Induktions-Schmelzofen mit 500W ZVS

Markus, willkommen im Forum, und danke für die netten Worte sowie die Quellenangaben! :awesome: Ziehe ich mir mal rein!

Bin da auch aktuell etwas am Basteln…

Aktuell etwa 30V 30A was reingeht und erstaunlich was “NICHT” in den IGBT´s verheizt wird.

Es schaltet scheinbar auch ohne glitches.






“nachschieb”

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Moin McGaiver, geiles Teil! Darf ich fragen, welches Netzteil du verwendest? :awesome:

PS: Mach gern nen eigenen Thread zu dem Teil auf. :sunglasses:

Da das nur nen kleiner Testlauf ist, mache ich da noch keinen extra Thread auf.

Netzteile habe ich TTi CPX400DP.

Da soll mal etwa das Zehnfache an Leistung durchgehen. Mit HV-Trafo oder IH Spule.

Leider kann ich aktuell nicht mehr weiter fahren, da man ja schon sieht, dass die WC schon etwas leuchtet und die Hitze in den Cap drückt.

Da muss was mit Wakü her.

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So, kleines Update: Ich habe die Kapazität von 10x auf 6x 220nF verringert, um die Impedanz (mit Graphit-Tiegel) an mein Netzteil anzupassen und dieses maximal auszulasten; die Schaltung zieht jetzt 20A bei 36A.

Jetzt glüht das Pulver schön, aber es will einfach NICHT SCHMELZEN… :ugly_rage:

Ich bin jetzt mit der ZVS am Limit und werde auf Halbbrücke umschwenken. Also nochmal alles auseinanderrupfen… :ugly_lol:

Kann jemand von euch einen Praxis-getesteten Schaltplan empfehlen? Oder auch nur ein paar gute, günstige IGBTs?

Ich hab hier einen Trenntrafo 250V, 3A, über den die Schaltung letztlich laufen soll. Also weg von den hohen Eingangsströmen, hin zu hohen Spannungen.

Hab noch ein paar 600V FKP-1 gefunden, die könnte ich auch in Reihe schalten, um für die Spannungsüberhöhung im Schwingkreis gerüstet zu sein. Wobei sich durch Reihenschaltung ja auch der ESR erhöhen sollte. Hm…

Mir ist auch noch nicht klar, ob ich die WorkCoil direkt schalten soll, oder einen Koppeltrafo verwenden sollte.

schau mal weiter oben in meinem post hab ich die seite von uzzor2k verlinkt.

das ist der schaltplan den ich verwendet habe. allerdings habe ich statt einem GDT die gates direkt mit IR2110 gatedrivern angesteuert und eine vollbrücke benuttzt


als koppeltrafo taugt notfalls auch das ferritjoch von einem alten Röhrenfernseher

im 4hv forum gabs auchnoch einen thread zum thema leistungsregelung per pulse density modulation (quasi das, was man von DRSSTCs als Pulse-Skipping kennt)

Ah, danke dir. Hab ich schon wieder vergessen, dass du das gepostet hattest. :sweat_smile:

Regelbar muss die Kiste nicht sein, die Schaltung soll möglichst viel Dampf haben, einfach und robust aufgebaut sein und endlich dieses KACK Pulver schmelzen, damit ich mich anderen Dingen widmen kann. XD

Ich würde dann einfach einen GDT nehmen. Und ich würde es sogar so einfach halten wollen, dass ich das Brückensignal von einem Signalgenerator einspeise, anstatt noch nen eigenen Feedback-Zweig einzubauen.

Oder wäre davon abzuraten? Könnte es mir die Brücke schießen, wenn die Frequenz nicht ganz stimmt? :ugly_gruebel:

Hallo Paul,

“möglichst viel damp” hat halt den haken, dass die IGBTs den deckel aufmachen :wink:

Allgemein gesagt ist das problem, dass es sich bei dem ganzen geraffel ja um einen serienschwingkreis handelt. die Impedanz hängt von der Dämpfung ab, und die hängt von der Last in der Workcoil ab. wenig dämpfung → viel strom → peng

Allerdings muss man dazu sagen, dass das in deinem konkreten fall mit dem Graphittiegel vermutlich kein problem sein sollte, der hat ja keinen curie-punkt und verschwindet auch nicht einfach aus der workcoil .

Ich würde trotzdem empfehlen einen Stelltrafo zu verwenden um das ganze langsam hochzufahren.

Die Frequenz über einen Funktionsgenerator bereitstellen sollte auch gehen, musst halt ggfs etwas von hand nachregeln, damit du im ZCS bleibst.

Ansonsten kann ich noch empfehlen, den Ausgangsstrom der Brücke per Stromwandler zu überwachen, wenn der sinusförmig ist und das ringing quasi verschwunden ist bist du ziemlich genau bei ZCS und in Resonanz.

