Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Schweißinverter Verständnisfrage Trafo


von Tocotronix S. (tocotronix)


Lesenswert?

Hallo,
ich hab eine Verständnisfrage zum Thema Inverter-Schweißtrafo.

Also angenommen wir kommen mit einer gleichgerichteten Spannung von 330 
V /35A an die IGBT Vollbrücke.

Oszilator mal aussenvorgelassen der macht über Gate-Treiber-Trafos die 
Ansteuerung der Vollbrücke... Currentsensing und alles vorhanden.

Die IGBT's sind ja in der Lage hohe Ströme zu schalten.

Man erreicht doch bis zu 300A mit Inverterschweißgeräten bei weiß nicht 
12V?

Also muss doch das ganze mit einem Trafo runtergebracht werden. Laut 
beschreibung ist das immer ein kleiner Trafo.

Aber dieser muss doch eigentlich mindestens 300*12 6kVA aushalten und 
entsprechen aus dicken windungen bestehen?

Kann mir einer nochmal kurz das erklären wie ein Trafo beim Inverter 
aufgebaut ist (Windungszahl  Durchmesser  Kern).

: Verschoben durch Moderator
von DerSchonWieder (Gast)


Lesenswert?

Tocotronix SH schrieb:
> Man erreicht doch bis zu 300A mit Inverterschweißgeräten bei weiß nicht
> 12V?

Eher bis 100V. Schweißinverter bis ca. 160A haben irgendwas um die 
40-50V

Tocotronix SH schrieb:
> Also muss doch das ganze mit einem Trafo runtergebracht werden. Laut
> beschreibung ist das immer ein kleiner Trafo.
>
> Aber dieser muss doch eigentlich mindestens 300*12 6kVA aushalten und
> entsprechen aus dicken windungen bestehen?

je höher die Schaltfrequenz, desto kleiner können die Transformatoren 
werden. Siehe Schaltnetzteile in PCs, die sind auch schön klein und der 
eigentliche Leitungsübertager ist kleiner als eine Kinderfaust.

von V. D. (vd314)


Lesenswert?

> Man erreicht doch bis zu 300A mit Inverterschweißgeräten bei weiß nicht
> 12V?

eher 25-35 V, je nach Schweißverfahren

>
> Also muss doch das ganze mit einem Trafo runtergebracht werden. Laut
> beschreibung ist das immer ein kleiner Trafo.

richtig, bei Invertern mit einem Ferrit-Trafo

>
> Aber dieser muss doch eigentlich mindestens 300*12 6kVA aushalten und
> entsprechen aus dicken windungen bestehen?

ja, tun die meisten auch. Je dünner der Leiterquerschnitt, desto 
geringer die Einschaltdauer.

>
> Kann mir einer nochmal kurz das erklären wie ein Trafo beim Inverter
> aufgebaut ist (Windungszahl  Durchmesser  Kern).

Ferrittrafo mit dickem Leiterquerschnitt, aber mit nur einigen wenigen 
Windungen. Der Haupt-Unterschied zum 50-Hz Trafo ist die sehr niedrige 
Windungszahl. Daher auch die kleinere Baugröße.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


Lesenswert?

Tocotronix SH schrieb:
> Aber dieser muss doch eigentlich mindestens 300*12 6kVA aushalten und
> entsprechen aus dicken windungen bestehen?
Um die wahrlich komplexe Theorie in kompakte Worte zu fassen:
Je höher die übertragene Frequenz, desto kleiner der nötige Trafo bei 
gleicher Leistung.

Zum gesamten Umfang siehst du dir ab Besten mal das Thema "Schaltregler" 
an. Auf diese Art bekommen die Chinesen auch so kleine Steckernetzteile 
hin...

Sieh dir das mal an:
http://schmidt-walter.eit.h-da.de/smps/trafo_hilfe.html

: Bearbeitet durch Moderator
von Falk B. (falk)


Lesenswert?

