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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Induktionsheizung (nicht) ganz einfach


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Autor: Ulf (Gast)
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Hallo Forum!

Nach langen Recherchen im Internet zum Thema Induktionsheizung stieß ich 
auf die genial einfache Schaltung im Anhang. (ist unter Flyback driver 
by Vladimiro Mazzilli zu finden)
Habe das Ganze mit 2 IRFP450 und einer doppelten übereinanderliegenden 
Luftspule aufgebaut.
Das Netzteil ist ein Trafo+Gleichrichter+Elkos aus einem monströsen DDR- 
Farbfernseher, zur Sicherheit mit einem 3,5 Ohm 10A Schiebewiderstand in 
Reihe zur Strombegrenzung. Zum Probieren hängt alles an einem 
Trennregeltrafo.

Der Schwingkreis funktioniert im Leerlauf bestens, mit schönen steilen 
Flanken in der Gate- Spannung. Die spule selbst liefert schönen Sinus 
mit 45kHz, ohne den Rundfunk zu stören. Die beiden Mosfets werden nicht 
einmal handwarm. Kommt ein Eisenteil in die spule, steigt der 
Stromverbrauch langsam an und das Eisen fängt geradeso zu glühen an.

Wenn ich ein Eisenteil zu tief in die Spule halte, kommt der 
Schwingkreis außer Tritt, die schaltung zieht mächtig Strom und 
"klingelt". Das allein ist nicht allzu verwunderlich, weil ja die 
Steuerspannung mit über den Schwingkreis gebildet wird...
Seltsamerweise geschieht dieses Klingeln aber nur bei erhöhter Leistung, 
also wenn entweder der Schiebewiderstand fast zusammengeschoben ist oder 
das Netzteil mehr als 40V liefert. Bis zum Klingeln sehen die 
Gatespannungen sauber und steilflankig aus, dann wird der Highpegel 
verrauscht.

Hat jemand eine Ahnung, warum meine Schaltung spinnt, und ob ich was 
dagegen tun kann?

ulf.

P.S. Verwenden will ich das ganze zum Glühen von Eisenteilen, um mal 
schnell und ohne Feuer was schmieden oder biegen zu können.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Ulf (Gast)

>Dateianhang: induktion.png (5,3 KB, 1 Downloads)

Das ist ein Royer Converter. Siehe auch

http://www.serious-technology.de/ernsthafter_wandl...

>Wenn ich ein Eisenteil zu tief in die Spule halte, kommt der
>Schwingkreis außer Tritt, die schaltung zieht mächtig Strom und
>"klingelt".

Naja, irgendwann sind die Verluste im "Kern" so hoch, dass die 
Rückkopplung  abbreisst.

> Das allein ist nicht allzu verwunderlich, weil ja die
>Steuerspannung mit über den Schwingkreis gebildet wird...

Eben.

>Seltsamerweise geschieht dieses Klingeln aber nur bei erhöhter Leistung,
>also wenn entweder der Schiebewiderstand fast zusammengeschoben ist oder
>das Netzteil mehr als 40V liefert. Bis zum Klingeln sehen die

>Gatespannungen sauber und steilflankig aus, dann wird der Highpegel
>verrauscht.

>Hat jemand eine Ahnung, warum meine Schaltung spinnt, und ob ich was
>dagegen tun kann?

Ich würde die Steuerspannung über eine Extra Windung abgreifen, so wie 
es im "normalen" Royer Convertor auch gemacht wird. Denn so wie es jetzt 
ist, geht ein ziemlicher Teil der Leistung in deinen Z-Dioden flöten.

MFG
Falk

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Falk Brunner wrote:

> Ich würde die Steuerspannung über eine Extra Windung abgreifen, so wie
> es im "normalen" Royer Convertor auch gemacht wird.

Der normale Royer Converter verwendet aber auch Bipolartransistoren, die 
mit sehr kleinen Spannungsänderungen umgeschaltet werden. Die Mosfets 
brauchen dagegen >10Vss.

> Denn so wie es jetzt ist, geht ein ziemlicher Teil der Leistung in deinen 
Z-Dioden flöten.

Die Energie die in den Z-Dioden verloren geht, wird aber von den 470 Ohm 
Widerständen geliefert. Der Schwingkreis selbst wird kaum belastet.

@ Ulf
Mess mal die Amplitude und die Kurvenform kurz bevor die Schwingungen 
zusammenbrechen.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Benedikt K. (benedikt)

>Der normale Royer Converter verwendet aber auch Bipolartransistoren, die
>mit sehr kleinen Spannungsänderungen umgeschaltet werden. Die Mosfets
>brauchen dagegen >10Vss.

Stimmt. Aber An den Drains der gesperrten MOSFETs liegen so ziemlich 
genau Pi*Vin an, bei 50V also 157V!

>Die Energie die in den Z-Dioden verloren geht, wird aber von den 470 Ohm
>Widerständen geliefert. Der Schwingkreis selbst wird kaum belastet.

Sicher? Glaub ich irgendwie nicht ganz. Wenn man Drain des 
gegenüberliegenden MOSFETS 150V anliegen, und die direkt per Diode auf 
das Gate gehen, wie soll das zusammenpassen?

Ich hab die Schaltung auch schon mehrfach mit MOSFETs gesehen, 
abberdings mit KLEINEN Betriebsspannungen von max. 12V.

MFG
Falk

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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@Falk

Schau dir mal die Schaltung oben an, da sind 2 Dioden drin...

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Benedikt K. (benedikt)

>Schau dir einfach mal die Schaltung oben an, da sind 2 Dioden drin...

Ahhhhh, jetzt wird mir das klar :-0

OK, ich ziehe meine Aussage zurück und behaupte das Gegenteil ;-)

MFG
Falk

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Ja, der Trick mit den Dioden ist echt genial. Solange die 
Schwingkreisspannung über etwa 20Vss liegt, (damit beide Mosfets sauber 
durchgesteuert werden), schwingt die Schaltung.
Die Leistung der Schaltung kann man nach oben hin problemlos steigern 
indem man den Schwingkreis und die Mosfets für mehr Strom auslegt und 
die Spannung hochdreht. Leistungen im kW Problem mit <100W 
Verlustleistung sind kein Problem.
Ich tippe darauf, dass bei Ulf die Spannung zusammenbricht (aus welchem 
Grund auch immer) und die Mosfets daher nichtmehr sauber durchgesteuert 
werden.
Ansonsten ist diese Schaltung ziemlich robust und auch kurzschlussfest: 
Dann steigt einfach die Frequenz soweit an, dass bis die 
Streuinduktivität den Strom ausreichend begrenzt.

Autor: Falk Brunner (falk)
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OK, noch ein paar Gedanken.

Wenn der Eisenstab tief in der Spule steckt, muss der Wandler viel 
Leistung bringen, logisch. D.h. aber auch, dass ein hoher Gleichstrom 
durch die Drossel fliesst (Warum gibts in dem Schaltplan eigentlich 
keine Bauteilnamen?). Wenn die Drossel in die Sättigung geht ist 
Feierabend, dann funktioniert der Wandler nicht mehr! Das Ding also FETT 
dimensionieren, oder gleich als DICKE Luftspule bauen. Aber 200uH 
scheinen mir ein wenige klein für 45 kHz.

Ähnliches gilt für die Transistoren. Wenn der Strom zu gross wird ist 
auch dort irgendwann mal Schluss.

Wie ist der 880 nF Kondensator aufgebaut? Hoffentliche ein GUTER, 
grosser Folienkondensator mit PP Dielektrikum. Besser mehrere 
Kondensatoren parallel, die Ströme dort sind im oberen zweistelligen 
Amperebereich!

Mfg
Falk

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Benedikt K. (benedikt)

>Ich tippe darauf, dass bei Ulf die Spannung zusammenbricht (aus welchem

Netzteil zu schwach? Elko am Eingang zu klein? Die müssen auch einiges 
an Ripplestrom aushalten.

>Ansonsten ist diese Schaltung ziemlich robust und auch kurzschlussfest:

Kurzschlussfesr? Sicher?

>Dann steigt einfach die Frequenz soweit an, dass bis die
>Streuinduktivität den Strom ausreichend begrenzt.

???

MFg
Falk

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Falk Brunner wrote:
> Wenn die Drossel in die Sättigung geht ist
> Feierabend, dann funktioniert der Wandler nicht mehr! Das Ding also FETT
> dimensionieren, oder gleich als DICKE Luftspule bauen. Aber 200uH
> scheinen mir ein wenige klein für 45 kHz.
>
> Ähnliches gilt für die Transistoren. Wenn der Strom zu gross wird ist
> auch dort irgendwann mal Schluss.

Meine Erfahrung sagt, dass die Schaltung mit nahezu jeder Spule 
schwingt. Wenn die Spule zu schwach ist, dann macht die sich schon 
bemerkbar. Und eine Sättigung bei einer Luftspule ist auch schwer 
hinzubekommen.
Ähnliches gilt für Mosfets: Heutige Mosfets können mehr Strom liefern 
als die Anschlussdrähte und das Gehäuse verkraften. Auch hier merkt man, 
wenn diese zu schwach sind. Der Strom durch die Mosfets ist auch sehr 
viel kleiner als der Schwingkreistrom, da die Mosfets nur die entnommene 
Leistung nachliefern müssen.
200µH dürfte OK sein. Wenn ich mich nicht verrechnet habe, müsste die 
einen Scheinwiderstand von 56 Ohm haben. Bei ein paar Ampere ist das OK.

> Wie ist der 880 nF Kondensator aufgebaut? Hoffentliche ein GUTER,
> grosser Folienkondensator mit PP Dielektrikum. Besser mehrere
> Kondensatoren parallel, die Ströme dort sind im oberen zweistelligen
> Amperebereich!

Ja, der Kondensator ist eindeutisch das kritischste (zusammen mit der 
Spule). Aber auch hier passt was ich oben geschrieben habe: Die 
Schaltung schwingt, man spürt einen zu hohen Strom aber deutlich an der 
Bauteiltemperatur.

>>Ansonsten ist diese Schaltung ziemlich robust und auch kurzschlussfest:
>
> Kurzschlussfesr? Sicher?

Ja, zumindest wenn die Auskopplung induktiv geschieht.

>>Dann steigt einfach die Frequenz soweit an, dass bis die
>>Streuinduktivität den Strom ausreichend begrenzt.
>
> ???

Ja. Dann ist quasi nur die Streuinduktivität wirksam, die dann im 
Prinzip parallel zum Schwingkreis geschaltet ist, und so eine 
Verkleinerung der Induktivität bewirkt.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Benedikt K. (benedikt)

>Meine Erfahrung sagt, dass die Schaltung mit nahezu jeder Spule
>schwingt.

Sicher, aber die DROSSEL zur STROMeinspeisung ist wichig!

> Wenn die Spule zu schwach ist, dann macht die sich schon
>bemerkbar...

Tut sie ja auch, bei höheren Lasten.

>Ähnliches gilt für Mosfets: Heutige Mosfets können mehr Strom liefern
>als die Anschlussdrähte und das Gehäuse verkraften.

Der IRFP450 ist laut Datenblatt ein 400V, 14A Typ mit 0,4 Ohm RDSON.

>Schaltung schwingt, man spürt einen zu hohen Strom aber deutlich an der
>Bauteiltemperatur.

;-)
Stimmt. Been there, felt it.

Beitrag "Kondensatortyp mit wenig Verlusten"

>Ja. Dann ist quasi nur die Streuinduktivität wirksam, die dann im
>Prinzip parallel zum Schwingkreis geschaltet ist, und so eine
>Verkleinerung der Induktivität bewirkt.

???
Aber der Kurzschluss der Auskoppelspule (bzw. der Eisenkern) zieht doch 
immer noch MASSIV Energie aus der Schaltung. Oder nicht?

MFG
Falk

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Falk Brunner wrote:

> ???
> Aber der Kurzschluss der Auskoppelspule (bzw. der Eisenkern) zieht doch
> immer noch MASSIV Energie aus der Schaltung. Oder nicht?

Nein. Ich habe das schon mehrfach beobachtet:
Die Stromaufnahme ist bei Kurzschluss und bei Leerlauf am niedrigsten. 
Dazwischen steigt die Stromaufnahme deutlich an.
Wenn man damit z.B. einen Zeilentrafo betriebt, dann zieht die Schaltung 
im Leerlauf je nach Aufbau z.B. 0,5A bei 40V. Bei einem Kurzschluss 
liegt der Strom nur bei 0,5-1A. Bei einem Lichtbogen steigt der Strom 
dagegen bis auf >10A an.

Autor: Ulf (Gast)
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Habe mal versucht, die Gate- Spannung am Oszi zu messen, ist so ca. 9V!
Offensichtlich stimmen also die Spannungen der als ZD12 nicht? Mit 2 ZD 
in Reihe hängen nun ca 20V am Gate.
Die Klingelei hört aber leider nicht auf.

Was mir dabei auffiel: vorher hatte ich sicherheitshalber einen 1k 
Widerstand in Reihe zum Oszi geschaltet. Zur Messung bin ich nun direkt 
mit der BNC- Leitung ans Gate gegangen. Jetzt sieht man eine Art Prellen 
nach der steilen Flanke zum H-Pegel.

Der HF- Anteil der Rechteckspannung steigt mit steigender 
Betriebsspannung, ansonsten bleibt alles unverändert.
Bei Zuführung des dämpfenden Eisenkerns wird die steigende Flanke 
flacher, d.h. die Oberwellen"rutschen" die Flanke hinab. Dann beginnt 
das Klingeln. Langsam habe ich den Verdacht, daß dann irgendwann beide 
Mosfets mal kurz auf EIN schalten können und dadurch die Probleme 
beginnen.

Werde mal versuchen, die Leitungen von den Mosfets zur Spule(jetzt ca. 
10cm)
einzukürzen, vielleicht wird dann alles etwas sauberer.

bis dann!
ulf.

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Vor allem die Masse und Gateleitungen und die Dioden so kurz wie möglich 
machen. Die Verbindungen zur Spule sind nicht ganz so kritisch, der 
Schwingkreis mit den Kondensatoren wird dagegen wieder kritisch.
Sind vielleicht deine Dioden zu langsam? BYV96 sind ja jetzt nicht 
unbedingt die schnellsten. UF400x sind da besser und dazu noch leicht zu 
bekommen.

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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@ Ulf (Gast)


Kannst du bitte mal ein Foto des Aufbaus (in action) posten?

Autor: Ulf (Gast)
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Noch mehr zur Schaltung:

-alle Leiterbahnen schön fett und kurz wie möglich
-2xRingkerndrosseln in Reihe aus 1200W Induktionskochfeld
-4Stück WIMA FKP1 0.22µ 1200V- 650V~ direkt an Spulenenden gelötet
-Elko 220µF direkt auf Platine,
 im Netzteil(hinter 3,5 Ohm)nochmal 9400µF

Es erwärmen sich nur die Luftspule und die beiden 470 Ohm Widerstände.
Der Kühlkörper und die Transistoren werden bei Heizleistung nur 
handwarm.

Vielleicht sind die dioden wirklich nicht schnell genug, werde bei der 
nächsten Bestellung mal mit dran denken.

Grundlegend:
Vielleicht sollte ich die Schwingspulen und die Arbeitsspule doch 
voneinander trennen. Der Vorteil meiner wilden Luftspulenvariante gefiel 
mir aber wegen der unüberbietbaren Einfachheit.
Woher bekommt man eigentlich ausreichend dimensionierte Feritkerne für 
einen Trafo ausreichender Leistung? Am Ende sollte es schon mit ca 1000W 
pfeifen, um ein passables Eisenstück zu erwärmen.
Mal sehen, was die Bastelei noch hervorbringt.


