei weitgehend irrelevant, die Spule soll jedoch ausreichenden Kupferquerschnitt und Umfang der Leitschicht haben. Geringe Frequenzen verbessern die Nutzung des Kupferquerschnitts der Spule (Skineffekt). 3. Der Spulendurchmesser sollte nicht viel größer als der Außendurchmesser innenliegenden Schmelguts. 4. Für hohe Leistungen ab ca. 5kW ist die Spule zwingend mit Wasser zu kühlen. Dies ist einfach möglich bei ausreichendem Kupferquerschnitt. Damit ist die Windungszahl begrenzt. Eine Spule mit 5Wdg, 6mm Kupferrohr und z.B. 8cm Innendurchmesser wäre für Versuche der angegebenen Größenordnung geeignet. Es ergeben sich Stromstärken von ca. 750A 5. Stromstärken von 750A sind unschön direkt mit den Schaltgliedern zu erzeugen. Dies macht einen Trafo erforderlich. Ca. 10 Kerne hiervon mit 25Wdg primär sind geeignet. Eisenpulverkerne haben höhere Verluste, dafür reicht geringerer Querschnitt. http://www.spulen.com/shop/product_info.php?products_id=1468 Sekundär nur eine Windung, die aber min. 20x parallel. Also rundum 20 einzelne Windungen. Innen an eine Kupferscheibe angelötet, außen auf einen Kupferring aufgelötet. Sekundäranschluss zwischen Scheibe und Ring. 6. Primärwicklung in Reihe mit ca. 40 Stück FKP1. Kapazität auslegen auf ca. 15kHz. 7. Leistungsglied FF200R12KS4 optimiert auf geringe Ausschaltverluste. Gibt es ab und an bei ebay günstig. 8. Ansteuerung mit fertigem Treiber z.B. Scale2. 9. Vorsichtsmaßnahmen beachten! Zwischenkreis direkt aus 230V oder ab 3kW 400V Stromnetz über Brückengleichrichter. 2x 100µF Folienkondensatoren in Reihe. Stromfestigkeit 50A beachten. Knoten ist virtuelle Masse, Last geht von hier zum Ausgang der IGBT-Halbbrücke. Galvanische Trennung erledigt Treiber bzw. LEM wandler. 10. Verdrahtung Zwischenktreis zu IGBT streng bifilar. Optimal: aufeinanderliegende Aluplatten mit Hartpapier als Isolation. 11. Strommessung primär mit Lem-Wandler. Spitzenwertgleichrichtung hinter Bürde mit OP, dann auf einen VCO. Regelung der Leistung durch Frequenzmodulation. Einschalten bei 30kHz, VCO regelt hinunter bis ausreichend Strom gezogen wird. Obige Konfiguration bringt an 400V ca. 7,5kW. Grenzen: -Erwärmung Trafo -Sättigung Kerne -Spannung an Kondensatoren -Erreichen des Resonanzpunkts als minimale Impedanz. Wenn Resonanz fast erreicht, Impedanz reduzieren durch Abnahme von Windungen. -Resonanzpunkt nicht überschreiten, sonst Zerstörung des IGBT Moduls durch Schaltverluste beim Kommutieren von Diode auf gegenüberliegenden IGBT. Bis 20kW sind möglich durch Vergrößerung von Trafo und Kondensatoren. Das Konzept ist skalierbar bis ca. 1MW, dann allerdings nicht mehr im Bastelkeller.
Wow, ziemlich genial, diese Information - Vielen Dank dafür! Werde das ein oder andere sicher in den nächsten Aufbau übernehmen, wobei das Prinzip (Vollbrücke->Stromtrafo->Serienresonanzkreis, Aufbau=Großsignaloszillator) aber vorerst noch gleich bleiben werden. Da hatte ich kürzlich ja gerade hochskaliert und mit dem derzeitigen Kondensatorenpack und meinem Einspeise-Stromtrafo sind 8...10kW garantiert im Bereich des Machbaren. Die größte und zudem schwer bis kaum lösbare Problematik ist für mich eindeutig in der Netzanbindung vorhanden, habe ich doch nur 13A bei 230V NOMINELL verfügbar. Wenn ich einen elektroinstallationstechnischen Albtraum aufzöge und von den zwei Steckdosen im Bastelraum jeweils die Phase nähme, könnte ich maximal an 400V/13A arbeiten. Die Treiber-Fertiglösung erscheint (mir zumindest) ziemlich genial. Wenn man kein Muster bekäme, kostet der Spaß aber garantiert nicht wenig, auf eine Preisanfrage habe ich mal verzichtet. Das Problem mit so einer Fertiglösung ist halt auch hauptsächlich, dass der (mir persönlich nicht unwichtige) Lernwert recht gering ausfällt. Irgendwie macht es zudem Laune, wenn man mit jeder neuen DIY-GDT- bzw. DIY-Treiberversion ein Stückchen weiter kommt. Wie schon erwähnt, auch wenn nicht alles so einfach umsetzbar ist, ist dein Beitrag doch einiges wert! Silvio K: Danke für die Blumen! Ja - ich habe noch weitere Ziele. Ich möchte gerne irgendwann mal V2A-Stahl bzw. ferromagnetischen Stahl ü. C-Temperatur zum Schweben bringen, respektive schwebend schmelzen. Aber als nächstes kommt das Bisherige einfach nochmal, aber an 325V und mit anständigen Gatesignalen und damit einhergehend mit einem gescheiten PCB-Aufbau des Ganzen. Vielleicht dann auch mit schwebend schmelzendem Kupfer. Bisher habe ich leider nur hinbekommen, Aluminium levitierend zu schmelzen. Eigentlich wäre das schon mehr als genug spektakulär, wenn Aluminium ohne komplizierten oder diffizilen Tiegel die Schmelztemperatur von Eisen erreichen würde oder sogar noch darüber hinaus käme. Leider ist Aluminium ja u. U. brennbar, was sich ja am schönsten bei einer Thermitmischung zeigt. Nicht, dass ein Klumpen Alu bereits bei 900°C in gewöhnlicher Luftatmosphäre Feuer fangen würde, aber bei 1500°C wäre ich mir dessen auch nicht mehr all zu sicher. Und wenn dann so eine konzentrierte Menge hocherhitzten Metalles zu fackeln beginnen würde, wüsste ich jetzt gerade nicht ohne Not, was ich tun sollte. Bei Kupfer besteht dieses Problem m. E. nicht. Wäre es eigentlich möglich, ein Schnellwechselsystem der Arbeitsspule einzurichten? Es gibt doch sicher irgendwelche Schraubverbindungen, die exzellent leiten und heißwasserbeständig sind? Denke da gerade an so Verbinder von Wasserrohr zu Gartenschlauch oder von diesem zu einer Metalldüse. So ähnliche Schraubverbinder meine ich, aber einfach in kleiner und aus Kupfer statt Messing, fällt dir (oder den anderen Mitlesenden) gerade etwas ein dazu? Ich bin nämlich felsenfest davon überzeugt, dass man bei industriellen Klein-Öfen auch nicht immer die Spule ablöten und danach eine neue anlöten muss. Mitte Februar wäre ja schon fast vorbei, hast du wieder mal Zeit und Lust gefunden um fortzufahren? Grüße - Microwave
Hi Jonas, Zeit habe ich schon, aber ich bin noch am Aufräumen (die Grundlage für alles). Dann, du weist ja, möchte ich nicht nur den Ofen an sich verbessern, sondern auch die periphere Messtechnik erweitern. Bisher habe ich die analogen Signale um 125 kHz per Überlagerung ins akustische Frequenzband gebracht, um die Soundkarte als AD-Wandler nutzen zu können. Das hat auch gut funktoniert. Für 2 Kanäle ging es jedenfalls gut. Ich möchte nun mindestens 3 Signal parallel "einlesen". Ich habe schon eine 4-kanalige Soundkarte, frage mich aber derzeit, ob so ein Überlagerungsempfänger nicht die Kanone für den Spatz ist. Solch niedrige Frequenzen kann man ja sehr leicht direkt abtasten bzw. unterabtasten. Aber eben nicht mit der Soundkarte, die leider für diesen Zweck zu schmalbandig ist. So dachte ich mir, ich könnte meine eigene "Sound"-karte basteln. Das ist prinzipiell kein Problem und ich könnte mich abermals mit Logikentwurf auf FPGA-basis beschäftigen. 4 AD-Wandler (von AD oder TI) + FPGA + SRam + FTDI = Samplerkarte. Ich würde auch nur mit 100 kSa/s abtasten und höhere Frequenzanteile analog filtern. Den Rest dann digital. Ich würde an Genauigkeit gewinnen. Die Software und vor allem die Kalibrations-/Korrekturroutinen würden sich erheblich vereinfachen. Mal schauen wo es hinführt. Im Moment muss ich mich entscheiden was ist zuerst mache... Microwave schrieb: > Wenn ich einen elektroinstallationstechnischen Albtraum aufzöge und von > den zwei Steckdosen im Bastelraum jeweils die Phase nähme, könnte ich > maximal an 400V/13A arbeiten. Wenn es zwei Phasen sind, ist es doch einwandfrei ;-) Hast du denn einen passenden Transformator? Viele Grüße Silvio
Silvio K. schrieb: > Mal schauen wo es hinführt. Darauf bin ich auch schon gespannt! Soll das gesamte Vorhaben eigentlich nur Information für dich selber und für die hiesigen Mitstreiter liefern, oder gedenkst du in fernerer Zukunft gar die große Schleife zu schließen und den Ofen sich selbst (nahezu) perfekt steuern zu lassen? Würde mich mal interessieren! Silvio K. schrieb: > Wenn es zwei Phasen sind, ist es doch einwandfrei ;-) Kommt ganz auf den vorhandenen Bastel-Anteil an. ;) Würde dann wohl schon etwas Geld in eine gescheite Installation investieren. > Hast du denn einen passenden Transformator? Leider nicht. Vielleicht bekomme ich meine Anlage aber mit 1200V-IGBTs direkt an 400V zum Laufen...das wird sich anhand der Gatesignale zeigen, sobald mal ein annehmbares Layout steht. Ich habe ja immer noch vollstes Vertrauen in das PCB-Vorhaben. Momentan wäre ich schon heilfroh, wenn ich an blanken 230V arbeiten könnte ohne Trennung oder sanftes Hochdrehen des Variacs. Und solange bis die Sicherung für meinen Geschmack zu oft fliegt, bliebe ich wohl noch auf dem 325V-Level. Schleichende Installations-Kabelerwärmung aufgrund permanenter Grenzwertüberschreitung ist meines Erachtens auch kein Problem, weil "meine" Steckdose über den C13-Automaten fast direkt an den 63A-Panzersicherungen hängt. Da sind daher keine 50cm normales Installationskabel dazwischen, aber irgendwann steigt vielleicht trotzdem mal der Zähler aus.... ;P . Will mich die Tage nun wirklich mal etwas zusammenreißen und das Layout erdenken. Freundliche Grüße - Microwave
Den größten Schmelzofen für Dentalmetall hier im Labor haben wir seit 18 Jahren ... Ein Italiener mit Namen Segnoir 5 kW Deluxe ... Da ist ein Satz Kondensatoren, so groß wie Putzeimer drin, eine Wassergekühlte Röhre etwa 60 cm hoch, Durchmesser 45 cm und sehr wenig Inhalt. Dann noch ein bisschen Pertinax und Hartpapier. Die Außenseiten und der Raum wo die Zentrifuge drin läuft (Wir schmelzen die Metalle in einem Keramikbecher und schleudern das flüssige Material durch Zentrifugalkraft in die Gipsform) sind aus Kupferplatten. Neulich habe ich mal aus Spaß einen Fehlguß der ca. 250 Gramm wog aus div. medizinischen Metallen reingepackt um den kleiner für die Scheideanstalt zu kriegen. 250 Gramm macht der Segnoir auf größter Stufe mit leisem Brummen (Takt an der Spule soll laut Aufschrift 1MHz sein.) in 45 sec. flüssig. Wenn ich als Zahntechniker mehr von HF verstehen würde, wäre das mal ein HF Ofen, den ich gerne tiefergehend verstehen würde.