Soviel zur Theorie und meinem senf dazu :wink:

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Hi Paul,

wär’s ggf. eine Idee, den Schmelzpunkt des Pulvers zu reduzieren?

Ich denke da an was in Richtung “Eutektikum” - z.B. schmilzt Gold erst bei etwas über 1000°C … wird das mit um 20% Zinn gemischt, dann schmilzt das Gemisch schon ab etwas über 300°C auf, wobei etwas Zinn herausdampft, so daß es nach dem Abkühlen beim nächsten mal schon eine höhere Temperatur braucht … u.s.w., bis das Zinn komplett rausdampft und reines Gold übrigbleibt, das wieder erst bei über 1000°C schmelzen würde :thinking:

Viktor

Hallo und einen schönen Donnerstagabend, hallo grüß dich Paul, so ne Royer ZVS kann man auch gut :+1: mit 2 x 2 Mosfets pimpen :star_struck: . Am besten schaltet man gleich ne hohe Spannung so 150 Volt und läßt das ganze auf einem Matching Transformer mit ner Übersetzung von 5 zu 1 schwingen. An der einen Windung hängt anschließend die Workcoil. Für den großen Graphit-Tiegel sollte man schon ne Leistung von 1,5 bis 2 KW einplanen, wenn man Temperaturen über 1000 Grad Celsius benötigt. Alternativ kann man auch gut :+1: auf Dentaltiegel zurückgreifen, diese sind schon etwas kleiner, und man könnte noch ne Isolierung aus Aluminiumoxid- Watte dazwischen parken, diese muß aber entbindert werden, weil brennbar :hotsprings:. Ansonsten könnte man such ne Silikat- Faser oder Watte verwenden. So ein kleines Deckelchen aus einer Hitzebeständigen Faser mit ner 10 er Bohrung könnte auch nochmals die Temperatur erhöhen. So ein Pülverchen mit einer großen Oberfläche ist wohl schwer zu schmelzen, vielleicht würde das Ganze mit feinen Eisen - Alu - Säge - Späne besser schmelzen plus abdecken. Metallpulver verwendet man ja auch eher beim Sintern,
hier finden ausschließlich Diffusionprozesse statt. Viele herzliche Grüße von axon-F.

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Hallo und einen schönen :sun_with_face: Freitagmorgen, ich habe mal bei den Fachleuten vorbeigeschaut, beim Hand :raised_hand:- schmelzen von Metallpulvern werden diese mit einem Rotosil - Stab zusammen - gedrückt - geknetet. Abdecken sollte man da auch nicht vergessen, bei Metallpulvern sollte auch die Frequenz über 100 Khz liegen. Aluminum koppelt zum Beispiel ganz schlecht, bis gar nicht an, auch sollte die Leistung beim schmelzen von Metallpulvern höher sein. Umgehen kann man das natürlich mit einem Heizzylinder der sehr gut :+1: ankoppelt, wäre sozusagen die nächste Sekundärspule. Ich kann dir gerne mal ein Rohrstück aus 1.4842 zukommen lassen :innocent:. Viele herzliche Grüße von axon-F.

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@VDX Nee, es soll rein Al+Fe bleiben ^^

@axon-F Geil, danke für die Idee mit dem Dentaltiegel! Werde ich mal probieren. Beim Graphit habe ich gemerkt, dass der Tiegel im heißen Zustand stark “pulvert” und dadurch das Metallpulver verunreinigt.
Könntest du das mit dem Pimpen nochmal genauer erklären? :smiley: Klingt auch gut. Und was meinst du damit, dass das Alupulver schlecht ankoppelt? Also meinst du, die Wirbelströme erhitzen es garnicht, und der Tiegel selbst muss die Wärme einleiten? Dann würde der keramische Dentaltiegel natürlich nicht funzen…

Hallo und einen schönen :sun_with_face: Samstagmorgen, hallo grüß dich Paul, die Basic Royer ZVS kann man so belassen, nur jeder Mosfet bekommt noch nen Partner zur Seite gestellt :men_wrestling:, sozusagen 2 x 2 Mosfets parallel, da brauchts nur am Gate der Mosfets noch 10 Ohm Symmetrie- Widerstände. Bei hohen Spannungen auf der D - S Strecke braucht man am Gate eine eigenge Spannungsverorgung, auch kann man den Gatewiderstand etwas kleiner wählen, die UF und Zener Diode hat dabei mehrere Watt. Die Ganze Royer ZVS Geschichte kann man auch viel aufwendiger umsetzen, erst Klein - dann Großsignal - Betrieb, Royer - Protektor - Schutz. Für den Anpass - Matching Transformer habe ich immer zwei Primärspulen wie bei der klassischen Royer ZVS verwendet, bei 170 V und 30 Ampere bekommt man auch 5 KW auf die Induktionsspule geprügelt :troll: , dazu brauch t’s den HF - Ferritkern - Trafo der meine Spannung wieder heruntersetzt. Im Sekundär- Kreis fließen dann viele hundert Ampere, dazu braucht man die richtigen Kondensatoren und Querschnitte von 50 bis 100 Quadrat, und das alles wassergekühlt :droplet: :ocean: . Der Nachteil der ganzen Geschichte ist, durch die hohe Induktivität des Anpasss - Matching Transformer s wird man nie auf hohe Frequenzen kommen, deshalb auch der Umweg über den Heizzylinder. Der Heizzylinder war bei mir unter Atmosphäre aus einem Hitzebeständigen Edelstahl und im Vakuum und unter Argon aus Molybdän oder Niob. Da spielt der Curie- Punkt keine Rolle mehr und ne bestimmte Last - Frequenz ist immer vorgegeben :innocent:. Im Anschluss noch ein Bildchen aus dem alten Forum, hier kann man ein Niob - Zylinder erkennen, der in ein Hochtemperatur - Isolierstein rein - gebrannt ist :troll: Sintern und schmelzen von Aluminiumoxid mit Induktionsheizer - mosfetkiller-Forum . Viele herzliche Grüße von axon- F