Vielen Dank jedenfalls schon mal für die vieln Anregungen.

ulf.

Autor: Ulf (Gast)
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Bild Leiterplatte+Spule, sieht etwas wüst aus wegen der verkürzten 
Leitung zur Spule.

Autor: Ulf (Gast)
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Und hier die Netzteilunordnung:
Stelltrafo
Riesenschiebewiderstand 3,5 Ohm 10A
Fernsehernetzteil
UNI7 zeigt: no sction in the moment.

Autor: Ulf (Gast)
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sorry, sction soll action heißen.

Autor: Ulf (Gast)
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Hallo zum Sonntag!

Nach langer Suche fand ich noch 2 etwas schnellere Dioden: gleiche 
Probleme bei Vollast.
Auch andere Veränderungen(Ferritkern zur Streuung mit in Spule usw.) 
brachten nix.

Nun habe ich eine ganz andere Ursache für mein Problem gefunden:
Die Mosfets selbst!
Obwohl auch bei Betrieb an der Kippgrenze der Kühlkörper nur handwarm 
wurde, war der Strom offenbar zu heftig.
Mit IRFP460ern (statt IRFP450) existiert das Problem mit dem "Klingeln" 
plötzlich nicht mehr.
Man sollte eben die Ströme doch nicht unterschätzen...
Nun zieht die Schaltung(Anzeige am Strlltrafo) bei 300V bis zu 2A. Der 
Blechwinkel glüht schon nach 15 sec schön kirschrot.
Nun kann ich weiterbasteln und andere Betriebsspannungen und evtl IGBTs
testen.
Traumziel wäre eine Blackbox mit einem durchgeführten Keramikrohr zum 
Einstecken des Eisenteils. Dann kann man evtl. die Schaltung(schön 
gefiltert, entstört und gleichgerichtet) direkt am Netz betreiben.
Mal sehen, wann der Meßwagen aufkreuzt ;-)
Aber bisher sagt das Radio auf MW und LW nicht allzuviel.


Ich werde berichten.

ulf.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Ulf (Gast)

>Habe mal versucht, die Gate- Spannung am Oszi zu messen, ist so ca. 9V!
>Offensichtlich stimmen also die Spannungen der als ZD12 nicht?

Naja, 9V reichen aber auch.

>Die Klingelei hört aber leider nicht auf.

Die ist in erste Näherung unkritisch.

>Was mir dabei auffiel: vorher hatte ich sicherheitshalber einen 1k
>Widerstand in Reihe zum Oszi geschaltet. Zur Messung bin ich nun direkt
>mit der BNC- Leitung ans Gate gegangen. Jetzt sieht man eine Art Prellen
>nach der steilen Flanke zum H-Pegel.

Logisch. Warum wohl hat der liebe Gitt den Tastkpf erfunden? Nutze ihen 
in 10:1 Stellung und KURZER Masseverbindung (<1cm) und wir reden weiter.

>Der HF- Anteil der Rechteckspannung steigt mit steigender
>Betriebsspannung, ansonsten bleibt alles unverändert.

Nöö, ein Sinus ist recht oberwellenarm ;-)
Was steigt ist die Spannungsänderungsgeschwindigkeit mit steigender 
Amplitude, darum sieht dein Gatesignal eckiger aus. Es ist aber di selbe 
Frequenz.

>Bei Zuführung des dämpfenden Eisenkerns wird die steigende Flanke
>flacher, d.h. die Oberwellen"rutschen" die Flanke hinab.

???

Dein Eisenkern erhöht dir massiv die Induktivität der Spule, damit sinkt 
die Resonanzfrequenz. Das siehst du. Damit wird auch Ansteuerung der 
MOSFETS schlechter, weil langsamer uns weniger steilflankig. Die 
Schaltung ist auch nur für einenen relativ eng tolerierten Arbeitspunkt 
ausgelegt.

>Mosfets mal kurz auf EIN schalten können und dadurch die Probleme
>beginnen.

Nö, die schalten nur (zu) langsam.

>Werde mal versuchen, die Leitungen von den Mosfets zur Spule(jetzt ca.
>10cm)
>einzukürzen, vielleicht wird dann alles etwas sauberer.

Glaub ich nicht.

MFG
Falk

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Ulf (Gast)

>Obwohl auch bei Betrieb an der Kippgrenze der Kühlkörper nur handwarm
>wurde, war der Strom offenbar zu heftig.
>Mit IRFP460ern (statt IRFP450) existiert das Problem mit dem "Klingeln"
>plötzlich nicht mehr.

Naja, ob das Klingeln direkt wirkliche in Problem war und ob es nicht 
nur kaschiert wird, weis man so erstmal nicht genau. Und 0,4 Ohm zu 0,22 
Ohm ist kein RIESIGER Unterschied. Vielleicht hatte einer ja nen Treffer 
weg.

>Man sollte eben die Ströme doch nicht unterschätzen...

Mal gemessen?

>Nun zieht die Schaltung(Anzeige am Strlltrafo) bei 300V bis zu 2A. Der

Ähh 300V Vin? Das glaub ich irgendwie nicht. Die MOSFETS haben 500V VDS, 
bei 300Vin liegen aber bis zu Pi*300V = 940V An den Drains an.
Und die Vorwiderstände der Z-Dioden haben sich dann längst 
verabschiedet.

Ach soooo, su meinst 300V VOR deinem Trafo, der das dann auf 50V 
runtersetzt. Na dann ist das klar.

300V, 1A -> 600W. Sauber! ;-)

>Aber bisher sagt das Radio auf MW und LW nicht allzuviel.

Das wird auch schwierig bei 45kHz. Der Oszillator schwingt schon 
ziemlich gut sinusförmig.

MFG
Falk

Autor: Mandrake (Gast)
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Interessehalber versuche ich die Schaltung gerade zu simulieren. Hat das 
schon mal jemand anderes versucht? Bei mir schwingt die Schaltung leider 
nicht an.
Hat jemand eine Idee was ich falsch machen könnte? Zur Simulation 
benutze ich SwitcherCAD.

Gruß

Mandrake

Autor: Mandrake (Gast)
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Hat sich erledigt.
Die Drossel darf nicht ideal sein. Ein kleiner Serienwiderstand genügt.

Gruß

Mandrake

Autor: Jörg Rehrmann (Firma: Rehrmann Elektronik) (j_r)
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Mandrake wrote:
> Hat sich erledigt.
> Die Drossel darf nicht ideal sein. Ein kleiner Serienwiderstand genügt.

Das ist ein grundlegendes Problem dieser einfachen Schaltung, das auch 
real auftreten kann, insbesondere bei höheren Leistungen. Beim Anlegen 
der Betriebsspannung schwingt der Schwingkreis noch nicht und beide 
MOSFETs schalten voll durch. Dadurch wird sowohl der Schwingkreis als 
auch die Betriebsspannung kurzgeschlossen. Der Oszillator kann nicht 
anschwingen, die Betriebsspannung wird bis auf einige Volt 
kurzgeschlossen und die Transistoren verharren in einem 
halbdurchlässigen Zustand, bis sie verbrennen.

Jörg

Autor: Ulf (Gast)
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Hallo!
>Beim Anlegen der Betriebsspannung schwingt der Schwingkreis noch nicht und beide 
MOSFETs schalten voll durch.
Genau das habe ich auch am Anfang gedacht, und hatte etwas mulmiges 
Gefühl mit meiner Luftspule...
Bei den ersten Versuvchen gab es auch bisweilen diesen "Nulldurchgang", 
der aber wegen meines Schiebewiderstandes in der Plusleitung die Mosfets 
nicht mehr gekillt hat. Netztrafo aus, wieder ein- schwingt wieder.
Momentan aber, mit den IRFP460, ist das Ding absolut stabil am Schwingen 
und läßt sich durch das Eisen in der Spule nicht mehr außer Tritt 
bringen. Der Schiebewiderstand ist zugeschoben. Das Häufchen mit 
gekillten Halbleitern wächst nicht mehr...
Leider habe ich noch keinen geeigneten Shunt aufgetrieben, um die fetten 
Ströme in der Plusleitung angstfrei zu messen. Bei 300V2A Stelltrafo 
könnten das aber nach dem Netzteil mit 60V ca 10A sein, mit entsprechend 
höheren Spitzen.

Im "normalen" Induktionskochfeld ist ein 1200V 19A IGBT mit einem LC 
Kreis in der Drain- Leitung direkt am Brückengleichrichter und dann mit 
einigen Siebereien an der Steckdose. Bei Experimenten mit etwas 
beiseitegeschobenem Topf schien aber die Dämpfung zu fehlen, denn der 
IGBT knallte durch. Offenbar waren dann durch die hohe 
Selbstinduktionsspannungen auch 1200V noch zu wenig.
Mal sehen, was meine die Schaltung mit IGBTs direkt an gleichgerichteter 
Netzspannung macht. Das ist aber ein etwas umfassenderes Projekt...


Übrigens: Ich weiß über Netzstrom bescheid, also: Keine Warnungen davor!

Guten Abend!

ulf.

Autor: Jörg Rehrmann (Firma: Rehrmann Elektronik) (j_r)
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Ulf wrote:

> Mal sehen, was meine die Schaltung mit IGBTs direkt an gleichgerichteter
> Netzspannung macht. Das ist aber ein etwas umfassenderes Projekt...

Das geht nicht so einfach, da der Oszillator dann alle 10 ms nach jedem 
Nulldurchgang 1000-%-ig zuverlässig anschwingen muß. Nur ein einziger 
Aussetzer und es knallt.
Dafür gibt es etwas Interessantes beim Patentamt:
http://publikationen.dpma.de/DPMApublikationen/pdf...

Jörg

Autor: Jörg Rehrmann (Firma: Rehrmann Elektronik) (j_r)
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> Ulf wrote:
>
>> Mal sehen, was meine die Schaltung mit IGBTs direkt an gleichgerichteter
>> Netzspannung macht. Das ist aber ein etwas umfassenderes Projekt...
>
> Das geht nicht so einfach, da der Oszillator dann alle 10 ms nach jedem
> Nulldurchgang 1000-%-ig zuverlässig anschwingen muß. Nur ein einziger
> Aussetzer und es knallt.
> Dafür gibt es etwas Interessantes beim Patentamt:
> 
http://publikationen.dpma.de/DPMApublikationen/pdf...

Habe noch was vergessen:
Du mußt zusätzlich noch einen zuverlässigen Überspannungsschutz 
vorsehen, da beim Royer-Oszillator bei regulärer Netzspannung bereits 
230*Wurzel(2)*Pi = 1022 V Spitzenspannung auftreten. IGBTs sind 
diesbezüglich weniger tolerant als MOSFEts.

> Jörg

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Ulf wrote:
> ...
> Leider habe ich noch keinen geeigneten Shunt aufgetrieben, um die fetten
> Ströme in der Plusleitung angstfrei zu messen. Bei 300V2A Stelltrafo
> könnten das aber nach dem Netzteil mit 60V ca 10A sein, mit entsprechend
> höheren Spitzen.
>

Hallo Ulf,

Tip:
nimm keinen Shunt, sondern einen Stromwandler (der auch DC-fähig sein 
muß).

Schau z.B. bei 1-2-3 nach Produkten der Firma LEM. Die haben sowas z.B 
25 oder 50 oder 100A Meßbereich , umgesetzt auf 0-10V oder 0-20mA.
Bandbreite DC ...etliche 100kHz


Andere, jedoch deutlich teurere Alternative, sind Tektronix Meßsysteme. 
Dieren "Stromzangen" gehen von Dc bis etliche MHz.


hth,
Andrew

PS: ultacooles Projekt was Du da hast, Respekt! Echtes DIY

Autor: Jörg Rehrmann (Firma: Rehrmann Elektronik) (j_r)
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Jörg R. wrote:

> Dafür gibt es etwas Interessantes beim Patentamt:
> 
http://publikationen.dpma.de/DPMApublikationen/pdf...

Der Link scheint nicht zu funktionieren, deshalb habe ich es nochmal als 
PDF angehängt.

Jörg

Autor: Christian K. (Gast)
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Jörg R. schreibt:
> Das geht nicht so einfach, da der Oszillator dann alle 10 ms nach jedem
> Nulldurchgang 1000-%-ig zuverlässig anschwingen muß. Nur ein einziger
> Aussetzer und es knallt.

Ich hatte auch Probleme mit dem Anschwingen eines solchen
Resonanzwandlers[1]. Die Transistoren hängen nach dem Einschalten 
mitunter im linearen Bereich mit den bekannten Folgen. Daraufhin habe 
ich den UC3872 erfolgreich eingesetzt.

Übrigens sehe ich eher P.J. Baxandall[2] als Erfinder dieses 
Oszillators. Der Royer-Inverter[3] nutzt dementgegen die Sättigung des 
Spulenkerns, um die Transistoren umzuschalten. Dadurch ändert sich die 
Frequenz des Royer-Inverters mit der Betriebsspannung.
Beim Baxandall-Oszillator bleibt die Frequenz bei Änderung der 
Betriebsspannung weitgehend konstant.

> Dafür gibt es etwas Interessantes beim Patentamt:
> [DE 202007011745 U1]

Die Idee mit der Gate-Schaltung sieht vielversprechend aus, allein die
P-Kanal-MOSFETs in den Zeichnungen müßten doch N-Kanal-MOSFETS sein, 
oder?

Christian.


[1] http://freenet-homepage.de/a-freak/llwandler.html
[2] http://www.wikipatents.com/gb/0959550.html
[3] US-Patente 2,783,384 und 2,849,614

Autor: Ulf (Gast)
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Hallo!

@Jörg:
1. Danke für den Link! Die Schaltung sieht etwas komplizierter aus, hat 
aber den Vorteil der "abgekoppelten" Gatespannung. Muß ich mir mal in 
Ruhe zu Gemüte führen.
2. Natürlich gehört noch ein fetter Kondensator hinter den 
Netzgleichrichter(vergaß ich zu erwähnen). Mit 50Hz Holperstrom kann ich 
die arme Schaltung nicht quälen.
Eventuell probiere ich als ersten Versuch eine Einweggleichrichtung mit 
ordentlicher Glättung. Wenn die noch zu beschaffenden IGBTs das 
überleben, kann man ja auch die 2. Halbwelle spendieren. Alles eine 
Frage der  gewünschten Leistung- und des Mutes und der Probierwut.

Zur praktischen Nutzung muß die Spule dann außen um ein Keramikrohr o.ä. 
gewickelt werden. Dan kann ich mit einem Lüfter die Spule kühlen, ohne 
mein zu glühendes Eisen mitzukühlen.

@Andrew:
Guter Tip mit den Stromwandlern, habe mal was bei ebay gekauft. Bin 
gespannt.

ulf.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Ulf (Gast)

>Zur praktischen Nutzung muß die Spule dann außen um ein Keramikrohr o.ä.
>gewickelt werden. Dan kann ich mit einem Lüfter die Spule kühlen, ohne
>mein zu glühendes Eisen mitzukühlen.

Vor allem vermeidet man direkten Kontakt mit hochtransformierter 
Netzspannung . . . :-0

MfG
Falk

Autor: Jörg Rehrmann (Firma: Rehrmann Elektronik) (j_r)
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Christian K. wrote:

> Ich hatte auch Probleme mit dem Anschwingen eines solchen
> Resonanzwandlers[1]. Die Transistoren hängen nach dem Einschalten
> mitunter im linearen Bereich mit den bekannten Folgen. Daraufhin habe
> ich den UC3872 erfolgreich eingesetzt.

Ich bevorzuge Schaltungen, die ohne Spezial-ICs auskommen. Man ist dann 
weniger von den Launen des Herstellers abhängig und in diesem Fall 
braucht man bei einem netzspannungsbetriebenen Inverter auch keine 
Hilfsspannung zur Versorgung des ICs.

