Punktsvetsbygge för battericeller

[Magnus_K]

Hej!

Inom kort kommer jag ha behov av att svetsa lite celler och sedan lång tid tillbaka har jag faktiskt sparat en gammal mikrovågsugn för ändamålet.
Innan tråden går vidare så är det nog värt att trycka på säkerheten kring att mecka med mikrovågsugnar.

Avser du göra en likadan, och inte vet vilka risker det innebär, så bör du inte göra det. Lite kortfattat:

- Nätspänning =
- Beryllium i isoleringshylsor i magnetronen =
- Strålning från spänningssatt magnetron =
- Högspänning från sekundär på trafo och kondensatorn (kan kvarstå lång tid efter nätspänning bryts) =

Så, nu går vi vidare.

Det kommer bli en väldigt bildrik tråd och den mesta texten jag kommer skriva är bildkommentarer. Detta skrivs i fetstil strax ovanför bilden som texten omfattar.
Nedan i detta inlägg kommer en första kladd på schema och hur den ska se ut. En lite avgörande grej är om det verkligen på att switcha primären av/på när man punktar, eller om det skapar för höga strömmar vid tillslagsögonblicket.

DSC_3588.jpg

DSC_3584.jpg

DSC_3587.jpg

[Hedis]

Den här kommer följas med spänning då jag också blivit lite sugen på att snickra ihop en.
Såg någon youtubefilm på ett hemmabygge och det var verkligen lite delar som var inblandade.

[Magnus_K]

Offret: Matsui MAT SMW17E

DSC_3552.jpg

Mycket gottigheter här. Kommer antagligen mecka bort allt förutom magnetronen men nu är det trafo-dags!

DSC_3555.jpg

Trafo ut. Model MD-701EMR-1. Hittar tyvärr inget datablad men är inte förvånad.

DSC_3557.jpg

Sidovy. Kan undra vad som gömmer sig under skyddspappen tro...

DSC_3559.jpg

Spanade in hur den var svetsad och efter ha sett dom fina fogarna på sidorna och under så bestämde jag mig för att försöka få ut sekundären på annat sätt.

DSC_3562.jpg

Var duktig till en början och sågade uppåt (för att inte få spån på primären) men det gav jag upp efter en stund. Fy vad det var segt att såga i.

DSC_3563.jpg

Äntligen avsågad.

DSC_3567.jpg

Vet inte vad den röda tjockare sekundärlindningen kallas men gör inte som jag gjort här, dvs ta bort den innan den stora sekundären.
Lämnas den kvar så kommer den agera väldigt bra skydd för primärlindningen och det går inte få ut denna först, som jag trodde...

DSC_3568.jpg

Fram med största donet jag hade. Det var lite vinst eller förlust för jag var rätt övertygad på att kärnan skulle delamineras

DSC_3570.jpg

Med stadigt mothåll så gick halva att knacka igenom.

DSC_3571.jpg

Seger! Hela sekundären bort med alla tusen varv. Jösses vad tråd...

DSC_3573.jpg

Trafo städad och redo för nästa steg.

DSC_3574.jpg

Vet inte vad lamellskivorna i EI-kärnan gör för nytta men dom få sitta kvar.

DSC_3576.jpg

Var nyfiken på vad det skulle bli för spänning ut med enbart några varv. Så här testade jag. Siffror kommer sist i detta inlägg.

DSC_3580.jpg

Tråden tog tyvärr slut efter 5 varv men då den riktiga tråden inte kommer kunna lindas mer än så, så spelar det ingen roll.

DSC_3582.jpg

Lite mätdata:

Kod: Markera allt

Nätspänning vid mät-tillfället: 235V
Obelastad sekundärspänning vid resp varv:
       1 varv           0,86V
       2 varv           1,70V
       3 varv           2,58V
       4 varv           3,44V
       5 varv           4,30V

Det blir ungefär 0,86V/varv och 235/0,86 = 273 varv på primären.
Det stämmer nog ganska bra då jag kunde räkna 15x18 varv, som blir 270.

[xxargs]

den röda kablarna var förmodligen glödströmslindningen till magnetronen.

