Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Punktschweißgerät mit Impuls-Pause steuern.


von B. P. (skorpionx)


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Ich will ein Punktschweißgerät bauen. Ei Klassiker mit dem Trafo
von Mikrowelle.Den Trafo habe ich von Mikrowelle (die funktionierte
noch gut...) rausgenommen und von Sekundärwicklung befreit. De Wicklung
im Punktschweißgerät wird mit dem Kabel 50 mm^2 gemacht. Ich will
auch die Leistung (Wechselstrom...) vom Gerät
mit Mikrocontroller über Primärwicklung (230 Volt) steuern:
1.Phase (Spannungsmaximum und Spannungsminimum  ) von Wechselstrom
erkennen.
2. Regelung durch Impuls-Pause
3. Basiszeit für Impuls und Pause 10 msec ( für 50 Hz )
4. Impuls einschalten und ausschalten immer bei Spannungsmaximum
oder Spannungsminimum
5. Steuerung über Mosfet als Schalter
Ich bitte und Kommentare

von Falk B. (falk)


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B. P. schrieb:
> Ich will ein Punktschweißgerät bauen. Ei Klassiker mit dem Trafo
> von Mikrowelle.Den Trafo habe ich von Mikrowelle (die funktionierte
> noch gut...) rausgenommen und von Sekundärwicklung befreit. De Wicklung
> im Punktschweißgerät wird mit dem Kabel 50 mm^2 gemacht. Ich will
> auch die Leistung (Wechselstrom...) vom Gerät
> mit Mikrocontroller über Primärwicklung (230 Volt) steuern:

Kann man machen

> 1.Phase (Spannungsmaximum und Spannungsminimum  ) von Wechselstrom
> erkennen.

Nö. Man erkennt den Spannungsnulldurchgang, denn das ist einfach und 
genau. Davon ausgehend kann man dann den passenden Einschaltzeitpunkt 
mittels Timer auslösen.

https://www.mikrocontroller.net/articles/230V#Siehe_auch

> 2. Regelung durch Impuls-Pause

Man sollte da eher ganze 50Hz Schwingungen steuern, sprich 
Schwingungspaketsteuerung.

> 3. Basiszeit für Impuls und Pause 10 msec ( für 50 Hz )
> 4. Impuls einschalten und ausschalten immer bei Spannungsmaximum
> oder Spannungsminimum

Nicht ganz. Man muss bei maximaler Magnetisierung einer Polarität 
ausschalten und mit der entgegengesetzten Polarität und genauen Phase 
wieder einschalten. So machen es die intelligenten Trafoschaltrelais zur 
Vermeidung des Einschaltstromstoßes.

https://www.mikrocontroller.net/wikifiles/5/5d/Verlustarme_trafos.pdf

> 5. Steuerung über Mosfet als Schalter

Nö. Man nehme ein halbwegs schnelles SSR (solid state relay, 
Halbleiterrelais), wenn gleich dort ein MOSFET drin stecken kann.

von Erich (Gast)


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von MaWin (Gast)


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von B. P. (skorpionx)


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MaWin schrieb:
> Ebay-Artikel Nr. 383625619749

In der Beschreibung:
"Einstellbereich 1-99 Wechselstrom-Halbwelle, dh der Wert multipliziert 
mit 10 Millisekunden"
Also das stimmt auch mit meinen Überlegungen. Induktivität wird mit
Energie über Spannung geladen. Z.B. nach positive Halbe Welle und
dann negative halbe Welle beim Ausschalten Induktive Energie
beträgt null...

: Bearbeitet durch User
von B. P. (skorpionx)


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B. P. schrieb:
> Halbe Welle

Eigentlich sollte hier „viertel Welle „ stehen...

von Mike J. (emjey)


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Als ich das mal probiert habe, da ist die Sicherung andauernd gekommen.

Mein Aufbau:
- Mikrowellentransformator mit sekundärer Wicklung
- Als Ersatz für die primäre Wicklung wuden drei Wicklungen mit 16mm² 
Litze genommen
- Die sekundäre Wicklung wurde mit einem dicken SSR geschaltet

In der Regel flog die 16A Sicherung schon raus wenn ich das SSR 
aktiviert habe. Das lag an dem nicht vormagnetisierten Transformator.