>> Dafür gibt es etwas Interessantes beim Patentamt:
>> [DE 202007011745 U1]
>
> Die Idee mit der Gate-Schaltung sieht vielversprechend aus, allein die
> P-Kanal-MOSFETs in den Zeichnungen müßten doch N-Kanal-MOSFETS sein,
> oder?

Das liegt wohl eher an der schlechten Auflösung, dass man die 
Pfeilrichtung nicht richtig erkennen kann. Die Bezeichnung IRFBC30 ist 
eindeutig N-Kanal.

Jörg

Autor: Pata (Gast)
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Hi ulf shau dir mal diese internet seite an. 
http://www.richiebrnett.co.uk

Gruesse

Autor: Pata (Gast)
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Autor: Ulf (Gast)
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Hallo!

Die Induktionheating-Seite von Ritchieburnett hatte ich bereits 
durchgeackert. Leider beschränkt sich das Ganze auf die verschiedenen 
LC- Kombinationen und Brückenschaltungen, die Ansteuerung der Gates wird 
nicht erläutert.
Das dürfte aber bei den div. Brückenschaltungen auch wieder 
komplizierter werden. Da ist mir meine Resonanzschaltung irgendwie 
sympathischer.
Gleiches gilt für die Patentschrift(s.o.):
Mehr Bauteile, mehr Möglichkeiten, was falsch zu machen...
Solange meine Minimalvariante sich zu mehr Leistung ausbauen läßt, werde 
ich dabei bleiben.

Übrigens(siehe Anhang, Schaltplan MIT Bauteilnamen):
Wozu könnten die beiden 10k Widerstände R1,R2 gut sein? Nach Entfernen 
derselben funktioniert die Schaltung genauso gut, und die Anzahl der 
Bauteile wird noch kleiner;-)

ulf.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Ulf (Gast)

>Mehr Bauteile, mehr Möglichkeiten, was falsch zu machen...

Jain. Aber bei grösseren Eingangsspannugnen wird die Verlustleistung 
über den Gatewiderständen unsining hoch. Ne kleine Hilfswicklung mit 12V 
und ein einfacher Push-Pull Gate Treiber wirken hier Wunder. Nicht nur 
be der Verlustleistung.

Siehe Anhang.

>Übrigens(siehe Anhang, Schaltplan MIT Bauteilnamen):

Auch nur zu Hälfte. C2/C3 haben keine Werte.

>Wozu könnten die beiden 10k Widerstände R1,R2 gut sein? Nach Entfernen
>derselben funktioniert die Schaltung genauso gut, und die Anzahl der
>Bauteile wird noch kleiner;-)

Die sind IMO überflüssig. Die Z-Dioden sind immer aktiv, ausser die 
Gegenseite schaltet die über die Dioden kurz.

MFG
Falk

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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@ Falk:

Hi,
bist Du sicher dass Du den Laststrom der Schaltung über die 
Sekundärwicklung des Trafos schicken willst?

Oder habe ich da was übersehen?

cu,
Andrew

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Andrew Taylor (marsufant)

>bist Du sicher dass Du den Laststrom der Schaltung über die
>Sekundärwicklung des Trafos schicken willst?

Ist alles relativ. Ich hab einfach einen 0815 Trafo aus dem Eagle 
genommen ;-)

MFG
Falk

Autor: Christian K. (Gast)
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Jörg R. schreibt:
> Christian K. wrote:
>> Daraufhin habe ich den UC3872 erfolgreich eingesetzt.
>
> Ich bevorzuge Schaltungen, die ohne Spezial-ICs auskommen. Man ist dann
> weniger von den Launen des Herstellers abhängig und in diesem Fall
> braucht man bei einem netzspannungsbetriebenen Inverter auch keine
> Hilfsspannung zur Versorgung des ICs.

Es ist nur ein Hobbyprojekt, da ist der Spezial-IC nicht weiter 
kritisch. Mir sind Lösungen, die Standard-Bauteile verwenden, auch 
lieber. Insofern ist Dein Gebrauchsmuster und Falks 
Gegentakt-Treiberstufe Anlaß für mich, das Anschwingverhalten meiner 
ursprünglichen Schaltung, die an 12 V arbeitet, zu verbessern.

>> Die Idee mit der Gate-Schaltung sieht vielversprechend aus, allein die
>> P-Kanal-MOSFETs in den Zeichnungen müßten doch N-Kanal-MOSFETS sein,
>> oder?
>
> Das liegt wohl eher an der schlechten Auflösung, dass man die
> Pfeilrichtung nicht richtig erkennen kann. Die Bezeichnung IRFBC30 ist
> eindeutig N-Kanal.

Ich hatte mir die Gebrauchsmusterschrift in 300dpi angeschaut, und dort 
sehe ich in der Zeichnung zu Anspruch 2 nur P-Kanal-MOSFETs, siehe Bild 
im Anhang. Das hatte mich etwas irritiert. Aber nun ist klar, daß es 
N-Kanal-MOSFETs sein sollen.

Christian.

Autor: Jörg Rehrmann (Firma: Rehrmann Elektronik) (j_r)
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Falk Brunner wrote:

> Jain. Aber bei grösseren Eingangsspannugnen wird die Verlustleistung
> über den Gatewiderständen unsining hoch. Ne kleine Hilfswicklung mit 12V
> und ein einfacher Push-Pull Gate Treiber wirken hier Wunder. Nicht nur
> be der Verlustleistung.

Damit geht aber die direkte Kopplung von Drain zu Gate verloren -> kein 
definiertes Anschwingverhalten. Ich habe bei allen Versuchen mit 
Schaltungen ohne direkte Kopplung nur schlechte Erfahrungen gemacht.

Jörg

Autor: Ulf (Gast)
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Hallo!

@Christian K.

Da habe ich Trottel nur die erste Seite der Gebrauchsmusterschrift 
gelesen!
Die letzte Schaltung mit den 4 Mosfets sieht ja nun doch noch einfacher 
aus als mein Aufbau. Da muß ich gleich mal nach geeigneten Mosfets für 
die Steuerung suchen.

Was mir auffällt:
Bei der Schaltung haben die Powermosfets keine Gegendiode. Was passiert 
dann mit evtl. auftretenden negativen Drainspannungen? Bisher ist bei 
meiner Spule jeweils eine Halbwelle mit schön sauber abgeschnittener 
Null-Linie zu sehen.

ulf.

Autor: Ulf (Gast)
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Noch mal zu der schaltung mit den Steuer- Mosfets:

1.Die Gegendiode muß eingeplant werden, sonst knallt es wirklich. 
Breakdown V_ec ist meist schon bei 15-20V.
2. Die Steuermosfets müssen auch für die gleiche hohe Betriebsspannung 
wie die Leistungsmosfets geeignet sein. In der komplizierteren Schaltung 
mit den Spannungsteilern C3/C5 ist von einer Drainspannung von unter 
100V die Rede, die IRFBC30 sind aber 600V Typen, dazu noch mit 3,3A 
recht fette FETs im TO220.
Da bleibe ich dann doch bei meiner Prise Dioden und feile an der 
Leistung.

ulf.

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>Bei der Schaltung haben die Powermosfets keine Gegendiode.

Jeder Mosfet hat soeine DIode drin. Diese entsteht automatisch aufgrund 
des Aufbaus im Silizium. Deshalb heißt das Ding auch Body-Doide.

Nur leider wird diese Diode bei den wenigestens FET-Symbolen mit 
dazugezeichnet.

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Matthias Lipinsky wrote:
>>Bei der Schaltung haben die Powermosfets keine Gegendiode.
>
> Jeder Mosfet hat soeine DIode drin. Diese entsteht automatisch aufgrund
> des Aufbaus im Silizium. Deshalb heißt das Ding auch Body-Doide.

Da hast Du recht. Nur leider ist diese relativ "langsam", und darum bei 
den meisten Schaltungen wird lieber eine schnelle externe Diode 
eingebaut. Das bringt zudem die Schaltverluste nicht nur runter, sondern 
auch weg vom FET (thermisch ist sowas dann auch noch angenehmer zu 
behandeln).

>
> Nur leider wird diese Diode bei den wenigestens FET-Symbolen mit
> dazugezeichnet.

Vermutengne meinerseits:
Tja, es kommt halt darauf an. Würde man sie immer einzeichnen, käme 
sicher irgendwann ein Schlaumi darauf die externe Diode einfach 
wegzulassen.
Bzw. man zeichnet gleich nur das, was man auch nutzen will.
Oder was immer für das Weglassen der body-Diode in der Zeichnung 
sinnvoll sein könnte.


hth,
Andrew

Autor: Pata (Gast)
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Hi zusammen.
@Ulf
Du hast vorhin geschrieben dass die Widerstaende R1,R2 haben kein 
Einfluss auf die Schaltung und können weg.
Die Widerstände sind dafür die ZenerDioden Gengen hohen Ströme die die 
ZenerDioden erhitzen würden teilen zu können.

Grüß.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Pata (Gast)

>Du hast vorhin geschrieben dass die Widerstaende R1,R2 haben kein
>Einfluss auf die Schaltung und können weg.

Das ist auch so.

>Die Widerstände sind dafür die ZenerDioden Gengen hohen Ströme die die
>ZenerDioden erhitzen würden teilen zu können.

???
Schau dir nochmal das Bild an und denk drüber nach. Wo soll der hohe 
Strom herkommen und wie soll ein parallelgeschaleter 10K Widerstand da 
helfen?

MFG
Falk

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Den Strom zu den Z-Dioden braucht's schon.
Die 10k dagegen sind verzichtbar.

Autor: Bastler (Gast)
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Hallo,
es sieht so aus, als hätten einige von Euch schon deutlich mehr 
Erfahrung im Aufbau einer Induktionsheizung, als ich. Ic hwürde sehr 
gerne dazulernen.


Ich wäre dankbar für

1. Links zu entsprechenden Webseiten, die auch Schaltungen zeigen (!)

2. Stromlaufpläne von Euren EIGENEN Schaltungen ;-)



Wäre das bitte möglich??

Besten Dank

Bastler

Autor: Jörg Rehrmann (Firma: Rehrmann Elektronik) (j_r)
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Ulf wrote:

> Was mir auffällt:
> Bei der Schaltung haben die Powermosfets keine Gegendiode. Was passiert
> dann mit evtl. auftretenden negativen Drainspannungen? Bisher ist bei
> meiner Spule jeweils eine Halbwelle mit schön sauber abgeschnittener
> Null-Linie zu sehen.

Mal abgesehen davon, dass die FETs eine Inversdiode besitzen, tritt beim 
Royer-Oszillator am Leistungsschalter normalerweise keine Inversspannung 
auf. Die einfachen Inverter mit bipolaren Transistoren funktionieren ja 
ohne Inversdiode und bei denen wird die Spannung auch sauber bei null 
abgeschnitten.

> 2. Die Steuermosfets müssen auch für die gleiche hohe Betriebsspannung
> wie die Leistungsmosfets geeignet sein. In der komplizierteren Schaltung
> mit den Spannungsteilern C3/C5 ist von einer Drainspannung von unter
> 100V die Rede, die IRFBC30 sind aber 600V Typen, dazu noch mit 3,3A
> recht fette FETs im TO220.

Im Vergleich zu einem 25-A-IGBT ist der IRFBC30 recht klein und billig 
und ein bisschen Verlustleistung entsteht dort ja auch. Diese Schaltung 
ist außerdem für den Betrieb an Netzspannung und hohe Leistungen 
gedacht.

> Da bleibe ich dann doch bei meiner Prise Dioden und feile an der
> Leistung.

Mit den erwähnten Nachteilen bzw. Risiken.

Jörg

Autor: Der zündende Funke (Gast)
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Hi Ulf,
ich hatte ähnliches mit einer Induktionsheizung vor.
Speziell wollte ich eine Stahlform vorheizen, oder Messing in einem 
Tiegel zum Schmelzen bringen.
Obwohl ich für mein Leben gerne bastele, und mir auch schon eine Heizung 
wie Du sie vorgeschlagen hast bauen wollte, brauchte ich diesmal eine 
schnelle Lösung ohne Basteln.
Vor kurzem gab es ein Induktionskochfeld für sage und schreibe 23,00 €.
Das Ding habe ich mir geholt, und natürlich gleich zerlegt.
Die eingebaute Spule abgeklemmt, und zur Probe etwa gleichviele 
Windungen 1,5 er Schaltlitze um meine Form gelegt.
Ich kann nur Sagen: Super schnell, super zuverlässig und dazu noch 
billig!
Für 23,00€ bekommst Du eine 1800W Induktionsheizung.
Dazu noch Leistungs-, Zeit- oder Temperaturgeführt.
Bei alle Freude am Basteln, so gehts einfacher und schneller.

Autor: Ulf (Gast)
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Hallo Zündender Funke!

Das mit dem Küchenkochfeld war auch meine erste Idee.
Mir schwebte vor, als fertige Lösung eine Flachspule auf das Kochfeld zu 
legen, welche dann die Arbeitsspule "pumpt". Damit wäre das Kochfeld 
unverändert geblieben und die Problematik der galvanischen Trennung vom 
Netz wäre auch gleich gelöst...
Leider War das von mir erworbene Teil dazu nicht geeignet. Selbst bei 
unverändertem Gerät knallte der IGBT durch, wenn ich versuchte, im 
Heizbetrieb den Kochtopf zur Hälfte beiseitezuschieben. Offenbar fehlte 
die Dämpfung, und die Induktionsspannung stieg zu weit an.
Dann hatte ich mühsam 2 Ersatz- IGBTs besorgt und diese
  1. wieder bei seitlich verschobenem Topf und
  2. mit einer zylindrischen Spule
gekillt. Zur Strafe habe ich das Gerät danach nur noch als Teilespender 
verwendet.
Wo hast Du Dein Kochfeld erworben? Vielleicht versuche ich es auch mal 
damit. Kannst Du mir zufällig den Aufbau der Endstufe beschreiben? Ist 
es ähnlich der Schaltung im Anhang? Das ist das Leistungsteil von meinem 
Kochfeld.

uhsm2(Rollmops)o2online(punkt)de

Natürlich macht es andererseits auch Spaß, das Ganze noch mal zu 
erfinden. Man lernt eine Menge dabei...

ulf.

Autor: Jens G. (jensig)
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da fehlt aber bestimmt noch ein PullUp-R am C von Q5

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Ulf wrote:
> Selbst bei
> unverändertem Gerät knallte der IGBT durch, wenn ich versuchte, im
> Heizbetrieb den Kochtopf zur Hälfte beiseitezuschieben.
> Offenbar fehlte
> die Dämpfung, und die Induktionsspannung stieg zu weit an.

Dann handelt es sich wohl ganz klar um eine Fehlkonstruktion, denn 
eigentlich sollte genau das verhindert werden. Solch einen Mist hätte 
ich direkt wieder umgetauscht.

Die Schaltung sieht sehr einfach aus, ist das wirklich alles (mal 
abgesehen von dem fehlenden Pullup an der Basis von Q3/4 den du 
vermutlich nur vergessen hast einzuzeichnen)?
Die Schaltungen die ich kenne besitzen mehrere 
Regel/Begrenzungsschaltungen, die u.a. die Leistung reduzieren wenn die 
Spannung am IGBT zu hoch wird.

Autor: Ulf (Gast)
Datum:

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Hallo!

Den Pullup habe ich evtl. übersehen, vielleicht gab es auch eine 
hochohmige Geschichte zur Spannungsüberwachung.
Auf alle Fälle war wechselstromseitig noch ein Stromsensor(Minitrafo mit 
Primär 1 fetten Windung) drin.
War halt damals ein unvollendeter Versuch, die Schaltung zu verstehen. 
Die aufwendige Ansteuerung hat mich von weiteren Versuchen abgehalten.

ulf.