Hallo und einen :sun_with_face: sonnigen Samstagnachmittag, wenn den die Sonne :sun_with_face: durch den Nebel kommt. Ein wichtiger Aspekt zu solchen Induction Heater s fehlt noch, hat man kein Netzteil - SNT mit Strombegrezung- Softstart zu Verfügung, braucht man unbedingt ne Einschaltstrombegrenzung auf der AC Seite, ich habe dies mit ner Schütz - Realisiert. Die Einschaltzeit beträgt einige hundert Millisekunden, der Widerstand liegt bei ca 12 Ohm bei 50 Watt. Zum Anschwingen des ganzen brauchts aber einen bestimmten Strom, das sollte man noch beachten. Auch werden bei mir Trenntrafo - Variac - Gleichrichter und Glättungskondensatoren separat zugeschaltet. Anschließend noch ein Foto meiner Einschaltstrombegrenzung, Kammer des Schreckens :troll: . Vor dem Lüfter kann man gut :+1: noch zwei Drosseln auf der AC Seite erkennen, genaue Funktion unbekannt :star_struck: . Viele herzliche Grüße von axon-F.

So, ich hab mir mal ein paar IGBTs besorgt und werde damit die nächsten Tage eine Halbbrücke aufbauen, mit Koppeltrafo zur Impedanztransformation.

Könnt ihr mal meinen Schaltplan checken? :sweat_smile: Habe noch nie was mit IGBTs designed.

In der Version muss ich die Clock extern generieren. Hat jemand ne Idee, wie ich alternativ DOCH noch recht simpel ein Feedback hinbekommen könnte? Bei der ZVS ist klar, dass die von alleine anschwingt. Aber bei einer Halbbrückenschaltung? :thinking:

(EDIT: Der Pfeil “gestapelte Ringkerne” müsste auf das gesamte Trafosymbol zeigen. Naja, ihr wisst was gemeint ist.)

Nachtrag: Als Ringkerne nehme ich “die guten” FT-140-77. Habe 6 Stück, die ich da draufknallen kann. Hoffe es reicht, um ohne Sättigung genügend Leistung einbringen zu können.

Das ganze soll bei möglichst hoher Frequenz laufen, damit ich mein Scheiss Pulver zum Schmelzen bekomme.

Hallo Paul,

Schaut soweit gut aus würde ich sagen

Eventuell kann man das ganze wie eine DRSSTC mit Stromfeedback und PhaseLead laufen lassen, Leistungsregelung müsste man dann aber wohl über Pulse-Skipping machen

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Leistungsregelung? :ugly_twisted: Full Power!

Gerade mal mit dem Schaltplan hier verglichen, den du ganz oben mal gepostet hattest: http://uzzors2k.com/projectfiles/pllindheater1/ETs_4046_IH_2_final.GIF
Dort sind ja nochmal Dioden in Reihe mit den MOSFETs. Warum?

Und die Grundsatzfrage habe ich mir gerade nochmal gestellt: Was ist der Vorteil der symmetrischen Speisung mit kapazitivem Spannungteiler VS meiner Schaltung OHNE diesen Spannungteiler?

Die Dioden sind nur dazu da, die internen Freilaufdioden der IGBTs “totzulegen”

Ich würde eventuell noch einen Koppelkondensator am Ausgang der Brücke vorsehen, sonst hast du einen DC-Strom durch den Trafo und damit eventuell Sättigung, wenn die IGBTs nicht ganz symmetrisch schalten. In der Schaltung von Uzzor2k erfüllen die beiden 3,8uF Kondensatoren diese Aufgabe.

Ahh, das ergibt natürlich Sinn. Danke dir! Ich melde mich zurück wenn die IGBTs gesprengt oder das Pulver geschmolzen wurde. :ugly_lol: