odporová zatížitelnost svářecího invertoru

[BOBOBO]

Pavle neskoč mu na to . Svářeč nastaví právě takový proud , aby dobře svařil co má a je mu jedno ve skutečnosti , jaké je v tom jeho případě potřebné vysoké napětí a proud . Svářeč po cm svaru pozná , zda svařuje či lepí . Jeho ve skutečnosti nezajímá ani jedna z těchto hodnot . Jeho ve skutečnosti zajímá praktický tepelný výkon obouku mezi tavící se elektrodou a svařovanými materiály . Mám RTBčko s velkou tlumivkou a při vaření dvojkou využívám dle povahy práce celý rozsah na 230-protože je v síti 240 a ne jako dříve 210 a v režimu 400 si mohu dovolit vařit na první stupeň jen hódně silné materiály .

[mtajovsky]

Na co by měl skákat? Zkrátka, udělal jsem si usměrňovač s velkou tlumivkou a zjišťuji, že při jeho zařazení musím na trafu přidat oproti stavu při svařování AC aby byla housenka stejně provařená. Tak se ptám, je-li to normální nebo je něco špatně. A zajímá mě to proto, že s elektrodami 3,15 už nemůžu s usměrňovačem dělat koutové svary ani při nastavení na 160A, ač na AC to jde v pohodě i na 120A. To se tady jeden nemůže na něco zeptat?

[PavelFF]

Jinak by totiž nemohla fungovat regulace svářečky na konstatntní proud....

Sice nesouhlasím, ale už se nebudu hádat.

To není žádné hádání. Normální technická debata. Co je v mé úvaze špatně?

Zajímala by mě jiná věc. Proč při zapojení usměrňovače za sv. trafo musím nastavovat o stupeň až dva větší proud? Ještě někdy používám JS90E a home made usměrňovač s velkou tlumivkou. A pro stejně zavařenou housenku jako přímo trafem musím například namísto 80A nastavit pro elektrodu ER117 2,5mm až 100A.

Nejsem svářeč , i když svářečku jsem si postavil se stejnou velkou tlumivkou jako máte vy. Včetně regulátoru, o kterém tvrdím, že by neuměl obsloužit záporný odpor.
Vy pořád mluvíte o "nastaveném proudu" ale nikoli o skutečném proudu, který teče obvodem. Svařovací trafo přece není ideální zdroj konstantního proudu, ale jen se takové charakteristice nepříliš dokonale přibližuje. Což je zřejmé z křivek na obrázku "oblouk.jpg" od Bernarda. Nejvíc se přibližuje u malých proudů (např. křivka "1"). Čím větší proudy, tím se víc a víc podobá zdroji napětí. Takže pokud vložíte další impedance(diody a tlumivka), musíte pro dosažení stejného proudu natočit vyšší stupeň. To je můj pokus o vysvětlení jevu. Nastavení 180A neznamená proud 180A.

Kromě toho netuším, jaký vliv má na oblouk střídavý proud a podruhé stejnosměrný proud. I když oba jsou o velikosti 120A, jejich průběhy jsou evidentně značně odlišné. To taky může být další důvod, proč je nutno natočit víc.
Chtělo by to proud měřit, jestli se shoduje stupnicí.

[mtajovsky]

Co je v mé úvaze špatně?

No tak dobře. Chybné je tvrzení, že proudový zdroj (který lze realizovat jednak téměř dokonale elektronicky zpětnou vazbou, nebo nedokonale zdrojem vyššího napětí a vnitřním odporem - impedancí) nemůže napájet zátěž se záporným dynamickým odporem. Může, jen je důležité to, aby celkový odpor v obvodu byl kladný. Jinak v případě hypotetické neomezené linearity nelze stanovit pracovní bod. Jinými slovy, je-li strmost poklesu zatěžovací charakteristiky zdroje větší než strmost poklesu VA charakteristiky zátěže, dojde k protnutí a je stanoven stabilní pracovní bod. Viz obrázek. Zelené zátěže (malý záporný dyn. odpor) a modrá (kladý odpor) jsou stabilní, červená (velký záporný dyn. odpor) je nestabilní. U stabilních zátěží, pokud by mělo dojít k odchýlení od pracovního bodu, tak vznikne na charakteristikách rozdílové napětí, které bude poměry vracet zpět. Naopak, u nestabilní zátěže vznikne na charakteristikách rozdílové napětí, které podporuje odchýlení od průsečíku. Takže samotný fakt, že svářečka udržuje stabilní proud, nevylučuje záporný dynamický odpor oblouku.