Autor: Der zündende Funke (Gast)
Datum:

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Also Ulf,
ich habe das Kochfeld bei Metro gekauft.
Vor schätzungsweise drei Wochen gab es das Gleiche Kochfeld wieder im 
Angebot.
Der Hersteller ist ALASKA. Die übliche Metro Billigmarke.
Leider kann ich die Endstufe nicht mal eben so analysieren, weil sie 
unter dem Kühlkörper verbaut ist.
Die Idee mit der zweiten Flachspule find ich gut und werde es wohl mal 
ausprobieren.
Mein ALASKA Feld habe ich nun schon mit so einigem gequält und es hält 
brav durch.

Autor: Ulf (Gast)
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Hallo z.F.!

Danke für die Information!

Das Kochfeld habe ich auch bei ebay entdeckt und gleich gekauft. Es ist 
dort etwas teurer, aber dafür muß ich nicht erst zwischen den 
konsumwütigen Dörflern durch halb Dresden fahren.

Bin mal gespannt und werde berichten...


ulf.

Autor: UIf (Gast)
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Hallo!

Nun habe ich mal Zeit gefunden, mich mit dem Kochfeld zu beschäftigen.
Überrascht war ich erstmal, weil das Innenleben mit meinem vorherigen 
Kocher absolut identisch ist. Das inzwischen weggeworfene Gehäuse des 
anderen Gerätes sah ganz anders aus, aber die Leiterplatten usw. 
scheinen irgendwo in China aus der großen Stanze zu kommen.

Die Variante, einfach eine 2. Flachspule(aus dem zerlegten Kocher)auf 
das Kochfeld zu legen und daran die Arbeisspule anzuschließen, 
funktioniert nicht. Sowohl mit div. Spulen als auch bei Kurzschluß der 
2. Flachspule scheitert das Ganze an der Topferkennung. Der Kocher 
sendet mehrere "Pings" und geht dann in Ruhezustand, eben wie auch ohne 
Topf.
Nun muß ich mich mal mit der Impedanzanpassung beschäftigen. Vielleicht 
gelingt es mir ja doch noch, dem Kocher einen Topf vorzugaukeln. 
Eigentlich müßte doch ein C in Reihe zur Flachspule und Arbeitsspule bei 
richtiger Berechnung ordentlich Strom im Resonanzfall ziehen.
Hier:
http://www.richieburnett.co.uk/indheat.html
ist ja einiges dazu beschrieben. Da werde ich mich wohl mal intensiv 
durchs Fach- Englisch durchkämpfen müssen...

ulf.

Autor: Gerd (Gast)
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Hallo,
ich bin gerade am planen eines entsprechenden Versuchsprojektes, leider 
sind aber noch einige verständnisfragen zu diskutieren

In erster Linie will ich Eisen erhitzen, und soweit ich verstanden habe 
genügen dafür ca. 28..35kHz, wie sie auch in einer Induktionskochplatte 
verwendet werden, richtig?
Für nichteisenmetalle bzw. nicht magnetische wie z. B. Kupfer oder Alu 
ist es notwendig die Frequenz zu erhöhen, oder habe ich da was falsch 
verstanden?
Vielleicht kann mir bitte einer erklären, welche Frequenzbereiche für 
welche Metalle geeignet sind, bzw dies entsprechend richtig darstellen.

Frage zwei:
Von was ist das für die Wirbelstromverluste verantwortliche Magnetfeld 
abhängig, nur von Strom und Windungszahl ?
Ich kann mir nicht vorstellen daß es egal ist ob das Magnetfeld aus 
12V/100A bzw. 300V/100A erzeugt wird.
Ich habe schon gegoogelt und in Wikipedia nachgesehen, konnte aber keine 
EINDEUTIGE Berechnungsmethode finden.
Für Hilfe wäre ich dankbar.

Wenn aus dem Projekt was wird ist es selbstverständlich, daß ich hier 
ein Posting mache.

Danke
Gerd

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Gerd wrote:
> Hallo,
> ich bin gerade am planen eines entsprechenden Versuchsprojektes, leider
> sind aber noch einige verständnisfragen zu diskutieren
>
> In erster Linie will ich Eisen erhitzen, und soweit ich verstanden habe
> genügen dafür ca. 28..35kHz, wie sie auch in einer Induktionskochplatte
> verwendet werden, richtig?

Yepp. So wie Ulf das beschreibt.


> Für nichteisenmetalle bzw. nicht magnetische wie z. B. Kupfer oder Alu
> ist es notwendig die Frequenz zu erhöhen, oder habe ich da was falsch
> verstanden?

Nicht-Eisen: prinzipiell bei gleicher Frequenz funktioniert das auch. 
Wesentlich ist: Magnetisch müssen sie sein. Wenn's brauchbaren 
Wirkungsgrad haben soll.

Was einen Teil Deiner Frage klar mit Nein beantwortet.


>
> Frage zwei:
> Von was ist das für die Wirbelstromverluste verantwortliche Magnetfeld
> abhängig, nur von Strom und Windungszahl ?
> Ich kann mir nicht vorstellen daß es egal ist ob das Magnetfeld aus
> 12V/100A bzw. 300V/100A erzeugt wird.

Da haste bestimmt einen Unterschied ,-)


cnr,
Andrew

Autor: Gerd (Gast)
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Hallo Andrew,
Danke, hilft ;-)


Um den Unterschied besser verstehen zu können suche ich nach einer 
Formel.
Mir ist klar, daß für die Erwärmung Wirbelströme verantwortlich sind.
Was ist dafür verantwortlich
Magnetfeld H
Flußdichte B
Spulenenergie E_mag
magnetische Energie W
magn. Fluß
??

Ich möchte einfach wissen, an welcher Schraube ich drehen kann bzw. muß.

Danke ;-)

Autor: Dieter S. (accutron)
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Gert,

komplexes Thema. Es hängt von der Änderungsgeschwindigkeit von B ab und 
von der Leitfähigkeit des Materials. Allerdings gibt es noch genügend 
Nebeneffekte, die auch bei höheren Frequenzen verstärkt auftreten.

"Exakte" Berechnungsformeln gibt's auch, mal sehen...


Dieter

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Gerd (Gast)

>genügen dafür ca. 28..35kHz, wie sie auch in einer Induktionskochplatte
>verwendet werden, richtig?

Im Prinzip ja.

>Für nichteisenmetalle bzw. nicht magnetische wie z. B. Kupfer oder Alu
>ist es notwendig die Frequenz zu erhöhen,

Nein.

> oder habe ich da was falsch verstanden?

Ja.

>Von was ist das für die Wirbelstromverluste verantwortliche Magnetfeld
>abhängig, nur von Strom und Windungszahl ?

Beides.

>Ich kann mir nicht vorstellen daß es egal ist ob das Magnetfeld aus
>12V/100A bzw. 300V/100A erzeugt wird.

So kann man das nicht rechnen/betrachten.

@  Andrew Taylor (marsufant)

>Nicht-Eisen: prinzipiell bei gleicher Frequenz funktioniert das auch.
>Wesentlich ist: Magnetisch müssen sie sein.

Unsinn. WIRBELSTRÖME benötigen ein elektrisch leitfähiges Material. 
Demzufolge sind ALu und Kupfer sogar noch besser als Eisen/Stahl.
Die Erhitzung erfolgt im wesentlichen NICHT durch 
Ummagnetisierungsverluste!

MFG
Falk

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Falk Brunner wrote:
>
> @  Andrew Taylor (marsufant)
>
>>Nicht-Eisen: prinzipiell bei gleicher Frequenz funktioniert das auch.
>>Wesentlich ist: Magnetisch müssen sie sein.
>
> Unsinn. WIRBELSTRÖME benötigen ein elektrisch leitfähiges Material.
> Demzufolge sind ALu und Kupfer sogar noch besser als Eisen/Stahl.
> Die Erhitzung erfolgt im wesentlichen NICHT durch
> Ummagnetisierungsverluste!
>
> MFG
> Falk


Ja, nee, iss klar: Du Dummlaller.

Deswegen funktionieren Rein-Alupfannen auch so toll auf 
Induktionsherden.
Genauso toll wie Rein-Kupferpfannen.
Nämlich beide nicht besonders.

Träum weiter.

Guck dir mal an was hier als Induktionsquelle benutzt wird bevor Du hier 
was abläßt.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Andrew Taylor (marsufant)

>Deswegen funktionieren Rein-Alupfannen auch so toll auf
>Induktionsherden.
>Genauso toll wie Rein-Kupferpfannen.
>Nämlich beide nicht besonders.

Stimmt. Hmmm.

http://de.wikipedia.org/wiki/Induktionsherd

Was aber "nur" durch die planare Spule verursacht wird.

Der Gerd will aber wharscheinlich eher sowas bauen wie der OP, mämlich 
eine Spule, in welche die Werkstücke gesteckt werden, so wie beim 
"richtigen" Induktionsofen.

http://de.wikipedia.org/wiki/Induktionsofen
http://de.wikipedia.org/wiki/Induktives_Erw%C3%A4rmen

Und das geht dann WESENTLICH besser, auch mit Alu, Kupfer, etc. Der 
Feldgeometrie im Inneren sei Dank.

>Guck dir mal an was hier als Induktionsquelle benutzt wird bevor Du hier
>was abläßt.

MOMENT. Der Auslöser des Threads verwendet die Leistungselektronik aus 
nem induktiven Kochfeld, die SPULE ist aber neu gewicklet.

Immer schön locker bleiben.

MFG
Falk

Autor: Dieter S. (accutron)
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Dachte ich auch mal: Eigentlich entstehen ja Wirbelstromverluste durch 
die Leitfähigkeit parallel zur Wirbelrichtung. Aber: Die 
Änderungsgeschwindigkeit von B (also dB/dt) ist durch die höhere 
Permeabilität bei ferromagnetischem Material wesentlich größer. Und die 
Verlustleistung hat einen quadratischem Zusammenhang mit dieser 
Änderungsgeschwindigkeit.


Gruß

Dieter

Autor: Jens G. (jensig)
Datum:

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@ Andrew Taylor
>> Frage zwei:
>> Von was ist das für die Wirbelstromverluste verantwortliche Magnetfeld
>> abhängig, nur von Strom und Windungszahl ?
>> Ich kann mir nicht vorstellen daß es egal ist ob das Magnetfeld aus
>> 12V/100A bzw. 300V/100A erzeugt wird.

>Da haste bestimmt einen Unterschied ,-)

Du bist aber heut' sehr undetailiert ;-)

Das Magnetfeld ändert sich in der Stärke, wenn sich das 
Spannungs/Strom-Verhältnis (Widerstand) aufgrund geänderter 
Windungszahlen ergibt. Wenn es sich dagegen nur aufgrund der 
Leitfähigkeit des Wicklungsdrahtes ändert (dünner/dicke Draht, Cu o. 
Al), dann wird sich auch das Magnetfeld nicht ändern.
Letztendlich ist es so, daß das Feld von Strom und Windungszahl abhängt, 
nicht (direkt) Spannung.

Autor: Trafowickler (Gast)
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"P.S. Verwenden will ich das ganze zum Glühen von Eisenteilen, um mal
schnell und ohne Feuer was schmieden oder biegen zu können."

Und was passiert oberhalb des Curiepunktes, bei Fe ca. 760°C ?

( Ich habe den Fred nicht komplett durchgelesen, und fast alles aus der 
Werkstoffkunde, Eisen-Kohlenstoffdiagramm usw. längst vergessen. )

Autor: SoLaLa (Gast)
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mal eben zum Thema Fe/Cu/Al:
schon in der 6. Klasse Physik haben wir alle gelernt, daß man mit nem 
WECHSELfeld in elektrisch Leitfähige Materialien WECHSELströme 
induzieren kann. Ansonsten gäbe es auch keine Trafos mit Cu- oder 
Al-Wicklungen.

Autor: SoLaLa (Gast)
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achso, und zum Thema Verluste: da haben wir grob übern Daumen 2 Arten:
Remanenzverluste und Wirbelstromverluste, dementsprechend bei Cu/Al ne 
"geringere" Effektivität beim Induktionsofen.
Oberhalb der Curietemp fällt das beim Fe auch stark ab, darüber gibts 
dann auch nur noch den Wirbelstromanteil.

Autor: Oliver W. (olliw)
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Hallo,

gibt man von Jedem die besten Zutaten in einen Topf und rührt einmal um 
ergibt sich die Antwort:

In der Elektrodynamik werden die Materialeigenschaften durch die drei 
Materialkonstanten Leitfähigkeit, magnetische Permeabilität, und 
dielektrische Konstante, überlicherweise mit sigma, mu, epsilon 
abgekürzt, erfasst. Im Prinzip können alle drei Eigenschaften auf 
magnetische Wechselfelder reagieren, was im Prinzip auch immer mit 
Verlusten einhergeht. Ein Magnet reagiert allerdings naturgemäss 
vorrangig auf mag. Felder. Ein Dieelektrikum reagiert vorrangig auf el. 
Felder und nur sehr schwach auf mag. Felder, das können wir also 
vergessen. Beim Leiter ist es interessanter, dieser reagiert vorrangig 
auf el. Felder, aber über das Induktionsgesetz auch auf mag. 
Wechselfelder.
Was folgt daraus?
Bei einem Leiter ist vorrangig der Verlust über die Ströme relevant 
(Wirbelstrom).
Bei einem Magneten ist vorrangig der Verlust über die mag. Wechselfelder 
relevant (Ummagnetisierung).
Bei einem Dielektrikum ist... aber den wollten wir ja vergessen.
Was folgt daraus?
Ist ein Material sowohl Leiter als auch Magnet (Fe unterhalb der 
Curie-Temp) hat man 2 Verlustmechanismen, Wirbelströme + 
Ummagnetisierung.
Ist ein Material nur Leiter (Cu, Al, Fe oberhalb der Curie-Temp) hat man 
"nur" Wirbelströme.

Nun muss man noch wissen was "wichtiger" ist, der oben zitierte 
Wikipedia-Artikel gibt Auskunft: beim Fe tragen die 
Ummagnetisierungsverluste (bei 20-50kHz) maximal 1/3 bei => 
Ummagnetisierungsverluste/Wirbelstromverluste < 1/3

Neben diesen Materialeigenschaften gibt es einen zweiten, hiervon im 
Prinzip unabhängigen, Aspekt. Natürlich hängt die "Stärke" der Reaktion 
eines Materials auf das Anlegen eines el. oder mag. Feldes von der 
"Stärke" des angelegten el. oder mag. Feldes ab. Die Verluste gehen 
sogar (meistens) quadratisch mit der "Stärke" des angelegten el. oder 
mag. Feldes und hängen in der Regel auch noch von deren Frequenz ab.
Was folgt daraus?
Wie gross die Wirbelstrom bzw. Ummagnetisierungverluste sind hängt auch 
davon ab wie stark das Magnetfeld ist.

Als letzte Ingredenzie müssen wir nun nur noch wissen wie die Stärke das 
Magnetfeldes bei eine Spule aussieht. Das ist einfach und logisch: IN 
der Spule ist das Feld am stärksten, AUSSERHALB der Spule wird das Feld 
mit zunehmenden Abstand von der Spule sehr schnell schächer.