Microwave schrieb: > Soll das gesamte Vorhaben eigentlich nur Information für dich selber und > für die hiesigen Mitstreiter liefern, oder gedenkst du in fernerer > Zukunft gar die große Schleife zu schließen und den Ofen sich selbst > (nahezu) perfekt steuern zu lassen? Primär möchte ich den Ofen als Werkzeug nutzen. Für den Zweck muss er zuverlässig laufen. Glühen, Härten, Schmelzen sind die Anwendungen. Die Messtechnikgeschichte macht es mir zusätzlich schmackhaft. So sind Ofen und Messeinrichtung fast schon zwei separate Projekte. Die Informationen, die ich dann erhalte, möchte ich der Allgemeinheit zugänglich machen. In erster Linie möchte ich Ersatzschaltbilder der Last anbieten (Verkopplung Arbeitsspule <-> Werkstück). Das war auch mein erstes Problem beim Design des Ofens bezüglich der Grundparameter (Ströme, Spannungen, Windungszahlen, Frequenz, etc.) Ich möchte das so allgemein fassen, das Leuten, die einen solchen Ofen bauen möchten, diese Informationen geboten werden, egal ob Royer oder Vollbrücke. Die perfekte Steuerung soll den gemessenen(!) Energieeintrag in das Werkstück regeln. Aus den Messwerten und dem Ersatzschaltbild der Last kann man das einfach berechnen. Zahntechniker schrieb: > Den größten Schmelzofen für Dentalmetall hier im Labor haben wir seit 18 > Jahren Wir würden uns sehr über Fotos freuen !
Über Distributtoren wie Hy-Line sind die 2x4W Treiberkerne für deutlich unter 100 EUR zu bekommen. Es gibt da auch ein Evaluation Board für, auf dem die Z-Dioden für Überspannungsschutz sowie die Widerstände für die Entsättigungserkennung sitzen. Lerneffekt verstehe ich so, dass wenn ich einen Induktionsofen bauen will, für mich erstmal die Induktionsanwendung (Anpassung Spule an Last, Schwingkreis, Anpasstrafos...) sowie die Regelung (Oszillator selbstschwingens auf Resonanz oder Oszillator nachgeführt auf Resonanz usw. mit Stromregelung oder Spannungsregelung) von Bedeutung ist. Nach dem Motto keinen 5-Fronten Krieg zu führen ist hier schon Arbeit genug gegeben udn wenn das alles mal läuft, lässt sich immer noch ein eigener Treiber bauen. Dann sind dessen Probleme aber isoliert von den anderen Fehlerquellen lösbar. Natürlich geht es mit ein paar 4049, RC Totzeitgliedern und je IGBT/FET einem N/P FET als Leistungstreiber. Der Komfort fertiger Treiber liegt aber in einer recht idiotensicheren Umsetzung folgender Merkmale: -Schutz des IGBT bei Überspannung durch intelligenten Soft-Clamping. Damit ist keine einfache Z-Diode zwischen C und G gemeint, wie es auch professionelle Firmen teilweise in der Hoffnung umsetzen, dass dieser Schaltungsteil nie aktiv wird. -Schutz des IGBT gegen Entsättigung. Das funktioniert bei hartem Kurzschluß direkt mit dem Schraubendreher zwischen Ausgang der Halbbrücke und Zwischenkreis. Das mit einem selbstgebauten Treiber zuverlässig hinzubekommen erfordert schon den Aufwand einer Diplomarbeit. -Zuverlässige galvanische Trennung der Betriebsspannung und der Ansteuersignale -Einstellbare Totzeit -Betrieb bis 100kHz bei kräftigen IGBTs mit schönen Schaltzeiten ohne parasitäres Klingeln. usw. usf. Ideal ist, wenn es die Leistungsstufe nie beschädigt wird, auch wenn am Schwingkreis beim Testen Fehlanpassungen vorliegen. Und genau das kann ein intelligenter Treiber. Der Parallelkreis hat natürlich den Vorteil, dass hohe Ströme nur lokal fließen und dass die Spannungen gering sind. Mit einem Stromzwischenkreis und einer überlappend(!) schaltenden Brücke lässt sich der elegant ansteuern. Leistungsregelung über den eingeprägten Zwischenkreisstrom, also bevorzugt über einen stromgeregelten, vorgeschalteten Tiefsetzsteller oder einen gesteuerten Gleichrichter. Ist aber doppelt Aufwand. Der Serienkreis ist pflegeleicht, erfordert aber höhere Spannungen und mehr Nachdenken am Anpasstrafo. Irgendwo muss man die kVA unterbringen und bei Nutzleistungen von 10kW sind typisch 50kVA erforderlich. Das sind immerhin 1kV bei 50A oder eine schöne Bank FKP1. Da die Spule aus Kupfer ist, sollte der Wasserdurchfluss hoch genug sein, sie unter grob 50°C zu halten. Dann bleiben die ohmschen Verluste geringer und Baumarktschläuche reichen aus. Für auswechselbare Spulen schraubt man plane Kupferplatten direkt aufeinander. Auflagefläche ca. 2x3cm für die hier diskutierten Leistungen. das Wasser kann durch diese Platten fließen, wenn sie durchbohrt sind und für jeden Anschluss eine Nut für einen Dichtring eingefräßt ist. Seitlich zwei Schrauben zum Anüpressen der Platten. Die Spule ist hartgelötet an zwei Platten und der Hochstromtrafo auch. Weichlot schmilzt weg, Widerstand ist zu hoch-Verluste. Aufgelötete Röhrchen für Anbschluss der Wasserschläuche. Moderne Mikrocontroller können mit 400kHz bei 10 bit sampeln. Bei zwei ADCs sind so 150kHz direkte Abtastung überhaupt kein Problem. Anti-Alias-Filter entfällt, die Werte werden quadriert, addiert und dann radiziert. Schon ergibt sich Ueff und Ieff. Leistungsmessung: -An der Spule Ueff, Ieff und cos(Phi) messen wird sehr ungenau. Der Phasenwinkel liegt nahe 90° und wenige Grad Messfehler machen die Leistungsmessung zunichte. -Am Schwingkreis ist der Phasenwinkel besser, in Resonanz 0°. Hier geht Ueff*Ieff*cos(Phi) recht gut. Oder in einer schnellen ADC Routine 1/T*Summe von 0 bis T über [u(t)*i(t)]. -Einfachst und genauer als obige Lösungen: messung am Zwischenkreis. Wirkungsgrad der Endstufe >95%. Verluste im Kondensator: typisch 0,1%. Nicht leicht zu trennen sind die Verluste vom Bauteil mit denen der Spule. Beide Effekte ändern sich je nach Feldgeometrie und den Lasteigenschaften.
Hallo Walter,
das hört sich schwer nach Erfahrung an. Besonders deine Ausführungen zur
Leistungsmessung habe ich aufmerksam gelesen. Dein Vorschlag am
Zwischenkreis zu messen, ist natürlich verlockend einfach, aber wie du
schon erwähnt hast, kann nicht auf den Wirkungsgrad und auf den
Energieeintrag geschlossen werden. Deshalb möchte/messe ich auch auf der
Grundwelle am Arbeitskreis. Der Arbeitskreis lässt praktisch nur die
Grundwelle zu, sodass der Spannung/Wirkstrom auch nur diese Frequenz
umfasst. So kann man deine vorgeschlagene Zeitbereichsrechung auch in
der komplexen Rechnung vollziehen. Nach Umwandlung in Phasoren wird aus
u(t)*i(t) -> U mal I* ("*" meint hier konjugiert komplex). Supereinfach
auch Z=U/I am Arbeitskreis, und dadurch "sieht" man alles. Ob Resonanz
getroffen, Wirkanteil, kleinste Änderungen werden sichtbar.
Du kannst gerne noch ein wenig mehr ausführen!!!
