Reparation av nätfiltret i en gammal enfas invertersvets

[mr.olle.norell]

Fick läsa på lite om H-bryggor. Halv H-brygga som finns här skapar en virtuell jordpunkt, mittpunkten på kondensatorparet i matningsspänningen, en spänningsdelning av tillgänglig matningsspänning.
Den halva H-bryggan producerar ändå växelspänning över transformatorns primärlindning, men med halva matningsspänningen.
Full H-brygga kan nyttja hela den tillgängliga matningsspänningen.

Jag vet inte vad den praktiska skillnaden skulle bli i detta fall. Är det bra att ha mer spänning tillgängligt när man ändå måste transformera ner den med en omsättning på 10-20-30-40ggr?

Jag trodde TIG-svetsmaskinerna med AC, de som kan svetsa aluminium tex borde vara mer avancerade, men tar man bort diodparet på sekundären blir det ju AC på utgången
(Tillägg efter eftertanke: Man får hela switchfrekvensen, 20Khz i detta fall. Tig vill man svetsa mellan 50-250Hz och oftast runt 100 kanske. En AC-tig är dyr för att man måste modulera en hel vågform på utgången, precis som en 230V AC-inverter med "ren sinus", alltså att man filtrerar och snyggar till switchbruset. Så det blir mer modulering av tiderna hela tiden för pulstågen osv.)
Dock finns det ofta AC-balans på TIG-maskiner där man kan justera DC-offset så man får mer effekt på den positiva vågformen och mindre på den negativa tex.
Det hjälper till att bryta oxid-skikt i aluminium, en sorts tvätt-effekt som nästan krävs även på rena material då det alltid blir lite oxid hur man än gör. Aluminium är ju legerat, ren aluminium används ju nästan inte, det har sällan bra egenskaper och är onödigt mjukt.

En transformator får ju hysteres vid DC-offset, skall kolla i manualen hur man löst det. Man kanske skiter i det. Vågformen måste ju inte vara jättesnygg, men heller inte hur som helst, vissa krav är det.
Det fanns TIG-svetsar förr som körde AC med fyrkantvåg på utgången, inte sinus. Men jag tror det gick ur tiden. Tror de gav 50/60Hz, alltså nätfrekvensen, det var inga inverters, och de hade fast frekvens just därför.
Justerbar frekvens är trevligt, det påverkar hur riktad ljusbågen blir bland annat.

[YD1150]

Lite utanför ämnet men ett svenskt fabrikat har nu "hybridsvetsar" med litiumbatterier och nätdrift tillsammans. Går att kräma på lite mer på svagt elnät.

[mr.olle.norell]

Japp, har sett det, är väl Esab har jag för mig? Esab är inte så svenskt längre, men jag förstår vad du menar.

Det går ju att köra invertersvets på generator. Problemet är att svetsen går från tomgång på några watt till 3-4-5kW i samband med att elektroden tänds, så generatorn hinner inte reglera upp efter effektbehovet, och motorn hinner heller inte varva upp. Det har dödat en del maskiner...

Finns ett företag som heter instagrid som gör ett batteri med inbyggd inverter för 230V som kan driva mindre enfassvetsar upp till 3.2mm, så man kan byta mellan svetsmaskiner. De tar dock 50 000 eller liknande för den invertern, och batteriet är inte enormt.

Man skulle ju kunna skaffa en vanlig inverter för litiumbatterier, helst runt 48V. Finns ju sådana batterier till tex husbil. BMS:en i dem har en max strömbegränsning och invertern också. Men 6kW skulle man nog klara sig på ev.
Detta borde klara svetsinverterns kraftiga strömrus när man tänder bågen.
Man kan dessutom ladda batteriet samtidigt med en liten enkel bensin generator samtidigt som man förbrukar el.
Man brukar ju svetsa, hacka slagg, borsta lite, mäta något, banka lite, svetsa mer osv, så på en timme svetsar man kanske bara 10min aktiv tid.
Detta skulle göra batteriet till buffert mer.
Men jag har inte sett små batterier man kan ta mycket ström ur.
Så som batterier i elverktyg har för karaktär.
Det är väl det Instagrid lyckats med, och tar bra betalt för.

