Импульсный стабилизатор тока для сварочного аппарата

[val_001]

Довольно часто приходится пользоваться бестрансформаторным сварочным аппаратом в такой глуши, что либо нет нормального сетевого напряжения, либо нет возможности притащить с собой тяжеленный бензогенератор (86 кг).
Отсюда родилась идея пользоваться тем, что есть в плане питающего напряжения (либо дохлая сеть, либо бензогенераторы мощностью 1-2 КВт), а сам сварочный аппарат переделать. Суть переделки заключается в том, чтобы увеличить емкость входных накопительных конденсаторов сварочного аппарата до такой величины, чтобы запасенной в конденсаторах энергии хватало бы на 5-10 сек сварки даже, если питающей сети практически нет. Потом можно подождать необходимое для зарядки накопительных конденсаторов время, пусть даже это будут минуты.
Следовательно, необходимо сделать стабилизатор зарядного тока накопительных конденсаторов и неким регулятором отбирать от "дохлой" сети или маломощного генератора ровно столько энергии, сколько они способны отдать. С учетом больших мощностей и слабой сети лучше сделать стабилизатор тока импульсным.
Токи зарядки должны быть соответственно от 1 до 20-30 Ампер, рабочее напряжение - сетевое выпрямленное.
Современный инверторный аппарат весит менее 5 кг, бензогенератор на 1 КВт - в тех же пределах. Все вместе сильно увеличивает доступность сварки в местах, где нет электричества и приходится до места проведения работ передвигаться пешком значительное расстояние.
Откликнитесь, пожалуйста, те, кому приходилось сталкиваться с подобными проблемами.

[kreking]

...Следовательно, необходимо сделать стабилизатор зарядного тока накопительных конденсаторов и неким регулятором отбирать от "дохлой" сети или маломощного генератора ровно столько энергии, сколько они способны отдать. С учетом больших мощностей и слабой сети лучше сделать стабилизатор тока импульсным.
Токи зарядки должны быть соответственно от 1 до 20-30 Ампер, рабочее напряжение - сетевое выпрямленное...

Такие контроллеры существуют, применяются в солнечных панелях "МРРТ контроллеры".

[Yurkin2014]

увеличить емкость входных накопительных конденсаторов сварочного аппарата до такой величины, чтобы запасенной в конденсаторах энергии хватало бы на 5-10 сек сварки даже, если питающей сети практически нет

По-моему, не получится.
Ну, можно прикинуть, сколько нужно конденсаторов. Напряжение дуги пусть 20В при токе 100А. За 10 секунд израсходуется 20кДж энергии.
Теперь конденсаторы, запасённая энергия = це у квадрат пополам. Для выпрямленного напряжения 300В для такой энергии нужно 0.5Ф ёмкости. При этом за 10сек сварки напряжение упадёт до нуля. Чтобы не до нуля, возьмём 1Ф с запасом.
Что такое батарея конденсаторов 1Ф на 300В? Вот, к примеру, кондюк 10000мкФ на 350В имеет цилиндрический размер d=90мм х 150мм, это типа 1 литр объёма. Пакет сока. Бутылка 0.7.
Вам потребуется 100 таких конденсаторов, типа 5 ящиков по-старому.

[val_001]

У дешевых инверторных сварочных аппаратов введена цепь токоограничения накопительных конденсаторов в момент включения аппаратов в сеть. Сделано это путем подключения последовательно с накопительными конденсаторами резистора на некоторое время, пока напряжение на конденсаторах не достигнет некоторого значения, близкого к сетевому. Потом резистор закорачивается контактами реле и далее конденсаторы питаются через выпрямительный мост от сети.
Возможно, у более дорогих аппаратов узел токоограничения делается более надежным, не на реле и мощном резисторе, а на электронных компонентах.

[val_001]

По-моему, не получится.
Ну, можно прикинуть, сколько нужно конденсаторов. Напряжение дуги пусть 20В при токе 100А. За 10 секунд израсходуется 20кДж энергии.
Вам потребуется 100 таких конденсаторов, типа 5 ящиков по-старому.

Уже не так плохо. Можно обойтись и пятью секундами. Сборка 3х3х3 конденсатора займет объем 30х30х50 см. Вполне удобно для переноски. Две сборки - это 54 конденсатора. Сборки легко параллелить.
Не так все страшно, если в некой глухомани сварки нет в принципе никакой.
Как-то нашел ссылку, что выпускают нечто подобное В Украине. Потом ссылку потерял.