Grüße
Silvio
Wenn der Kreis in Resonanz betrieben wird, erscheint die Last reell und die Schwingströme - und Spannungen sind sinusförmig. -Beim Serienkreis ist die Speisespannung am Inverterausgang rechteckförmig (Spannungszwischenktreis) und der Strom sinusförmig (aufgezwungen durch Resonanzkreis). -Beim Stromzwischenkreis ist der Speisestrom rechteckgförmig (Stromzwischenkreis) und die Spannung sinusförmig (aufgezwungen durch Resonanzkreis) Damit ist die Leistungsmessung trivial: die Rechteckgröße kann als konstante Gleichgröße entweder gleichgerichtet oder besser am Zwischnkreis gemessen werden und die Sinusgröße über einen Spitzenwertgleichrichter. Mit Wurzel(2) ergibt sich die Leistung. In Resonanz ist die Phase 0°. Bei Betrieb außerhalb Resonanz sind die Schwinggrößen nicht mehr sinusförmig. Die Leistung kommt zwar weiterhin alleine aus der Grundwelle (die Oberwellen erzeugen keine Wirkleistung), aber die Spitzenwertmessung wird ungenau. Eine TrueRMS-Messung ist leicht im Mikrocontroller möglich und hat bei 400 Kilosamples auch genügend Bandbreite. Zusammen mit dem Capture-Timer lassen sich mehrere Verfahren umsetzen: 1. Messung und numerische Integration Inverterstrom(t)*Inverterspannung(t) zur Leistung. Das ist recht genau bei guten bis mittleren Phasenwinkeln. Nachteil ist, dass die Messungen von Spannung und Strom phasengenau sein müssen. Schon die Phasenverschiebung durch den LEM-Wandler verursacht einen erkennbaren Messfehler. Korrektur geht über eine Verzögerung, wozu der Mikrocontroller zu langsam ist. Hier lässt sich nur durch einen Offset und eine Verstärkung bei der Leistungsauswertung eine gute Genauigkeit erzielen. Im FPGA geht das natürlich eleganter. Schaltungstechnich bestehen auch Möglichkeiten (analoge Verzögerungsleitung). 2. Messung Ueff, Ieff, Phi. Berechnung Ueff*Ieff*cos(Phi). Liefert ähnliche Ergebnisse wie oben. Messung von Phi über Capturefunktion des Mikrocontrollers. Für beide Verfahren gilt: Generell wird die Messung bei schlechten Phasenwinkeln sehr ungenau. Wenn bei 85° 50kVA mit 5% Messfehler gemessen werden und die tatsächliche Leistung nur einen Bruchteil der 50kVA beträgt, ist der Messfehler sehr hoch. Die Messung im Zwischenkreis ist davon unbeeindruckt. Sie erfasst zwar nicht die Verluste in der Endstufe, diese sind aber als Modell leicht abbildbar: -Schaltverluste nahezu proportional zu I*sin(Phi) -Durchlassverluste nahezu proportional zu I, da Sätigungsspannung halbwegs konstant. Mit diesen Daten lässt sich erfassen, in welchem Zustand der Schwingkreis sich befindet. Das geht per Hand mit komplexer Rechnung oder ebenso gut mit reellen Zahlen im Controller/FPGA. Das Problem liegt darin, aus den gemessenen Werten auf die Erwärmung zu schließen. Es ist festzustellen, dass gänzlich unterschiedliche Werkstücke in der Spule die selben Parameter am Inverter hervorrufen können. Durch Feldverdrängung in der Spule ändert sich deren effektiv genutzter Querschnitt. Ummagnetisierung des Eisens erscheint als ohmscher Widerstand usw. Auch Simulationen mit FEM führen oft zu erheblichen Fehlern. Es lässt ich kaum auftrennen, welcher teil der vom Inverter abgegebenen Leistung nun im Werkstück steckt oder im Kühlwasser der Spule. Man kann aber sagen, dass Inverter + Schwinkreis gut 95% Wirkungsgrad erreichen. Verluste entstehen hauptsächlich im Anpasstrafo (Wirkungsgrad je nach Bauart 70...95%) und in der Spule (Erwärmung Kupfer mit Kupferspule ergibt Wirkungsgrade unter 40%). Hierzu gibt es Fachliteratur, welche typische Wirkungsgrade für verschiedene Anordnungen nennt. Das lässt sich theoretisch nicht berechnen und die Simulation in Ansys ist aufwendig und unsicher. Im Allgemeinen ist auch nicht die Leistung aufs Prozent genau wichtig, sondern nur die Reproduzierbarkeit eines Erwärmprozesses. Da die Verluste letztlich im Kühlwasser stecken, ist hier noch über Durchflkuss und Temperaturgradient eine Abschätzung des Spulenwirkungsgrads möglich.
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So, es ist nun wieder ein Weilchen her, aber es geht langsam und kontinuierlich voran. Die letzten freien Stunden verbrachte ich mit dem Aufbau eines neuen GDT-Treibers für 2 Übertrager. Praktisch einen Doppeltreiber mit stufenlos einstellbarer Einschaltverzögerung der Einzelsignale. Funktioniert auch einigermaßen gut. Die Besonderheit der Verzögerung ist eventuell die RC-Komponente, bei der der Kondensator eine langsame 1N4004-Diode darstellt, also ein unüblicher Kondensator. Zur Verdeutlichung des Speichereffekts habe ich mal wieder eine kleine Animation gebastelt, vom RC-Glied alleine. Gelbe Kurve ist ein Funktionsgenerator der einen Spannungsteiler aus einem 1k-Widerstand und besagter Diode treibt. Kanal 2 ist die Spannung über der Diode. Da erkennt man schön diesen Seichereffekt. Der Nulldurchgang der Diodenspannung hat ein schnelles du/dt. Das hat mir gut gefallen für die Nutzung weiterer Komparatoren. Im Schaltplan des Treibers habe ich es so gut wie es ging umgesetzt. Die Gatespannungen sehen in etwa so aus (SCR40.png). Wenn die Lücke zwischen Ab- und wieder Einschalten zu groß wird, hat man aber auch wieder Probleme. Bis demnächst... Silvio
Hallo Microwave, es gibt Schottverschraubungen von Serto für verschiedene Rohrdurchmesser die eignen sich sehr gut. Bei mir liegen die schon länger, aber weiter bin ich noch nicht gekommen. Jetzt bekomme ich erst mal die C's aus einem Industriegerät. Sollte jemand ein Platinenlayout für einen Oszillator haben so besteht Interesse. Gruß HB
Moin moin liebe Freunde der induktiven Erwärmung. Ich habe (fast) alle Beiträge gelesen und mittlerweile selber mit den Planungen zum Bau einer induktiven Heizung begonnen. Das aussichtsreichste Konzept für eine einfache Umsetzung ist mit Abstand der IGBT-Royer-Oszillator mit hocheffektiver Gateansteuerung von Herrn Rehrmann. Allerdings haben sixh bei der Vorplanung mehrere Beschaffungshürden aufgetan. Besonders der nötige Übertrager bremst mich ungemein aus. Einen passenden Kern habe ich gefunden: https://www.buerklin.com/default.asp?event=ShowArtikel%2883D369%29&l=d&jump=ArtNr_83D369&ajaxLoad=true Allerdings ist das richtige Wickelmaterial nirgendwo zu vertretbaren Preisen beschaffbar. In dem Beispiel von Herrn Rehrmann werden die Wicklungen mit Kuperlacklitze 500x0,1 ausgeführt. Allerdings ist mir dafür keine Quelle bekannt. Meinen Planungen liegen folgende Eckdaten zu Grunde f=50kHz P ca. 2kW und eine maximale Sekundärspannung von 25V (wegen der Berühungssicherheit des Kupferrohres). Damit bräuchte ich ca. 6m Litze oder vergleichbares Material. Die Suche brachte folgendes Ergebniss: http://www.spulen.com/shop/product_info.php?products_id=81 Bei einem Bedarf von 6m unbezahlbar. Daher habe ich nach alternativen gesucht und bin auf das gestoßen: http://www.spulen.com/shop/product_info.php?products_id=1159 Allerdings bin ich mir nicht sicher, ob das Flachband geeignet ist. Vielleicht kennt einer von euch Quellen für Kupferlacklitze oder kann mir etwas über die Brauchbarkeit des Flachbandes sagen. Vielen Dank auch für die bisherigen Informationen Kahless
Willkommen in der Runde! Ich habe noch ein paar kg 90x0,1 (0,71mm²) seidenumsponnen, da müßte man viele (8-10) parallelschalten. > Bei einem Bedarf von 6m unbezahlbar. Daher habe ich nach > alternativen gesucht und bin auf das gestoßen: 1,5m (100g) kosten 16,86 , Deine 6m (400g) kosten 4*16,86=67,44 Euro, ganz schön happig. DER Hersteller heißt pack-feindrähte, habe ich oben schon geschrieben: Beitrag "Re: Wer hat Erfahrung mit Induktionsöfen >1kW" da kostet das kg ca 60-80 Euro (Cu ist leider sehr teuer geworden, heute 6,26/kg). www.ebay.de/sch/zhoefler/m.html hatte 2009 5m Rupalit HF-Litze 60x0,355 (5,94mm²) für 6,00+ angeboten, kannst ihn fragen, ob er noch was davon hat. Damals stand im Angebot, er habe eine größere Menge davon. Bürklin hat(te?) auch HF-Litze von Block. Du kannst aber auch einfach mehrere CuL sauber parallel (multifilar) wickeln. Viel Erfolg!
eProfi schrieb: > Willkommen in der Runde! Danke :D Bei Pack-Feindrähte habe ich bereits angefragt. Aber das Angebot rechnet sich erst bei sehr großen Mengen. Die wollten 30,00 EUR Pauschal zzgl. Kupfer, Spulen und Verpackung, da bin ich dann auch schon wieder bei so ca. 40-50€. An den Verkäufer bei Ebay habe ich mich auch schon gewendet (Danke für den Link, da gibt es viele schöne Schnäppchen), aber bis dato kam noch keine Antwort. Es könnte an der Ferienzeit liegen, dass dort niemand zu erreichen war. > Bürklin hat(te?) auch HF-Litze von Block. Jap Bürklin führt ebenso wie Rechelt HF-Litze, allerdings ist bei beiden Anbietern die größte Bündelung 120x0,1. Was bedeutet, dass ich wieder 5 Stränge zusammenfassen müsste und ca. 2 Rollen benötigen würde. Damit wäre der Preisvorteil auch wieder weg. > Du kannst aber auch einfach mehrere CuL sauber parallel (multifilar) wickeln. Daran habe ich auch schon gedacht, allerdings hege ich die Befürchtung, dass ich eine unzulässige Erwärmung riskiere, wenn ich nicht 100% sauber arbeite. Also werde ich erst einmal abwarten ob sich der Ebay Verkäufer noch meldet. Sollte er dies nicht tun, dann werde ich wohl in den sauren Apfel beißen müssen und eine größere Summe in die Hand nehmen müssen, als ich wollte.
