Op 23 november 2021 21:18:01 schreef ohm pi:
[...]Uitgangsspanning dubbelfazig gelijkrichten en de condensator en weerstand over de plus en min van de gelijkgerichte spanning zetten. Dan worden de pieken nooit hoger dan ongeveer 325V. Met je simulatiesoftware kan je vast wel mooie waarden voor de condensator en weerstand vinden.
Dat idee heb ik inderdaad ook mee rondgelopen, maar dan kom je ook op een behoorlijke condensatorplank uit om de spanning niet te ver te laten stijgen. De energie van die afschakelpiek moet worden "opgezogen".
Op 23 november 2021 21:36:10 schreef benleentje:
Ik vind het al verrassend dat je op en 2kW generator überhaupt kan lassen en kan me goed voorstellen dat die dingen niet gebouwd zijn om van praktisch nul naar vol vermogen en weer terug te gaan zijn gebouwd.
Wij zelf ook. Inzakken bij het aanpikken valt erg mee, de motor zakt een seconde iets in en komt daarna weer bij. Doorschieten in toerental wanneer de belasting wegvalt is op het gehoor ook weinig van te merken.
Gaat goed tot 60 à 70 ampère lasstroom met elektrodes van 2 à 2,5 mm. 80 A is op het randje, dan moet je 'm eerst even opjagen.
Op het wel/niet overleven van de AVR na voldoet-ie prima.
[...]En waarom het is volgens mij wel de meest gangbare oplossing. Het is toch alleen maar om de avr te beschermen.
Ik had de indruk dat TVS-diodes en varistors niet bedoeld zijn als beveiliging tegen vaak voorkomende pulsen. Maar wat is vaak, met de datasheet ernaast lijkt het mee te vallen.
Ik vind de oplossing die hier wordt voorgesteld in paragraaf 1 en 2 wel elegant: https://application-notes.digchip.com/005/5-10150.pdf
Het schema daar is bedoeld om de TRIAC te beschermen, en het vermogen gaat in een weerstand zitten i.p.v. een TVS-diode.
De inductie van de spoel en draadgewonden weerstand begrenzen meteen de di/dt.
Maar die oplossing is 'm niet geworden, na verder puzzelen.
[...]Of zet 2 lampen van ca 100W in serie die kunnen dan ook met gemak de onbelaste spanning van 375V. Ja het slurpt wat energie maar dat krijg je dan met een generator die niet geschikt is voor zijn doel. En wie weet kan het ook met lampen van kleiner vermogen.
Ja, zo'n kleine belasting is mee te leven, maar liever natuurlijk niet.
Op 23 november 2021 22:18:36 schreef Hunebedbouwer:
Zelfs op een generator van 110Kva staat dat deze niet geschikt is om op te lassen. Als dat is omdat een lasapparaat maar 2 fasen belast weet ik niet, maar het zal er niet voor niets op staan. Lassers die niet op het net kunnen lassen, zie je vaak met een compound aggregaat opdraven.
Compound aggregaat had ik nog nooit van gehoord, interessant principe. Ik heb weer leesvoer gevonden.
---
Uiteindelijk is het hierop uitgekomen:
Het viel op dat de slijptol meteen de AVR de nek omdraaide, terwijl er door de tijd heen al een half pak elektrodes was weggelast.
De slijptol schakelt 'hard' uit met een schakelaar.
Na het lassen dooft eerst geleidelijk de boog, en aan de ingang van het lasapparaat (inverter) zit een voeding met een kluit elco's die verbonden blijft waarin ongetwijfeld een deel van de afschakelpuls wordt opgevangen.
Daar (de afschakelpuls) zal het probleem wel gelegen hebben.
Schema's van deze AVR waren niet te vinden, en de boel is ingegoten in een klomp hars/kunststof met grind erdoorheen of zo. Met geen manier doorheen te komen zonder tegelijk de print en onderdelen te slopen.
Eerst een andere AVR gekocht, die aangesloten, maar door het eerdere meten aan de stekkers van de generatorwikkelingen waren de klemverbindingen verbogen.
Onbelast en zonder uitgangsspanning duw ik tegen de bedrading, pats, vonk in de stekker tussen hulpwikkeling en AVR, meteen de FET in kortsluiting. Nou moe. Wel weer wat wijzer geworden, dat was een mooie dV/dt ineens op de FET z'n kop.
Bij de nieuwe AVR was er minder hars/kunststof gebruikt, en nadat de kortgesloten FET dusdanig heet was geworden dat-ie begon te roken, liet de de hars/kunststof waarin die was ingegoten zich wegkrabben. Daar kwam een IRFS630 tevoorschijn. Mooi, niets bijzonders. Combinatietang op het lijf, 1x voorzichtig buigen en ik kon de FET om de pootjes heen wegbrokkelen. De pootjes lieten zich met opschuren en enige moeite vertinnen, maar niet van harte.