Dom där plåtbitarna som är inlindat i gult och som ligger kvar ovanför primären - ta inte bort dem - de är en viktig faktor för transformatorns strömbegränsning mha. läckinduktans som shuntar en del magnetfält innan det når sekundärlindningen och utan den så går förmodligen säkringarna direkt så fort du kortsluter för punktsvets på sekundärsidan. Genom att passa in flera blad av transformator-kärnmaterial på samma sätt som de befintliga plåtbladen, innan sekundärlindningen, så kan du strömbegränsa transformatorn ännu mera (den tekniken används också i äldre svetstransformatorer där man vred in och ur en ok av laminerat järn som magnetisk shunt mellan primär och sekundärlindningen när man skulle ställa in för olika strömmar)

[Magnus_K]

VÄLDIGT bra information. Tack xxargs

Det blir nog väldigt bra att spara dessa shuntar på plats då det antagligen behövs en del strömbegränsning. Eventuellt har jag lite passande kärnmaterial liggandes som jag kan trycka in om svetsen blir lite väl "effektfull".

Näst ut blir att handla 35mm²-kabel (AWG 2). Måste hitta någon säljer det på löpmeter till vettigt pris + att det inte är ett böjbart kvastskaft.
Kikade på mina startkablar jag har liggandes men dom jag kan offra såg hemskt risiga ut, så skippar detta.

EDIT: Ursäkta Hedis, missade ditt inlägg i förbifarten. Det är bara att dra igång. Jag tänkte blanda in en MCU för att sköta pulsningen och annat. Mest troligt en Arduino men det går självklart att skippa den delen och köra mer manuellt.

[xxargs]

Original är denna magnetiska shuntning till för att förbättra den annars så ur-ursla effektfaktorn som det skulle bli i och med likriktningen och med en djävulsk strömspik bara på periodtoppen för mikrovågsugnen - med dagens olika regler med med maximal övertonskrav så skulle man inte kunna sälja mikrovågsugnar om man inte gjorde sådana passiva åtgärder för att förbättra effektfaktorn (egentligen att få ned strömspikarna och göra dem mer utspridda över hela perioden).

[Henry]

Det går att styra effekten på dessa trafos även mha elektronik, som inte kräver så värst många komponenter, medelst fasvinkelstyrning men med ett schema för höga induktanser som fungerar lite annorlunda än vanligt. Har gjort en sådan en gång för kontinuerlig styrning av en trafo från en mikro medels en pot som det går att reglera uteffekten steglöst med från 0 - 2300W, högre går men då går säkringen. Om effektfaktorn ändras till det bättre eller sämre på detta vis vet jag dock inte men fungerar gör det.

Jo utan shunterna så drar dessa ström då väl kärnan blir mättad. Testade en gång med en och vid kortsluten sekundär (omlindad) och utan shuntar så drog den 37A på primären och gav runt 1100A på sekundären, detta fick säkringen att gå på lite strax över 1 sek.

[xxargs]

fasvinkelstyrningen försämrar effektfaktorn i och med att strömmen inte är sinusformad längre - men med mikrovågugnstrafos shuntkoppling så rädda denna upp väldigt bra ändå - inte pga. fasvinkelstyrningen som sådan utan för att transformatorn är som den är.

Sedan får många för sig att transformatorn blir mättad vid last - det är precis tvärt om - transformatorns plåtpaket är som mest mättad när den arbetar på tomgång och utan last inkopplad - ju mer man lastar. ju mindre utstyrd är magnetfältet i kärnan (då det blir mer och mer spänningsfall i primär och sekundärlindning, både av induktiva skäl pga. läckfält och av resistiva skäl i lindningen - vilket har samma verkan som att sänka den ingående spänningen vid tomgångskörning)

[Henry]

Jo dessa trafos är lite udda får man säga.

Jag tänkte dock sedan på last som går långt över vad trafon/kärnan är gjord för så att det alstrade magnetfältet blir kraftigare än vad kärnan kan hantera vilket jag har uppfattat som att den då mättas och gör att primären ser kärnan i princip som en kortslutning och kan dra stora mängder ström till inget vettigt. Fast detta gäller kanske enbart högfrekvens switchade ferrittrafos när jag tänker efter och inte vanliga 50Hz trafos? Men det borde rimligtvis finnas en gräns ändå tycker jag.