Hallo, für die Hartgesottenen, die sich mit einstelligen kW-Leistungen nicht mehr zufrieden geben, habe ich meine Schaltungssammlung erweitert: http://www.joretronik.de/Web_NT_Buch/Kap13_4/Kapitel13_4.html In Bild 13.3.2 E ist zu sehen, wie man auch große IGBT-Module mit relativ geringem Aufwand ansteuern und schützen kann. Die Ansteuer-/Schutzschaltung wurde ursprünglich für einen 40-kW-Schweißinverter entwickelt und später erfolgreich für die Ansteuerung eines Teslatrafos (SSTC) verwendet. Die in der ursprünglichen Schutzschaltung noch vorhandene Überwachung des Versorgungsstromes der IGBTs hat sich beim Teslatrafo als nicht notwendig erwiesen und ist daher entfallen. Natürlich kann die Schaltung mit den entsprechenden Modifikationen auch für den Betrieb eines Induktionsofens verwendet werden. Daher auch mein Hinweis an dieser Stelle. Jörg
Jonas S. schrieb: > Somit ist der Blödsinn an allen vier IGBTs zu > sehen. > Dieser kann übrigens am ehesten mit diesem Bild verglichen werden: > http://www.flickr.com/photos/stevencaton/615428243... > Ich weiß nun nicht mehr, wie es mit dem derzeitigen Setup weiter gehen > soll. Habe - glaube ich - gefunden, was den Blödsinn verursacht hat: Shoot-Through! Ich fing die Tage ganz unten an und nahm ein Paar Bricks zur Hand und schloss daran den alten IH-IGBT-Treiberkreis an. Nach markantem Vergrößern des GDTs sah das Signal bei 5kHz ganz passabel aus (Die Transistoren haben bei 15V immerhin je 110nF, also zusammen 6.6mC(!))...bis ich dann Brückenspannung dazu gab. Das Gatesignal ähnelte instantan wieder obigem gepostetem Bild, aber so konnte es nun einfach nicht mehr weiter gehen. Nach dem Versuche fehlschlugen, die Schwingungen zu blocken, durch Installation von kleinen SMD-Kondis direkt am Gate, war ich mit meinem Latein definitiv am Ende. Die letzte Sache, die ich jetzt noch probieren wollte, war die Verzögerung der "leading edge", mittels Installation von RD-Gliedern direkt an den Eingängen beider TC4452-Chips, um eventuellen Shoot-Through zu vermindern. Zwar schwingt der (recht induktive) GDT nun einfach noch etwas aus, da der andere Treiber noch nicht einschaltet, wenn der eine Treiber aus ist, aber trotzdem wurde Brückenspannung angelegt und hochgedreht, mit Ergebnis: Das Gatesignal verzog sich nicht mehr und außer dem Spannungs-Plateau (das jetzt auch keine tiefe Delle mehr war) und dem GDT-Ausschwingen, waren somit keine weiteren Unschönheiten mehr zu erkennen. Nun wird der GDT noch verbessert (Streuinduktivität eliminieren!!) und vorallem die Treiberschaltung fit gemacht für höhere Frequenzen. 18...20kHz wären jetzt erstmal das Ziel. Die Forschungsrichtung ist jetzt aber erstmal nicht "Induktionsofen". Grüße - Microwave P.S. @ J. Rehrmann: Haben Sie diese Power-SSTC bereits gebaut? Wäre es möglich, Bilder bzw. Videoaufnahmen vom Betrieb zu sehen? Würde mich doch brennend interessieren, angesichts der exorbitanten, angegebenen Dauerleistung!
EDIT: Der neue GDT funktioniert grundsätzlich wie eine 1, wobei aber das Totzeit-Plateau nicht ganz bei 0V liegt, sondern eher bei 3..4V bzw. -3...-4V. Grund dafür ist der HC132-Oszillator, der kein g von exakt 0.5 generiert, was somit in Verbindung mit dem Übertrager schließlich den Offset bewirkt. Grüße - Microwave
Microwave schrieb: > EDIT: Der neue GDT funktioniert grundsätzlich wie eine 1, wobei aber das > Totzeit-Plateau nicht ganz bei 0V liegt, sondern eher bei 3..4V bzw. > -3...-4V. > Grund dafür ist der HC132-Oszillator, der kein g von exakt 0.5 > generiert, was somit in Verbindung mit dem Übertrager schließlich den > Offset bewirkt. > > Grüße - Microwave Das ist allerdings nicht der Grund. Dieser Effekt tritt auch bei absolut symmetrischer Ansteuerung auf. Vielmehr ist das eine Folge des Koppelkondensators, den man üblicherweise primärseitig in Serie zum GDT schaltet. Durch den Magnetisierungsstrom des GDT bricht dessen Spannung bis zum Beginn der nächsten Totzeit immer etwas ein. Das hat zur Folge, dass der Pegel der nächsten Totzeit etwas überschwingt. Der Überschwinger sollte aber nicht wesentlich größer als 1 V sein, sonst wirds gefährlich. Schließlich sollen während der Totzeit ja alle Transistoren sicher sperren. Abhilfe schafft ein größerer Koppelkondensator und/oder ein hochpermeabler GDT-Ferritkern. > P.S. @ J. Rehrmann: > Haben Sie diese Power-SSTC bereits gebaut? > Wäre es möglich, Bilder bzw. Videoaufnahmen vom Betrieb zu sehen? > Würde mich doch brennend interessieren, angesichts der exorbitanten, > angegebenen Dauerleistung! Selbstverständlich habe ich diese Schaltung schon aufgebaut und getestet. Von Dauerleistung kann allerdings keine Rede sein. Das schafft meine Hausinstallation definitiv nicht. Auch die IGBTs kommen bei diesen Frequenzen schnell an ihre Grenzen. Im ungünstigsten Fall produziert so ein IGBT ca. 30 mJ Schaltverluste pro Periode. Bei Teslafrequenzen um die 100 kHz im Dauerbetrieb wären das immerhin 3 kW Verlustleistung pro IGBT also insgesamt 12 kW bei 2 Modulen. Beim Teslatrafo werden die IGBTs deshalb nur im Impulsbetrieb gefahren, dann allerdings mit Impulsleistungen bis über 100 kW. Mittlere Leistungen von 5-10 kW lassen sich an einem 16-A-Drehstromanschluß problemlos erreichen. Publizierbares Bildmaterial habe ich z.Zt. leider noch nicht. Ich werde es bei dem nächsten Testlauf mal versuchen. Das kann noch etwas dauern, weil ich im Moment etwas knapp mit der Zeit bin. Jörg
Jörg Rehrmann schrieb: > http://www.joretronik.de/Web_NT_Buch/Kap13_4/Kapit... Danke Jörg für den Hinweis. Grundsätzlich finde ich die Schaltung hochinteressant. Nicht wegen der Leistung, sondern wegen der geringeren Spannungsbelastung der IGBT´s gegenüber dem Royeroszillator, dem Überlastungsschutz und der einfachen Leistungsregelung mittels TS 555. Allerdings hat diese Schaltung gegenüber dem Royer auch einen kleinen Nachteil. Immerhin muss man den Inverter per Hand auf die Resonanzfrequenz einstellen. Wenn allerdings ein Werkstück in die Arbeitsspule eingeführt wird, erfolgt eine Verstimmung des Schwingkreises, wenn ich mich nicht irre. Also muss die Frequenz von Hand nachgeregelt werden. Dies entfällt beim Royer weil er sich selbst auf die Resonanz einstellt. Würde das die Schaltung in Bild 13.3.2 E auch automatisch bewerkstelligen, wäre sie wohl die optimale aller bisher diskutierten Lösungen.