Was folgt daraus:
Bei der Kochplatte befindet sich das zu heizende Material AUSSERHALB der 
Spule, was nicht so gut ist da ja da das mag. Feld schwach ist (und 
damit auch die Verluste). Glücklicherweise hat ein Magnet die 
Eigenschaft Magnetfeld "in sich hineinzuziehen", so dass die Stärke des 
Magnetfeldes im Magneten doch wieder recht stark ist, und somit auch die 
Verluste gross werden können. Allerdings hat sich ja nichts an den 
Materialeigenschaften geändert, und damit auch nichts am obigen 
Verhältnis der Ummagnetisierungsverluste zu Wirbelstromverluste von 1/3. 
D.h. die Ummagnetisierungsverluste sind bei der Kochplatte NICHT der 
entscheidende Faktor. Der Trick mit Fe ist das Fe sowohl Magnet als auch 
Leiter ist! Als Magnet zieht er die Magnetfelder in sich hinein und 
sorgt so für STARKE Magnetfelder und als Leiter reagiert er auf die 
Magnetfelder in Form von Wirbelstromverlusten.  Magnetische Isolatoren 
z.B. können auch sehr starke Ummagnetisierungverluste aufweisen, eignen 
sich aber trotzdem genausowenig wie gute Leiter (Cu,Al) zum Kochen.

Bei einem Induktionsofen wird das Stück (meistens) IN die Spule 
gebracht, dort wo die Magnetfelder eh am Stärksten sind. Aber auch hier 
ändert sich ja nichts an den Materialeigenschaften, und damit auch 
nichts am obigen Verhältnis der Ummagnetisierungsverluste zu 
Wirbelstromverluste von 1/3. Da die Magnefelder aber von vorneherein 
stark sind, sind auch die Wirbelstromverluste stark. D.h., der 
Induktionsofen funktioniert für alle Leiter.

Natürlich helfen die 1/3 Ummagnetisierungsverluste bei Fe unterhalb der 
Curie-Temp noch mit, und fallen oberhalb der Curie-Temp weg, da dies 
aber "nur" ein Beitrag von ca. 30% war merkt man das nicht so und der 
Induktionsofen funktioniert mit nur Wirbelströmen schön weiter.

Ich hoffe dass sich Diejenigen die das schon genau gewusst haben sich 
bei dem Versuch die Zusammenhänge mit "einfacher" Sprache zu formulieren 
nicht düpiert fühlen :-)

Olli

Autor: Dieter S. (accutron)
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Olli,

oberhalb der Curie-Temp. hängt es jetzt aber davon ab, ob das zu 
heizende Werkstück selbst entscheidend zum Fluss bzw. Flussdichte 
beiträgt oder nicht (was ja von der Ausführung des "Spaltraumes" 
abhängt). Nehmen wir den ersteren Fall an, dann werden sich auch die 
Wirbelstromverluste oberhalb der Curie-Temp. reduzieren auf den Wert, 
den die reine el. Leitfähigkeit hervorrufen würde.

Dieter

Autor: Oliver W. (olliw)
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Dieter,

Wirbelstromverluste beziehen sich nach Definition (nur) auf Strömen 
durch die Leitfähigkeit (sigma). Oberhalb der Curie-Temp ist Fe nicht 
mehr (ferro)magnetisch und in unserem Kontext nichts anderes als ein 
gewöhnlicher Leiter, mit allen darausfolgenden Konsequenzen, z.B., es 
gibt keine Ummagnetisierungsverluste mehr sondern nur noch 
Wirbelstromverluste (bzw., wenn man es genau nimmt, die 
Ummagnetisierungsverluste sind dann extrem klein).
Das ist der Aspekt mit den Materialeigenschaften.

Natürlich gibt es immer gute und schlechte Anordnungen, ganz schlecht 
ist Material ganz weit weg von der Spule und am Besten ist Material ganz 
drinnen in der (langen) Spule, mit allen Möglichkeiten dazwischen.
Das ist der Aspekt mit der Stärke des Magnetfeldes in der Probe.

Olli

Autor: Dieter S. (accutron)
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Olli,

ich ließ Ummagnetisierungsverluste gänzlich außen vor. Mir ging es nur 
darum, dass der Fluss und damit die Wirbelstromverluste auch von den 
ferromagnetischen Eigenschaften des eingebrachten Werkstücks abhängen. 
Dass man die Anordnung auch dergestalt wählen kann, dass der Fluss 
weitgehend "eingeprägt" ist, leuchtet mir ein. Dass es aber bei den 
vorliegenden Koch-Induktionsöfen anscheinend anders ist, denke ich, 
äußert sich im Effektivitätsunterschied zw. Alu- und Stahlpfannen. Siehe 
Dein letzter Absatz.

Dieter

Autor: Ulf (Gast)
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Hallo!

Schön, daß die Induktionsheizung immer noch im Gespräch ist. Bei mir ist 
das Projekt etwas auf Eis gewesen(Urlaub, Montage).
Wegen der mittlerweile hohen Anforderungen an das Netzteil will ich mit 
der Leistungsstufe über einen Gleichrichter direkt ans den 
Trenntrafogehen, da reichen die IRFP*** nicht mehr. Nun warte ich auf 
bestellte IGBTs.

Zum Thema Nichteisenpfannen fällt mir ein, daß diese wahrscheinlich auch 
etwas Wärme geben würden, wenn der Induktionskocher starten würde. 
Allein die Nichterkennung der Pfanne bewirkt, daß sich da überhaupt 
nichts tut. Wahrscheinlich würde auch mit Alugeschirr die höhere 
Spannung in der Spule wegen der geringeren Dämpfung den IGBT killen(wie 
bei meinen Versuchen, den Topf beiseitezuschieben).
Interessant finde ich auch den Aspekt, daß der Eisentopf die Feldlinien 
in sich bündelt. Zusammen mit den unter der Flachspule angeordneten 
Ferritstreifen ist das schon ein fast perfekter Magnetkern...
Aber für meine Bastelei bleibe ich ja bei einer zylindrischen Spule.
Ein eingeschobenes Bleirohr(Wandung 0,7mm Durchmesser 30mm) ist darin 
auch schön durchgeschmolzen.

Die Ausführungen zu den grundlegenden elektrischen/magnetischen 
Prozessen sind noch mal gut beschrieben- Danke für's einfache 
Fachdeutsch, Olli!

Bis zu weiteren Erfolgen!

ulf.

Autor: Gerd (Gast)
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Hallo Zusammen,
ich würde mich freuen, wenn Ihr - soweit vorhanden - die Stromlaufpläne 
einstellen könntet... Ulf: Ist Dein Stand von oben noch aktuell?
Gruß
Gerd

Autor: Ulf (Gast)
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Hallo!

Ganz Brandaktuell den neuesten Stand des Induktionsheizprojektes:

Habe eine neue Platine entworfen mit angehängter Schaltung,
Quelle:
http://publikationen.dpma.de/DPMApublikationen/pdf...


Das Ganze arbeitet jetzt mit 2 IGBTs, welche über Mosfets angesteuert 
werden. In der o.g. Gebrauchsmusterschrift steht eine Betriebsspannung 
von 320V, also ist ein Betrieb direkt am gleichgerichtetn Netz kein 
Problem.
Mein armer Trenntrafo war mit der Leistung doch etwas überfordert, 
deshalb habe ich die Schaltung mit etwas Beklemmung direkt ans Netz 
angeschlossen.
Als "Netzteil" diente nur ein Elko und eine fette 
Diode(Einweggleichrichtung!).
Damit zog die Schaltung schon ordentlich Leistung. Ein 5x20mm Flacheisen 
war nach 10sec rotglühend, mit einem 3/4'' Wasserrohr fing dann die 10A 
Netzsicherung an zu brummen. Bemerkenswert fand ich, daß die 
Minikühlkörper der IGBTs noch nicht einmal handwarm wurden, also scheint 
die Ansteuerung 1A zu funktionieren.
Immer noch ist der Aufbau trafolos, d.h. die Arbeitsspule ist auch die 
Oszillatorspule.

Ich habe das Experiment erstmal abgebrochen, um noch einige Dinge zu 
klären:
 1. die Kondensatoren C1/C11 und C2/C21 müssen spannungsfester sein als 
die von mir verwendeten KP Typen
 2. Meine Spule wird fast so schnell heiß wie das Eisen, nach 30sec. ist 
sie schon ca. 80°C warm. Für den Resonanzkreis sind 2x5mm Flachkupfer 
offensichtlich zu wenig. Da muß ich mir wahrscheinlich eine dicke HF- 
Litze aus CUL zusammendröseln.
 3. Einweggleichrichtung ist nur ein Notbehelf, ich warte auf einen 
bestellten Brückengleichrichter.
 4. Bin ich auf der Suche nach einem richtig großen Trenntrafo, damit 
ich die Masse(PE) und den Minuspol meiner Schaltung verbinden kann. In 
der jetzigen Schaltung kann ich mit dem Oszi nicht messen...
 5. Um die feuergefährlich hohen Spannungen muß ein Gehäuse drum!


Weitere Berichte bei (Miß)erfolgen folgen.

ulf.

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Ulf wrote:
>  2. Meine Spule wird fast so schnell heiß wie das Eisen, nach 30sec. ist
> sie schon ca. 80°C warm. Für den Resonanzkreis sind 2x5mm Flachkupfer
> offensichtlich zu wenig. Da muß ich mir wahrscheinlich eine dicke HF-
> Litze aus CUL zusammendröseln.

Oder ein massives Kupferrohr verwenden. Die Spulen in großen 
Induktionsöfen sind nicht selten Wassergekühlt.

Autor: eProfi (Gast)
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Hallo allerseits, das Thema interessiert mich auch.

Ich habe mal gelesen, dass bei starker Belastung eher die Induktivität 
der Eingangsdrossel (L1) die Frequenz bestimmt.

massives Kupferrohr : wie gut sind handelsübliche Kuperrohre als Leiter 
geeignet? Leitkupfer ist ja besonders rein (Elektrolysekupfer).

Außerdem ist es besser, wenn der Leiter möglichst Flach ist, dann sind 
die Wirbeligen Verluste geringer.


Gute Leiter (Alu, Kupfer ...) sind deswegen schwerer zu erhitzen, weil 
das Strom/Leistungs-verhältnis (P=R*I*I) ungünstiger ist. Da schwitzt 
die Spule (und der Treiber) wesentlich stärker.

Werden die FKPs warm? Welcher Strom fließt in etwa?


Das häufige Lesen der Richi-Seite hat mir einiges klarer werden lassen: 
wie wichtig eine richtige Anpassung ist. Meines Erachtens ist z.B. eine 
Tesla-Spule auch nur eine Anpassung an eine "sehr hohe Impedanz" 
(Kapazität des Top-Cs).


"Da muß ich mir wahrscheinlich eine dicke HF-Litze aus CUL 
zusammendröseln."

Dabei darauf achten, dass die Drähte nicht nur verseilt, sondern 
abwechselnd innen und außen verlaufen (Millikan-Leiter).


"3. Einweggleichrichtung ist nur ein Notbehelf, ich warte auf einen 
bestellten Brückengleichrichter."

Optimal wäre eine aktive PFC, z.B. aus einem PC-Netzteil (wg. geringem 
Stromflußwinkel).
Ich denke auch, ein modifiziertes PC-Netzteil ließe sich als 
Spulen-Treiber verwenden (auch für eine CW-Tesla-Spule).


"4. Bin ich auf der Suche nach einem richtig großen Trenntrafo, damit 
ich die Masse(PE) und den Minuspol meiner Schaltung verbinden kann. In 
der jetzigen Schaltung kann ich mit dem Oszi nicht messen..."

Ich hätte hier einen herumstehen, 19kg schwer...

Autor: Ulrich (Gast)
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Die üblichen Kupferrohre sollte als Leiter schon ausreichen. Auch da 
wird ziehmlich sauberes Kupfer verwendet, wegen der Schadstoffe im 
Wasser. Außerdem läßt sich kupfer sehr leicht gut reinigen, ist also 
kaum extra Aufwand. Die Leitfähigkeit wird kaum kleiner sein.
Mit Kühlwasser wird das dann aber ohne Netztrennung schon etwas 
kritisch.

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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@Ulf
Könntest du mal einen Foto vom aktuellen Aufbau machen?

PS: Ich rechne mit Strömen im Bereich um die 100Aeff oder noch mehr.

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>Mit Kühlwasser wird das dann aber ohne Netztrennung schon etwas
>kritisch.

Wenn die Schaltung galvanisch nicht getrennt ist, dann muss eben das 
Kühlwasser getrennt werden ;-)

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Reines Wasser ist ja bekanntlich ein Isolator. Man muss nur irgendwie 
dafür sorgen, dass es auch rein bleibt, dann kann man die Spule auch 
durchaus unter Spannung setzen und den restlichen Teil des 
Wasserkreislaufs erden.
Hier gibt es ein Beispiel, wo alles mögliche wassergekühlt ist:
http://www.hcrs.at/BSBG120.HTM

Autor: Mandrake (Gast)
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Sicher, dass die MOSFET nicht falsch drin sind? Meiner Meinung nach sind 
Drain und Source vertauscht. (letzter geposteter Schaltplan).
So ganz will mir das Prinzip der Ansteuerung nicht klar werden.

Vielleicht kann mir das Prinzip nochmal jmd erläutern.

Gruß

Mandrake

Autor: Jörg Rehrmann (Firma: Rehrmann Elektronik) (j_r)
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Mandrake wrote:
> Sicher, dass die MOSFET nicht falsch drin sind? Meiner Meinung nach sind
> Drain und Source vertauscht. (letzter geposteter Schaltplan).

Ja, der ist richtig gepolt.

> So ganz will mir das Prinzip der Ansteuerung nicht klar werden.
>
> Vielleicht kann mir das Prinzip nochmal jmd erläutern.

Dass es sich um einen Royer-Oszillator handelt, dürfte wohl klar sein. 
Dabei wird vom Kollektor (Lastkreis) des IGBTs auf das Gate des jeweils 
anderen IGBTs zurückgekoppelt. Zum Verständnis kannst Du Dir erstmal die 
RC-Kombinationen zwischen Kollektor und Drain wegdenken. Die MOSFETs 
haben nur die Aufgabe, die Hochspanung am Kollektor vom Gate 
fernzuhalten. Die MOSFETs haben eine permanente Gatespannung von +18 
Volt. Bei Drainspannungen unter ca. 15 V wirken sie einfach nur als 
Brücke und verbinden den Kollektor niederohmig mit dem Gate des jeweils 
anderen IGBTs. Bei Drainspannungen über 15 V kann die Sourcespannung 
nicht mehr folgen, weil der MOSFET mangels G-S-Spannung zu sperren 
beginnt. Das Ganze hat also den Zweck, die Kollektorspannung im 
Lastkreis niederohmig auf das gegenüberliegende Gate einzukoppeln und 
dabei trotzdem die Gatespannung auf ca. 15 V zu begrenzen.
Die RC-Kombination verbessert das Anschwingverhalten und ermöglicht die 
Verwendung eines preiswerten 600-V-MOSFET.

Jörg

Autor: Mandrake (Gast)
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Hallo Jörg!

Danke für die schnelle Antwort. Der Royer-Konverter ist mir bekannt und 
auch dessen Funktion.

Verstehe ich das richtig:
Im Einschaltmoment von IGBT1 bzw IGBT2 sind die MOSFETS nur kurz leitend 
weil die Gate-Emitter-Kapazität einen Kurzschluss bildet. Sobald die 
dann geladen ist, schalten Q1 bzw Q2 ab und der vielleicht letzte Rest 
Gateladung fließt über R21 bzw. R22 nach.
Die Ansteuerung wird dadurch ziemlich niederohmig.

Jedoch eine Frage bleibt. Warum sind R21 und R22 5W Typen?
Wenn ich mich nicht verrechnet habe verbrutzeln die höchstens 445uW.
Alle Widerstände scheinen ziemlich überdimensioniert zu sein.
Selbst bei 320V Gleichspannung (250Vac gleichgerichtet war wohl gemeint) 
müsste man mit 1W Typen auskommen. ...Gut bei R11 und R12 bin ich mir 
nicht ganz sicher. Impulsströme...