Als Lösung habe ich dann den Kern vormagnetisiert indem ich den 
Transformator mit einer 300W Heizplatte in Reihe geschaltet habe und mit 
dem SSR habe ich dann nur die Heizplatte kurzgeschlossen, so dass dann 
der ganze Strom über den Transformator laufen musste.

Blöd dabei war eben dass man ein Werkstück kontaktiert hat und dann die 
Spitze anfing zu glühen.

Mein 2. Aufbau wurde dann ein einstellbares Netzteil mit dem ich einen 
großen Doppelschichtkondensator (1F Folie + 4F kleine 
Doppelschichtkondensatoren) geladen habe.
Ich hatte 8 Stück 150A MosFETs parallel geschaltet genutzt um den Strom 
zu schalten. Das funktionierte halbwegs, war aber etwas schwach. Habe 
mir jetzt noch ein paar Doppelschichtkondensatoren bestellt.

von Uli S. (uli12us)


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Diese Versuche hab ich auch mal gemacht, es flog grundsätzlich die 
Sicherung.
Dann hab ich mir so ein Sunkko Teil aus China gekauft, da passierte das 
nur mehr jedes 2 mal. War also auch nicht die Superlösung. Ich hab dann 
halt die bisherige L-Sicherung gegen eine trägere C getauscht. Seither 
kein Problem mehr.
Der Kasten schaltet bei so etwa 80-100% des Spitzenwerts ein und je nach 
Einstellung wieder aus. Je nach den Multiplikatortasten wird dieser 
Vorgang dann von 1-10mal ausgeführt. Lediglich der Handhalter ist nicht 
so toll, weil er sich doch recht heftig aufheizt. Kein Wunder bei bis zu 
knapp 1000A. Nicht von mir gemessen, laut nem Film von Duröhre.

von B. P. (skorpionx)


Angehängte Dateien:

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Hier: 
https://www.homemade-circuits.com/solid-state-relay-ssr-circuit-using-mosfets/
habe ich die Schaltung gefunden die ich im Projekt verwende. Die
Schaltung ermöglicht Einschalten oder Ausschalten vom Trafo ohne
Verzögerung im jedem Sinuspunkt des Wechselstrom. Es bleibt nur
die Erkennung  von Max. und Min. von der Sinusverlauf (1 und – 1),
also Punkten wo ich  Schaltbefehle ausführen will. Phasen Erkennung?
Meine Vorstellung:
Beim Nullpunkt von der Sinusoide  Zähler auf 0 setzen und Freigabe
auf 1.Zähler  im Zeitinterrupt (z.B.  alle 1 Millisekunde )
inkrementieren. Beim erreichen von SollInhalt vom Zähler
(in meinem Fall 5) wird Schaltbefehl ausgeführt und Freigabe
gelöscht.
Es bleibt nur das Editieren (Display...):
1.Impuls Zeit.
2.Pause Zeit.
3. Anzahl von der Impulsen.

von Falk B. (falk)


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B. P. schrieb:
> Hier:
> https://www.homemade-circuits.com/solid-state-relay-ssr-circuit-using-mosfets/
> habe ich die Schaltung gefunden die ich im Projekt verwende.

Naja, brauchbar, wenn gleich optimierbar. Und mit fragwürdiger 
Dimensionierung. Denn selbst wenn der Elko links (Wo sind die 
Bauteilnamen?) auf volle 325V aufgeladen wird (Das ist ein Riesending!), 
hat man einen 100k:1K Spannungsteiler für die Gateansteuerung. Es kommen 
also max. 3,25V ans Gate. -> Fail!
D3 und D4 sind überflüssig, die MOSFETs haben Bodydioden, die reichen.
Wenn man schon ein SSR mit MOSFETs selber bauen will, dann bitte 
richtig!
Ich würde einen Pulstrafo und etwas clevere Logik nehmen. Damit spart 
man sich die galvanisch getrennte Stromversorgung. Oder halt einen 
Minitrafo nur für die Stromversorgung und einen Optokoppler mit 
integriertem MOSFET-Treiber zum Schalten der MOSFETs. Dann hat man ein 
SSR, da beliebig geschaltet werden kann. Das kann die Schaltung oben 
nämlich nicht, denn irgendwann ist der Elko leer. Das hat hier für die 
Anwendung als Schalter für einen Punktschweißtrafo jedoch keine 
Bedeutung. Ein 1000uF/400V Elko allerdings schon ;-)
Je mehr man darüber nachdenkt, umso sinnvoller erscheint der Kauf eines 
fertigen SSRs vom Profi.