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Hier auch mal wieder ein Lebenszeichen von mir. Im Laufe der letzten Monate sind mir ein paar weitere Ideen gekommen. Nur kurz zwei Hauptideen: 1. Ein akademischer Ansatz, der, wie sich zeigte, Probleme in der praktischen Realisierung zeigte: Bei meinem Oszillatoransatz gab es Probleme die Steilheit des Phasenganges zu nutzen, da die Phasenrichtung die falsche war. Die Überlegung war dann folgende. Um den Phasengang zu spiegeln, mischte ich das Signal mit einem verdoppelten Signal der Schaltung, um das Spiegelbild zu erhalten. Allerdings musste ich oft filtern und verfälschte damit den ursprünglichen Phasengang immer weiter. Der Ansatz hatte akademischen Wert, führe ihn aber nicht weiter fort. 2. Ich bin nun vom Oszillatoransatz weg und gehe in Richtung PLL. Im angehängten Schaltbild ist eine verschachtelte PLL dargestellt, die Vor- und Nachteile zeigt. Nachteil: wiedermal kompliziert, wie soll es auch anders sein. Vorteil alles wird gut ;-) Ein VCO steuert die Vollbrücke des Leistungskreis mit der Frequenz f0. Eine zweite PLL lockt sich auf eine Frequenz die beispielsweise 15 kHz niedriger liegt. Nun werden bestimmte Signale des Leistungskreises auf die Differenz beider Frequenzen gemischt. Die Zwischenfrequenz liegt dann (welch Wunder) bei 15 kHz. In den Zwischenfrequenzsignalen stecken vereinfacht gesagt die Informationen, ob sich der Lastschwingkreis auf Resonanz befindet oder nicht, immer noch drin. Warum mische ich überhaupt, könnte man meinen. Aus zwei Gründen. Die Betriebsfrequenz des Leistungskreises liegt zum Beispiel bei 150 kHz. Die 1. Oberwelle bei 300 kHz. Die läßt sich zwar für eine weitere Verarbeitung herausfiltern, aber das gelingt nur gut mit steilflankigen Filtern und verschlimmbessert den Phasengang. Mischt man nun die 150 kHz auf 15 kHz herunter, liegt die Oberwelle trotzdem noch bei 165 kHz. Jetzt schafft das auch ein sehr einfaches Filter ohne Probleme. Das nennt man Trennschärfegewinn und wird bei fast jeder Kommunikationstrecke verwendet. Der zweite Grund, der mir immer am Herzen liegt, ist die Nutzung der Soundkarte des PC's für die Messung der Leistung, Anpassung und Impdanzen in der Schaltung. Die ZF liegt bei 15 kHz und ist somit kompatibel für jedem Computer. Als 3. Möglichkeit sehe ich auch die Nutzung von DDS-Bausteinen, mit denen ich jetzt häufiger zutun habe. Für das Induktionsofenprojekt habe im momentan wenig Zeit, da ich mich mehr in die Richtung Mikrowellen ausrichte. Dennoch wird es hier weitergehen und ich melde mich, wenn es wieder deutlichen Fortschritt gibt.. Viele Grüße Silvio
Ich habe da nochmal eine Frage, die mich brennend interessiert. Wenn man den Oszillator von Jörg Rehrmann (http://www.joretronik.de/bilder_schaltungstechnik/Oszillatoren_html_m4cd394a1.gif) unter Verwendung der Schutzschaltung (http://www.joretronik.de/Web_NT_Buch/bilder/b11_2_e.gif) aufbauen will, muss man dafür sorgen, dass der Kondensator C1 des Oszilators geladen ist, bevor man die Betriebsspannung anlegt. Dafür habe ich bisher immer ein kleines Netzteil verwendet, aber besteht auch die Möglichkeit den Kondensator am Netz aufzuladen?
Kahless schrieb: > Ich habe da nochmal eine Frage, die mich brennend interessiert. > > Wenn man den Oszillator von Jörg Rehrmann > (http://www.joretronik.de/bilder_schaltungstechnik/Oszillatoren_html_m4cd394a1.gif) > unter Verwendung der Schutzschaltung > (http://www.joretronik.de/Web_NT_Buch/bilder/b11_2_e.gif) aufbauen will, > muss man dafür sorgen, dass der Kondensator C1 des Oszilators geladen > ist, bevor man die Betriebsspannung anlegt. Dafür habe ich bisher immer > ein kleines Netzteil verwendet, aber besteht auch die Möglichkeit den > Kondensator am Netz aufzuladen? Bei dieser Schaltung: (http://www.joretronik.de/bilder_schaltungstechnik/Oszillatoren_html_m4cd394a1.gif) sind die Gates kapazitiv vom Lastkreis getrennt. Dadurch können sich die Transistoren nicht in einem Zustand hoher Leitfähigkeit "aufhängen", wie das bei den DC-gekoppelten Royer-Oszillatoren beim zu späten Anlegen der Steuerspannung passieren kann. Der Oszillator schwingt daher aus jeder Situation heraus zuverlässig an, egal wann C1 geladen wird. Das ist ja auch der besondere Vorteil dieser Schaltung gegenüber den DC-gekoppelten Royer-Oszillatoren, die den Bertieb an ungesiebter Netzgleichspannung erlaubt. Jörg
Vielen lieben Dank Jörg, aber gerade was den Betrieb an der Netzspannung anbelangt habe ich noch eine Frage. Besonders wenn der Tiefsetzsteller im Betrieb ist wirkt er stark auf das angeschlossene Netz zurück. Daher würde das Zwischenschalten eines EMV-Filters durchaus Sinn machen. Aber gerade in diesem Bereich wird man durch das Angebot an die unterschiedlichen Filtern fast erschlagen, mit teils sehr unterschiedlichen Preisvorstellungen. Wie viel sollte man für den Filter investieren und worauf sollte mach achten? Oder würdet ihr den Filter einfach weglassen und hoffen, dass die Netzinduktivität ausreichend ist?
Kahless schrieb: > Besonders wenn der Tiefsetzsteller im Betrieb ist wirkt er stark auf das > angeschlossene Netz zurück. Daher würde das Zwischenschalten eines > EMV-Filters durchaus Sinn machen. Das macht unbedingt Sinn. Immerhin springt die Stromaufnahme im Takt der Schaltfrequenz sehr schnell zwischen null und Maximalwert. Das produziert maximale Störungen in Richtung Netzspannung. Ohne Filter dürfte der Radioempfang von LW bis UKW in der Umgebung erheblich gestört sein. > Aber gerade in diesem Bereich wird man > durch das Angebot an die unterschiedlichen Filtern fast erschlagen, mit > teils sehr unterschiedlichen Preisvorstellungen. > Wie viel sollte man für den Filter investieren und worauf sollte mach > achten? Zumindest sollte die Grenzfrequenz des Filters weit unterhalb der Schaltfrequenz liegen, damit die Durchgangsdämpfung der Schaltfrequenz möglichst groß ist. Da die Grenzfrequenz der preiswerteren Filter etwas höher liegt, macht es eher Sinn, die Schaltfrequenz mit einem LC-Filter vorzufiltern und den HF-Rest mit einem preiswerten Standardfilter säubern. Jörg
Netzeingang->Filterdrossel 4%UK->Gleichrichter ->Zwischenkreis. Standards für Industrieanlagen bis 500kW. Keine PFC. Keine weiteren EMV-Filter. Ist zulässig, wenn das Stromnetz so hart ist, dass die Spannungsverzerung am Netzanschluss Oberwellenzahlen nach Norm nicht überschreitet. Der Zwischenkreis und die Drossel bügelt den gröbsten Mist weg. 63A Drehstromdrossel kostet in kleinen Stückzahlen ca. 150 EUR. Zwischenkreiskondensatoren F&T 100µF 1200V Serie CX kosten ca. 60 EUR/Stück und können bis zu 90Aeff. Bewährte Konzepte: 1. Frequenzen über 100kHz: ->Tiefsetzsteller entspannt mit 10kHz laufend erzeugt reduziert Zwischenkreisspannung auf z.B. 10...500V. Hier tut es eine IGBT Halbbrücke z.B. mit FF300R12MS4. ->Nachgeschaltet ist eine IGBT-Vollbrücke (ebenfalls FF300R12MS4) oder eine FET Vollbrücke (IXFN44N80). Betrieb der Vollbrücke mit Puls/Pause-Verhältnis 1:1. Resonanz-Nachregelung: ->Selbstgebauter Ringkern-Strommesswandler geht auf Schottkydioden und Komparator. Ergibt Rechtecksignal mit Phaseninformation des Stroms. ->Spannungsmessung am Inverterausgang über Hochvoltwiderstände und Komparator ergibt Rechteck mit Phaseninformation der Spannung. ->ein simples XOR liefert daraus ein Rechtecksignal, dessen Pulsweite der Phasenverschiebung entspricht. Über ein RC-Glied kann damit eine Gleichspannung erzeugt werden, die den Frequenzregler bedient. ->Die Information, ob die Phasenverschiebung kapazitiv oder Induktiv ist, liefert eine simple FlipFlop-Schaltung. Kapazitiver Betrieb ist tödlich für die Endfstufe, da reverse-Recovery Verluste der Freilaufdioden extreme Verluste erzeugen. ->Beide letztgenannten Funktionen lassen sich bequem mit dem HEF4046 realisieren. Dieser hat auch den VCO für die Frequenzerzeugung mit eingebaut. ->Regelbereich des VCO so eingrenzen, dass dieser im Arbeitsbereich des Serienschwingkreises liegt. ->Induktoranpassung über Trafo. Bestimmung Trafoanpassung: Güte und Induktivität der Induktorspule liefert Ohm,schen Lastanteil. Dieser wird bei Kompensattion in Resonanz mit Ü^2 an den Zwischenkreis transformiert. Beispiel: gewünscht sind 10kW, Zwischenkreisspannung=500V, ergibt Inverterstrom von 20A oder Inverterlast von 25 Ohm. Ohmscher Anteil an Induktorspule: 0,05 Ohm. Ü=wurzel(25/0,05)= abgerundet 20 Wdg. Primär am Trafo. Trafobauweise siehe oben, bei >100kHz aber nur mit Ferrit. ->Regelung der Leistung erfolgt alleine am Tiefsetzsteller. ->Konzept bewährt bis ca. 100kW, darüber kommen gesteuerte Gleichrichter zum Einsatz, weil die Verluste am Tiefsetzsteller zu hoch werden. 2. Konzept bis 100kHz: ->Kein Tiefsetzsteller, Endstufe mit VCO frequenzmoduliert fahren. Beispiel: Resonanz Serienkreis bei 20kHz. Ausgangspunbkt Frequenzregelung 50kHz. VCO reduziert Freuquenz bis Stromsollwert erreicht ist oder erhöht Frequenz, wenn Strom zu hoch ist. ->Keinen kapazitiven Betrieb fahren wegen Reverse-Recovery. Induktive Phasenreserve von 20° beibehalten (XOR Signal aus Spannung + Strom geht über RC Filter auf OP). ->Aufbau ganz leicht: 4046 enthält VCO für Frequenzmodulation und XOR für Phasendetektion. Nur 2 OPs sind noch nötig (1x Stromregler, 1x Phasenregler, beide über Dioden verkoppelt) und die Schaltung läuft. ->Leistungsregelung alleine über Frequenzmodulation. Hartes induktives Schalten ist bei den geringen Arbeitsfreqeenzen und schnellen IGBT parktikabel. Bei 100kW@20° Phasenwinkel <3kW Verluste an den IGBTs. Ein guter IGBT Treiber mit Entsättigungserkennung vermeidet teure Super-GAUs bei der Erprobungsphase.
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So liebe Freunde der Sonne, ich habe die letzten Tage mal wieder etwas Zeit gefunden und prompt den Schaltplan für die Induktionsheizung in Eagle reingehauen und auch gleich das Board erstellt. Werde es die Tage mal in die Produktion geben.
Kahless: Wirklich interessante Schaltung! Hast Du sie schon getestet? Die Verstärkung der Gateansteuerung der Haupttransistoren im Royer-Oszillator sieht interessant aus, das muss ich mir mal im Detail ansehen und simulieren. Was sollen denn für Endstufentransistoren zum Einsatz kommen? - Für wieviel Leistung und welche Busspannung ist deine Schaltung eigentlich ausgelegt? - Sollen C5, C6 schon die Kapazitäten des Tankkreises sein? - Ist der Stepdown-Wandler schon getestet? Welche Eingangsspannung? Wie lauten die Parameter der Induktivität des Stepdown-Wandlers (J3, J4)? Wieviel Strom soll er liefern? - Wie gut funktioniert die Regelung über den Stepdown-Wandler mit dem Spitzenwertgleichrichter unten rechts? Wäre schön wenn Du mir etwas dazu beantworten könntest. Ich baue zwar an keinem Induktionsheizer, aber habe diverse Royer-Konverter in Betrieb und habe gerade ein Projekt wo es auch daraus hinausläuft einem Royer-Konverter einen Stepdown-Wandler vorzuschalten um die Ausgnagsspannung einstellen zu können. Im Moment gedenke ich aber eher die Regelung der Ausgangsspannung des Stepdown-Wandlers komplett getrennt vom Royer-Konverter auszuführen... Grüße Sascha
Moin Sascha, die Schaltung ist nicht auf meinem Mist gewachsen. Dafür bin ich noch zu unerfahren das Lob gebührt ganz allein Jörg Rehrmann (http://www.joretronik.de/). Er hat sie entwickelt und auch schon aufgebaut. Ich habe das ganze lediglich in Eagle reingetippert. Die Schaltung soll an gleichgerichteter ungeglätteter Netzspannung betrieben werden. Dadurch reduziert sich zwar die erreichbare maximale Leistung aber ich spare mir die PFC am Eingang. Lediglich ein Filter soll noch vorgeschaltet werden. Bei den Verstärkertransistoren handelt es sich um IRFBC 30 und für den Schwingkreis sollen IRG 4PH 50UD IGBTs zum Einsatz kommen. C5 und C6 sollen die Schwingkreisinduktivitäten darstellen. Mit dem angeschlossenen Übertrager soll dann eine Frequenz um die 100kHz erreicht werden. Die Induktivität soll aus Kernsatz PM62/49 B65684A0315A027, 315 nH, N27 und 25 - 30 Wdg 4mm² (je nachdem wie viel ich drauf bekomme) bestehen. In der Simulation läuft das alles einwandfrei, aber wie das ganze in der Praxis aussieht muss ein Aufbau zeigen. Ich habe soweit alle Bauteile hier liegen, werde in der kommenden Woche die Platine herstellen lassen und dann mit dem Aufbau beginnen. Grüße Kahless
Moin Moin, nachdem hier ein wenig Flaute eingekehrt ist, wollte ich mal wieder einen kleinen Bericht nachreichen. Ich habe meine Induktionsheizung so weit aufgebaut und sie macht optisch einen sehr guten Eindruck. Als ich sie heute in Betrieb nehmen wollte, ging beim Einschalten die Stromanzeige in die Begrenzung und die Sicherung flog raus. Also habe ich alles wieder zerlegt und mich auf Fehlersuche gemacht. Schließlich stellte ich fest, dass die Diode (D10) wie auch der MOSFET (Q5) des Tiefsetzstellers jedweden Widerstand verloren haben. Ich hatte also einen satten Kurzschluss in meiner Schaltung. Nun stellt sich mir allerdings die Frage, warum beide Bauteile ihr Leben aus gehaucht haben. Zumal es gleich beide erwischt hat. Immerhin habe ich in weiser Voraussicht die doppelte Anzahl an Leistungshalbleitern bestellt, somit kann ich die Bauteile tauschen und einen neuen Versuch wagen. Allerdings wollte ich das erst machen, wenn ich weiß warum Diode und MOSFET den Einschaltversuch nicht überstanden haben. Hat jemand vielleicht eine Idee? Der Aufbau entspricht dem oben von mir hoch geladenen Schaltplan zuzüglich eines Filters (2*470uH Drosseln 470nF Kondensator) und einem Brückengleichrichter. Viele Grüße Dirk
Moin Moin, ich habe heute den zweiten Versuch gestartet die Anlage zum Laufen zu bringen. Dabei ist das Bauteilgrab beträchtlich angewachsen. Dabei habe ich lediglich das Poti zur Leistungsregelung auf 10k Ohm gestellt. Scheinbar ist der Wandler auch kurz angelaufen, bevor die Sicherung den Versuch beendet hat. Der negative Effekt ließ nicht lange auf sich warten. Gestorben sind: MOSFET und Diode des Stellers (DSEI12-06A IRFP 460A) Beide Verstärkertransistoren (IRFBC30) und ein IGBT (G4PH50UD) Dem ersten optischen Eindruck nach zu Urteilen, sind sie nicht an Überlastung aus dem Leben geschieden. Ich vermute daher eine Überspannung, kann mir aber beim besten Willen nicht erklären, wo die hergekommen sein könnte. Hat vielleicht jemand eine Idee, bevor ich weitere Halbleiter ermorde? Viele Grüße Dirk
Vielleicht mal kleinere Brötchen backen und die Schaltung kleiner aufbauen und zum Laufen bringen?
ggf. mit deutlich verringerter Spannung und elektronischer Strombegrenzung arbeiten, ein HV-Labornetzteil ist hier Gold wert.
Bei Schaltungen die ich ans Netz hänge oder z.B. reparierte Schaltnetzteile schalte ich immer zuerst eine 60W-100W Glühbirne in Reihe, das hilft gegen die Bauteilvernichtung ;)
Moin Falk, ich gebe es ungern zu, aber du hast wohl Recht. Ich bin fälschlicher Weise davon ausgegangen, dass die Schaltung schon laufen wird, wenn ich sie 1:1 nachbaue. Tja, so kann man sich täuschen. Ich werde mal versuchen mir in der Uni leihweise ein regelbaren HV-Labornetzteil zu organisieren. Mit ein wenig Glück kann ich es benutzen, sonst muss ich mir halt was anderes überlegen. Viele Grüße Dirk
Freischwingende Schaltungen sind immer unzuverlässig. Wenn's nicht sdauber anschwingt, arbeiten die Schaltgleider im linearen Modus und rauchen sofort ab. Daher werden industriell immer fremdgesteuerte Enmdstufen eingesetzt. Sogar die Billig-Herdplatten für 30 EUR sind mit einem Controller gesteuert.
Ich freue mich, dass hier wieder ein wenig Bewegung hineingekommen ist. Ich plane auch wieder etwas in Richtung Induktionsheizung zu machen. Ich gehe nun aber weg von der analogen Steuerung und werde was auf digitalem Wege (DDS) machen, inkl. Leistungsmessung, Impedanzanalyse und Frequenz-Steuerung. Ich bin in den letzten Monaten wieder stark geworden im digitalen Bereich und möchte das "sinnvoll" anwenden...Es wird noch ein paar Monate dauern, aber ich freue mich schon! Viele Grüße und Gute Nacht Silvio
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Hallo zusammen, wollte Euch folgende 14 Jahre alte Philosophie-Doktorarbeit mitteilen: Neue alte Literatur (1999) zum Verständnis Pi-Filter und Leistungsendstufen (1kW bei 5 MHz): Class E, DE und D High Power and High Frequency Class-DE Inverters By Ian Douglas de Vries Thesis Presented for the Degree of DOCTOR OF PHILOSOPHY In the Department of Electrical Engineering UNIVERSITY OF CAPE TOWN August 1999 http://scopeboy.com/tesla/classde.pdf Ist zwar nicht ganz unser Frequenzbereich, dennoch sehr aufschlußreich und gut geschrieben.
Ich mache in diesem Bereich nichts.Habe nur in der Industrie gesehen,die
Induktionsspule wir mit Wasser gekühlt.Sogar der Schmid hat ein solches
Gerät
daneben ein offener Wasserbehälter das Wasser wird durchgepumpt und
fließt wieder in den ca 300L Behälter.Um Stahlmeissel zu schmieden,die
Leistung kenne ich nicht.Aber 10-50KW dürften es sein.Der
Induktionsgenerator müsste 25-35 Jahre alt sein.
Gruß Hans
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Moin Moin liebe Freunde der gepflegten Bastelei, nachdem hier mal wieder etwas Ruhe eingekehrt ist, wollte ich mal wieder ein paar Überlegungen zur Diskussion bringen. 1. Mit welcher Spannung arbeiten die Spulen bei Industrieanlagen? Immerhin handelt es sich um eine unisolierte Kupferspule und somit müsste Laut DIN VDE die Effektivspannung unter 25V liegen (Kleinspannung). Oder gelten bei höherfrequenten Quellen andere Grenzwerte? 2. Gibt es eine Möglichkeit den Rehrmann-Oszillator so aufzubauen, dass ein sekundärseitiger Schwingkreis Frequenzbestimmend ist? Immerhin müsste dann nicht immer die gesamte Blindleistung durch den Übertrager. Bei einer ersten Simulation des ganzen, bestimmten die Kapazitäten C2, C3, C4 und C5 die Frequenz. Viele Grüße Kahless
Bei dem großen Kupferrohrquerschnitt der Induktionsspulen welche ich
gesehen
habe ist eine große Stromstärke bei einer kleinen Spannung
vorhanden.Schätze mal 150A und 7 Volt,wäre auch ca. 1KW. Die Spulen
welche ich gesehen habe hatten ca.6-10 Windungen.