[BOBOBO]

Ta svářečka prostě nemůže svářet ....

[PavelFF]

No, vidím, že se v tomto ohledu asi neshodneme. Musím to promyslet a pokusím se to pochopit.

Nezdá se mi toto: Elektronický regulátor ve svářečce má zakódovaný tento vzorec chování: "Narostl proud nad žádanou mez? Pokud ano, sniž napětí!". V případě kladného odporu to funguje a proud klesne.
V případě záporného odporu -"Narostl proud? Sniž napětí!" - ke zmenšení proudu nepovede. Proud poroste dál, napětí půjde dolů až nulu až do zhasnutí oblouku nebo přepálení pojistek nebo do oblasti, kde oblouk znovu začne být kladný.

A abychom zcela neodbočovali od původní myšlenky - zkoumáním různých zdrojů jsem opravdu nenašel jinou V-A charakteristiku svařovacího oblouku, než kladnou se směrnicí 40mV/A. Například ještě socialistický výrobce svářečky WTU315 ji tam má namalovanou taky.

[Bernard]

Wikipedie určitě není na 100% spolehlivá, nicméně o oblouku píše:
http://en.wikipedia.org/wiki/Electric_arc

V části Overview se mluví o tom, o čem i zde.

[PavelFF]

A co si o tom myslíš ty?

Ve všech materiálech po netu se všude jako dogma opakuje, že oblouk má negativní odpor. Zároveň je tam vždy obrázek VA charakteristiky svařovacího oblouku, který toto tvrzení popírá. Jedno z toho tedy není pravda. Já osobně věřím vzorečku a obrázku s kladnou směrnicí. I když i ten mohl kdosi v minulosti chybně změřit a celé generace to po něm nekriticky přebírají. Asi jako omyl s železem ve špenátu. Ale tomu nevěřím. Spíš věřím tomu, že všichni opisují větu o záporném odporu - už proto, že málokdo si takové měření se stovkami Ampér může dovolit.

Z wikipedie, křivky při svařování:http://en.wikipedia.org/wiki/File:Arc_characteristics.jpg

[Bernard]

Sic mám doma svařovací transformátor i invertor, ale počtem odtavených elektrod jsem svářečské nemluvně. Nemám tedy žádné zábrany se k tomu vyjadřovat.

Měření "ryzího" oblouku si představuji tak, že se použije žáruvzdorný dutý váleček s vnitřním průřezem třeba 1 cm² a délka nechť je 1 cm. Žáruvzdorná vodivá víčka z obou stran tvoří přívody, uvnitř je plyn, např. vzduch. Změřit V-A charakteristiku snad není problém, pokud je k dispozici potřebné vybavení. Každý naměřený volt odpovídá elektrickému poli 100 V/m, a každý ampér proudové hustotě 10 kA/m. S těmito veličinami se dostane charakteristika oblouku, která už málo závisí na konkrétním uspořádání experimentu (teplotu a tlak nechme bokem). To je ta ryzí charakteristika, a věřím, že objektívne vykazuje oblast záporného dynamického odporu.

Svařovací aparát je praktickou aplikací oblouku, ale nevidím důvod, aby se nějaký objemový element oblouku choval jinak než takový element v experimentálním válečku. Kdyby svařovací přístroj držel konstantní proud, odpor a napětí by záviselo hlavně na délce oblouku. S délkou se mění napětí, ale i hodnota elektrického pole, a mění se i průřez oblouku a s ním i proudová hustota, navzdory konstantnímu proudu. Tyto změny zastírají chování ryzího oblouku. Navíc, zdroj proudu vykazuje velký vnitňí odpor, a tak nějaká malá hodnota v sérii s oblastí negativní změny ΔU/ΔI nehraje roli. A do popředí se dostává zprůměrovaná závislost U=20V+0,04Ω·I. Jak už tu podotkl BOBOBO, ta se asi netýká rozměrově stále stejného oblouku, ale rozměr je vždy jiný, takový, při kterém to dobře vaří.

Tak to si o tom myslím.

[BOBOBO]

No a já si ktomu myslím , že popsat matematicky svářecí oblouk dá rovnici o tolika proměnných , že ztratí smysl , a druhák , po více než 100 letech sváření elektrickým obloukem je evidentní , že to i postrádá smyslu .