Oder ein bisschen professioneller. Schau dir die Trafoformel an. Bei 
hoher Frequenz brauch man nur wenige Windungen und wenig magnetischen 
Querschnitt.

https://www.mikrocontroller.net/articles/Transformatoren_und_Spulen#Entwicklung_von_Netztrafos

von Tocotronix S. (tocotronix)


Lesenswert?

Okay, also angenommen (rein theoretisch) ich hab jetzt gleichgerichtetes 
Netz also ca. 320V mit 35A.

Netzfilter und Funketnstördrosseln dazwischen ein Relais zum An- und 
Ausschalten.

Das geht auf eine IGBT Vollbrücke mit 4 IRG 4PSC 71U (1200V,Ic25:85 
A,Icpuls: 200 A).



Was könnten 4 dieser IGBT's mit variabler pulsbreite an Stromschalten? 
(im Bereich 20 bis 100kHz)

Wie müsste der Trafo denn aufgebaut sein, damit ich viel Nennleistung 
übertragen kann? Sagen wir das Gerät soll 200A schalten können.

ich kam da zunächst auf drahtflächen von 13mm^2 und 66mm^2.

aus welchen draht oder flachband materialien besteht denn so ein Trafo?

Hat jemand schonmal sowas dimensioniert?

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


Lesenswert?

Tocotronix SH schrieb:
> aus welchen draht oder flachband materialien besteht denn so ein Trafo?
Aus Kupferfolien wegen des Skin-Effekts, wenns gut sein soll. Aus Alu, 
wenn billig sein soll...

> Hat jemand schonmal sowas dimensioniert?
Gibt es schon solche Geräte?

> dazwischen ein Relais zum An- und Ausschalten.
Du verlierst dich schon jetzt in unglaublich unwichtigen Details...

> ich kam da zunächst auf drahtflächen von 13mm^2 und 66mm^2.
Du verlierst dich schon jetzt in unglaublich unwichtigen Details...

> ich kam da zunächst auf drahtflächen von 13mm^2 und 66mm^2.
Nach welcher Formel? Bei welcher Frequen? Bei welcher Temperatur? Bei 
welchem Strom?

> Sagen wir das Gerät soll 200A schalten können.
Definiere "schalten".

von V. D. (vd314)


Lesenswert?

Tocotronix SH schrieb:
> Okay, also angenommen (rein theoretisch) ich hab jetzt
> gleichgerichtetes
> Netz also ca. 320V mit 35A.
>
> Netzfilter und Funketnstördrosseln dazwischen ein Relais zum An- und
> Ausschalten.
>
> Das geht auf eine IGBT Vollbrücke mit 4 IRG 4PSC 71U (1200V,Ic25:85
> A,Icpuls: 200 A).

Ic25:85 -> also 85A bei 25°C? Wieviel bleiben davon bei 150°C 
Sperrschichttemperatur. Dazu kommen dann Überlegungen über 
Verlustleistung. Das was dabei raus kommt ist dann diene Grenze auf der 
Primärseite des Trafos.

>
> Was könnten 4 dieser IGBT's mit variabler pulsbreite an Stromschalten?
> (im Bereich 20 bis 100kHz)
>
> Wie müsste der Trafo denn aufgebaut sein, damit ich viel Nennleistung
> übertragen kann? Sagen wir das Gerät soll 200A schalten können.
>

Mach dir erstmal Gedanken darüber, was am Ausgang raus kommen soll. 
Welche Spannung welcher Strom. Dann hättest du ein 
Übersetzungsverhältnis für dein Trafo. (bsp.: Wig-Inverter ca. 22:4)


> ich kam da zunächst auf drahtflächen von 13mm^2 und 66mm^2.

aha.

>
> aus welchen draht oder flachband materialien besteht denn so ein Trafo?

Flachband ist von Vorteil (skinneffekt bla bla), vor allem für die 
Sekundärseite.

