Самодельная точечная конденсаторная сварка
Для выдержки импульса уже надо схему городить.
Я взял за основу это
Там надо не только схему городить, но и чтобы конденсатор успевал энергию отдавать.
Можете озвучить что у вас вышло по качеству и цифрам?
- стабильно ли варит, что именно варите (материал, толщина)
- емкость/напряжение и длина импульса
Я еще только подобрал элементы для сборки.
Для управления мосфетами выбрал схему на 555, как на видео.
Варить собираюсь мелочь, типа акков АА. Как бы назрело и чешется.
Паяльником поганить акки не хочется.
Ещё интересный вопрос, как корректнее измерить токи таких величин и скоростей? Шунт в один миллиом внесет большую погрешность в систему, собственное сопротивление которой ~5…10мОм.
kWeld меряет падение на ключах. Там как раз около миллиома сопротивление выходит. И есть автокалибровка (при замкнутых контактах), чтобы вычесть сопротивление системы и считать только энергию в точке сварки. Но там не тиристор.
По точности - автор пишет что получается плюс минус лапоть, но т.к. нужно не измерительный прибор, а повторяемость результатов сварки, то хватает.
аудиоконденсатор, блок питания, пусковое реле, педаль…
Дык большие конденсаторы прилепить не проблема. Но интересно же сделать с маленькими, чтобы компактно было.
Конденсатор я так понимаю один, и не такой уж большой.
Формально всё очень просто и со вкусом, даже длину импульса не нужно ограничивать, просто подобрать напругу на конденсаторе. Пусковое реле хорошее найти будет наверное проблема.
только что разглядел, там ещё лампочка у него для ограничения тока зарядки приделана…
вот тут вся инфа www.pedelecforum.de/forum/index.php?threads/eigenb…
Конденсатор я так понимаю один, и не такой уж большой.
76мм диаметр, 220мм высота. По сравнению с хорошей платой управления (ссылки давал выше) - монстр.
С ионистором была надежда выкрутиться покомпактнее, но по отдаче энергии не сходится. Ставить пачку последовательно - будет не сильно меньше аудиоконденсатора, и в разы дороже.
Кстати, насчет емкости. Чаще всего в интернетах фигурирует энергия импульса 300 джоулей.
Конденсатор запасает (C*U^2)/2. Значит при напряжении 16 вольт нужно минимум 2.5 фарады. То есть аудиоконденсаторы совсем впритык. Поскольку объемная плотность энергии в таких конденсаторах примерно одинаковая, то пытаться уходить на более высокие вольты особого смысла нет - итоговый размер будет похожий.
Теперь смотрим ионисторы. Там емкости до жопы, но есть другая проблема - понадобится сборка, и надо итоговый ESR около 1 миллиома. Ну 3 - совсем край. Смотрим табличку по Maxwell www.maxwell.com/products/ultracapacitors/cells. Подходит BCAP0325, на глаз 3S2P или 2S3P. Ими барыжат по 15 баксов. Минимум 6 штук => под сотню.
Как вариант - взять 2-3 колбы BCAP3000 (по 45$ c доставкой, на ebay), размером 110L*60D. Будет размером с автомобильный, но в отличие от него - работать гарантированно и с запасом. В принципе, было бы интереснее найти BCAP0650 - их уже по ESR/току достаточно, но на ebay почему-то только более крупные банки выставляют.
Вариант взять пучок дешевых китайских конденсаторов - так себе. Понадобится параллельно клеить штук 10-20, в итоге получим цену примерно как на крутой BCAP3000, с кучей дополнительный приключений по сборке.
В итоге, на честных 300 джоулей уйдет, как ни крути - под 100 баксов. Будь это ионисторы, автомобильный акк, или LiPo. По току вывезет только автомобильный акк и ионисторы (на LiPo импульс растянется). Но на 300 джоулях можно очень задорно варить никель 0.3мм. А если чинить “батарейки для шуруповертов”, где никель 0.1-0.2мм, то нужно заметно меньше. Если варить термопары - там совсем крохи.