Nu kon ik meten aan de naar buiten komende draden, de drie pennen van de IRFS630 en de generatorwikkelingen, om een deelschema op te tekenen.
(In de tekening hieronder zijn de 100 Ohm weerstand, 820 nF condensator en de TVS-diode door mij toegevoegd en is de IRFS630 al vervangen door een UF740L.)
De 230V-wikkeling is afgetakt op 9%, die aftakking gaat naar de AVR als detectie hoeveel volt de 230V-wikkeling levert. Vanaf daar is het een zwarte doos tot aan de gate van de FET.
Over de IRFS630 stond geen snubber, en 100 à 120 Volt gelijkgericht (=170 Volt) op een FET met 200 Vds max. vond ik ook aan de krappe kant ontworpen. Op een sloopprint vond ik een UF740L (~IRF740), die past daar beter met 400 Vds max. De andere specificaties zijn gelijkend genoeg voor dit doel.
UF740L erin, AVR werkte meteen weer.
De snubber: in de meeste schema's met FETs of TRIACs kom ik 100 Ohm en 100 nF tegen.
Maar vanuit de gedachte "meer condensator = meer beveiliging", in combinatie met de lage schakelfrequentie en flinke inductie, eens geprobeerd hoe ver ik kon gaan zonder dat de weerstand heet werd. Bij 820 nF wordt de weerstand net lauw, mooi genoeg. De weerstand op 100 Ohm gehouden i.v.m. de piekstroom door de condensator en FET.
De RC tijd ligt ruim onder de periodetijd van de PWM (60 Hz onbelast, 90 Hz met 500 W belasting, ...? Hz met 2 kW belasting) en zie je enkel terug als afgeronde hoeken aan de blokgolf.
De FET merkt er weinig van en blijft met 500 Watt belasting op de generator nog steeds koud.
Spanningspieken op de 100-120 Volt hulpwikkeling moet de 220 µF elco maar opvangen, en anders vormt zich nu een RLC filter bestaande uit
veldwikkeling -> weerstand veldwikkeling -> 100 Ohm -> 820 nF
dat de spanningspiek op de FET moet dempen. In de simulatie zit daar een mooie afvlakking in.
Als een spanningspiek ontstaat op de veldwikkeling (rotor), door afschakelen van de FET of bobinewerking*, zou de vrijloopdiode D1 die moeten oppakken. Geen idee welk type diode daar zit. Voor het geval die te traag is, komt die piek nu ook alvast de 100 Ohm + 820 nF combinatie tegen als demping.
Daarnaast had de IRFS630 maar 30 V ruimte tot z'n max. Vds, de UF740L heeft 230 V ruimte.
De 'doorschieters' bij het inschakelen zullen nu ook minder zijn, zodat de body diode van de FET minder te verduren krijgt.
(* Ik zie in de situatie overeenkomsten met een bobine. In de 230V-wikkeling wordt plots de stroom onderbroken, in een andere wikkeling ontstaat een spanningspiek. Geen idee of die analogie hier opgaat.)
Omdat het nog steeds kan zijn dat de fatale klap van de 230V-zijde (9% aftakking) komt, maar ik niet kan zien wat er tussen de aftakking en de gate zit, drie 1.5KE600CA TVS-diodes (600 V drempelspanning) parallel over de 230V-wikkeling gezet. Ook om aangesloten apparatuur te beschermen.
De gedachte: bij volle bekrachtiging levert de 230V-wikkeling onbelast 350 Volt * wortel(2) = zo'n 500 Volt piek. Beetje ruimte erboven geven zodat de TVS-diodes enkel in de uitschakelpieken gaan geleiden, vanaf 600 Volt.
Waarom drie parallel?
A) Blijft hopelijk langer heel dan één TVS-diode die alles voor z'n kiezen krijgt,
B) Vlakkere grafiek (lagere weerstand) boven de drempelspanning dan één TVS-diode, waardoor de piekspanning minder hoog wordt,
C) zit mooi klem in de kabelschoen, en
D) ze gingen toch per 20.
Er zitten nu twee beveiligingen rond de FET: TVS-diodes over de 230V-wikkeling aan de gate-zijde en een snubber over drain-source.
En aan mijn voorwaarde "zo min mogelijk extra belasting" is voldaan: enkel een 5 Watt weerstand die lauw wordt en een TVS-diode die uitschakelpieken opslobbert.
De zaak mechanisch gefixeerd met kit, blanke lak eroverheen en ingebouwd.
(De lange poot van de weerstand rust op de bedrading eronder, en de condensator zit klem tussen de elco en ingegoten bedrading.)
De TVS-diodes zitten op de klemmenstrook van de generator:
Even flink in- en uitschakelpieken gecreëerd met een slijptol en lasapparaat, en vooralsnog blijft de AVR nu heel.
Of alles heel blijft, de praktijk zal het leren.