Ett 314ah 12V litiumjonbatteri går att få för 5500kr typ i någon sorts kvalitet, men BMS:en stänger av vid 200A. Det är 2600W bara räknat på 13V. Tror det ger 14,2 fullt, det är ju en urladdningskurva.
Fyra celler skall det vara, det ger 3,55V per cell. 4,2V är toppladdning på mina 18650 litiumbatterier jag har i pannlampan som jag bröt ut ett gammalt laptop-batteri från tiden det var runda celler i laptops...
Så det kanske är någon trött kemi i de där batterierna folk har i husbilar...

[CPMS]

Kolla in Badger Velder från USA.

Komplett MIG i en typ Pelican Case. Går att koppla på gas om man vill.
OK, den klarar bara runt 20minuter svetsning på en uppladdning men som portabel MIG är det ju inte så illa.
Har inte tordas titta på priset.

[CPMS]

.....
Ett 314ah 12V litiumjonbatteri går att få för 5500kr typ i någon sorts kvalitet, men BMS:en stänger av vid 200A. Det är 2600W bara räknat på 13V. Tror det ger 14,2 fullt, det är ju en urladdningskurva.
Fyra celler skall det vara, det ger 3,55V per cell. 4,2V är toppladdning på mina 18650 litiumbatterier jag har i pannlampan som jag bröt ut ett gammalt laptop-batteri från tiden det var runda celler i laptops...
Så det kanske är någon trött kemi i de där batterierna folk har i husbilar...

Snarare att det är en helt annan kemi, det brukar vara LiFePO4 celler som står för litiumjärnfosfat i dom där batterierna.

[mr.olle.norell]

Badger Welder var ju lite kul! Jag är dock inte så förtjust i gasfri flusstråd. Det finns lite bättre kvalisort på sådana trådar, men det blir aldrig så bra som riktig gasskyddad rörtråd, slaggande eller metallpulverfylld som mest säljs i 1,2mm i Sverige. Finns i 1.0 också från norska Nittesu (Nst) men all sådan tråd är för större maskiner egentligen. 150A kanske kunde funka, men det är lite nedre gränsen helt klart. Jag körde 200A med 1,2mm sist jag svetsade mig/mag, men det var på trefas nätanslutet.

Just det, litium järnfosfat, den batteritypen som inte är mest kompakt utan mer om man har lite plats. Googlade lite nu och Tesla verkar haft litium kobolt-oxid mest för den höga energidensiteten, inte för att de klarar hög urladdning som jag hade trott. Men de håller väl som alltid på att byta till en ny teknik igen...

[CPMS]

Men några Sodastream tuber och en specialslang så kan man ju köra vanlig tråd.

Nja... man byter inte till ny teknik utan man använder den bästa för situationen tillgängliga tekniken.
Elbilens batterier har ju andra krav än ex batteribanken i segelbåt eller husbil, ungefär som att ett "startbatteri" inte är samma som ett "fritidsbatteri" fast dom båda har blyceller.

[alexanderson]

Om man skulle slippa växla strömriktningen och ha en halvbrygga, så skulle man ju också slippa att likrikta sekundären på transformatorns utgång med det där diodparet som nog lever ett hårt liv kan jag tro...

Det beror ju på om man vill svetsa med växelström eller likström.

[alexanderson]

På detta sätt med kraftelektroniken på primär-sidan är ju kraftelektroniken inte direkt exponerad mot svetsens utgångskablar, men det ställer nog krav på regleringens snabbhet att ställa ner snabbt om den märker att pinnen sugit fast.
[/quote]
Kortslutningsskyddet går inte genom reglerslingan, utan baseras på direkt avkänning av strömmen genom transistorerna. (primary current sensing på Engelska)

[rikkitikkitavi]

De har även strömavkänning på sekundären som agerar.

