Hi, ich habe mir überlegt wie ich mir ein kleines Schutzgasschweißgerät bauen könnte. Ich habe einen Trafo zur Verfügung def gleichgerichtet ca. 25V und einen Kurzschlusstrom von etwa 250A hergibt. Nun möchte ich den Strom an der Sekundärseite regeln. Da habe ich mir überlegt ob man einen Mosfet zur Stromregelung (0- 250A) in Reihe zum Werkstück und Brenner schalten könnte. Da habe ich nämlich im Internet einen gefunden der entsprechend gekühlt bis 500A bei 75V schalten kann, genauer der IXYS MMIX1F520N075T2. Ich habe mir überlegt ob man dann nicht einfach den Strom über das Gate des Mosfets mit einem OPV regeln kann, so wie in meinem Konzeptschaltplan. Geht das grundsätzlich so? Wenn ja dann könnte man das ganze sogar noch auf Pulsschweißen umbauen und das wäre echt toll. Bitte schreibt aber nicht "Mach es doch über doe Primärseite" oder oder... Ich würde gerne wissen ob die Schaltung läuft und was man ändern könnte dass sie läuft.
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Oldtimer schrieb: > Ich würde gerne wissen ob die Schaltung läuft und was man ändern > könnte dass sie läuft. Sie wird nur einige Millisekunden laufen, dann haben die ca. 5kW den Mosfet auf dem Gewissen. Schalten ist nicht Regeln. wendelsberg
Einen Mosfet im Linearbetrieb kannst du bei der Leistung ziemlich vergessen. Die angegebenen 500A gelten nur bei sehr steilflankigem ein und ausschalten und das ist bei so dicken teilen schwierig genug. Ich persönlich würde definitiv zu einer Primärseitigen Regelung tendieren, einen hohe Spannung ist in der Größenordnung um Welten leichter zu beherrschen als ein hoher Strom!
Okay dann wird es sich wohl mehr lohnen ein gebrauchtes Schweißgerät zu kaufen. Mit der Primärseite will ich nicht herumspielen da es ein Dreiphasentrafo ist und dann wird die Triac Diac Thyristorgeschichte noch verwirrender....
Ich habe noch gelesen dass andere Geräte eine Transistorkaskade zum Stromregeln benutzen. Heist das quasi dass viele NPN Transistorenpaallelgeschaltet sind um den Strom zu regeln? Vielleicht ginge das ja?
Ich habe ein solches Gerät schon geshen, das war aus den späten 70ern und da waren 220 2N3055 parallel zur Stromregelung eingesetzt, alle fein in Reihen auf dicke reinkupfer Kühlprofile verschraubt mit entsprechenden Basis-und Symetriewiderständen. Bei dir würde es genau so ausarten, wenn auch kleiner, aber derartige Verlustleistungen im Linear betrieb kannst du nur durch Parallelschaltung abführen. Bedenke für den Preis der Komponenten, die du für ein solches technisch überholtes Konstrukt überschreitet lange den Einkaufspreis eines passablen Neugeräts. Wenn du den Trafo unbedingt verwenden und Sekundär regeln willst beleibt dir als einziger halbwegs gangbarer Weg eine PWM Steuerung da reichen dir dann einige wenige dicke Halbleiter. Allerdings empfehle ich dir eine gute Schutzbrille Die Endstufe wird sich im ganzen Raum verteilen, wenn die Ansteuerung auch nur die kleinste Unsauberkeit aufweist oder wenn du, und das ist noch ein größeres Problem, die Schaltspitzen nicht unter Kontrolle kriegst. Kurz gesagt. Wenn es Wirtschaftlich sein soll kaufe dir ein gerät. Wenn du etwas lernen willst dann baue dir eine Regelung, aber du wirst viel Blut, Schweiß und Geld dafür benötigen.
raster schrieb > Die Endstufe wird sich im ganzen Raum verteilen XD > Bedenke für den Preis der Komponenten, die du für ein solches technisch > überholtes Konstrukt überschreitet lange den Einkaufspreis eines > passablen Neugeräts. Ich glaube so werde ichs machen. Für 200€ bekommt man ja ein brauchbares gebrauchtes Gerät und das wird sich wohl für mich mehr lohnen. Aber gut zu wissen dass die MOSFET- Geschichte vernachlässigbar ist.