Gruß Hans
Entscheidend ist die Güte des Schwingkreises, also die Ankopplung der Last in an die Induktionsspule. Für eine kleine, brauchbar angekoppelte Zylinderspule sind z.B. bei 10kW Ströme um 750A bei 50V üblich.
Kahless schrieb: > 2. Gibt es eine Möglichkeit den Rehrmann-Oszillator so aufzubauen, dass > ein sekundärseitiger Schwingkreis Frequenzbestimmend ist? Immerhin > müsste dann nicht immer die gesamte Blindleistung durch den Übertrager. > Bei einer ersten Simulation des ganzen, bestimmten die Kapazitäten C2, > C3, C4 und C5 die Frequenz. Man sollte dem Schwingkreis möglichst keine zusätzlichen Freiheitsgrade gewähren. Andernfalls wird der Oszillator u.U. instabil und andere unerwünschte Schwingungsmoden finden. Bei diesem Oszillatortyp ist das eigentlich nur möglich, wenn die Schwingkreiskapazität direkt an den Transistoren angeschlossen bleibt. Die Arbeitsspule kann man über einen Trenntrafo anschließen, muß dann aber tatsächlich die gesamte Blindleistung über den Trafo leiten. Hier wird es sinnvoller sein, die Netztrennung von einem vorgeschalteten Netzteil vornehmen zu lassen. Jörg
Moin Moin, nachdem hier mal wieder ein wenig Ruhe eingekehrt ist, wollte ich selbige durch einen kleinen Erfahrungsbericht enden lassen. Ich habe mal wieder ein wenig Zeit gefunden und den Rehrmann Oszillator in modifizierter Weise zu Hause aufgebaut. Damit die Arbeitsspule aber die sichere Spannungsebene von 50V effektiv nicht verlässt, wird der Oszillator mit 24V betrieben. Dabei bildet die Arbeitsspule zusammen mit einem Paket aus 20 220nF Kondensatoren den Schwingkreis. Somit erreiche ich eine Frequenz von 50kHz. Dabei sollte der Strom im Schwingkreis (errechnet) bei ca. 70A liegen. Der Aufbau ist allerdings nur bis zu einer Leistung von maximal 500W geeignet. Aber so viel Strom liefert mein Netzteil ohnehin nicht. Da ich keine größeren Werkstücke zur Hand hatte, habe ich einfach mal einen kleinen Schraubendreher vom Rummel in die Arbeitsspule gehalten. Die Leistungsaufnahme des Oszillators stieg um 50W an und nach ca. 30 Sekunden war der Schraubendreher rot glühend. Alles in Allem doch schon recht beeindruckend. Die Leerlaufverluste liegen bei 60W, was dem provisorischem Aufbau des Schwingkreises und der damit verbundenen schlechten Güte geschuldet ist. Die Arbeitsspule wird im Leerlauf auch handwarm, aber eine Kühlung ist nicht nötig. Fazit: + Sehr einfacher Aufbau + Schwingt immer in Resonanz + Sehr sicher durch geringe Betriebsspannung + MosFets bleiben schön kühl - Schlecht Regelbar - Benötigt stromstarke Drosseln für höhere Leistungen - Benötigt separates Netzteil Auf Absehbare Zeit werde ich sicherlich noch eine andere Topologie probieren, aber soweit bin ich mit dem erreichten doch schon recht zufrieden. Eine Kamera habe ich leider nicht zur Hand. Aber wenn gewünscht mache ich demnächst ein paar Aufnahmen und reiche sie nach. Viele Grüße an alle Bastler Kahless
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Moin Moin, nachdem mir das Thema mit der zulässigen Berührungsspannung keine Ruhe gelassen hat, habe ich mich erneut auf die Suche nach gesetzlichen Grenzen begeben. Man soll es nicht für möglich halten, aber ich bin fündig geworden. In der BGV B11: Elektromagnetische Felder ist eine Tabelle bei der die Grenzwerte in Abhängigkeit der Frequenz aufgelistet sind. Ich habe sie mal angehängt. Viele Grüße Kahless
Schon gesehen? Auch die Russen (utube: zilipoper - ein begnadeter Frickler) sind fleißig gewesen: http://www.youtube.com/user/zilipoper/videos Levitation induction heater Levitation copper http://www.youtube.com/watch?v=7btY5H8nHGk Induction Heater 4 kW Meltdown 400 g of copper http://www.youtube.com/watch?v=CkfuPtOdUgo Auch seine Tesla-Experimente (DRSSTC) und Plasmaflammen (bis 14 MHz) sind beeindruckend. Was gibt's bei Euch neues?
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Die Zeit , die Zeit, es ist ein Jammer. Dabei macht das Video vom Kupferschmelzen echt Lust auf mehr. Ich bin immer noch Feuer und Flamme mit dem Thema und werde in den nächsten 10 Jahren bestimmt nochmal dazu kommen. Wenn ich mal Zeit finde, dann bin ich an einer DDS-Steuerung dran, zusammengewürfelt aus SoC-Eval-Board, DDS-Generatoren und Mischerplatine. Ich bin fest entschlossen eine intelligente Steuerung auf ARM-Basis zu implementieren, natürlich inklusive Messeinrichtung für Leistung, Impedanz und Wirkungsgrad (deshalb Mischer etc.) in Echtzeit Foto: im Hintergrund das Evalboard, vorn links Mehrkanal-Downconverter ursprünglich mal für GHz gedacht, da breitbandig auch für 150 kHz geeignet. Vorn rechts DDS. Mal sehen, was das Jahr bringt...
DDS zur Erzeugung der Rechteck-Ansteuersignale? Vollkommen verrückt! Das Problem liegt nicht in der Impulserzeugung, sondern in der unter allen Betriebsbedingungen stabil funktionierenden Erfassung der echten Stromnulldurchgänge.
Walter Braun schrieb: > DDS zur Erzeugung der Rechteck-Ansteuersignale? Es geht eher um die digitale Frequenzsynthese (Regelung auf eine der beiden Blindanteil-freien Impedanzen des LLC Netzwerks oder mit definierten induktiven Anteil für ZVS) mit mehr oder minder intelligenter Steuerung durch Software. 100 mal pro Sekunden Messen und Frequenz setzen könnte ausreichend schnell sein. Mal sehen...
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Hallo, auch ich hatte mich mal an Induktionsheizern versucht. Angefangen mit einem fliegenden Aufbau der immerhin, trotz der kleinen Kühlkörper auf den IRFP260-Mosfets, 500W (35V 15A) leistete. Damit konnte ich immerhin schon einen 4-Kantstahl innerhalb einiger Minuten zur Rotglut bringen...
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... ermutigt durch den spontanen Erfolg hab ich das Ganze dann noch mal ordentlich aufgebaut und den Mosfets größere Kühlkörper spendiert. Damit waren dann schon locker 700W möglich (Warscheinlich sogar bis 1000W aber dann hätten die Kühlkörper doch noch größer werden müssen.)
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...dann wolte ich es wissen und hab mir erst mal "größere" Mosfets besorgt (IRFP4332) einen etwas dickeren Ringkerntrafo und FKP-Kondensatoren statt der vorher verwendeten MKPs. Siehe Video: http://youtu.be/-rZ87PVk7xM Zunächst schien auch alles einwandfrei zu funktionieren, 1500W waren gar kein Problem, Eine M20 Schraube glüht nach 2 Minuten hellrot. Doch dann sind mir ab und zu beim Einschalten die Mosfets um die Ohren geflogen, ohne das ich einen Grund finden konnte. Wenn er denn lief war alles in Ordnung, auch das Osci-Bild zeigte keinerlei Auffälligkeiten und wenn beim Einschalten alles explodiert, kann ich nichts mehr messen. Ich habe mir daraufhin noch einen 2,2KW Regeltrafo zugelegt um die Möglichkeit zu haben die Spannung langsamm hochzufahren um Unregelmäßigkeiten erkennen zu können. Und tatsächlich zeigte sich bei einem Versuch, das die Eingangsspannung auf knapp 80V anstieg, obwohl sie erst bei 30V hätte liegen dürfen. Schuld war offensichtlich die 100uH Speicherdrossel, die unter Umständen schon mal ein schwingendes Eigenleben entwickelte. Warum habe ich nie rausgefunden. Nachdem ich diese auf 47uH umgewickelt hatte trat das Phänomen bislang nicht mehr auf. Der Nächste Schritt wird dann sein IXYS-Mosfets mit 500V 64A einzusetzen und dann auf IGBTs umzustellen und mit der Spannung weiter raufzufahren... Gruß, Andreas
Sehr sehr nett, vor allem der aufgeräumte Arbeitsplatz gefällt mir sehr ;-) Auf welcher Frequenz läuft der Aufbau ? Weiter so!
Zur Zeit mit gut 100Khz. Ich war schon mal hoch bis auf 200KHz, aber bei den Frequenzen werden die Verluste in den Mosfets zu groß. Aufgeräumter Arbeitsplatz??? Nö, für die Fotos den Kürmel beiseite geschoben... ;-)
So eine Royer-Schaltung erstaunt mich immer wieder, so schlicht und
einfach und dabei fähig eine so hohe HF-Leistung zu erzeugen ('HF' mal
in weiterem Sinne, nicht im jeden Kontext kann man Frequenzen im Bereich
von 100-200kHz ja so nennen).
Hast Du eine Leuchtstofflampe, am besten ein langes Rohr, herumliegen?
Das würde erstaunlich gut die Feldstärke und die Ausbreitung des Feldes
veranschaulichen.
...so, nun hat´s mir mittlerweile 5 Sätze IRFP4332 Mosfets zerschossen. Zum Teil schon bei Versorgungsspannung von 40V. Ich habe deshalb zum Testen mal zurückgerüstet auf IRFP260 und die machen keine Zicken... Das Blöde ist das es zu den IRFP4332 offensichtlich vom Hersteller keinerlei Datenblätter mit Angaben zu td(on), tr, td(off) und tf gibt. Ich habe den dumpfen Verdacht das die zu langsam ausschalten und dann beide Mosfets zu lange gleichzeitig leitend sind und damit einen schicken Kurzschluss verursachen. Hat vielleicht irgendwer schon mal Daten zu den Schaltzeiten des IRFP4332 gesehen? Ich habe keine Lust mir meine teuren IXYS Transistoren reihenweise zu zerschießen bevor ich nicht verstanden habe warum die IRFP4332 reihenweise sterben und die IRFP260 (bislang) nicht... Des Weiteren einfach mal ´ne Verständnissfrage an diejenigen die schon mit Spannungen über 60V hantiert haben. Wenn ich meinen Heater mit 20V versorge und einen 10mm Stahlpinn in die Spule schiebe, dann stellt sich ein Strom von ca. 6A ein. Bei 30V sind es dann schon etwa 12A und bei 40V ca. 18A. Auf den ersten Blick scheint die Stromaufnahme linear mit der Spannung zu steigen. Ist das so? Wenn das so ist, dann müsste ja extrapoliert bei einer Versorgungsspannung von 320V ein Strom von knapp 200A fließen. Und bei Objekten mit größeren durchmessern als 10mm steigt der Strom ja dann noch weiter an. Ist das so? Oder habe ich da einen Denkfehler?
Andreas Reinert schrieb: > Auf den ersten Blick scheint die Stromaufnahme linear mit der Spannung > zu steigen. Ist das so? In erster Näherung ja. Mit steigender Temperatur nimmt der Strom aber ab, oberhalb der Curie-Temperatur sogar drastisch ab. Andreas Reinert schrieb: > Und bei > Objekten mit größeren durchmessern als 10mm steigt der Strom ja dann > noch weiter an. Ist das so? Ja. Beobachte, ob bei extrem starker Belastung der Oszillator aus dem Tritt kommt und dadurch die Transistoren sterben...
> In erster Näherung ja. Mit steigender Temperatur nimmt der Strom aber > ab, oberhalb der Curie-Temperatur sogar drastisch ab. Na, das ist schon klar. Das hilft mir aber nicht wenn ich ein kaltes Objekt in die Spule schiebe. Leute die ihre Heizer mit 320V betreiben reden von Strömen um die 20-30A. Die erreiche ich ja bei 50V bereits. Bei Stahlobjekten mit 20mm Durchmesser war ich schon mal hoch bis auf deutlich über 50A. Also was machen die Jungs mit ihren 320V Teilen anders? > Ja. Beobachte, ob bei extrem starker Belastung der Oszillator aus dem > Tritt kommt und dadurch die Transistoren sterben... Nein, asolut nicht. Das Phänomen tritt AUSSCHLIESSLICH beim hochfahren der Spannung auf. Egal ob langsam oder schlagartig, egal ob 40V oder 60V. Also GRUNDSÄTZLICH immer nur im Leerlauf. Unter Last ist das noch nie passiert. Selbst bei Strömen über 40A nicht.
>Autor: Andreas Reinert (andrewr) >Datum: 12.06.2014 10:53 Wenn ich die Datenblätter richtig deute, kann der IRFP4332 eine Gate-Source-Spannung von 10 V. Der IRFP260 dagegen 20 V, oder max 30V unter bestimmten Bedingungen. In der gezeigten Royer-Schaltung sind 12V Z-Dioden, also wohl etwa 13V Spannung, eingezeichnet.Ich bin kein Fet-Experte, aber sind für den IRFP4332 13V Gatespannung einfach schon zuviel? Die Versorgung ist mit 15V .. 20V angegeben. > was machen die Jungs mit ihren 320V Teilen anders? andere Schaltung, aufwendiger.
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Dieter P. schrieb > Wenn ich die Datenblätter richtig deute, kann der IRFP4332 > eine Gate-Source-Spannung von 10 V. > Der IRFP260 dagegen 20 V, oder max 30V unter bestimmten Bedingungen. > > In der gezeigten Royer-Schaltung sind 12V Z-Dioden, also wohl > etwa 13V Spannung, eingezeichnet.Ich bin kein Fet-Experte, aber > sind für den IRFP4332 13V Gatespannung einfach schon zuviel? > Die Versorgung ist mit 15V .. 20V angegeben. Alle Mosfets (ich kenne da nicht eine einzige Ausnahme) vertragen Vgs +/- 20V. Die IRFP Typen soweit ich das geprüft habe ALLE Vgs+/-30V.
Andreas Reinert schrieb: > Leute die ihre Heizer mit 320V betreiben > reden von Strömen um die 20-30A. 320V*20A = 9,6 kW, wenn du von effektiven Werten sprachst. 4.8 kW wenn's Scheitelwerte waren. Naja, das schafft man eben nicht auf Anhieb und schon gar nicht mit jedem Werkstück. Bei 320 V sehen die FETs in der Royer-Schaltung doch schon 1000 V, oder wie war das!? Andreas Reinert schrieb: > Also was machen die Jungs mit ihren 320V Teilen > anders? Sie nutzen Spulen mit anderen Windungszahlen und/oder zur Anpassung auch große Übertrager. Deine Spule koppelt offensichtlich sehr gut. Wenn dein Stahlteil die Curie-Temperatur überschritten hat, kannst du sicher die Spannung weiter hochdrehen, weil der Strom gesunken ist. Probiere es mal aus... Andreas Reinert schrieb: > Nein, asolut nicht. Das Phänomen tritt AUSSCHLIESSLICH beim hochfahren > der Spannung auf. Mir ist so, als ob wir das Thema schon mal hatten...
Hallo, ich habe mich die letzte Zeit nun auch etwas mit Induktionserwärmung auseinander gesetzt und die beiden, mittlerweile recht langen Threads, zum überwiegenden Teil gelesen. Benötigen würde ich einen solchen Aufbau zum Erwärmen von kleineren Teilen aus niedrig legiertem Stahl, um diesen dann mit Neusilber-/Messinglot hart zu löten. Das entspricht Werkstücktemperaturen um 900°C. Als Werstückmasse nehme ich 250gr als Obergrenze, als Abgabeleistung der Schaltung um 1-1,5kW als Mindestmaß an. Nach einigen Skizzen und Simulationen bin ich mir nicht sicher, welchen Weg ich für eine erste praktische Beschäftigung mit dem Thema einschlagen soll. Generell werden wohl vorwiegend selbstresonante Leistungsoszillatoren oder Schaltungen verwendet, die mit Hilfe eines Regelkreises einen LC-Lastkreis über eine Halb- oder Vollbrücke ansteuern können (häufig über Mikrocontroller oder PLL (4046er)). Hat sich bei den zahlreichen Versuchen hier herausgestellt, welcher Weg sinnvoller ist oder besser beschritten werden kann? Zwar lassen sich Schaltungen mit Royer-Oszillator recht brauchbar mit z.B. LTSpice simulieren, PLL-Kreise hingegen müsste ich praktisch ausprobieren, da ich keine Modelle für z.B. den 4046 finden kann. Von einer Leistungsregelung sehe ich zunächst ab. Mit Gruß Mike
Weder PLL, noch selbstschwingend. Ein einfacher VCO mit Integrierendem Regler an der Strommessung reicht aus. Frequenz wird soweit reduziert, bis der gewünschte Strom fließt.
Hallo zusammen! Ich habe mich auch mal an dem Bau der Induktionsheizung gewagt. Leider ist beim ersten Versuch gar nichts passiert.. (24V DC, 0A) Bei genauerer Betrachtung ist mir dann aufgefallen das ich die 10K Ohm Widerstände parallel zur Z-Diode vergessen hab. Was mir aber noch eher Kopfzerbrechen macht, ist das ich mit der 47-200 uH Spule nur experementiere, da ich nicht genau weiß wie ich diese sinnvoll Wickeln soll... Ich habe eine um einen Ferittringkern gewickelt mit 1,5 mm² Kabel (inkl. Isolierung) und habe ca. 17 Windungen gemacht... Reicht das aus? Für eine genauere Beschreibung währe ich sehr Dankbar.. Danke für die Hilfe im Vorraus
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Moin Moin liebe Freunde der Bastelei, nach langer Zeit mal wieder ein Lebenszeichen und ein kleiner Hinweis von mir. Ich habe den modifizierten Royer-Oszillator von Herrn Rehrmann einmal für 24V ausgebaut. Er hat viele Vorteile, unter anderem sind beide MOSFETs kapazitiv entkoppeltet und somit erreichen sie keinen Zustand dauerhafter Leitfähigkeit, wenn die Schwingung aussetzen sollte. Ich habe den Schaltplan einmal beispielhaft angefügt. Natürlich verwende ich in dem realisierten Aufbau andere MOSFETs. Aber auch in der Simulation läuft die Schaltung einwandfrei. Viele Grüße Kahless
Hallo, vielleicht kann mir jemand etwas dazu sagen, was mich beschäftigt, worüber ich aber bisher noch nirgendwo Informationen gefunden habe. Bei einem Induktionskochfeld befinden sich unter der flachen Spule Ferritstäbe. Kann mir jemand deren genaue Funktion beschreiben? Sie sollen das Magnetfeld in Richtung nach oben leiten. Ist das richtig? Wenn das so ist, würde es dann Sinn machen solche Ferritstäbe auch außen um eine Spule der hier beschriebenen Induktionsheizer anzubringen? Würde die dann das Magnetfeld nach innen bündeln und somit verstärken? Würde sich dadurch vielleicht der Wirkungsgrad verbessern? Oder bin ich damit völlig auf dem Holzweg?
Was genau hast Du vor? Bei einer Kochplatte hat man eher selten Platz für zusaetzliches Material außenherum. Klingt irgendwie unrealistisch. Und bringt vermutlich fast nichts. Geht es wirklich um ein Kochfeld?
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