BUDOWA ZGRZEWARKI DC + PAKIET

[glebor]

Witam. Przymierzam się do budowy swojej zgrzewarki DC/DC. Mam zgrzewarkę z niemiec taką na arduino działa poprawnie, ale mam już pomysł na ulepszenia.

Jak widać na fotkach mam już gotowe płyki drukowane z zapasową końcówką mocy na podwojenie/potrojenie mosfetów.

Przejdźmy jednak do sprawy najtrudniejszej, czyli budowa pakietu LIFEPO4.
Nie trudno się domyślić, że ogniwa jakie użyje, to stare depakietowane A123 SYSTEM z 2015 roku, mega mocne 200A/ogniwo 2200mAh. Pakiet będzie miał no właśnie pytanie ile z tych 200A jest w stanie oddać 4 letnie ogniwo przez najbliższe jeszcze 2-3 lata używania zgrzewarki, czyli przyjmuję 7 letnie ogniwo?

4S18P, przyjmuję, że każde ogniwo odda z powodzeniem 100A prądu pik. W obec tego mamy 1800A * 12V = 21000W moc zgrzewu kontra 4000W ze zgrzewarki transformatorowej.

Kilka technicznych pytań, bo taśma niklowana/niklowa na pewno nie odda tutaj pełnej mocy nawet na 5-10 paskach...
Zastanawiam się, czy nie lepiej polutować to na plecionkę miedzianą. Plecionka 12AWG płaska pokryta cyną powinna przewodzić ok 40A prądu ciągłego pomiędzy sekcjami. Jak ją pokryje całą wrubą wartswą cyny, na pewno połknie te 100A
Do tego miedziane lachy zbiorcze od boku pakietu + i -



Ogniwa połączone między sobą plecionką cynowaną, plecionka przykręcona śrubami M5 do szyny no i właśnie przykręcona? Czy polutowana do szyny? Skręca się znacznie szybciej, wrzucę sobie na wiertarkę stołową pokryje plecionkę cyną, powiercę otwory, dotnę i podlutuję do ogniw
Rozgrzanie takiego elementu grubego na 5mm, szerokiego na 20mm może być trudne... a musi dobrze zbierać prąd z celi

Co myślicie?
Bo jeszcze zamiast plecionki można użyć zwykły przewód 6mm2 powiercić dziurki w tej szynie i sprubować kable zalać cyną bez skręcania na śruby. Zależy mi na jak największej sprawności, żeby grzać blachy niklowe 0,3-0,5 mm na prądach 3-5ms, dla tego tak dbam o "drobiazgi"

DO tego co mam:


Podwojona płytka z mosfetami mosfety w sumie 16 mosfet * 169A Końcówka na 2700A

Sterownik do końcówki już działa
Foty za niedługo

Byłaby to najlepsza zgrzewarka na jaką mnie stać Dało by się zgrzewać bez problemu tępymi elektrodami, zapewniając pewne zgrzewy na grubym, czystym niklu

[EV-Maniak]

Ale super! Dobrze sie zapowiada. Podziwiam za wiedze. Bedzie niezla zgrzewra.
Ja bym dal wszystko na MOSIADZ. Blacho-sztabe bym wykombinowal i zalal bym ja umiejetnie cyna.

[glebor]

Moduł sterujący końcówką:


Diodka zielona miga, na wyjściu są impulsy sprawdzane oscyloskopem, regulacja działa. Zostało zalutować mosfety i ten nieszczęsny pakiet, bo masa to będzie roboty. Jak nie przekroczy tysiąca zł, to będzie to sprzęt 50x lepszy niz jakieś badziewne sunco z aliexpressu czu samoróbki na trafie

[tatar]

nie jest tak żle.Ja używam tej akumulatorowej i doskonale daje radę




mała ,zgrabna i wiele może

[glebor]

Ja używam tej:


Nie jest zła, ale zgrzewa dobrze nikiel czysty do 0,2 o niklu 0,3 średnio.
Dobra zgrzewarka będzie zgrzewać taśmę miedzianą, planuję taką zastosować, jak będę konę składał stinky.



To jest przykładowe foto taśmy muszę ją dokładnie poszukać, bo widziałem coś w podobie rekomendowane do zgrzewania ogniw
Poza tym dobra zgrzewarka. Zgrzewam, ale mosfety są gorsze niż te 1405 co mam, nie dość, że 8 szt, to jeszcze znacznie większy prąd dają. Zejdziemy między do 5-8ms w serii na niklu.

Co do blaszek niklowanych, to taka zgrzewarka dc wali pewny zgrzew przez 3 warstwy taśmy 8x015, prują się jedna po drugiej, a na koniec zostaje dziura w ogniwie więc jest super.

