Snubber i induktions värmare

[Nerdboy123]

Hejsan.
Håller på att sätta ihop en induktionsvärmare som är tänkt att användas till smidesgrejer. Har fått koll på allt förutom snubbern som borde sitta på igbt:erna.
Följer den här guiden någorlunda https://www.instructables.com/30-kVA-Induction-Heater/
Men den är inte jättespecifik. Tanken är att den ska matas med likriktad tre fas, 16A så det är rätt mycket kräm det handlar om. Frekvensen kommer ligga någonstans mellan 10kHz upp till 65kHz.
Någon som kan ge ett förslag mellan tummen och lillfingret? eller iaf ge lite tips i hur man ska resonera.
Allt kommer köpas från digi-key så bonus om ni kan hitta något där.
Tack

[psynoise]

Nu kan jag inget om induktionsvärmare men en del snubbrar har jag dimensionerat till diverse kraftomvandlare.

En RLC-krets och dess egenskaper förklarar dämpning bra tycker jag.

• https://en.wikipedia.org/wiki/RLC_circuit

Oftast har man en krets med parasitelementen L och C samt obefintlig resistans. L kan vara långa ledningar, dålig mönsterkortlayout. C kan vara kapacitans över transistorn eller mönsterkortsplan.

Enklast är att dämpa med en resistor men detta blir oftast för varmt. Första steget är då en RC-snubber där det sitter en kondensator i serie med resistorn för att blocka likström och låga frekvenskomponenter. Vill man ha ännu bättre verkningsgrad finns det snubberkretsar men diod, induktor och kondensator men RC-snubber är vanligast.

Krav på dämpning kan finnas för att hålla ringningar och transienter under transistorns drain-source märkspänning. Dämpa ringingar kan även vara viktigt för att klara EMC-krav.

Det finns olika sätt att dimensionera RC-snubber på, googla på "RC snubber design guide". Men för enklare projekt brukar det räcka att prova sig fram. Ta då en effektresistor som du kan leva med, blir resistorn för varm får du minska seriekapacitansen eller öka resistansen. Minskad resistans ger såklart bättre dämpning men mer effektförlust.

[rikkitikkitavi]

Var har du köpt tankkondingen?

Behöver man en snubber vid resonant switching? Dumpar du inte en otrolig massa switchenergi i den då med spektakulärt resultat?

[Henry]

Gissar på att det menas tank kondensatorn och den typen av konding där jag har för mig det bästa är celem kondingar finns ibland på Ebay men dom är inte billiga men som är det bästa. Micakondingar är gjorda för just detta med mycket låg förlust vid höga strömmar och hög frekvens men dom är riktigt dyra om man behöver gå upp i kapacitet vilket är det samma som hög effekt och går åt som smör så fort dom läggs ut.

Man kan ev komma undan med en hög med mindre parallellkopplade pulskondensatorer men dom har ändå lägre effektivitet än de andra.

Om det handlar om avkoppling av transistorerna så räcker det gott med billigare mindre men ändå bra kvalitet. Värde vet jag ej men brukar inte vara speciellt högt då det är höga frekvenser.

[säter]

Kör man induktionsvärmare på likström?

[Henry]

Normalt är det så och de som körs på AC likriktas innan det matas till elektroniken.

[säter]

Du har säkert rätt, men jag fattar inte hur man får induktion med DC.

[Palle500]

Säter. AC/DC in i elektroniken ut är det högfrekvens AC.

[rikkitikkitavi]

Likrikta och glätta 1/3fas till DC med mer eller mindre rippel.

Hacka upp med en halv eller helbrygga med transistorer över en transformator avsedd för hög frekvens.

Likrikta den högfrekventa AC på sekundären och reglera med lämplig metod så har du ett switchat nätaggregat.

Byt ut trafon mot en spole och en kondensator i en resonanskrets. Magnetfält i spolen kopplar till arbetsstycket magnetiskt och det avges energi i detta.

[Nerdboy123]

Nu kan jag inget om induktionsvärmare men en del snubbrar har jag dimensionerat till diverse kraftomvandlare.

En RLC-krets och dess egenskaper förklarar dämpning bra tycker jag.

• https://en.wikipedia.org/wiki/RLC_circuit

Oftast har man en krets med parasitelementen L och C samt obefintlig resistans. L kan vara långa ledningar, dålig mönsterkortlayout. C kan vara kapacitans över transistorn eller mönsterkortsplan.

Enklast är att dämpa med en resistor men detta blir oftast för varmt. Första steget är då en RC-snubber där det sitter en kondensator i serie med resistorn för att blocka likström och låga frekvenskomponenter. Vill man ha ännu bättre verkningsgrad finns det snubberkretsar men diod, induktor och kondensator men RC-snubber är vanligast.

Krav på dämpning kan finnas för att hålla ringningar och transienter under transistorns drain-source märkspänning. Dämpa ringingar kan även vara viktigt för att klara EMC-krav.

Det finns olika sätt att dimensionera RC-snubber på, googla på "RC snubber design guide". Men för enklare projekt brukar det räcka att prova sig fram. Ta då en effektresistor som du kan leva med, blir resistorn för varm får du minska seriekapacitansen eller öka resistansen. Minskad resistans ger såklart bättre dämpning men mer effektförlust.

Har jag förstått det rätt så krävs den för att undvika strömspikar på igbt:erna. I guiden används en sån här
I guiden står det så här "You should also use a snubber capacitor (the black box in the picture) placed directly across the transistors to reduce voltage spikes caused by excitation of the parasitic inductances in the inverter layout"

Var har du köpt tankkondingen?

Behöver man en snubber vid resonant switching? Dumpar du inte en otrolig massa switchenergi i den då med spektakulärt resultat?

'
Kommer köpa en Celem konding direkt från celem. Antingen en C-Cap 01 4µF eller en C500TW på 3 µF. Inte så fasligt mycket dyrare än konkurrenterna.
Har inte förstått riktigt helt hur det funkar än. Men det lär ju inte vara resonant switchning hela tiden. Induktansen i arbetsspolen kommer ju hela tiden variera med hur mycket metall som är insatt och vilken temperatur den har. Tror inte PLL kretsen kommer vara snabb nog för att kompensera till 100%

[Nerdboy123]

Du har säkert rätt, men jag fattar inte hur man får induktion med DC.

Genom att choppa upp den med halvbryggor! Enklare att göra högfrekvent AC från DC än från lågfrekvent AC. så AC50Hz->DC-> AC +50kHz

[rikkitikkitavi]

Jag rekommenderar dig att läsa lite på 4hv.org och Mass Barnkobps hemsida/highvoltageforum innan du börjar peta i en 3fas driven induktionsvärmare. Har läst någonstans att just den du länkade till var lite si och så.

Tappar du PLL eller lasten ändrar sig kan det hända saker. Räkna med att behöva byta Igbterna. Köp ordentliga glätrnimgskondingar, med fördel DC link polypropylene och parallellkoppla.

Elsäkerhetsmässigt är allt ditt ansvar och nu minns jag inte om kretsen har en trafo mellan bryggan och spolen, om ej så är arbetsspolrn på nätspänning ju. Väldigt, väldigt lätt man glömmer det i stridens hetta...

Tack för tipset med Celem. Kan privatpersoner köpa där?

[Nerdboy123]

Ja säkerheten tar vi på största allvar. Har byggt in lite extra säkringar och grejer, jordfelsbrytare, fotpedal osv. Vi har mer eller mindre gjort om hela drivsteget, guiden har tex ingen PLL loop utan förlitar sig på manuell justering av frekvensen.
Glättningskondingen är den som tar bort rippel vid likriktningen va? Där har jag kikat på den här Konding
Tror du den funkar?
Det sitter en egenlindad trafo mellan bryggan och spolen. Vi kommer ta ner spänningen till typ 5-10V i arbetsspolen.
Ja mailade celem och frågade. 139 Euro plus frakt tror jag de ville ha för C500TW, C-CAP gick på närmare 230.

[rikkitikkitavi]

Givet den klarar rippleströmmarna så ja. Det är dock inte mycket marginal till likrikta 3fas, så ngn form av överspänningsskydd bör du ha om du inte litar på att säkringarna tar den.

Men DC link kondingar kan vara bättre men är sällan skruvanslutna, så det blir knepig kretslayout. Svårt att löda benen på busbars...

Jag har läst lite om att PLL looparna kan komma lite ur fas ibland, en induktionsvärmarr har lite gemensamt med en sk DRSSTC så det finns mycket att hämta i coilersamfundet.

Får ni bra effekt med 5-10V i arbetsspolen? Den måste vara enorm i tvärsnittet, och arbeta med stora bitar...

Du får gärna starta en projekttråd, sorry för vi är OT. Men psynoise gav ett bra svar på din fråga anser jag.

Själv har jag bara byggt små Royer baserade värmare, men på 48V ger de upp emot 1kW ändå. Mest för lek. Har inte tittat på Ebayvarianterna.

Det var itne så farligt för fabriksnya Celem, det kostar PÅ Ebay också. Mums tillkommer

[Nerdboy123]

Tog en lite större 700V konding istället.
Har beställt grejerna nu iaf. Får väl börja med att bara köra på enfas och se hur mycket rippel det blir då och om snubbern vi tog klarar av att jämna ut det.
Jag hade missuppfattat lite, vi kommer nog hamna på runt 20V i arbetsspolen.
Det kommer bli en projekttråd när allt är klart tänker jag! Vill kunna lägga ut hela projektet liksom.
Men delarna börjar samlas i sovrummet! Har en bilradiator under sängen och en gammal cirkulationspump till vattenkylningen.