Gruß

Mandrake

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Mandrake wrote:

> Jedoch eine Frage bleibt. Warum sind R21 und R22 5W Typen?

C2/C21 und C1/C11 bilden jeweils einen Spannungsteiler der die Spannung 
durch 2 teilt. Bei rund 230*1,4*3,14=1kV sind das also rund 500V an C11 
und an C1. Die normalen 1/2W Widerstände sind nur bis 250V spezifiziert. 
Daher vermutlich die stärkeren Typen die meist bis 500V gehen. 1W 
sollten aber auch ausreichen.

> Wenn ich mich nicht verrechnet habe verbrutzeln die höchstens 445uW.

Ja, sollte hinkommen, vermutlich noch weniger.

Nochmal zur Schaltung:
Vergleich die mal mit der ganz oben.
Denk dir die hochohmigen Widerstände bei der unteren weg, und ersetze 
C2/C21 und C1/C11 jeweils durch einen Spannungsteiler durch 2 (oder denk 
die weg, die sind für die Funktion uninteressant).
Die Mosfets ersetzt du durch Schalter die einschalten sobald deren 
Drainspannung <15V beträgt.
Somit ersetzen diese die Dioden aus der obersten Schaltung, haben aber 
den Vorteil dass die nicht nur den Mosfet sperren, sondern diesen auch 
wieder einschalten können. Daher kann man auf die großen Pullups 
verzichten.

Um jedoch die Schaltung sauber anschwingen zu lassen sind die 
hochohmigen Pullups da.

Autor: Jörg Rehrmann (Firma: Rehrmann Elektronik) (j_r)
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Benedikt K. wrote:

> C2/C21 und C1/C11 bilden jeweils einen Spannungsteiler der die Spannung
> durch 2 teilt. Bei rund 230*1,4*3,14=1kV sind das also rund 500V an C11
> und an C1. Die normalen 1/2W Widerstände sind nur bis 250V spezifiziert.
> Daher vermutlich die stärkeren Typen die meist bis 500V gehen. 1W
> sollten aber auch ausreichen.

Ja, die 5-W-Widerstände sind maßlos übertrieben, genau wie die 
15-A-Dioden und die 5-W-Z-Dioden. Bei den einzigen Widerständen R4, R11 
und R12, wo Spannungen über 250 V auftreten, würde ich 2 kleine 
Widerstände in Serie schalten. Da die Hilfspannung praktisch keine 
Leistung benötigt, kann R4 hochohmiger ausgelegt werden, sodass man mit 
zwei 1/4-W-Typen in Serie auskommt.

Jörg

Autor: Ulf (Gast)
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Hallo!

Zu den übertrieben dicken Widerständen bin ich aus der Erfahrung mit der 
vorhergehenden Schaltung(s.weiter o., mit 2 IRFP460) gekommen. Dort 
wurden die Z- Dioden und die niederohmigen Pullup- Widerstände schön 
warm.
Bei der IGBT- Schaltung bleiben nun ALLE Bauteile bis auf die 
Oszillatorspule kalt. Also kann man da mit den Leistungen heruntergehen.
Wenn die bestellten Bauteile kommen, werde ich die ganze Schaltung noch 
mal "für gut" aufbauen. Dann paßt alles inclusive Brückengleichrichter 
und Elko auf eine 8x10cm Platine.
Für die Oszillatorspule habe ich ein schönes Keramikrohr aufgetrieben 
mit 10cm/7,5cm Außen/Innendurchmesser. Vielleicht reicht die HF-Litze 
aus dem Induktionskocher für die 2x10 Windungen. Dort wird sie auch nur 
luftgekühlt.

Die Spule besteht jetzt aus 2 parallel gewickelten Flachkupferdrähten 
statt einer reihenförmigen Anordnung mit Mittelanzapfung. Dadurch ist 
die Gefahr, daß der Oszillator beim Einschieben eines Werkstückes 
asymmetrisch belastet wird, wesentlich geringer.

Mal sehen, ob dann ein Ventilator zur Kühlung reicht. Mit 
wassergekühlten Kupferrohren wird mir der Aufbau zu kompliziert, 
insbesondere wegen der 2 ineinandergewickelten Spulenhälften und der 
dadurch höheren Kurzschlußgefahr.

ulf.

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Ulf wrote:
> Die Spule besteht jetzt aus 2 parallel gewickelten Flachkupferdrähten
> statt einer reihenförmigen Anordnung mit Mittelanzapfung. Dadurch ist
> die Gefahr, daß der Oszillator beim Einschieben eines Werkstückes
> asymmetrisch belastet wird, wesentlich geringer.

Ich denke nicht dass diese ein Problem ist: Der Strom im Schwingkreis 
ist je nach Last rund Faktor 10-100x größer als der durch die 
Mosfets/IGBTs. Und der Schwingkreisstrom muss ja durch die gesamte Spule 
fließen.

Autor: eProfi (Gast)
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"Die Spule besteht jetzt aus 2 parallel gewickelten Flachkupferdrähten 
statt einer reihenförmigen Anordnung mit Mittelanzapfung."

Das nennt man bifilar wickeln.

Den Wicklungssinn hast Du schon bedacht?
Du musst das eine Ende wieder zurückführen an den Anfang!


Könntest Du mir bitte auch eine Platine / kpl. Ansteuerung bauen?
Ich zahle sofort!

Autor: Ulf (Gast)
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@ eProfi:

So sieht die Spule aus, natürlich mit gekreuzter Verbindung. Sonst 
wird's wirklich bifilar und dat Ding hat keine nennenswerte 
Induktivität.

Da ich ein einfacher Handwerker aus dem Holzbereich bin, werde ich mich 
hüten, eine Platine bzw. komplette Schaltung, welche so gemein direkt 
ans Netz geht(und mittels Selbstinduktion dann noch höhere Spannungen 
peitscht), weiterzugeben. Außerdem stammt der schaltplan aus einer 
Gebrauchsmusterschrift...
Das Ganze dient wirklich nur dem "Hausgebrauch", sonst steht schnell der 
Mann mit der eisernen Acht vor der Tür.
Den Bau einer solchen Schaltung für die freie Wildbahn mit all den 
DIN-gerechten Prüfungen überlasse ich den Vollprofis.

@ Benedikt K.:

Bei meiner alten Spule mit normaler Mittelanzapfung geschah es öfter, 
daß beim Einschieben des Eisens die beiden MOSFETs kurzschlossen. Dank 
meines Vorwiderstandes sind sie nicht verbraten. Ob die Ursache die 
geringere magnetischen Kopplung oder die unsymmetrische Belastung(Eisen 
nur in EINER Halbspule) war, weiß ich nicht. Mit übereinander oder 
ineinander gewickelten Spulen war das Verhalten jedenfalls stabiler. Es 
fasziniert mich jedenfalls, daß der Oszillator überhaupt ohne Ferritkern 
so gut funktioniert.

"Richtige" Induktionsöfen für Schmiede- o.ä. Anwendungen scheinen immer 
einen Trafo zu besitzen, sonst wären die frei nach außen geführten 
auswechselbaren Spulen nicht möglich.
Sollte jemand eine Quelle für fette Ferritkerne wissen, wäre ich 
natürlich interessiert. Größeres als Kerne von Zeilentrafos bzw. PC- 
Netzeilen ist mir noch nicht unter die Finger gekommen, und ich will 
schließlich in Leistungsbereiche von ca. 1-2 kW vordringen.

ulf.

Autor: Jörg Rehrmann (Firma: Rehrmann Elektronik) (j_r)
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eProfi wrote:

> Könntest Du mir bitte auch eine Platine / kpl. Ansteuerung bauen?
> Ich zahle sofort!

Falls Du Größeres vor hast, solltest Du Dich am besten direkt an die 
Erfinder wenden:
http://www.trifolium.de/index2.html
Dann gibt es keine rechtlichen Probleme und Du bekommst es so, wie Du es 
brauchst.

Jörg

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Jetzt sehe ich erst, dass das Patent von dir ist!
Gut, dann weiß ich ja wem ich die ungeklärten Fragen stellen kann...

Dient der Spannungsteiler aus den beiden Kondensatoren nur dazu, einen 
billigeren Mosfet verwenden zu können, oder ist er wirklich zwingend für 
das sichere Anschwingen erforderlich?
Sagen wir mal ich würde nur irgendwas um die 100V als Betriebsspannung 
verwenden, komme also problemlos mit einfachen 400-500V Mosfet aus. 
Braucht man dann zwingend die Kondensatoren, oder kann man dann auch die 
Drains direkt verbinden (so wie es in der Schaltung ganz unten im Patent 
gezeigt ist)?

Autor: Jörg Rehrmann (Firma: Rehrmann Elektronik) (j_r)
Datum:

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Benedikt K. wrote:

> Dient der Spannungsteiler aus den beiden Kondensatoren nur dazu, einen
> billigeren Mosfet verwenden zu können, oder ist er wirklich zwingend für
> das sichere Anschwingen erforderlich?

Der Teiler dient nur dazu, billigere MOSFETs verwenden zu können, da 
MOSFETs mit Uds > 1000V hinsichtlich Preis und Beschaffbarkeit deutlich 
problematischer werden.

> Sagen wir mal ich würde nur irgendwas um die 100V als Betriebsspannung
> verwenden, komme also problemlos mit einfachen 400-500V Mosfet aus.
> Braucht man dann zwingend die Kondensatoren, oder kann man dann auch die
> Drains direkt verbinden (so wie es in der Schaltung ganz unten im Patent
> gezeigt ist)?

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.

Jörg

Autor: eProfi (Gast)
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Oh oh, da habe ich mich ja in die Nesseln gesetzt...


Hallo Jörg, das ist ja wirklich ein Zufall, habe heute nämlich schon im 
Kapitel 8 Deines Buches gelesen.
Da habe ich gleich ein Frage:
Warum ist beim Gegentaktwandler ein Trafo mit Luftspalt drin?
Damit der Kern nicht so leicht sättigt?
Energie speichern braucht er nicht - oder doch?

Vielen Dank für Deine aufschlussreichen Erläuterungen - auch auf den 
WebPages!



"Sonst wird's wirklich bifilar"
Bifilar bleibt es so und so, es heißt ja nur, dass zwei Drähte parallel 
gewickelt werden. Es sagt nichts darüber aus, wie sie verschaltet sind.



"Dann gibt es keine rechtlichen Probleme und Du bekommst es so, wie Du 
es
brauchst."

Ich wollte mir  mit einer Platine  nur das Basteln erleichtern.



"Sollte jemand eine Quelle für fette Ferritkerne wissen, wäre ich 
natürlich interessiert. Größeres als Kerne von Zeilentrafos bzw. PC- 
Netzeilen ist mir noch nicht unter die Finger gekommen, und ich will 
schließlich in Leistungsbereiche von ca. 1-2 kW vordringen."

Kein Problem - Siemens-Kerne gibt es in allen Größen beim Bürklin.
der Größte:
PM114/93-Kernsätze Typ Epcos B65733.. (D120.840)
B65733AR27, 16000 nH, N27        83 D 380    149,—   131,—   121,—

oder B65949BX27   150 x 45
da gehen einige kW drüber...



Bei den Ind-Kochplatten immer beachten, dass unter der Spule noch 
Ferrite angeordnet sind.

Autor: Jörg Rehrmann (Firma: Rehrmann Elektronik) (j_r)
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eProfi wrote:

> Da habe ich gleich ein Frage:
> Warum ist beim Gegentaktwandler ein Trafo mit Luftspalt drin?
> Damit der Kern nicht so leicht sättigt?

Genau deshalb. Die Ansteuerung ist ja nie 100-%-ig symmetrisch. Bei 
geringer Totzeit bleiben die Transistoren auch nach Abschalten der 
Gatespannung quasi solange durchgeschaltet, bis der "Gegentransistor" 
durchschaltet. Am Trafo liegt dann eine totzeitfreie Recheckspannung an. 
Selbst bei geringster Asymmetrie dieser Rechteckspannung ergibt sich an 
der Spule eine resultierende Gleichspannung und das Magnetfeld im Kern 
steigt bis zur Sättigung an.
Ein kleiner Luftspalt erhöht den Magnetisierungsstrom. Der 
Magnetisierungsstrom bewirkt ein schnelleres Abschalten der Transistoren 
in der Totzeit, sodass sich evtl. vorhandener Restmagnetismus während 
der Totzeit besser entladen kann. Bei Halbbrückenwandler werden evtl. 
Magnetisierungsströme auch über den Koppelkondensator eliminiert.

> Energie speichern braucht er nicht - oder doch?

Nein, braucht er nicht.

> "Dann gibt es keine rechtlichen Probleme und Du bekommst es so, wie Du
> es
> brauchst."
>
> Ich wollte mir  mit einer Platine  nur das Basteln erleichtern.

Solange Du die Sache nicht gewerblich betreibst, es nicht als Deine 
Erfindung anpreist und bei evtl. Veröffentlichungen auf den Patentschutz 
hinweist, ist das sicher kein Problem.

Jörg

Autor: Ulf (Gast)
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Hallo!
@ eProfi:

1.Danke für die Bürklin- Auskunft, werde mal versuchen, über meinen 
Betrieb was zu bestellen.

2. Bifilar habe ich nun nachgeschlagen und dazugelernt, es heißt 
zweiadrig. In meinem bescheidenen Wissensschatz war das Wort immer mit 
den doppelt gewickelten und gegensinnig stromdurchflossenen Heizdrähten 
in Elektronenröhren verknüpft.

3. Vielleicht habe ich etwas heftig wegen des Platinenbaues reagiert- 
sorry. Aber bei solchen elektrischen und patentrechtlichen Dingen bin 
ich sehr vorsichtig.

@ Jörg R.

Vielen Dank für die vielen Hinweise, insbesondere mit dem Link zum 
Patenetamt. Mit den Schaltplänen werde ich keinen Profit machen, evtl. 
kommt aber mal ein Auftrag für Euch zustande.

Ich habe selbst mal das Patentrecht von der anderen Seite kennengelernt. 
Ein Kollege hatte in Lettland einem Orgelbauer von einem von mir 
gebauten Trafo zum Entfernen abgebrochener Eisenschrauben im Holz 
erzählt. Dieser hat das Gerät nachgebaut und in einer internationalen 
Orgelbauerzeitschrift darüber berichtet. Eine deutsche Firma hat sich 
dann genau darauf berufen und das Gerät etwas schlechter gebaut und als 
Gebrauchsmuster eingetragen...


Allgemein:

Die Minimalvariante des Heizers funktioniert nun als 
Experimentieraufbau. Mit Brückengleichrichter und einem Elko(evtl. nicht 
einmal notwendig) hängt die Schaltung direkt am Netz und zieht im 
Leerlauf schon 3-4 A. Die Spule wird schnell heiß, offensichtlich wird 
die ganze Leerlaufleistung dort verbraten.
Wahrscheinlich würde eine verlustärmere Spule schon wieder Probleme mit 
der höheren Selbstinduktion bringen und im Leerlauf die IGBTs killen.
Ein in die Spule gehängtes 6x25mm Flacheisen beginnt nach 6-7 sec zu 
glühen und bleibt auf Rotglut thermisch stabil stehen. Die Stromzange 
zeigt am Netzkabel 20A, und der Brückengleichrichter wird wärmer als die 
IGBTs. Hut ab vor der einfachen Schaltung!
Für einen "ernsthaften" Einsatz müßte natürlich noch einiges an Kühlung, 
Netzfiltern, Isolation u. evtl eine Regelung mit "Eisenerkennung" 
dazugebaut werden.
Das ist dann aber eine Sache für die Profis.

Vielen Dank an alle für die vielen Anregungen!

ulf.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Ulf (Gast)

>einmal notwendig) hängt die Schaltung direkt am Netz und zieht im
>Leerlauf schon 3-4 A.

WOW, das sind mal locker 800W.

> Die Spule wird schnell heiß, offensichtlich wird
>die ganze Leerlaufleistung dort verbraten.

Fast.

>Wahrscheinlich würde eine verlustärmere Spule schon wieder Probleme mit
>der höheren Selbstinduktion bringen und im Leerlauf die IGBTs killen.

NEIN! Das ist ein Parallelschwingkreis. Je höher die Güte, umso grösser 
die Leerlauf- bzw. Resonanzströme. D.h. je grösser C und je kleiner L 
und R.  Man sollte als die Güte eher niedriger als höher wählen, sprich 
kleiner C und grosses L. Die SPANNUNG ist dabei gleich und zwiemlich 
genau Pi*Uin.

>Ein in die Spule gehängtes 6x25mm Flacheisen beginnt nach 6-7 sec zu
>glühen und bleibt auf Rotglut thermisch stabil stehen. Die Stromzange
>zeigt am Netzkabel 20A, und der Brückengleichrichter wird wärmer als die
>IGBTs. Hut ab vor der einfachen Schaltung!

RESPEKT!

MFG
Falk

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Mit dieser Schaltung kann man anhand der Leerlaufstromaufnahme wunderbar 
die Schwingkreisgüte bestimmen.
800W im Leerlauf deutet auf eine eher ungeeignete Spule hin, bzw. auf 
sehr hohe Ströme irgendwo im Bereich von etlichen 100A.

@Ulf
Könntest du mal ein Foto von dem aktuellen Aufbau machen? Mich würde vor 
allem der Schwingkreis interessieren.

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Ja, Foto wäre hier hilfreich. Danke vorab, Ulf.


cu,
Andrew

Autor: Ulf (Gast)
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> D.h. je grösser C und je kleiner L
und R.  Man sollte als die Güte eher niedriger als höher wählen, sprich
kleiner C und grosses L. Die SPANNUNG ist dabei gleich und zwiemlich
genau Pi*Uin.

Das habe ich probiert, mit weniger C auch weniger Leerlaufstrom. 
Allerdings steigt dann auch die Frequenz und ich weiß nicht genau, was 
den geringeren Leerlaufstrom bewirkt.

Spule d80xh55 mm, 2x8 Windungen aus 2x5mm Flachkupfer auf Keramikkörper
4 Kondensatoren(bleiben kalt bis lauwarm):
WIMA FKP1  0,22
           1250-
           650~
Cs kürzestmöglich angelötet direkt an die Spulenenden

Bild 1: Spule u. 8x10cm Leiterplatte mit allen Bauteilen

Autor: Ulf (Gast)
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Bild 2: Draufsicht mit den Kondensatoren

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Ulf (Gast)

>Das habe ich probiert, mit weniger C auch weniger Leerlaufstrom.
>Allerdings steigt dann auch die Frequenz

Logisch, das hat der Herr Thomson so gewollt.

http://de.wikipedia.org/wiki/Thomsonsche_Schwingun...

> und ich weiß nicht genau, was
>den geringeren Leerlaufstrom bewirkt.

Eben obiger Effekt. In einem Parallelschwingkreis wird bei KONSTANTER 
SPANNUNG die Energie zwischen L und C hin und hergeschaukelt.
E = \frac{1}{2} \cdot C \cdot U^2 = \frac{1}{2} \cdot L \cdot I^2

U ist konstant (Parallelschwingkreis). Damit gilt
I = \sqrt{\frac{C}{L} \cdot U^2}

>Cs kürzestmöglich angelötet direkt an die Spulenenden

Schön und gut, aber nicht kritisch. Im Gegenteil. Wenn man die 
Induktivität der Spule nicht steigern kann/will, kann man in Reihe zum 
Kondensator eine zusätzliche Spule bringen, die Wirkt dann in Reihe zur 
bestehenden Spule. Damit kann man L relativ leicht erhöhen und C senken. 
Damit sinkt die Güte auf sinnvolle Werte und die Leerlaufverluste sinken 
dramatisch. Die Zusatzspule kann man wesentlich kompakter aufbauen, es 
kann ein Ferritkern verwendet werden. Aber sie muss auch ordentlich 
Strom abkönnen und darf nicht sättigen.

MFG
Falk

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Ulf wrote:
> Spule d80xh55 mm, 2x8 Windungen aus 2x5mm Flachkupfer auf Keramikkörper

Das dürften rund 10-20µH sein.
Zusammen mit den 880nF und 300V komme ich in der Simulation auf etwa 
100-150Aeff! Das sind nette 75kVA die im Schwinkreis hin und her 
pendeln...

Wie gesagt: Die Spule dürfte etwas zu schwach dimensioniert sein. Ich 
würde es mal mit einem dünnen (5-10mm) Kupferrohr versuchen.

Autor: Ulf (Gast)
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@ Falk Brunner:

In groben Zügen verstehe ich die Zusammenhänge im Schwingkreis. Mit dem 
Einfluß der Frequenz meinte ich, daß die IGBTs und evtl auch der Rest 
der Schaltung auch eine Frequenzabhängigkeit besitzen. In manchen 
Datenblättern gibt es da schöne I-F Kurven.

Oben noch ein Filmchen.  Die Spannung geht auf 180V runter- man hört, 
wie der Trenntrafo stöhnt.
Ungefähr die halbe Einschaltzeit ist angezeigt!
Es glüht für Sie ein Blechwinkel aus dem Baumarkt;-)

Für weitere Experimente liegen 2 Ziegelrohre bereit, dann wird die 
Windungszahl und der Durchmesser der Spule erhöht.

Den Flachkupferdraht und Keramikkörper aus meiner Experimentieranordnung 
findet man in der Bucht unter "Spiralkühler" zu etwas hohem Preis.

ulf.

Autor: Ulf (Gast)
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der 2. Versuch mit dem Filmchen...

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Ulf wrote:
> Den Flachkupferdraht und Keramikkörper aus meiner Experimentieranordnung
> findet man in der Bucht unter "Spiralkühler" zu etwas hohem Preis.

Hast du auch die zweite Spule aus dem Kupferrohr, die neben der 
Flachkupferspule sitzt? Diese dürfte perfekt sein.

Autor: Ulf (Gast)
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>Hast du auch die zweite Spule aus dem Kupferrohr, die neben der
Flachkupferspule sitzt? Diese dürfte perfekt sein.

Habe ich. Dem Ding traue ich aus 2 Gründen nicht über den Weg:
1. In der Mitte ist ein Pertinax- Abstandhalter angebracht,
   ohne den es zum  Windungsschluß kommt(und mit ihm
   stinkt es neben dem glühenden Eisen).
2. 11 Windungen, d 85 x l 140 mm ergeben ca 5µH,
   also 80kHz mit dem  Kondensatorpack von 0,88µF. Das scheint mir
   ein wenig zu hochfrequent für die Steuerung zu sein.

Ich versuche es lieber mit mehr L und weniger C und werde berichten...

ulf.

Autor: eProfi (Gast)
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sehe ich das richtig? Das Flachkupfer ist quer herum gewickelt, also 
senkrecht auf dem Spulenkörper.

Das erklärt manches, denn es treten in den 5mm bereits dicke 
Wirbelströme auf. Besser flach und mehrlagig wickeln.  Biegt sich auch 
leichter.

Am besten sind ja Folienspulen, d.h. ganz dünn und dafür breit.

Autor: Dieter Werner (dds5)
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Ich habe hier noch eine Spule zum Experimentieren aus einem 
geschlachteten Generator.
Keramikkörper mit 28 Windungen 4,5mm Cu-Runddraht D=125mm bei L=200mm.
Innendurchmesser 70mm aber kein Fuß zum Befestigen dran.
Wiegt knapp 5 Kilo.
Induktivität gemessen bei 1kHz ca. 40µH.

Leider keine Cam hier für 'n Foto.

Bitte PN falls jemand Interesse an dem Teil hat.

Autor: Uwe (Gast)
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Hi!
@Ralf Dein Drahthaufen hat mich so fasziniert das ich mal selber 
Versuche unternommen habe. Mein Aufbau war allerdings etwas schwächer 
(max 55V/2,5A)
Du hast dich über die hohen Leerlaufströme(Verluste) beklagt. Dazu habe 
ich mal eineige Versuche gemacht. Als 1. wurden die C's untersucht, da 
sind wirklich erschreckende Unterschiede im Bezug zum ESR festzustellen.
Das ging bei ca.0,5µ von 120R bis 0,011R -Wahnsinn, der Hammer ist die 
Grösse ist nicht ausschlaggebend. Am besten waren X2 Kondensatoren in 
MKP-Ausführung. Nachmessen ist aber wirklich die sicherste Art.
Jedenfalls konnte ich den Leerlaufstrom mit guten C's von 1,4A auf 1,2A 
drosseln. -reine Feststellung-
Als 2. habe ich 3 Versuche mit Spulen gemacht. Alle Spulen sind aus
1,5mm² Cu gemacht Die 1. Spule war bifilar gewickelt, die 2.gegensinnig 
verschachtelt. Beide zeigen eine recht geringe Induktivität und erwärmen 
sich recht stark. Beide Spulen hatten bei 2x13 Wdg. ca.12,8µH, was für 
ca.36KHz recht viel C bedeutet.
Der Bereich wo Energie übertragen werden kann ist recht lang, 
punktuelles Erwärmen also schlechter.
Heute habe ich mich dann drüber hergemacht und 2 Flachspulen mit je 
10Wdg. gewickelt, also alles übereinander statt nebeneinander. Mein 
Gedanke war, die 2 schön dicht beieinander müsste doch eigentlich gute 
Kopplung geben. War auch so. Das entscheidende aber: 28,7µH und der 
Leerlaufstrom ging schlagartig auf 0,7A runter. Der 
Energieübertragungsbereich wurde auch deutlich kürzer. Ein Problem 
möchte ich aber nicht verschweigen, die Wärme ist schlechter 
wegzubekommen.(nach 5 Min fingen die Wickel an zu stinken)
Das zeigt also das grösste Potential steckt in der Spule.
Was mir noch aufgefallen ist, die Ansteuerung der IGBT's war/ist nicht 
optimal. Es sind deutliche Aussetzer(1,5/1,9µs) an den Gates beim auf 
und zusteuern zu sehen, der Herr Miller lässt grüssen. Wobei ich die 
nicht patentierte Schaltung genutzt habe. Ist das bei dir auch so? 
Eventuell müsste man sich mal über ordentliche Gatetreiber gedanken 
machen.

Nun denn, weiterhin viel Erfolg, Uwe

Autor: Jörg Rehrmann (Firma: Rehrmann Elektronik) (j_r)
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Uwe wrote:

> Du hast dich über die hohen Leerlaufströme(Verluste) beklagt. Dazu habe
> ich mal eineige Versuche gemacht. Als 1. wurden die C's untersucht, da
> sind wirklich erschreckende Unterschiede im Bezug zum ESR festzustellen.
> Das ging bei ca.0,5µ von 120R bis 0,011R -Wahnsinn, der Hammer ist die
> Grösse ist nicht ausschlaggebend. Am besten waren X2 Kondensatoren in
> MKP-Ausführung. Nachmessen ist aber wirklich die sicherste Art.

Die Verluste in den Kondensatoren sind normalerweise vernachlässigbar 
gering. Das ist auch klar, denn sonst würden sie ja nach kurzer Zeit 
verbrennen und kühlen ist bei Folienkondensatoren eher schwierig. Für 
solche Anwendungen sind praktisch nur MKP oder besser FKP-Kondensatoren 
geeignet, denn die sind speziell für hohe Belastungen bei Frequenzen 
weit über 10 kHz gebaut. X2-Typen würde ich nicht nehmen, da die nur für 
50Hz spezifiziert sind. In den Datenblättern der MKP- und FKP-Typen von 
Wima findest Du Diagramme, auf denen Du ablesen kannst, Welche 
Wechselspannung ein bestimmter Kondensator jeweils bei welcher Frequenz 
dauerhaft verträgt.

> Was mir noch aufgefallen ist, die Ansteuerung der IGBT's war/ist nicht
> optimal. Es sind deutliche Aussetzer(1,5/1,9µs) an den Gates beim auf
> und zusteuern zu sehen, der Herr Miller lässt grüssen. Wobei ich die
> nicht patentierte Schaltung genutzt habe. Ist das bei dir auch so?
> Eventuell müsste man sich mal über ordentliche Gatetreiber gedanken
> machen.

Du meinst das Plateau im Verlauf der Gatespannung ? Dessen Länge hängt 
ganz wesentlich vom Gatestrom ab. Bei der einfachen Schaltung ganz oben 
müssen die Gates über relativ hochohmige Widerstande geladen werden, was 
den Schaltvorgang erheblich verlangsamt. Bei der patentierten Schaltung 
wird die Gates in beide Richtungen sehr niederohmig angesteuert, sodass 
man die Schaltzeit einfach über die Gatewiterstände varieren kann.

Jörg

Autor: Uwe (Gast)
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Hi!
>X2-Typen würde ich nicht nehmen, da die nur für
>50Hz spezifiziert sind.
Bist du da sicher? Ich meine sie sollen bestimmt auch HF-Transienten und 
Induktionsspitzen abblocken. Ok, im Datenblatt habe ich nicht 
nachgesehen aber bei 1KHz Messfrequenz waren sie halt die Besten.
>In den Datenblättern der MKP- und FKP-Typen von
>Wima findest Du Diagramme, auf denen Du ablesen kannst
Das ist natürlich immer der beste Weg, aber wenn ich einen aus der Kiste
nehme und nicht Wima draufsteht ist das mit dem Datenblatt so eine 
Sache.
>Du meinst das Plateau im Verlauf der Gatespannung ?
Ja.
>Dessen Länge hängt ganz wesentlich vom Gatestrom ab. Bei der einfachen >Schaltung 
ganz oben müssen die Gates über relativ hochohmige Widerstande >geladen werden, 
was den Schaltvorgang erheblich verlangsamt.
Alles richtig, aber ich beobachte das "Plateau" auch beim Ausschalten 
und da ist wenig R dazwischen. Warum das so ist konnte ich leider noch 
nicht ganz ergründen, hängt aber vermutlich mit dem speisenden Sinus auf 
der anderen Seite zusammen. Ob man da tatsächlich deutlich schneller 
werden sollte ist aber auch so eine Frage, weil ich habe heute mit 
schnellen Dioden Versuche gemacht und musste feststellen das dann 
innerhalb des Plateaus heftige Schwingungen auftraten, egal ob "fast 
recovery" oder
"soft recovery". Was soll's, eventuell geht ja deine Ansteuerung sauber 
und "handwarme Kühlkörper" sprechen eigentlich dafür.
Wenn ich es jetzt für mich brauchen würde, wären aber auf jeden Fall 
Versuche fällig.

Einen schönen Tag noch, Uwe

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Uwe wrote:

> Alles richtig, aber ich beobachte das "Plateau" auch beim Ausschalten
> und da ist wenig R dazwischen. Warum das so ist konnte ich leider noch
> nicht ganz ergründen, hängt aber vermutlich mit dem speisenden Sinus auf
> der anderen Seite zusammen.

Das liegt auch daran, dass bei etwa 5V beide FETs, IGBTs oder was auch 
immer kurz beide leitend sind. Da die Spannung am Schwingkreis aber 
minimal ist (5V oder kleiner), ist das nicht allzu schlimm.