[vidask]

А если сделать по-другому- у Вас же есть бензогенератор мощей 1-2 кВт и сеть, хотя и слабая. Так вот, сделать 2 моста на сетевое напряжение, их выходы + и - соединить вместе и это напряжение пусть питает сварочный аппарат. Питается же первый мост от сети, второй- от бензогенератора. Может, при таком суммировании мощности для сварки будет достаточно

Другая идея- накапливать энергию не в конденсаторах, а в индуктивности. Не скажу по памяти тип девайса, но раньше использовались катушки без сердечника диаметром около 0,5 метра и высотой 0,5 метра. Эта штука использовалась для запитки высоковольтного масляного выключателя в подстанциях и при пропадании напряжения способна дать что-то около 100 А и 220В на 1 секунду. Управление током катушки с помощью тиристоров. Погуглите что-то из- Соленойдных Приводов Масляного выключателя и выпрямители питания . Схемы их не засекречены и релейщики ими пользуются до сих пор при ремонте и обслуживании.

[Ан-162]

Откликнитесь, пожалуйста, те, кому приходилось сталкиваться с подобными проблемами.

Я все еще в процессе...
https://kazus.run/forums/showthread.php?t=108017

[blg22]

Довольно часто приходится пользоваться бестрансформаторным сварочным аппаратом в такой глуши, что либо нет нормального сетевого напряжения, либо нет возможности притащить с собой тяжеленный бензогенератор (86 кг).
Отсюда родилась идея пользоваться тем, что есть в плане питающего напряжения (либо дохлая сеть, либо бензогенераторы мощностью 1-2 КВт), а сам сварочный аппарат переделать. Суть переделки заключается в том, чтобы увеличить емкость входных накопительных конденсаторов сварочного аппарата до такой величины, чтобы запасенной в конденсаторах энергии хватало бы на 5-10 сек сварки даже, если питающей сети практически нет. Потом можно подождать необходимое для зарядки накопительных конденсаторов время, пусть даже это будут минуты.
Следовательно, необходимо сделать стабилизатор зарядного тока накопительных конденсаторов и неким регулятором отбирать от "дохлой" сети или маломощного генератора ровно столько энергии, сколько они способны отдать. С учетом больших мощностей и слабой сети лучше сделать стабилизатор тока импульсным.
Токи зарядки должны быть соответственно от 1 до 20-30 Ампер, рабочее напряжение - сетевое выпрямленное.
Современный инверторный аппарат весит менее 5 кг, бензогенератор на 1 КВт - в тех же пределах. Все вместе сильно увеличивает доступность сварки в местах, где нет электричества и приходится до места проведения работ передвигаться пешком значительное расстояние.
Откликнитесь, пожалуйста, те, кому приходилось сталкиваться с подобными проблемами.

Идея очень хорошая. Только я бы решил этот вопрос по другому. Аккумулятор - это по сути конденсатор с очень большой емкостью и (к сожалению) с очень большим внутренним сопротивлением. Поэтому его приходиться долго заряжать. Обыкновенный аккумулятор емкостью 50-60 А/час. позволит вам варить током 100 А ( через соответствующий инвертор) порядка 15-20 минут. Но потом его надо будет долго заряжать. Поэтому я вам советую применить аккумуляторы,допускающую быструю зарядку, например, железо-фосфатные. Тогда суть решения сводится к следующему: берете два железо-фосфатных аккумулятора, от одного из них через соответствующий сварочный инвертор производите сварку, после этого переключаетесь на другой аккумулятор, варите дальше, а первый аккумулятор в это время заряжается от "плохой" сети. Если время сварки и время заряда не перекрываются - придется делать соответствующую паузу.
Железо-фосфатные аккумуляторы не дешевые, хоть гораздо компактнее и легче свинцово-кислотных. Но если сравнить со стоимостью бензогенератора ( особенно сварочного) и его обслуживания, то цены будут сравнимы.

[Easyrider83]

Был один российский проект мобильного флюорографа, в котором использовалась батарея конденсаторов для поддержания напряжения питания ВВ трансформатора. Батарея заряжалась около 2 минут и выдавала 50кВт в течении нескольких секунд. После отключения питания разряжалась на могучий резистор в течении 20 минут.
Весила батарея около 100кг.

[Ан-162]

Обыкновенный аккумулятор емкостью 50-60 А/час. позволит вам варить током 100 А ( через соответствующий инвертор) порядка 15-20 минут. Но потом

Но потом его можно просто выкинуть на свалку.
100А 25в это тот-же режим стартера. (250А 12в с учетом КПД инвертора)
И если в авто это допускается лишь 10 секунд, с значительными перерывами,
то после Ваших 15-20 минут акк-р однозначно перегреется и пойдет в утиль.