Bygge av induktionsvärmare till smide

Berätta om dina pågående projekt.
Nerdboy123
Inlägg: 108
Blev medlem: 6 december 2012, 17:40:46

Re: Bygge av induktionsvärmare till smide

Inlägg av Nerdboy123 »

Nu kanske bilden syns?
Nerdboy123
Inlägg: 108
Blev medlem: 6 december 2012, 17:40:46

Re: Bygge av induktionsvärmare till smide

Inlägg av Nerdboy123 »

Det börjar närma sig sluttampen nu! Allt är monterat (nästan), vattenkylningen verkar inte läcka.
Hela oscilatorkretsen funkar finfint så länge det inte finns någon spänning över IGBTerna, men så fort vi försöker få något att studsa i tanken så är det något som blir galet med oscillatorn och oscillatorn slutar ge ut signal. Mycket mysko! De enda inbyggda felbrytarna vi har är temperatursensorn i tank-kondensatorn och ett överspänningsskydd i tankkretsen. Vi har prövat att koppla ur och sätta jumpers istället men det blir fortfarande något fel så vi har uteslutit dom två. Så här ser drivkretsen ut
(För mig verkar det inte riktigt fungera att bara klicka på bilden men om ni prövar https://imgur.com/yLnQNmy där kanske det går)

Det är pryttlarna till vänster som kopplar till pin 5 och 9 som utgör skyddsfunktionerna, det är förmodligen något där som krajkar.
Som strömkälla har vi använt ett datorPSU till logikdelen och för att driva IGBTerna kör vi 24 volt från en låda på väggen i verkstan som klarar 10A. Vi prövade först med en svetsströmkälla som kunde reglera strömmen men den outputen va så jädra ful (läs inte riktigt DC) så den vågade vi inte använda.
M_Sander
Inlägg: 11
Blev medlem: 23 maj 2011, 13:56:11

Re: Bygge av induktionsvärmare till smide

Inlägg av M_Sander »

Hej

kul projekt.

En IGBT kan vara lite kinkig att driva när den jobbar med höga strömmar. Kan du göra ett litet mer utvecklat schema.
Som jag förstår så har du ingen gate driver efter PLL kretsen på primär sidan på trafon... som är kopplade till IGBT på sekundär sidan?
En dedikerad Gate driver krets typ UCC37322 smackar på med hög ström och slår av snabbt.
Dom är ganska dyra men du kan börja med att testa och göra en egen driver med två Darlington transistorer och kopplar som en totempole. se om det blir någon förbättring.
Att får en fungerande gate koppling är AO, labba med en annan gate transformator.
Nerdboy123
Inlägg: 108
Blev medlem: 6 december 2012, 17:40:46

Re: Bygge av induktionsvärmare till smide

Inlägg av Nerdboy123 »

Hejhej!
Jodå vi kör med STGP10H60DF för att driva IGBTerna. Dom drivs av ett par op-amps som i säg drivs av oscillatorn. Varje steg är frikopplade med hjälp av de små toroiderna.
M_Sander
Inlägg: 11
Blev medlem: 23 maj 2011, 13:56:11

Re: Bygge av induktionsvärmare till smide

Inlägg av M_Sander »

Visa gärna ett schema. Alternativt kan du sätta en probe med ditt skåp på gaten med och utan belastning. Det kan ju vara EMC störningar så får kretsen att balla ut. Se igen vad Henry skrev 16 April, han har rätt i allt.
Är lite tveksam om operationsförstärkaren klarar att slå av/på tillräckligt snabbt. vad en IGBT behöver för att arbeta är ström, ordentligt med kraft. den skall ha förmågan att kötta på, när den skall på och snabbt stänga av. Tillslaget skall ske i 20-30 nS. laggar det så kan du snabbt bränna upp dina dyra komponenter. Sök på internet "Low Side Mosfet Driver" application notes.
Mvh
rikkitikkitavi
Inlägg: 14825
Blev medlem: 21 juni 2003, 21:26:56
Ort: Väster om Lund (0,67 mSv)

Re: Bygge av induktionsvärmare till smide

Inlägg av rikkitikkitavi »

STGP IGBTerna har rätt stor gate capacitans, ca 1,3 nF.