Кто-что-чем чем реально варит дома, и на сколько можно уменьшать энергию импульса - без понятия. Ну формулы примитивные, кто хочет - перепроверьте под себя.
С практической точки зрения, получается что имеет смысл такая конструкция:
- Плата управления типа kWeld, но со встроенным зарядником ионистора.
- Внешний ионистор, под задачу.
- Внешний блок питания от ноута, на 100 ватт.
Ничего лучше уже ну совсем не придумать. Только ждать когда ионисторы еще больше подешевеют, и станут доступны BCAP0650.
На зарядку ионисторов надо бы по-хорошему 500 ватт. Но это гиморно, и мы не на заводе, чтобы фигачтть 300 джоулей каждую секунду. Поэтому 100 ватт, как разумный компромисс - паузы еще не слишком напрягают, и схемотехника step-down заряжайки не превращается в ад.
kWeld меряет падение на ключах. Там как раз около миллиома сопротивление выходит. И есть автокалибровка (при замкнутых контактах), чтобы вычесть сопротивление системы и считать только энергию в точке сварки. Но там не тиристор.
Интересный проект!
Пишут и про сложности измерения тока.
Автор намерял 4кА, с липошки, ему резонно заметили:
- That’s not 4ka. That’s induced voltage. To accurately measure fast rising current, you need a current clamp or a high bandwidth coaxial current shunt.
- “Нет там 4 тыщ, это наводка на шунт. Для измерения больших импульсных токов нужны токовые клещи либо специальный широкополостный коаксиальный шунт.”
Ну и там ниже, как заколхозить самому такой спецшунт, из куска коаксиального кабеля.
Оч интересная инфа! Как я понял, рабочее падение напряжения снимается с оплетки кабеля, а паразитная индуцированная составляющая напряжения такого шунта, замыкается на внутренней жиле, закороченной с одной стороны на оплетку.
Конденсатор запасает (C*U^2)/2. Значит при напряжении 16 вольт нужно минимум 2.5 фарады. То есть аудиоконденсаторы совсем впритык. Поскольку объемная плотность энергии в таких конденсаторах примерно одинаковая, то пытаться уходить на более высокие вольты особого смысла нет - итоговый размер будет похожий.
Судя по напряжению в квадрате, в числителе формулы, таки увеличивать напряжение “квадратично” выгоднее, для получения желаемых джоулей. Плюс импульс становится “острее” - укорачивается dT/dI.
Судя по напряжению в квадрате, в числителе формулы, таки увеличивать напряжение “квадратично” выгоднее, для получения желаемых джоулей.
А как вы увеличите напряжение если для конденсатора оно определенное по максимуму?
Два последовательно включенных конденсатора- вдвое большее напряжение, вдвое меньшая емкость.
Итого конденсатора взяли два вместо одного и энергия возросла вдвое. Чуда не произошло.
Судя по напряжению в квадрате, в числителе формулы, таки увеличивать напряжение “квадратично” выгоднее, для получения желаемых джоулей. Плюс импульс становится “острее” - укорачивается dT/dI.
Дык физические размеры конденсатора тоже наверное будут расти в квадрате. Как вольты с фарадами не перекладывай, а в кубический дециметр больше джоулей не напихаешь. Дальше только технологию менять - на ионисторы, LiPo и т.п. Ну либо урезать осетра и не пытаться на 300 джоулях варить.
Ну и там ниже, как заколхозить самому такой спецшунт, из куска коаксиального кабеля.
Текущая конструкция работает без приключений, потому что тупая как пробка. Все шины - прямые палки, с симметричным подключением всего что можно. Идея, что в разрыв 2-килоамперной шины можно воткнуть самопал и все это продолжит работать как надо, кажется мне очень оптимистичной.
В kWeld нет датчиков, кроме термометра. Измерения идут в попугаях.