[mtajovsky]

Nezdá se mi toto: Elektronický regulátor ve svářečce má zakódovaný tento vzorec chování: "Narostl proud nad žádanou mez? Pokud ano, sniž napětí!"

No a to je právě špatná úvaha ve stylu napětí je primární a proud je odvozený. Tak to u proudového zdroje nefunguje. Správná úvaha je - "Zvýšil se proud obloukem? Tak tam pusť méně proudu (přiškrť ventil a ne sniž napětí)!" Podobně jako třeba u vodovodního kohoutku - "Teče více vody? Tak ji pusť méně (přivři kohoutek, a ne sniž tlak v potrubí)!" A v podtextu: "O tlakový spád na výtoku vody (o napětí na oblouku) se nestarej, nastaví se sám podle toho, kolik vody (proudu) pouštíš."

Změna napětí na oblouku se může dít nejen kvůli jeho VA charakteristice, ale i díky změně jeho délky a vůbec změnou poměrů ve výbojovém kanálu. Vaše úvaha se týká jen změn napětí vlivem prodlužování oblouku a podobně, takže o chování oblouku z hlediska VA charakteristiky de facto nic neříká. Ale regulace musí postihnout všechno, i záporný dynamický odpor.

Z Wiki bych vypíchnul:
An electric arc has a non-linear relationship between current and voltage. Once the arc is established (either by progression from a glow discharge [6] or by momentarily touching the electrodes then separating them), increased current results in a lower voltage between the arc terminals. This negative resistance effect requires that some positive form of impedance—an electrical ballast—to be placed in the circuit, to maintain a stable arc.
(Elektrický oblouk má nelineární vztah mezi proudem a napětím. Jakmile je oblouk zapálen (...) zvyšování proudu má za následek snižování napětí mezi elektrodami oblouku. Tento záporný odpor vyžaduje, aby byla k dosažení stabilního oblouku umístěna do obvodu nějaká forma kladné impedance.)
Srovnejte si ti s tím, co jsem napsal dříve o výbojkách, tlumivkách, rozptylové indukčnosti sv. trafa a tak dále. A také zpětná vazba na konstantní proud způsobí, že dynamická vnitřní impedance zdroje roste ke kladnému nekonečnu.
Nakonec bych řekl, že je načase přestat směšovat VA charakteristiku oblouku s normovanými charakteristikami svářeček, které slouží pro jejich srovnávání a s vlastní VA charakteristikou oblouku se nepotkávají.

No a já si ktomu myslím , že popsat matematicky svářecí oblouk dá rovnici o tolika proměnných , že ztratí smysl , a druhák , po více než 100 letech sváření elektrickým obloukem je evidentní , že to i postrádá smyslu .

Smysl to má pro ty, kteří se diví proč z napěťově tvrdého (byť jemně nastavovaného) zdroje, jakým je třeba konstantně buzené dynamo z T148 nedostanou stabilní oblouk, i když elektroda svítí jako žárovka. Pak jim třeba dojde, že je třeba zpětné vazby na konstantní proud, aby tam vnesli výše zmiňovanou kladnou impedanci.

[PavelFF]

Nezdá se mi toto: Elektronický regulátor ve svářečce má zakódovaný tento vzorec chování: "Narostl proud nad žádanou mez? Pokud ano, sniž napětí!"

No a to je právě špatná úvaha ve stylu napětí je primární a proud je odvozený. Tak to u proudového zdroje nefunguje. Správná úvaha je - "Zvýšil se proud obloukem?Tak tam pusť méně proudu (přiškrť ventil a ne sniž napětí)!...."

Přiškrť ventil v realitě znamená "zmenši poměr sepnuto:rozepnuto " u invertoru resp. "zvyš zapalovací úhel" u tyristorové svářečky. Obojí znamená obyčejné snížení napětí zdroje. Víc regulátor neumí. Co je primární (proud nebo napětí) je jedno, ale proud je regulován zásahy do napětí zdroje.

...Změna napětí na oblouku se může dít nejen kvůli jeho VA charakteristice, ale i díky změně jeho délky a vůbec změnou poměrů ve výbojovém kanálu.Vaše úvaha se týká jen změn napětí vlivem prodlužování oblouku a podobně, takže o chování oblouku z hlediska VA charakteristiky de facto nic neříká. Ale regulace musí postihnout všechno, i záporný dynamický odpor...

Právě naopak- změnu napětí vlivem různé délky oblouku mi neustále podsouváte vy. Mě vůbec nezajímají změny vlivem délky oblouku. Mě zajímá fakt, že "normovaný oblouk" má při proudu 100A napětí 24V a při 200A napětí 28V. To není projev záporného odporu. A stále si myslím, že regulátor by si se záporným odporem neporadil. Ne nadarmo je takový prvek součástí oscilátorů. Ale nevsadil bych na to moc peněz. Jistý si nejsem.

...
Nakonec bych řekl, že je načase přestat směšovat VA charakteristiku oblouku s normovanými charakteristikami svářeček, které slouží pro jejich srovnávání a s vlastní VA charakteristikou oblouku se nepotkávají....

S tímhle nesouhlasím nebo nerozumím, co chcete říct. Normovaná charakteristika svářečky je co? Charakteristika svářečky se vždycky (pokud se daří svářet) setká s charakteristikou oblouku.

Ale měl jste asi pravdu, že to k ničemu nepovede. Každý máme svou pravdu.

[BOBOBO]

Ano a setká se s ní i u svářeček v ochranné atmosféře , kde se díky těm proměnným dostaneme do takové "kvality" oblouku , kde jsou zdroje napětí jemně regulované a velice tvrdé . Tož tak .

[mtajovsky]

... ale proud je regulován zásahy do napětí zdroje.

Sorry, ale tohle není pravda a to je to zásadní. Nejjednodušší proudový zdroj se udělá tak, že se vezme zdroj velmi velkého napětí a do série s ním se dá velmi velký odpor. Pak proud na výstupu se reguluje změnou toho odporu, nikoliv změnou napětí. Ale i kdyby změnou napětí, tak ten napěťový zdroj je od zátěže oddělen velkým odporem, v případě elektronického zdroje konstantního proudu se jeho ekvivalentní velikost blíží k nekonečnu. A tak je napětí na zátěži a napětí toho vnitřního zdroje napětí ve zdroji konstantního proudu navzájem dokonale odděleno. Zkrátka napětí na zátěži pak nemá s napětím vnitřního zdroje (což je napětí naprázdno, u sv. trafa asi 48V stř.) nic společného a proto odůvodňovat napětí na oblouku a jeho změny napětím ekvivalentního vnitřního napěťového zdroje je nesprávné. Změna jeho napětí nic neříká o napětí na zátěži, jenom o proudu zátěží.

Ano, pokud zvýšíte napětí naprázdno, tak se zvýší proud, ale to nic, díky oddělení velkým vnitřním odporem proudového zdroje, neříká o tom, co se bude dít s napětím na zátěži.

Právě naopak- změnu napětí vlivem různé délky oblouku mi neustále podsouváte vy. Mě vůbec nezajímají změny vlivem délky oblouku. Mě zajímá fakt, že "normovaný oblouk" má při [b]proudu 100A napětí 24V a při 200A napětí 28V.

Tady je si potřeba uvědomit i ostatní vlivy. Délka oblouku bu měla být stejná, jako je průměr elektrody. Jestliže použijete na 200A tlustší elektrodu než na 100A, tak bude oblouk delší a tím na něm bude i vyšší napětí. Ale ne vlivem kladného odporu. A to ještě neuvažuji o odporu elektrody a kabelů. Proto říkám, že je potřeba rozlišovat normované charakteristiky svářeček a chování samotného oblouku.

Líp už to asi neřeknu a tak bych to z mé strany ukončil.

[Bernard]

..... Mě zajímá fakt, že "normovaný oblouk" má při proudu 100A napětí 24V a při 200A napětí 28V. To není projev záporného odporu. .....

Třeba je to projev záporného odporu. Když tedy napětí a proud oblouku jsou svázány vztahem

U = 20 V + 0,04 Ω · I; jaký je tedy odpor toho oblouku?

R = U/I = 20V/I + 0,04Ω;

Stačí zkusmo dosadit proud 20 A a 100 A, v prvním případě vyjde odpor oblouku 1,04 Ω, ve druhém případě 0,24 Ω. Čím větší proud, tím menší odpor. To, že ta távislost má kladnou směrnici, je vedlejší. Odpor je určen směrnicí přímky spojující počátek soustavy a pracovní bod svářečky.