En OP brukar inte ge mer än några tiotals mA i utgångström. Jag är tveksam till att du får ordentlig drivning med denna, kolla signalen på utgången från dina STGPer på din gatetransformator. Det kan du göra utan att koppla in dina stora transitorer och själva effektdelen.

JAg hade absolut satt en drivkrets mellan logiken som driver gatetransformatorerna istf diskreta IBGTer.
Användarvisningsbild
Henry
Inlägg: 23588
Blev medlem: 20 april 2005, 02:52:47
Ort: Lund

Re: Bygge av induktionsvärmare till smide

Inlägg av Henry »

Isolerade gatar på mosfets kan dra ett antal ampere vid högre frekvenser, op klarar sällan det utan att gå upp bra i storlek men då också pris och är bla därför man istället använder gatedrivers som även har flera fördelar.

Bland det bästa med gatedrivers är att de kan garantera (finns olika varianter) att inte två utgångar kan leda samtidigt och på vissa kan man även ställa tiden innan utgångarna ger ut signal för att bredda avståndet än mer av en eller annan anledning och de kan även ge bra med ström och kortsluta bra mot jord för bästa drivning och kan även till viss del sålla bort störningar och annat bra. Det är industristandard med mosfets/IGBT gatedrivers och skall även de monteras så nära gaterna som möjligt men dikt an på pinnarna är inte nödvändigt men inte heller fler cm ifrån. Det är bäst att göra det så bra som möjligt så håller det längre och framförallt vid stora effekter.
Nerdboy123
Inlägg: 108
Blev medlem: 6 december 2012, 17:40:46

Re: Bygge av induktionsvärmare till smide

Inlägg av Nerdboy123 »

Tack för all input!
Vi löste problemet, kabeln från värmesensorn och tankspänningen låg precis bakom spolen som kopplar till tankkretsen. Hade dragit det på baksidan av plåten så det var inget vi tänkte på! Blev inducerad spänning där som slog till värmeskyddet! Nu är den kabeln nedkortad, omdirigerad samt skärmad så problemet där borde vara löst.
Men nu funkar det iaf! Typ... Med 24V in på IGBT:erna drar den 0.5-1A beroende på hur stor metallbit man stoppar in. Med resonans blir det närmare 1200V i tankkretsen :D En 10mm stålpinne blev runt 40 grader varm på ca 30 sek så är rätt bra fräs ändå!

Vet inte om det betyder att det ni oroade er för med gate drivers inte gäller? Eller blir det bara ett problem när strömmarna på IGBTerna ökar ytterligare?

Så här ungefär ser schemat ut iaf
Bild

Det är en kombination av det här http://uzzors2k.com/index.php?page=pllinductionheater1 och https://www.instructables.com/30-kVA-Induction-Heater/
Namnen på komponenterna stämmer inte till 100%

Ska gå igenom alla era svar med min kompis som hjälper mig bygga. Han har lite bättre förståelse än vad jag har, jag mest bara kommer med dumma idéer och betalar! Men han har iaf övertygat mig om att han har tänkt till och det ska fungera med det han satt ihop, påstår han.. Men tar tacksamt emot er expertis och ska ställa honom mot väggen ;)

Men allt verkar funka när drivspänningen är lägre iaf. Fyrkantsvågen som går in i IGBTerna är fortfarande jättefin. Enda problemet vi har nu är att när man stänger av oscillatorn, dvs dödar signalen till op-amparna som driver STGPerna som driver IGBTerna så fortsätter det gå en fyrkantsvåg med typ 330Hz och det hörs ett litet tjutande. Det händer inte varje gång, men nästan, kanske 90% av gångerna man trycker igång den. Så något problem finns fortfarande.

Insåg nu att vi kanske har snackat förbi varandra lite? Jag är inte superinsatt i alla facktermer så kan hända att jag kallar saker för fel namn ibland! Ber om ursäkt för förvirringen isf!
Men i schemat jag visade ovan, så i Gate driver stage 1 så använder vi UCC37322 som driver STGP10H60DF i Gate driver stage 2 som i sin tur driver Powerstage där IGBTerna är av typen
FF200R12KT4HOSA1
Användarvisningsbild
Henry
Inlägg: 23588
Blev medlem: 20 april 2005, 02:52:47
Ort: Lund

Re: Bygge av induktionsvärmare till smide

Inlägg av Henry »

Det är vid max effekt som ni får se hur bra ni gjort allt då strömmar nu ökar och tex ringningar, ev oscillationer och dylikt som inte synts innan nu kan komma att öka men kan vara så små att det inte skapar problem eller ge ordentliga problem som måste åtgärdas och allt kommer att ge sig till känna vid maxeffekt om inte förr.