Autor: eProfi (Gast)
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an Ulf:
1. Ich habe eine Frage gestellt (25.03.2009 12:47), die noch auf 
Beantwortung wartet:
Sehe ich das richtig, dass Du die eb..-Spule umgewickelt hast, so dass 
der Draht nun senkrecht steht? Das könnte nämlich die Erwärmung 
erklären, da der Draht in der Breite bereits als Werkstück wirkt und 
durch die Wirbelströme erhitzt wird. Besser flach wickeln (so wie ich 
das eb..-Bild erkenne, war die Wicklung original flach gewickelt).

Optimal wäre eine Folienwicklung (Folienbreite = Wicklungsbreite, Anzahl 
der Lagen = Anzahl der Windungen). Damit ist auch gewährleistet, dass 
die Ansteuerung symmetrisch belastet ist.

Ich habe noch selbstklebende Alufolie 50mm breit, 10m lang
(Kleber = Isolation ??), damit werde ich Versuche machen.


2. "Ich versuche es lieber mit mehr L und weniger C und werde berichten"
Ich denke auch, dass die Cu-Rohr-Spule besser geeignet ist.
bei 5µH brauchst Du etwa 2µF, da fließt wenigstens ein richtiger Strom 
;-)

Man könnte statt Kühlwasser auch Luft durchblasen.
Mechanisch muss man halt schauen, wie man Windungsschlüsse verhindert 
(von außen stützen).
Habe auch gerade aus einem alten Kühlmittel-Cu-Rohr eine ähnliche Spule 
gewickelt.

3. Hast Du schon einen Kern bekommen / ausgesucht (welchen)?

an alle:
4. Beitrag "[V] Wima SnubberFKP SnubberMKP FKP MKP"

5. Wenn das Eisen zu glühen beginnt, verliert es nicht nur seine 
magnetischen Eigenschaften, sondern es wird auch noch hochohmiger. Ist 
es da nicht besser, mit der Frequenz raufzugehen, um die induzierte 
Spannung zu erhöhen? Oder die Feldstärke zu erhöhen?

6. Ist die Erklärung angekommen, warum Kupfer und Alu schlechter zu 
Erhitzen ist? Wegen der besseren Leitfähigkeit (geringeres R) muss für 
die selbe Leistung ein viel stärkerer Strom fließen (P=R*I*I), und 
dieser erfordert einen höheren Spulenstrom --> Erzeugung schwieriger, 
Verlustleistung in Generator und Spule höher.

Autor: Ulf (Gast)
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Hallo!

Hier mal wieder ein paar Zwischenergebnisse und Antworten:

1. Den Draht auf dem Keramikkörper hatte ich hochkant gewickelt
  aus 2   Gründen:
    a: bessere Kühlmöglichkeit, da keine untere Spule verdeckt wird
    b: kürzere Spulenlänge als einlagig nebeneinander gewickelt.
 Mit zweilagig flach übereinandergewickelten Spulen tritt die Erwärmung
 ähnlich auf. Das Problem scheinen doch die hohen Ströme zu sein.
 Mit Alufolie ist die Anbindung an fette CU-Kabel für die Kondensatoren
 nur sehr schwer zu bewerkstelligen.

2. Cu- Rohr und 2µF lassen dann hunderte A Strom fließen...
 Nach geeignetem Cu- Rohr bin ich schon auf der Jagd, das Problem
 wird eben schnell die räumliche Ausdehnung der Spule. Dünnes Rohr
 sollte dann aber schon mit Wasser gekühlt werden.

3. Mit einem Ferritkern habe ich inzwischen auch
 herumexperimentiert. Immerhin wird mir die Primär(doppel)wicklung
 nicht mehr heiß.
 Hier die Daten:
  Kern B65713AR27, 12000 nH, N27
  Primär 2*6 Windungen 3,5mm Cu mit 220nF
  Sekundär 1-2 Windungen 3,5mm an div. Arbeitsspulen 10-20 Windungen
  Arbeitsfrequenz 25-30 kHz je nach Arbeitsspule

Primär bleibt handwarm, sekundär fließen fette Ströme und die Spulen 
erwärmen sich dementsprechend.
Wenn ich die Windungszahl der Arbeitsspule erhöhe, verringert sich die 
Erwärmung der Spule UND die Erwärmung des Werkstückes.
Die Leistung muß ja auch irgendwoher kommen...

An ordentlicher  Kühlung werde ich nicht vorbeikommen. Vielleicht 
gekingt es, mit einer entsprechend dicken Sekundärwindung die Erwärmung 
im Trafo gering zu halten. Dann muß man nur die Arbeitsspule kühlen.

Momentan fehlt Zeit und Material, um das Projekt weiter zu verfolgen.

Bis später!

ulf.

Autor: eProfi (Gast)
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eb.. Verkäufer lorafix   53119Bonn
Kupferrohr, geglüht, 10 mm Aussendurchmesser, 1 mm WS   2m 12,00+4,80
Kupferrohr, geglüht, 8 mm Aussendurchmesser, 1 mm WS    10,50+2,20
1a Kupferrohr, geglüht, 6mm AD, 1 mm WS    2m 9,50+2,20
Kupferrohr, geglüht, 5 mm Aussendurchmesser, 0,5 mm WS  9,60+2,20
Kupferrohr, geglüht, 4 mm AD, 0,5 mm WS    2m 9,00+2,20
Kupferrohr, geglüht, 3,5 mm AD, 2,3 mm innen   1m 4,80+2,20
Kupferrohr, geglüht, 2mm Aussendurchmesser, 0,8mm innen


anderer Hersteller:
WIELAND-WERKE AG www.wieland.de

Autor: Ulf (Gast)
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Hallo!

Mit einem Stück 8x0,5mm Cu Rohr konnte ich experimentieren. Hab's als 
Sekundärspule(1Windung) in den Ferritkern gelegt und außen mit normalem 
4er Kupferdraht div. Arbeitsspulen getestet. Wie gehabt, der Draht wird 
heiß, aber die Rohrwindung blieb kälter.

6x1er Rohr ist bestellt, auch eine Pumpe für Wasserkühlexperimente.
Nun werde ich wirklich einige Zeit benötigen, um verwertbare Ergebnisse 
zu erzielen.

Bis dahin werde ich nicht mehr mit Kleinerfolgen nerven ;-)


ulf.

Autor: eProfi (Gast)
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Hallo Ulf,

> Bis dahin werde ich nicht mehr mit Kleinerfolgen nerven ;-)

Ich freue mich über jeden kleinen Fortschritt.


ich habe mir Deine Platine nochmal angeschaut, Du schreibst, Du hast als 
Drossel eine (oder zwei seriell) aus einem PC-Netzteil verwendet.

Welche war das? Die Filterdrossel im Primärkreis?
Das muss eine Speicherdrossel sein! Und sie muss ca. 500 V aushalten 
(genügend Windungen haben, so dass keine Sättigung auftritt).
Ich schlage vor, die Spule der Sekundärseite eines PC-Netzteils (die 
Speicherdrossel mit den 4 Wicklungen) neu zu bewickeln.



Demnächst müssten meine IGBTs kommen
30 Stk. IRG4PH50S
10 Stk. BUP314
10 Stk. DSS17-06 Dioden
10 Stk. SDT12S60 Dioden
Dann gibts weitere Berichte...

Autor: eProfi (Gast)
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So, Päckchen ist gekommen, und gleich wurde der Lötkolben angeheizt.

Kürzlich bekam ich einen CCFL-Inverter zu Gesicht, und was ist drauf? 
Ein Royer-Oszillator mit 2 normalen Transistoren.
Die machen die Basis-Ansteuerung aber anders: eine Hilfsspule sitzt 
zwischen den beiden Basen und wird über einen PullUp versorgt.

Da kam mir die Idee, das könnte auch mit den IGBTs klappen. Also schnell 
ein paar Meter 1,5 qmm auf ein 6cm-Rohr gewickelt (2x 7 Wdg. + 2x 2 
Wdg.), IGBTs auf KK geschraubt, den Mittelpunkt der 2x 2Wdg. an 5V 
geklemmt und die beiden Enden direkt an die Gates. Mittelpunkt der 
Hauptwicklung an 60V und die Enden an die Cs (500nF FKP1) und 
Kollektoren. Eingeschaltet - geht !(Wicklungssinn war zufällig richtig) 
F=60kHz

zieht im Leerlauf 1A, mit einer M8er Schraube 2,6A - d.h. 100W im Eisen, 
welches schnell heiß wird. Ich habe dann aber schnell abgeschaltet, weil 
Spulenkörper aus Plastik und Spulendraht ebenfalls schnell erhitzte.

Die Schaltung geht ja nicht einfacher, keine Dioden o.Ä.

Werde demnächst Versuche mit höherer Spannung, niedrigerer Frequenz und 
dickerer Spule (mit Flach-Ferrit?) durchführen...

Mir wäre eine Gegentakt-Endstufe irgendwie sympatischer, so ähnlich wie 
in den PC-Netzteilen, nur halt stärker. Auf jeden Fall freischwingend, 
damit sich die Frequenz automatisch der Resonanz anpasst.

Dann muss die Leistung per PWM geregelt werden, da im unbelasteten 
Resonanzfall sich der Schwingkreis hochschaukeln würde, er wird dann 
immer niederohmiger und zieht immer mehr Strom.

Hier (Tesla-Spule) wird das Aufschaukeln durch einen Interrupter 
unterbrochen.
http://www.ctc-labs.de/drsstc4shematic.jpg


Bei youtube gibt es ein paar wirklich nette Videos zum Thema:

Heat Induction..Wow!!!!!!  30-40kW in eine ~M180-Mutter
www.youtube.com/watch?v=YjYCCPXAPec

High Power Induction Heating
10kW Ajax TOCCOtron PC @ 30,5kHz 4,6kW 160A 125V proximity coil
www.youtube.com/watch?v=dE_TWcbT_Ak

120kW induction Heating
www.youtube.com/watch?v=m0qDocWP2c4

15kHz 20kW
www.youtube.com/watch?v=zlFINbAQDBo

15 kHz  20 kW Heater induction no magnetic iron
www.youtube.com/watch?v=3I9cS_Y4Ypg

Inductive Heating (Inductive heating of a coin)  schöne Spule aber 1 
Min. für eine Münze??
www.youtube.com/watch?v=BZLmD3SOR_Y

da ist dieser schon etwas schneller:
Induction Heating (nur die Spule mit  Windungen)
www.youtube.com/watch?v=y_-Iv9FddOU

induction heater (Umbau eines Induktionskochers)
www.youtube.com/watch?v=AYFciJen8Yw

induction heater 110 kW  3,1 kHz  110 kg/h for metal
www.youtube.com/watch?v=XnUJMmcId9s

VF Induction Heater diex-val kaljenje zupcanika
16kHz 18kW in ein ~400er Zahnrad (Spule hat nur 1 Wdg.)
www.youtube.com/watch?v=jLNaVV9l18k
und noch etliche mehr...

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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eProfi schrieb:

> Kürzlich bekam ich einen CCFL-Inverter zu Gesicht, und was ist drauf?
> Ein Royer-Oszillator mit 2 normalen Transistoren.
> Die machen die Basis-Ansteuerung aber anders: eine Hilfsspule sitzt
> zwischen den beiden Basen und wird über einen PullUp versorgt.

Ja, ist Standard.

> Da kam mir die Idee, das könnte auch mit den IGBTs klappen.

Nur bedingt, denn es gibt einen gewaltigen Unterschied: Transistoren 
werden per Strom angesteuert.
Die Hilfswicklung hat daher nicht den Zweck das Ansteuersignal zu 
erzeugen, sondern dient lediglich dazu, durch eine positiver/negativere 
Spannung den Strom der durch den Widerstand geliefert wird, zwischen 
beiden Transistoren hin und her zu schalten.
Da hierfür nur wenige 100mV benötigt werden, sind die Schaltflanken 
recht steil, denn der Pegel beträgt meist mehrere Volt.
Bei IGBTs dagegen liegen maximale Spannung (20V) und Schaltschwelle (8V) 
recht nahe beieinander, weshalb die Ansteuerung nicht wirklich perfekt 
ist. Die Schaltung weiter oben ist quasi die auf Mosfets angepasste 
Version von der Transistorschaltung.

> Mir wäre eine Gegentakt-Endstufe irgendwie sympatischer, so ähnlich wie
> in den PC-Netzteilen, nur halt stärker. Auf jeden Fall freischwingend,
> damit sich die Frequenz automatisch der Resonanz anpasst.
>
> Dann muss die Leistung per PWM geregelt werden, da im unbelasteten
> Resonanzfall sich der Schwingkreis hochschaukeln würde, er wird dann
> immer niederohmiger und zieht immer mehr Strom.

Das wird vermutliche nicht ganz funktionieren, denn der Sinusförmige 
Strom wird sich etwas mit der PWM beißen. Auf jedenfall sind dann 
schnelle und Leistungsfähige Freilaufdioden notwendig.
Ich würde eher eine Wellenpaketsteuerung machen, also immer ganze 
Perioden die mehr oder weniger ausgelassen werden, eben so wie bei der 
Interrupter Schaltung (wobei die nicht den Zweck hat die Leistung zu 
begrenzen, sondern eher die mittlere Leistung zu reduzieren, vor allem 
die mittlere Verlustleistung in den Bauteilen, denn bei diesen 
Schaltungen wird oft mit Spitzenströmen jenseits den Specs gefahren.

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Hier mal noch ein Bild eines per Mosfet Halbbrücke gespeistem 
Reihenschwingkreis:
Zunächst ist die Endstufe an, man sieht deutlich die Signale 
Rechtecksignale die durch den Sinusförmigen Strom und den 
Spannungsabfall am RDson der Mosfets in der Mitte verrundet sind. Grün 
ist das Disable Signal das mit der steigenden Flanke übernommen wird, 
also etwa 1 Takt nachdem es auf high geht. Dann sieht man schön wie sich 
die Pegel umkehren, da der Strom nun in die umgekehrte Richtung fließt. 
Der Pegel ist nun je um eine Diodenspannung größer als die 
Betriebsspannung.

http://richieburnett.co.uk/indheat.html
Diese Schaltung hier funktioniert sehr gut, muss nur immer nachgestellt 
werden. Mit der Schaltung habe ich mal eine etwa 20x20cm große Alufolie 
etwa 10cm hoch über der Spule schweben lassen, ehe die Alufolie weiß 
glühend verbrannt ist (hat etwa 10-20s gedauert).
Das Problem an der ist halt, dass man jede Laständerung nachregeln muss.
Ich hatte mal versucht mit einer PLL Schwingkreisstrom und 
Rechtecksignal auf exakt 90° nachzuregeln, bin aber an der 
Digitalisierung der Sinusspannung aus dem Schwingkreis gescheitert: 
Wegen der hohen Spannungen musste ich die Widerstände hochohmig machen, 
wodurch ich eine Phasenverschiebung mit den parasitären Kapazitäten 
hatte. Dazu kommt noch, dass die Amplitude zwischen wenigen Volt bis hin 
zu >1kV betragen kann.

Hier gibts viele brauchbare Infos zu der Theorie rund um die Schaltung, 
vor allem auch was man beachten muss:
http://richieburnett.co.uk/sstate2.html

Autor: Silvio K. (exh)
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Ich habe einen neuen frischen Thread mit dem Thema Induktionsöfen größer 
1 kW gestartet:

Beitrag "Wer hat Erfahrung mit Induktionsöfen >1kW"

Beste Grüße

Silvio

Autor: Abdul K. (ehydra) Benutzerseite
Datum:

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Ah ja. Ich zitiere mal 
Beitrag "Re: 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

Autor: Fl4sh3r (Gast)
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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?

mfg Fl4sh3r

Autor: Daniel S. (longshine)
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gibt hier inzwischen ein paar Neuigkeiten oder ist das Projekt auf Eis 
gelegt eProfi oder Ulf?

Autor: Jonas S. (microwave)
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