По измерениям, есть вариант конкретно для конденсаторной варки. Мерить по заряду конденсатора. На калибровке даем короткий импульс, и смотрим на сколько села напруга. Зная емкость, пересчитать в джоули (или в общее сопротивление) не проблема. Емкость уточняем по скорости заряда (dV/dt), т.к. зарядный ток известен.
Далее, уже для реальной сварки, есть 2 варианта:
- Мерить падение на транзисторах, сопоставлять с изменением энергии конденсатора, и строить таблички коррекции.
- Шить серией импульсов, с очень короткими паузами, и в паузах мерить изменение энергии конденсатора. Т.к. там зависимостть линейная, то вместо фиксированных импульсов можно предсказывать нужную длину, мерить и потом добивать коррекцию.
Теоретически, т.к. заряд меряется во время пауз, то наводки будут пофик. Но на практике могут вылезти нюансы:
- Нелинейность потерь (на гармониках), из-за разной ширины импульсов и уплывания спектра в высокочастотную область. Если судить по регуляторам моторчиков, в которых на это нарвались, то при самом фиговом раскладе - не больше 30%. Но на воспроизводимость не повлияет. Просто индикатор будет попугаев показывать. Не критично.
- Индуктивность проводов может внести искажения. С ходу не могу прикинуть величину.
Но скорее всего, серьезных проблем не будет, особенно если шить двойным импульсом, с прихватом.
Если у кого-нибудь есть желание написать прошивку для stm32, я бы взялся нарисовать железо, прикинуть общий конструктив, и выделил бы деньги на детальки.
раз уж заговорили про kWeld
instructables.com/…/DIY-Arduino-Battery-Spot-Welde…
самостоятельная сборка будет дешевле…
rcopen.com/forum/f21/topic481150/42
Кэп, ссылка на ардуину была вместе со ссылкой на kWeld. И речь какбэ немного про математику с физикой, потому что если надо повторить готовое, то обсуждать особо нечего.
Товарисчи, да простит меня модератор, на Али имеется выбор плат для точечной сварки по цене 10-13$ с заявленным током до 100А. Включаются в первичную обмотку перемотанного транса от микроволновки или подобного, там токи относительно не большие. Какие подводные камни у такой штуки? Имеет смысл купить?
Вот пример платы:
ru.aliexpress.com/item/100A/32871843895.html?algo_…
Там и готовые по 60 баксов сварочники имеются. Кто-то пробовал такими батарейки варить?
Мне нужно к эл. самокату доп. параллель из 9 шт 18650 сварить и поставить. Может еще по мелочи когда-то.
Вобщем бюджет мах 70$ да и то не окупится .
Связываться с подобной бюджетной техникой или это все хлам ? Забыть и отдать на сварку мастерам?
током до 100А.
Ну токи там нужны 300+А, да еще полоса никелевая…
А чтобы разварить одну батарею- однозначно городить сварку не стоит: где нибудь на Митино- за это возьмут рублей 500?
Вам там один трансформатор- будет под 1000 стОить?
Плюс- сэкономленное время, изуродованные банки (прожечь ей донце- раз плюнуть, без опыта то?)
Ну токи там нужны 300+А, да еще полоса никелевая…
100А это в первичке, во вторичке можно представить, сколько. Транс условно бесплатный от печки
изуродованные банки
тренироваться есть на чем.
Все-равно не стоит?
Все-равно не стоит?
Ну, если интересен не результат, а процесс: вел камм!
“Никто не запретит солдату- спеть на войне”(С)В.Теркин.
А если именно сварить один блок- трудозатраты будут гораздо больше эффекта.
:)Вопрос:
А почему конденсаторная сварка?
Чем плох трансформатор с фазоимпульсным управлением?
Городить батарею конденсаторов + мосфеты + управление…хм
Я правильно понял, что готовых конденсаторных аппаратов в продаже нет?