> Die
> Schaltung ermöglicht Einschalten oder Ausschalten vom Trafo ohne
> Verzögerung im jedem Sinuspunkt des Wechselstrom. Es bleibt nur
> die Erkennung  von Max. und Min. von der Sinusverlauf (1 und – 1),
> also Punkten wo ich  Schaltbefehle ausführen will. Phasen Erkennung?
> Meine Vorstellung:
> Beim Nullpunkt von der Sinusoide

Geht's noch etwas gestelzter? Du musst den Nulldurchgang der 
Netzspannung genau erkennen.

Beitrag "Re: Punktschweißgerät mit Impuls-Pause steuern."

> Zähler auf 0 setzen und Freigabe
> auf 1.Zähler  im Zeitinterrupt (z.B.  alle 1 Millisekunde )
> inkrementieren.

Nö. Man nutzt die Output Compare Funktion, um zu dem gewünschten 
Zeitpunkt einen Interrupt auszulösen. Dort schaltet man dann so wie 
man es braucht und wartet auf den nächsten Nulldurchgang. Natürlich 
nicht in der ISR sondern der Statemachine, welche das Schalten 
steuert.

> Es bleibt nur das Editieren (Display...):
> 1.Impuls Zeit.
> 2.Pause Zeit.
> 3. Anzahl von der Impulsen.

Das ist trivial.

: Bearbeitet durch User
von Uli S. (uli12us)


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Aktuell bietet ja jemand etliche hockapazitive Elkos an, 10 und 15 
Fahrräder
Mit diesen Dinger bräuchte man nur aufladen und dann mit ein paar Fets 
entladen.
Dann kann man sich die ganzen Null erkennung, computerspielereien usw 
sparen.
Dafür müssten diese billigen 20€ Teile aus China taugen, falls die 
richtigen Bauteile eingebaut sind.

von Falk B. (falk)


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Uli S. schrieb:
> Aktuell bietet ja jemand etliche hockapazitive Elkos an, 10 und 15
> Fahrräder
> Mit diesen Dinger bräuchte man nur aufladen und dann mit ein paar Fets
> entladen.

Jaja, Hau drauf, immer fest drufff. Schon mal überlegt, wo der Großteil 
der Energie bei so einer Aktion hängen bleibt? Ob das so sinnvoll ist?

von B. P. (skorpionx)


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Falk B. schrieb:
> Man muss bei maximaler Magnetisierung einer Polarität
> ausschalten und mit der entgegengesetzten Polarität und genauen Phase
> wieder einschalten.

So sollte das Laufen wenn Einschalten  beim 0 Punkt von
der Sinusverlauf wird . Aber in meinem Fall wird Schaltbefehl
ausgegeben erst wenn Sinus 1 oder -1 durchläuft.

von Toxic (Gast)


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B. P. schrieb:
> Ich will ein Punktschweißgerät bauen.

Wozu soll das Geraet dienen?
Wenn es sich um einen Spotwelder handeln soll mit dem man Akkus mit 
Nickelstrips verbinden will,dann wuerde ich aufjedenfall zu einer 
Autoakku uebergehen - da gibt es keine Einschaltstromprobleme und 600A 
Schweissstrom ist selbst bei einer alten Akku noch zu erreichen.
Man kann die Elektronik selbst entwerfen oder diese billigen Spotwelder 
auf Ebay verwenden.
Sollte es sich um einen Hochleistungspunkter handeln mit dem du Panzer 
miteinander verpunkten willst frag User
" Old P. (Firma: nix) (old-papa)"

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