>
> Hat jemand schonmal sowas dimensioniert?

guck dir mal einen Schaltplan vom so einem china Inverter an, gibt es im 
Netz ja genug.

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


Lesenswert?

DerSchonWieder schrieb:
> Schweißinverter bis ca. 160A haben irgendwas um die 40-50V

Die Spannung braucht man auch nur zum Zünden.  Wenn der Bogen brennt,
geht sie deutlich runter.

Ein 200-A-Bastelschweißgerät bekommt man noch einphasig an einem
16-A-Stecker angeklemmt, also 3,6 kW.  Damit man trotzdem 200 A an
Schweißstrom rausbekommen kann, dürfen es also maximal 18 V am
brennenden Lichtbogen sein (bei 100 % Wirkungsgrad).

von Tocotronix S. (tocotronix)



Lesenswert?

Was würde aber passieren wenn ich anstatt eines mini Invertertrafo einen 
alten Schweißtrafo aus einem Zone Wechselstromschweißgerät ab 20 kHz 
antreibe?
Der hat 2kVA und soll 125 A bringen maximal.
Hat noch alte PCB Kondis nicht gerade viel Kapazität mit 4 µF /400V.

Ich würde da gerne mit 200 oder 300A Wechselrichter draufgehen. Und 330V 
/35A gleichgerichtet.
Eigentlich muss der Trafo nicht so groß sein, aber ich kann doch mehr 
Leistung abfragen durch die Hochfrequenz? Sind ja keine 50 Hz die ich 
anstrebe...

Ist das überhaupt technisch machbar? Oder ist so ein Trafo zu langsam 
zum schalten?

von Schweißerjunge (Gast)


Lesenswert?

Oh mein Gott, du hast ha absulut Null Ahnung was Phase ist! Lies dich in 
das Thema Spulen und Trafoschutz mal ein, bevor es Verlezte gibt.

von Schweißerjunge (Gast)


Lesenswert?

Soll heißen Trafo

von lüsterklemme (Gast)


Lesenswert?

Das ist ja sogar noch ein echter mit PCB gefüllter Kondensator drin. 
Wenn Dir der aufgrund Unwissenheit platzt dann könnt Ihr um das Gelände 
herum erstmal Natodraht auslegen :-)

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

von MaWin (Gast)


Lesenswert?

Tocotronix SH schrieb:
> Was würde aber passieren wenn ich anstatt eines mini Invertertrafo einen
> alten Schweißtrafo aus einem Zone Wechselstromschweißgerät ab 20 kHz
> antreibe?

Erst mal fliesst gar nicht genug Strom weil dessen Induktivität zu hoch 
ist, dann verschweisst sich das Ding selbst weil die Wirbelstromverluste 
im Eisenkern gigantisch sind und drittens hast du keinen Vorteil: Wer so 
einen fetten Trafo hat, braucht keinen Inverter.

Du bist noch meilenweit von Kenntnisstand eines einfachen Chinesen 
entfernt.

von Tocotronix S. (tocotronix)


Lesenswert?

Weiste deswegen stell ich ja fragen, um daraus einen Wissensstand zu 
generieren.
Woher soll man das alles wissen wenn man Chemie studiert hat?
Man fragt doof, kriegt zwar doofe antworten aber meist mit hinweisen wo 
man dann nachlesen kann...trail and error...

Den PCB c werd ich schon hier bei uns bei der Chemikalien Entsorgung 
abgeben... Keine Frage ;) ich wollte dann nicht allzu trollig sein.

Ja ding ist ja auch kaputt... Müssten eh neue Kondis rein und da war 
meine Überlegung halt auf Gleichstrom zu gehen,zu glätten und zu 
stabilisieren ,dann Wechselrichten und transformieren... Was wäre denn 
die optimalste Frequenz eines solchen Trafos? Mit 50 Hz vorher 
betrieben, aber selbst wenn ich auf 10 oder 200 Hz gehe, könnte man da 
nicht mehr Leistung abfordern? Zündspulen haben ja auch ne gewisse 
Ressonanzfrequenz wo sie am besten gehen, zB bei niedrigen Frequenzen... 
Zeilentrafos eher bei höheren.

von DerSchonWieder (Gast)


Lesenswert?

Tocotronix SH schrieb:
> Woher soll man das alles wissen wenn man Chemie studiert hat?
> Man fragt doof, kriegt zwar doofe antworten aber meist mit hinweisen wo
> man dann nachlesen kann...trail and error...

Weil man nicht ohne Kenntnis gleich an Leistungselektronik geht, sondern 
klein anfängt.
Wenn ich deine Threads lese, dann eillst du irgendwelche monstermässigen 
Teslatrafos bauen, selbst Leistungsschaltnetzteile im KW und 100-300A 
Bereich bauen, aber weisst nicht mal wie ein Trafo überhaupt 
funktioniert.

Das ist so (um bei der Chemie zu bleiben, die du studiert hast) als 
wüsste jemand nicht den Unterschied zwischen HCl und NaCl möchte aber 
daheim eine Haber Bosch Synthese aufbauen.

von Thomas F. (igel)


Lesenswert?

Mit diesem Trafo wird das nichts, siehe MaWins Erklärung.

Wenn du unbedingt ein Projekt starten willst welches wenig Aussicht auf 
Fertigstellung hat, dann kauf doch einen entsprechenden Trafo:

http://de.aliexpress.com/item/Inverter-welding-machine-high-frequency-transformer-EER43X15-7-22-70-high-voltage-arc-transformer-free-shipping/1902016056.html

Damit ist ja der größte Hund erschlagen;-)

Beitrag "Inverter Elektroden-Schweißgerät abgeraucht -> IGBT defekt"

von Old P. (Gast)


Lesenswert?

Thomas Forster schrieb:
>
> 
http://de.aliexpress.com/item/Inverter-welding-machine-high-frequency-transformer-EER43X15-7-22-70-high-voltage-arc-transformer-free-shipping/1902016056.html

Mit dem Ding (Ali-Foto) schweisst er garantiert nix;-)

Ich habe in meiner Jugend gelegentlich Schweisstrafos gebastelt (der Not 
gehorchend), einen Schweissinverter würde ich mir selbst heute nicht 
zutrauen!
Warum auch? Weil ich zufällig einen (völlig ungeeigneten) Trafo und ein 
paar IGBTs liegen habe? Leute gibt es...

Old-Papa

von Tocotronix S. (tocotronix)


Lesenswert?

Soso... die threads gelesen um sich ein Bild zu machen. Find ich jetzt 
nicht schlimm das sich jemand solche Gedanken macht. Eher gut um jemand 
einschätzen zu wollen. Aber ala Bild gleich verurteilen finde ich 
falsch..

Es klingt gleich wie generall Verdacht eines Staatsanwaltes..

Ich stelle lieber dumme fragen weil ich dann anreize bekomme wo ich 
nochmal nachlesen kann, weil dann auch begriffe fallen, wo ich nicht 
wüsste das ich genau nach denen suchen soll....


Warum geh ich gleich auf 100 wenn ich wenig erfahrung habe? keine 
ahnung...

was heißt hier auch monstermäßige tesla? Das Projekt gibt es auch .. 
Klar will ja die Leistungselektronik nicht wegschmeißen...
btw: Da bin ich ja da nur nach der suche eines gescheiten IC's mit 
current sensing, der aber nicht abschaltet sondern die Pulsweite regelt. 
Über Shunt oder Stromtrafo wäre mir egal...

Zu den Ali Bild.

Ist das genauso ein Invertertrafo der sehr dicke sek. wicklungen hat? 
sind die denn genau der dimension wie sie auch verbaut werden? oder 
sehen die wirklich anders aus?

Jetzt würde ich ja sagen ich nehme ein MOT und mache mir meine eigene 
Sek. Wicklung?

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.