>Ich habe ein solches Gerät schon geshen, das war aus den späten 70ern >und da waren 220 2N3055 parallel zur Stromregelung eingesetzt, Wieso macht man sowas? Die Schweissgeräte aus der Zeit, die ich schon gesehen hab, hatten alle irgendwas mit Thyristor-Phasenanschnitt oder wurden noch mit Umschalten von Wicklungen im Strom geregelt.
Ich muss sagen ich bin in der Schweißtechnik nicht so bewandert. Ich weiß auf jeden Fall noch, dass der Strom sehr fein und stufenlos regelbar war. Das Gerät wurde damals leider entsorgt, da die Kosten für die Reparatur der durchlegierten Bank den Restwert des Geräts weit überstiegen haben.
Deine Schaltung kannst Du bei einigen Ampere nutzen mit ausreichend Kühlblech, aber nicht für das, was Du vorhast...
Rote T. schrieb: > Wieso macht man sowas? Die Schweissgeräte aus der Zeit, die ich schon > gesehen hab, hatten alle irgendwas mit Thyristor-Phasenanschnitt oder > wurden noch mit Umschalten von Wicklungen im Strom geregelt. Die Cloos GLC 403 PA-T waren solche Schweißgeräte(Das T ist wichtig. Die ohne T waren thyristorgeregelt) Primärseitig ein fetter Dreiphasentrafo der nach dem Gleichrichter ca 55VDC über die Elkos legte. Diese 55V wurden ohne nachgeschaltete Drossel auf eine wassergekühlte Transistorkaskade mit 131 NPN-Transistoren des Typs 2n3773 geführt. Der Nennstrom war max 400A. Allerdings braucht ma da auch nicht mit den vollen 55VDC zu rechen weil bei 400A eine Schweißspannung von ca 36-37V am Brenner erwartet wird. Bei 200A sinds nur noch ca 25V. Ich habe einen Teil einer solchen Kaskade als Stromsenke verwurstet...
Schaltregler - so ein dermaßen fetter CC Buck ist kein Kindergarten. Zu beachten (evtl. ein riesen Problem) auch die vielleicht um einiges höhere Leerlaufspannung (falls es ein Streutrafo ist - ich bin nicht sicher). Das hieße auch noch, daß Fets mit entscheidend höherer Spannungsfestigkeit nötig, welche wiederum (bei gleicher Stromtragfaehigkeit) schlechtere Eigenschaften aufwiesen. (So einiges am Projekt größer, schlechter, allgemein halt schwieriger.) Mal unter der Praemisse, daß kein Streutrafo, sondern einfach ein fetter Trafo hoher Leistung: Also unmöglich ist's nicht. (Habe mal vergleichbares gebaut.) Empfehle statt einer Endstufe (+ Drossel) besser 4 (oder gar 8) Halbbrücken (+ Drosseln) parallel, und die Regelung/Ansteuerung z.B. einen (oder gar zwei) 4-fach interleaved Sync-Buck-IC(s) machen zu lassen. Vermutl. noch einige extra Schutzmaßnahmen nebenher dazu. Ist aber mindestens extrem schwer (wenn nicht unmöglich) für jemanden, der diese Frage stellen muß. (Und das aller-schlimmste ist: Scheinbar das 1. Schaltregler-Projekt überhaupt...) Sollte trotz (und wegen) dieser Voraussetzungen auch noch im Aufbau so unkritisch wie möglich sein (von wegen "Machbarkeit für unerfahrene"). Man müßte mit der Frequenz recht weit runter, damit man auch einigermaßen "flachflankig" schalten könnte, ohne viel max. Tastgrad zu verschwenden. Bedeutet aber noch größere Drosseln als eh schon. Und Du stündest vor diesem Vorhaben erst mal in der Pflicht, Dich über kleinere Projekte an so einen High Power Switcher heranzutasten - denn das lernt man nicht über Nacht (ohne diese Grundlagen würdest Du wohl nicht das gesamte Forum, aber doch einige Helfer, in die Verzweiflung stürzen... ;). Folglich: Viel Spaß an Leistungselektronik (genug, um erst mal viel dazuzulernen), den Aufwand nicht scheuen, und es nicht eilig haben (Hilfe aus dem Forum kann manchmal auch dauern - im Normalfall kommt sie, aber nicht immer sofort) - dann kommt ein solcher Schaltregler im Eigenbau eventuell doch in Frage. P.S.: Auch als Laie (und "beim ersten Kontakt mit so etwas") Erfolg haben könnte man vielleicht eher mit der Entwicklung einer Transduktor-Steuerung (also über eine (oder sogar 2) Steuerwicklung(en) - bei nur geringem Strom - den wirksamen Wert der Induktivitaet einer größeren Drossel zu variieren). Auch das nicht ohne Hilfe (try and error bringt es wohl kaum), aber einfacher. P.P.S.: Um das festzuhalten: Für die meisten Menschen in Deiner Situation (und vor allem den hohen Anteil derer, die ebenfalls keine Erfahrung mit Switchern so hoher Leistung haben) ist die einfachste und auch klügste Entscheidung ganz einfach der Kauf besagten Gebraucht-Geraetes (oder mit mehr Geld eben eines neuen solchen). Ich hatte nur (im Interesse aller künftigen Leser) klarstellen wollen, daß es prinzipiell schon geht - Voraussetzungen bei Usern sind divers. Salve, Gerd
Es gibt auch Leistungsmosfets im ISOTOP Gehäuse (ebenfalls oft in Schweißgeräten verwendet), die können die Wärme bestimmt besser abführen als dein oben genannter Mosfet. Ixys hat da eine Serie IXFN360xxx, der kann 360A schalten. Wenn du vielleicht 2-4 davon parallel schaltest dann könnte es vielleicht klappen, zumindest wenn die last nicht konstant sondern gepulst ist (wäre vielleicht auch fürs pulsschweißen praktisch?!). Du musst jedoch wie die Kollegen hier bereits geschrieben haben bedenken dass Mosfets eben nur für schnelles ein- und außschalten ausgelegt sind, betreibst du sie linear entsteht eine große Verlustleistung. Dann ist eine Wasserkühlung ein muss, nur ist es dann keine Wasserkühlung sondern ein Durchlauferhitzer. - Max
Elektra Beckum verwendete in den MAG-Geräten mit der Bezeichung 260 im Namen langsam getaktete BD249 als Schalter. Bei diesen Geräten ist dann natürlich eine nachgeschaltete Drossel Pflicht. Ebenso wie bei den Thyristorgesteuerten Geräten anderer Hersteller.
Max schrieb:
> dann könnte es vielleicht klappen, zumindest wenn die last > > nicht konstant
sondern gepulst ist
Wie sieht es eigentlich aus wenn ich die Mosfets NUR gepulst betreiben
würde? Also dass die zwischen einem einstellbrarem Strom und einem
festen niedrigem Strom (sagen wir 10-2A, ist ja einstellbar) schalten?
Mit einer Frequenz von vielleicht 50Hz bis 2kHz. Dann werden die Mosfets
ja nicht so stark belastet oder?
> dann könnte es vielleicht klappen, zumindest wenn die last > nicht konstant sondern gepulst ist Dann fehlt dir aber immernoch der Induktor, welcher den Strom begrenzt. In der Schaltung oben sind die einzigen stombegrenzenden Dinger der Lichtbogen am Brenner und der MOSFET. Und der Schweisslichtbogen kann mehr Strom ab als der MOSFET.
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Bearbeitet durch User
Nimm einen 0,8 ohm 1000W Widerstand (bei 25V macht das etwa 30A) in reihe mit deinen Werkstückleitungen und dann parallel zum Widerstand die Mosfets. Dann kannste die Mosfets mit entsprechender Frequenz und Einschaltdauer so einstellen wie es dir gerade passt. Die Mosfets musst Du aber in sättigung betreiben, dann sind es keine Durchlauferhitzer. So sollte es dann klappen. -Max
Maxderzange schrieb: > Wenn du vielleicht 2-4 davon parallel schaltest dann > könnte es vielleicht klappen, zumindest wenn die last nicht konstant > sondern gepulst ist (wäre vielleicht auch fürs pulsschweißen > praktisch?!). An welche Pulsfrequenz denkst Du denn dabei? Scheinbar verwirrend: Oldtimer schrieb: > Und ... wenn ich die Mosfets NUR gepulst betreiben würde? (...) > Mit einer Frequenz von vielleicht 50Hz bis 2kHz. Dann werden > die Mosfets ja nicht so stark belastet oder? 50Hz ist praktisch DC... (aus Mosfet-Sicht, bezüglich der Gefahren durch therm. Überlast). Hatte an >= 20kHz gedacht. - "NUR gepulst"? Ja, klar - Schaltregler arbeiten gepulst. (Drossel glaettet das Ganze.) Hast Du gar keine Ahnung vom Prinzip Schaltregler? Um überhaupt die Thematik diskutieren zu können, brauchst Du schon ein Minimum davon. (Und mit meinem Post warst Du wohl völlig überfordert und/oder Du hast ihn dann auch wegen seiner Ausführlichkeit gar nicht ganz gelesen?) > Also dass die zwischen einem einstellbrarem Strom und festem > niedrig(er)em Strom (sagen wir 10-2A, ist ja einstellbar) schalten? Zwischen 2 Werten hin und her (damit der Strom nicht abreißt)? (Und diese beiden Werte auch noch beide einstellbar...?) Ok, Maxderzange hat eine Möglichkeit für "unterer Wert fest" genannt. Aber: Welchen Vorteil bringt das beim Schweißen (nicht mein Gebiet)? (Und @Maxderzange: Du denkst an nur eine Halbbrücke und Drossel? Das stelle ich mir für 250A echt schwer vor. Warum sollte man sich das antun, wenn schon durch etwas Steigerung der Komplexitaet (die v.m.o.g. Polyphase Bucks) evtl. saemtliche komfortablen Sicherheits Einrichtungen und alles - da viel leichter aufzubauen - auch mit >= 20kHz statt <= 5-10kHz (rieeesige Drossel) möglich...?)
Daß eine Halbbrücke + Drossel topologisch übersichtlicher (für @Oldtimer leichter zu verstehen) ist, bringt kaum was - im praktische Aufbau würden die Tücken schnell deutlich.
(@Maxderzange: Nur für den Fall, weil ja das folgende Argument: "Auch eine HB + Drossel kann höhere Frequenz..." sein könnte.)
Oldtimer schrieb: > Okay dann wird es sich wohl mehr lohnen ein gebrauchtes Schweißgerät zu > kaufen. Das ist es fast immer, erst recht bei deinem Wissenstand. Aber auch ein nahezu Vollprofi kann ein Einzelgerät NICHT billiger bauen als ein hochoptimiertes Massenprodukt. Allein der Entwicklungs- und Arbeitsaufwand sprengt jeden Kostenvergleich in wenigen Stunden!
Falk B. schrieb: > Allein der Entwicklungs- und > Arbeitsaufwand sprengt jeden Kostenvergleich in wenigen Stunden! Das ist allerdings wahr. Schon wenn man das nötige (halbwegs) kann/weiß, müßte einem die investierte Zeit praktisch egal sein (z.B. Rentner) und/oder man will das (aus dem Grund "ich will das zum laufen kriegen"). Und vorhandene oder günstigst beschaffbare Halbleiter und auch sehr günstige bzw. selbst anzufertigende Drosseln zum Einsatz kommen. Aber ohne diese Wissensgrundlage steigt der Zeitaufwand weiter sprunghaft an, die Sinnhaftigkeit (aus allg. Sicht) sinkt ab.
hope/less schrieb:
> Hatte an >= 20kHz gedacht
Ja allerdings geht es Oldtimer nicht darum einen Schaltwandler zu bauen
sondern eine Impulsschweißsstromquelle bei der er den Strom an der
Sekundärseite verändern will. Natürlich gibt es da nix mit 20kHz sondern
der Strom wird eben zwischen zwei Werten (Basis- und Hauptschweißstrom)
mit max 2kHz gepulst oder hin- und hergewechselt. Deswegen meinte ich ja
die Geschichte mit dem Widerstand. Ist der Mosfet aus, so fließt der
durch den Widerstand begrenzte Basisstrom da durch. Geht der Mosfet an
überbrückt er den Widerstand und dann können volle 200A durch.
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