Projekt ma zgrzewać 3 warstwy niklu 0,2 przez siebie. Co z tego wyjdzie zobaczymy. Znacznie przyspieszyłoby to pracę przy budowie, a sezon idzie, także trzeba coś ogarniać, żeby wydajnie pracować, bo czas się nie wydłuży, a pracę można skrócić nie zmieniając jakości

Elektrody mam CUCR1ZRW Bardzo dobry stop miedzi, chromu, cynku i wolframu, grzeje jak wściekłe. Wysyłałem chłopakom z forum samochodowego, którzy budują pakiety do aut, są nimi zachwyceni, komplet elektrod wystarcza na 5 tys punktów do transformatorowej, gdzie powierzchnia zgrzewu jest malutka. Przy DC jak założyłem te elektrody stępiły się do pewnego stopnia i od 10 tysięcy punktów zgrzew jest niemal identyczny, jak się dobrze dociśnie, to materiał się nie upala

Zwykła miedź, to jest badziewie... co 10 ogniw trzeba robić stożej, bo płynie...

[Sietas]

Rozumiem, że ilość diód też podwoiłeś?

Nie wierzę w taką wydajność lifepo4. Za każdym razem gdy miałem styczność z tą chemią to były pakiet o kilkukrotnie zawyżonych parametrach. Ile to ma niby RW żeby oddać 200A - 0.5mohm?

[glebor]

A miałeś styczność z ogniwami A123 system?
Ogólnie to lifepo4 to jest lipa, nie powiem. Heedwaye, te wszystkie pryzmatyczne ogniwa rozjeżdżające się same cele po 200 cyklach, to gorsze niż li-iony. Patrzyłem na starter pack gdzie odpalali tira na pakiecie 4S5P A123 system. Są to naprawdę świetne ogniwa, warte swojej ceny! No i powiedziałem muszę to mieć Kupiłem 200 sztuk kiedyś od naszego serdecznego przyjaciela z forum.

Nie wydaje mi się, szczerze mówiąc, żeby ogniwa oddały 200A, aczkolwiek mają mega małą RW i to nie jest ściema... Zobacz, że ogniwa mają tylko 2200mAh z rozmiaru 26650! Wobec tego elektroda jest duuuużo grubsza niż w serii SONY VTC4... która oddaje w pikach po 40-50A (sprawdzałem na zacisku śrubowym + icharger 4010 DUO na 2 kanały mostek + regen discharge do pakietu 10S72P), prądy 1-2 minutowe powodują, że ogniwo jest dość gorące, ale do takiej zgrzewarki to i VTC4 dałyby radę, pod warunkiem, że było by np 3S60P...

Oczywiście zostaje kwestia połączeń między sekcjami, chociaż wydaje mi się, że 5 blaszek niklowych 8*0,15 jedna na drugiej warstwowo da jakieś realne 100A na połączenie w piku?
Niech się robią blaszki ciepłe, przez 5ms to i tak nie zdążą się nagrzać

Ogólnie trzymam kciuki za ten projekt. Pakiet jest już finalnie gotowy. Wyszło 4S12P niech mi to da 1200A * 12V zawsze to 4x lepsze, niż zgrzewarka na trafie

Jak się sprawdzi, to już widziałem taśmę 25mm szroką na 0,25mm czysty nikiel w chinach. Drugi pakiet zbuduję już na mega propsie, a ten opierniczę komuś z forum razem ze zgrzewarką, bo na pewno będzie kilka X lepsza niż badziewia z chin.

Połączenia między sekcjami będą zbierać przewody 6mm2 w 11 miejscach - zalutowane w konektorach oczkowych, listwa z czystej miedzi będzie wypolerowana, zaciski oczkowe również i mocno skręcone śtubami M5 do szyny. Będzie perfektos!

Kupuję bezpieczniki 300A 600A i 900A. Jak wywali ten bezpiecznik 300A na pierwszym zgrzewie, to efekt będzie ponadto, czego się spodziewam! bo teraz mam 300A i na 15-20ms nie wywala przy aku samochodowym prąd rozruchowy 740A a zgrzewy są piękne

[markkar]

Ile jest % wolframu w stopie który podałeś. Miałem miedziowolfram 70/30, używany na elektrody do drążenia ale dla mnie był za kruchy i końcówki mi pękały. Nie klei Ci tych elektrod?
Druga sprawa to jakiej grubości jest taśma miedziana. Odradzam 0,1 bo miedź jest jak plastelina i w taśmie przy zgrzewach bardzo łatwo się zrywa. 0,15 nigdzie nie znalazłem a 0,2 nie idzie zgrzać. Co do zgrzewarki na aku testowałem kwelda na zwykłym aku z auta i dawała ok 1000A. Druga warstwa niklu 0,2 nie chciała się trzymać. Trzymam kciuki ale jakoś nie widzę aby się udało miedź powyżej 0,1 zgrzać.

[Eryk]

Miedź ciężki przeciwnik. Trzeba by na elektrody coś lepszego niż miedź . O ile do miedzi łatwo było przygrzać nikiel, to w drugą stronę już sprawa się komplikuje. Miedź jest za dobrym przewodnikiem prądu i ciepła.

[glebor]

Hmmm... widziałem takie ślady po miedzi zgrzewane na sony VTC5 z depakietażu... Myślałem, że to po taśmie, ale cholera, może i to po elektrodach w pakietach

Na razie tak wygląda pakiet, ale jeszcze dużo roboty zostało...
Niby połączenia cienkie, ale taśmy nawalone na 5 warstw między każdym połączeniem


Tu jeszcze muszę ślady po kleju usunąć i dogrzać te 2 miejsca...

Obudowa ze sklejki będzie


Drugi pakiet będę lutował w koszykach i będzie większy na 60 ogniw, jak ten się sprawdzi. Kupiłem już plecionkę miedzianą szerokość 10mm, przewodność podobno 90A ciągłego na jedną warstwę. Plecionka miedziana pokryta cyną

Plan jest taki, aby tą całą plecionkę pokryć cyną i zagrzać kolbową lutownicą, przewodność wzrośnie drastycznie tak samo, jak się boczniki podkręca w starych sterownikach

[Eryk]

To co widziałeś to nie czysta miedź tylko stop miedzi z .... Dodatkowo takie blaszki są specjalne przygotowane pod zgrzewanie.

[glebor]

Może jutro uda sie uzbroić szynę zasilającą. Zakupiłem kable AWG 2 34mm super miękkie do elektrod.
Moi znajomi robią gruby projekt i chcą zaprogramować na CNC punkty zgrzewu bidonu, żeby to leciało taśmowo. Mamy jednak duży problem z dociskiem mechanicznym, na razie patent jest na sprężynie. Prowadnice są, śruby trapezowe, silniki krokowe 2,5 Nm, 1024 kroki na obrót mają być w miarę szybkie. Co bateria, to przewidziana jest jedna kalibracja od krańcówki do krańcówki i potem z ilości kroków będzie sie działo. Po zgrzaniu ogniw w jednym rzędzie kolejna kalibracja i znowu jazda

Stół rusza się w 2 płaszczyznach, a elektrody tylko góra/dół z założenia.

suwnica jest gotowa, także się dzieje...

Potem polecą tylko projekty w pliku z punktami i będzie zabawa w te koszyki prostokątne. Niestety taśmę trzeba podawać będzie ręcznie, ale może i to sie z czasem ogarnie

Myślę też zrobić małą taśmę, gdzie będzie się układać ogniwa + podajnik magnetyczny i 2 szpilki będą dociskać do +/- i mierzyć dopuszczalna tolerancja 0,01V. zasada prosta ogniwo dojeżdża do krażcówki zatrzymuje się taśma dojeżdżają szpilki i siłownik spycha ogniwo, jak złe, a jak dobre otwiera sie kratka i leci na dół do kartonu. Jak ogniwo jest posortowane krańcówka zostaje odblokowana taśma rusza i znowu dojeżdża do krańcówki.

Jak pracowałem w FESTO w łodzi widziałem jak te taśmy wyglądają. Sterowanie arduino lub raspberry 3b+

[daamianr]

Czy tasma miedziana jest lepsza od pure nickel?

[scuda]

Lepsza ale trudna do zgrzania. Glebor niezle z tym automatyzowaniem zgrzewania, nie wiem dokladnie o co chodzi ale nawet chinczyki tego nie rozkminili i zgrzewaja recznie

[glebor]

Jedyny problem stanowił zawsze docisk. Jak jest niezależny na obie sprężyny od obu elektrod to powinno działać. Niestety nie przewidziałem jednego. Wzmocnilem pakiet i liczyłem sprawność dla poboru 12v tym czasem przecież elektrody mają w obwodzie blisko 0v... Przegiolem palę. Poszło 5kA zgrzewarka nie padła ale instrukcja mówi o max 1.5kA.

Wobec tego nie ma sensu cisnąć na lifepo4...