[YD1150]

De där magnetiska shuntarna leder bort en del av magnetfältet och det ger transformatorn en strömbegränsning.
Ökad läckinduktans är resultatet, det märks på utspänningen att den är inte lika "styv" utan faller
snabbare vid ökande last. En vanlig transformator + drossel i serie på nätspänningen ger samma effekt
Samma princip finns hos svetstransformatorer att man reglerar strömmen med en förskjutbar kärna.
Svetstransformatorer ger en begränsad kortslutningsström för säkringen brukar trots allt hålla även fast man
ibland fastnar med svetselektroden.

Sen påverkar lindningarna hur de är placerade i förhållande till varandra. T.ex. primärlindningen först och sedan sekundären.
Lägger man lindningarna på varandra så lindningen/-arna täcker kärnans bredd så blir den magnetiska kopplingen bättre,
det är bl.a. viktigt för ljudslutsteg med rör.
Mikrovågsugnstransformatorer samt många av de små som finns i "väggvårtor" har lindningarna sida vid sida
Kanske är lättare att isolera dem också.

Provade en gång att koppla ihop högspänningssidan på två stycken mikrovågsugnstransformatorer
för att plocka ut 230VAC...med 500W halogenlampa som belastning så vart utspänningen endast 160V.
230VAC -> Trafo No1 -> 2,3kV "högspänningsledning" -> Trafo No2 -> 230V (vart 160V) så
det fungerade inget bra.

Tomgångsströmmen på en mikrovågsugnstrafo på de jag har testat med ligger på 2-3A men
den sjunker snabbt med reducerad nätspänning. Det är säkert någon snål ekonom som har
fått säga sitt att någon generöst dimensionerad järnkärna med mycket koppartråd i lindningarna får absolut
inte förekomma då det minskar företagets vinst. Konsumenten får betala driftskostnaderna via elräkningen...

Induktansen på lindningen faller vid ökande mättning, det ger en ökad (högst olinjär) ström.

[Gizmo]

Lustigt. I förra veckan påbörjade jag precis samma bygge.

Med en enda skillnad. Jag insåg att jag aldrig skulle orka såga igenom järnkärnan, så jag tog det hela med vinkelslip istället.
Bara för att konstatera att när man kört igenom 6 mm med vinkelslipen i järnkärnan så får jag fortfarande inte isär delarna.

Men att klippa av lindningarna och köra på den vägen går ju också. Det är så enkelt att jag inte ens kom på tanken.

Dock. Jag funderar nästan på om man inte skulle göra det hela med hjälp av en bank av ultrakondensatorer istället. Då kan man ju styra strömstyrkan beroende på hur mycket man har laddat upp sina kondensatorer. (Tyvärr har jag inte hunnit med att testa det då den kinesiska butik som jag köpte 8 stycken 2.7V 500F inte packeterade ordentligt, så en kondensator var krossad och läckte över alla andra, och de flesta andra var buckliga och ojämna vilket gör att jag inte är så sugen på att använda dom, är ju stora strömmar det handlar om så det kan vara riskabelt om någon av dem är skadade).

Ska bli spännande att följa bygget iaf! Mycket användbart med en punktsvets.

[zekkexavior]

Jag har gjort ett liknande bygge, men jag valde att kapa den befintliga fogen. Fungerade utmärkt att svetsa i när jag lindat den nya sekundären.

[rvl]

Jag har stött på projekt med kondensatorbank på nätet, men dethär är ju betydligt mycket enklare, förutsatt att man har tillgång till lämplig transformator. Tror jag ska testa dethär ifall jag behöver svetsa celler nån gång. Timern verkar vara den stora "hemligheten" för att få det att fungera. För att trigga kanske jag skulle använda fotpedal. Eller om man vill krångla till det litet, så kunde man känna av när det är tillräckligt mycket tryck på armen, men det blir nog överkurs ifall man inte ska svetsa jäkligt stora serier.

En youtubevariant med transformator från mikrovågsugn:

[MadModder]

Ja man får passa sig. AvE på youtube försökte svetsa lödfanor på litiumbatterier men misslyckades kapitalt. Antingen satt de inte alls, eller så brände elektroderna rakt genom batteriet så det tog eld.

[rvl]

Dethär tycker jag är bra inspiration, ifall man vill ge sig på en kondensatorurladdningsvariant.
http://www.turtlesarehere.com/html/cd_welder.html