[säter]

Inte hört om Genesis, men är det det italienska företaget Selco? De verkar ha en modell som heter Genesis, men jag har aldrig kommit i kontakt med Selco tyärr. Har sett någon på annons, men Selco verkar finnas här och där, men är nog inte så stort i Sverige vad jag vet. Kanske var vanligare förr?

Selco Genesis är det nog.
Jag minns inte beteckningen på dessa äldre svetsar.
Jag minns att de var dyra.

[mr.olle.norell]

Om man skulle slippa växla strömriktningen och ha en halvbrygga, så skulle man ju också slippa att likrikta sekundären på transformatorns utgång med det där diodparet som nog lever ett hårt liv kan jag tro...

Det beror ju på om man vill svetsa med växelström eller likström.

Jo, det kanske var otydligt men det här är en ren DC-maskin. Jag har ingen AC-maskin för att tex Tig-svetsa aluminium då AC-svetsar generellt sett adderar 50-100% på priset mot en motsvarande maskin med DC.
Så trots att maskinen producerar DC på utgången så har man valt att transformera AC i SMPS-steget och likrikta 20khz AC:n till DC där på utgången vilket väl blir typ 40khz DC-pulser man egentligen svetsar med...

Jag var mest nyfiken på varför man gjort så, om det tex är det mest rationella sättet att göra det på.
Min fundering var om H-bryggan istället hade kunnat ge DC-pulståg mellan noll och full spänning från dess matningsspänning, alltså den likriktade 400V trefasen. Sedan transformera ner dessa DC pulståg ut på sekundärsidan man svetsar med genom svetskablaget. Då hade man sluppit likriktardioderna på svets-sekundären, samt att linda mitt-tappen, alltså lägre komplexitet på sekundärsidan, den som lever ett hårt liv vid svetsning.

Men då får man ju andra följder/problem:
Glättningskondensatorerna skulle behöva tåla hela toppvärdet på spänningen, inte halva som det är konstruerat nu. Samma med IGBT:erna antar jag, och spänningstålighet kanske är en begränsande faktor som driver storlek, kostnad mm...
Samt att jag inte vet hur bra switchtransformatorn gillar att transformera DC pulståg som aldrig växlar strömriktning som ju AC gör...
Tänkte först att omsättningen på transformatorn skulle behöva dubbleras också, men så blir det nog inte alls, det borde bli samma sak?
Det var bara en teoretisk diskussion eftersom jag blev nyfiken på designval.

Ibland har ju tillverkarna olika lösningar, men allt eftersom en teknik mognar kokar det ju ofta ner till att en lösning blir enklast och billigast att realisera, och det blir liknande topologi i grova drag mellan olika tillverkare.

Skillnaden på finare dyrare MMA-svetsar och billigare sämre idag är ofta hur bra mikrolontrollern är implementerad, alltså hårdvara+mjukvara.
MMA (pinnsvetsning) är i grova drag en konstantströmsreglering/återkoppling, alltså klassisk CC. Alla medelvärde mätt över tid är det konstantström som gäller. Men de gamla 50Hz-maskinerna hade rätt hög induktans, och det jämnade ut svetsförloppet i kortsiktiga förlopp. Från pinnen bränns det av en droppe smälta som skapar en tillfällig logohms-situation i smältan. Induktans hjälper transformatorn att bränna av den och få iväg den så den flyter ut. Det sker som en liten urladdning av induktans innan nästa droppe kommer och drosseln på ett antal kilo som ofta satt i serie hinner magnetisera järnet igen.
Det här gör att det blir trevligare svetsegenskaper än ren CC-reglering. På MMA-inverters (de finare) görs den där drosseln artificiellt genom strömåterkoppling och snabb reglering genom mikrodatorn som styr IGBT:erna. IGBT:erna är väl det enda styrmedel man har vad jag vet...
Så det där programmet för svetsegenskaper som agerar artificiell drosseln är olika sofistikerat på high end och lågprisvsruhus-svetsar. Dessutom har finare maskiner ofta aktiv faskompensering och kan ha typ 0.98 i cosphi för att slippa skapa onödig reaktiv effekt i kablar, säkringar och elnät, och det gynnar även generatordrift väldigt mycket.
Sedan har finare svetsar ofta hot-start ställbar i tid och amplitud: Vid tändning av bågen ger den högre ström en viss tid för att slippa bindfel/kallfog första 1-2 sek innan grundmaterialet hettats upp tillräckligt...
Dessutom har finare svetsar ofta 80-90V i tändspänning och svetsar sedan med 15-25V beroende på inställd ström och elektrod. Vissa Jula-svetsar är ökända för 50V vilket går bra med rutil-pinnar, men sämre för de starkare basiska som används inom mer krävande applikationer där det är lite mer krav på hållfastheten, svetslicens och att man ibland röntgar svetsar för fel, åtminstone stickprov.

Men allt det jag listade kan nog göras med samma topologi för SMPS, alltså kraftelektroniken. Det som skiljer är hur mycket man utvecklat styrningen av det hela...

[mr.olle.norell]

Kom på två andra saker: vissa äldre transformatorsvetsar 50hz hade mittuttag på drosseln. Man kunde koppla om den genom strömställare, eller ofta att det satt dubbla uttag på jord-anslutningen. Strömställare är ju svårt på sekundär, för hög ström... Mängden järn kunde man väl inte öka/minska, men halva järnet var väl o-exponerat antar jag om man var inkopplad i mittuttaget och fick halv induktans.

Sak nr #2: Enklare bärbara svetsar har samma utgångssteg för MMA (pinne) och TIG. En knapp i menyn aktiverar MMA eller TIG-läge, alltså de MMA-egenskaperna jag nämnde ovan stängs av vid TIG-läge och man får nästan en ren CC, konstantströmsreglering.
Man skiftar polaritet och vid TIG sätter man jordklämman på plus-uttaget.
Jag råkade svetsa MMA en gång i TIG-läge, hade väl kommit åt knappen... Pinnen sög fast, var mycket svårsvetsat innan jag kom på vad jag hade gjort. Mycket klia i huvudet... Samma ströminställning på MMA gick sedan som en dröm!

På den där Kemppi Mastertig 2500MLS som jag visade schema på har den faktiskt olika lösningar på sekundären för MMA och TIG. TIG-kontakten är alltså elektriskt inte exakt samma som minus-polen som används för jord vid MMA-svetsning.

Jag skall läsa vidare i schemat och se vad som skiljer elektriskt.
Det är många kombinerade Tig/MMA-maskiner som inte har det tredje TIG-uttaget, utan har samma plus och minus för båda processerna...

[alexanderson]

När det gäller äldre 50Hz svetsar så fanns varianten med en vev som påverkar läckfältstransformatorn(eller drosseln).
Det har också funnits varianter där svetskablarna flyttas mellan olika uttag.

[mr.olle.norell]

Ja, vev på själva huvudtransformatorn, det var ju det normala sättet att reglera strömmen i de gamla maskinerna. Ju mer järnet puttades in, ju mer magnetisering blev det ju, och kunde överföra mer svetsström. Permibiliatet heter det? Det var ju en sorts enklare konstantströmsreglering utan återkoppling. Man fick så stor ström som inputtat järn räckte till.
Verkningsgraden/effektiviteten på dem var ju varierande över strömområdet, troligen mer effektiva vid lite högre effekt än det lägre området... Ganska mycket reaktiv effekt utöver det...

Har du sett sådana med vev på drosseln också? Jag har bara sett på ströminställningen.