Wymyśliłem pakiet Sony vtc4 3s30p
Konkretnie 2 takie pakiety do 2 zgrzewarek Załatwiłem ogniwa od tasa I są gotowe do zgrzewania.

[glebor]

Dobre info że na jednej płytce sterujacej da się podłączyć dużo końcówek mocy. Żeby uzyskać odpowiedni spadek napięcia na kablach są równolegle 3 końcówki mocy. Kabel 35mm2 musiałem zastąpić 25mm2 żeby mosfety nie trafił szlak. Jak skończę zapodam fotki.

[Eryk]

Przegiolem palę. Poszło 5kA zgrzewarka nie padła ale instrukcja mówi o max 1.5kA.

W jaki sposób robiłeś pomiar? Masz gdzieś udokumentowane to wydarzenie ?

[glebor]

Wyświetlacz pokazuje w nowej wersji prąd zgrzewu tak +-

[Eryk]

I te niby 5kA przeleciało przez ten bezpiecznik 300A ? Ten pomiar należy traktować z zamkniętymi oczami

[glebor]

bezpiecznik był 500A. Przez 2-5ms się nie zdążył przepalić. O dziwo to działa poprawnie.
Przeprojektowałem płytki, podwoiłem mosfety, potem potroiłem, powymieniałem z oryginału na mocniejsze 1405, ale prawdziwy efekt wyszedł dopiero po zastąpieniu ogniw porządnymi superkondensatorami i tranzystorami IGBT od spawarki, wraz z pastą srebrną i wentylatorami.

Zmorą projektu były cienkie nóżki. WIęcej niż 24 mosfety nie dawały rady, aby dobrze zebrać prąd (symetrycznie) poczwórna główka mocy w teście powodowała, że odpływały nóżki w sekcji najbliżej kabla zbierającego prąd z cel.

Nabyłem KWELDa, ale w porównaniu do potrójnej końcówki przez którą faktycznie można było puścić 5kA, Kweld daje ok 2+/-
Różnica w zgrzewie, to kweld 8-10mS, moją schodziłem do 3-4ms, duży plus, że wolniej się topiły elektrody. Aczkolwiek wytrzymałość elektrod, szła w dziesiatki tysiecy punktów. W Kweldzie jedyny plus, to podpięcie pakietu 6S20P z sony TC4, i napięcie robiło robotę. W efekcie można było dać cieńsze kable sylikonowe, którymi praca była wygodniejsza.

Zasilacz 300W 5V 60A robi robotę na superkondensatorach. Pakiety VTC4 z czasem traciły pojemność od ciągłych impulsów zwarciowych szlak trafiał chemie w środku. A123 system działają do dzisiaj.

Fajnie się było pobawić, ale skończyło się na pneumatycznym automacie z programowalną osią X/Y pod stół i taśmą ciętą laserem z tafli czystego niklu 1x1m grubość 0,2. Teraz stół jeździ pod koszyki markkara i zgrzewa samodzielnie. Podaje się ręcznie tylko drabinki.
Puki co programowanie tego jest mocno upierdliwe, dodaje się zbiory punktów. P1= X 0,0 Y 0,0 P2= X 1,95 Y=0,0 I dodaje się punkty w jednej płaszczyźnie, potem kopiuję się linijkę kodu z X=1,95 Y pozostawia sie jak w pierwszym rzędzie. W sumie to zgrzewarka mogłaby jeździć przez wszystkie punkty, do momentu, kiedy skończą się drabinki z taśma, zgrzewałąby w powietrzu i tak często robię...

Docisk jest pneumatyczny, każdej z elektrod, przy stałym ciśnieniu zgrzewy są niemal 100% powtarzalne.

Trwają jeszcze prace nad przedłużeniem płaszczyzny zgrzewania, bo na obecną chwilę zgrzewa obszar 50x50cm. Prototyp do bidonów jest fajny, aczkolwiek poległem finansowo na dłuższych prowadnicach. Wykorzystaliśmy tanie profile CNC V-SLOT Są gotowe wózki do nich.

System V-SLOT posiada wózki prowadnic od 79zł/szt, więc cenowo cały projekt ma szanse sie zamknąć w jakieś rozsądnej kwocie.

Nie pisałem, bo nie było czasu, a każdą wolną chwilę spędzam nad rozwojem powierzchni roboczej, aczkolwiek nie wykluczam budowę drugiego docelowego urządzenia do pracy o powierzchni roboczej 75x100cm

Maszynę powierzchownie zaprezentuję na kanale na YOUTUBE, na swoim kanale prawdopodobnie na początku marca 2020R

[Atebo]

Gdzie mogę kupić elektrody z CUCR1ZRW ? Lub inne z dobrego stopu?