Fina fyrkantsvågor kan tex gå mot allt annat än det. Därför skall man ha oscilloskop på alla viktiga delar och långsamt öka effekten för att se så att allt sköter sig och fixa ev problem som uppkommer innan dom kan göra riktig skada.
rikkitikkitavi
Inlägg: 14825
Blev medlem: 21 juni 2003, 21:26:56
Ort: Väster om Lund (0,67 mSv)

Re: Bygge av induktionsvärmare till smide

Inlägg av rikkitikkitavi »

Nu när vi ser schemat så är det tydligt att det finns gatedriverkretsar , UCC37322 , som har god drivförmåga. I övrigt är det som Henry skriver.
Nerdboy123
Inlägg: 108
Blev medlem: 6 december 2012, 17:40:46

Re: Bygge av induktionsvärmare till smide

Inlägg av Nerdboy123 »

Hittade en sketchy spartransformator i ett förråd
Bild
Tyvärr så löste den ut typ alla jordfelsbrytare som fanns när vi försökte köra den genom likriktaren. Bara 15V mellan nolla och jord, borde väl inte va så farligt? :D
Hittade en 220-24V transformator som vi körde med istället. funkade helt okej.

Pipandet finns fortfarande kvar. Mätte dock upp en annan frekvens nu än vad vi gjorde när vi körde DC direkt. Nu landade vi på runt 2kHz istället på den eftersläpande frekvensen.
Min kompis har tagit hem korten för att undersöka lite närmare vad det kan vara och försöka optimera lite layout tillsvidare.
Användarvisningsbild
lond
Inlägg: 3508
Blev medlem: 23 september 2009, 11:52:45
Ort: Hyssna

Re: Bygge av induktionsvärmare till smide

Inlägg av lond »

Mer användningsområden för induktionsvärmare :)



Kopplingsschema: https://www.backyardscient.ist/induction-heater

/// Marcus
Nerdboy123
Inlägg: 108
Blev medlem: 6 december 2012, 17:40:46

Re: Bygge av induktionsvärmare till smide

Inlägg av Nerdboy123 »

Min kollega i det här projektet har varit på annat håll några veckor så fokus har legat på att fixa till den temporära vattenkylningen till att bli lite mer permanent och sen fixa till en vagn som hela härket kan åka runt på.
Bild
Här är en bild halvvägs genom det projektet. Glömde ta bilder när jag va i verkstan senast. Har sen den bilden togs uppgraderats med en platta i botten samt att vattenkylningen har dragits om. Den blev lite högre än jag föreställt mig, men funkar nog att jobba från!
Nerdboy123
Inlägg: 108
Blev medlem: 6 december 2012, 17:40:46

Re: Bygge av induktionsvärmare till smide

Inlägg av Nerdboy123 »

Hejsan gubbar och tanter!
Ännu en liten uppdatering av projektet. Fortfarande ingen framgång på testsidan. Svårt att hitta ett sätt att långsamt öka effekten utan att kasta massa mer pengar på problemet.
Gjorde en liten film för att bättre beskriva problemen som finns.


Vill bara påpeka att den generösa användning av aluminiumtejp var ett försök till att bli av med tjutandet förut, det funkade inte riktigt.
Användarvisningsbild
Klas-Kenny
Inlägg: 11292
Blev medlem: 17 maj 2010, 19:06:14
Ort: Växjö/Alvesta

Re: Bygge av induktionsvärmare till smide

Inlägg av Klas-Kenny »

Oscilloskopets jord är ju anslutet till nätjord.

Och där du ska mäta i apparaten är ju inte isolerat i och med spartafon. Så när du kopplar på oscilloskopets jord till apparaten kommer det att försvinna iväg ström den vägen, och JFB löser.

Du måste ha antingen din apparat eller oscilloskopets galvaniskt skilt från elnätet för att undvika problemet. Eller mäta differentiellt med diff-prob eller om oscilloskopet har två kanaler.
Skriv svar