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标题: （新视频~火山爆发）自制高性能简易自动火花机 [打印本页]
作者: hsp2008    时间: 2023-3-23 20:57
标题: （新视频~火山爆发）自制高性能简易自动火花机
本帖最后由 hsp2008 于 2024-8-22 21:42 编辑

自制高性能简易火花机

       之前，用工频变压器试做了一台火花机电源，效果不佳，不能连续起火，靠频繁的继电器反向触发，火花强度也不行，简单玩玩还可以。
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使用工频变压器效果不佳
        前不久得到了一台报废的2000W大功率UPS主机，电瓶逆变电压是96V，而是拆开机器看看逆变器充电部分的开关电源有没有利用价值，充电部分采用的是高性能uc3845，UC3845 是高性能固定频率电流模式控制器专为离线和直流至直流变换器应用而设计，具有可微调的振荡器、能进行精确的占空比控制、温度补偿的参考、高增益误差放大器。电流取样比较器和大电流图腾柱式输出，是驱动功率MOSFET的理想器件。硕大的散热器有点夸张，高频开关场效应管K2166，9A，900V，150W。电源板上有可调电位器可以改变电压输出，调节范围竟然可以从50~145V，最大输出电流估计也不小，在输出端接上个25欧姆的功率电阻，短路两极可以拉出1cm多长的粗壮电弧，说明电源有高频脉冲直流电输出，资料介绍震荡频率100KHZ左右 ，波形会随负载发生变化；自带的散热风扇能跟随功率输出大小自动调节风速，看来不错，做火花机电源非常理想。
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主控芯片UC3845

       将这个开关电源配合自制的电机伺服电路，集成进一台通信电源的机壳内，考虑到限流电阻发热问题，暂时只用了50W50欧姆的珐琅电阻（加大功率可采用外挂10~30欧功率电阻），取得了非常好的火花穿孔效果。主机重量不足10斤。
       说这台自制的火花机的高性能主要是有如下特点；
1、功耗低：空载功率只有区区的2.7W，工作时功率在~W左右，非常节能；
2、功率可调：将电位器（5K）引出到面板，就可以随时对输出功率进行调节，电压高，火花强度大，用50欧限流电阻，工作电压约50V，电流在1A左右；如果采用10~20欧限流电阻，电流可达5~10A；
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25u电容+50欧姆电阻

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改进的简易伺服电路，在高电压下我开始担心S8050耐压击穿问题，实测140V，在50欧限流电阻下是安全的，不能保证20欧电阻下是否会击穿，可以改进成光耦隔离触发是很简单的事
3、工作连续、稳定：配合伺服电路，电火花强度高、连续不间断、不卡死，电流波动范围小，工作稳定高效； (, 下载次数: 146) (, 下载次数: 165) (, 下载次数: 124)
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工作状态+内部结构
4、高效率：较为完善的控制电路，机器面板有灵敏度调节（控制触发伺服灵敏度），进给率调节（电机转速）、功率调节（输出功率）；电极手动升降控制（非自动状态下电极的调整），升降电机开关，状态LED显示灯；测试了一下，在107V输出电压（工况电压50V，电流1~2A）用6mm黄铜六角电极3分钟就可以穿透锯条；
    随后将限流电阻降至20欧姆后，在普通钢锯条打穿直径3mm孔只需15秒，火花呈喷射状，可见效率大幅提升! (, 下载次数: 146)


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面板功能键最后上个视频


制作体会：

       业余条件下，我们制作火花机，最关键的还是电源，高频大功率直流脉冲电源用途很广，使用高频脉冲电源组成的火花机，工件更容易放电起火，有伺服系统加持后，就能保证连续稳定工作；加大电源电压和电流在保证安全的前提下能大幅度提升加工速度，限流电阻的发热问题完全可以采用外挂组合方式处理。业余条件下很多人采用电瓶车充电器（有的核心芯片也是UC3845）作为火花机电源是完全可以的，缺点是电压不够高，功率较小。
3月25日更新
        上面的视频功率电阻用的50欧，工况电流1A左右，火花强度低，把电阻换成22欧后，电流最大能达到5A，放电稳定在3A左右，火花强度大幅度提升，工作效率不言而喻，通过功率调节旋钮能轻松调节火花强度；空载功率2.7W，加负载功率达到200W以上（通过进一步减小限流电阻，还可以加大功率）。







作者: hsp2008    时间: 2023-3-23 21:09
补充一下，电极升降控制开关采用了一个6脚双掷拨动开关接DC-D调压C模块的一路电源输出连接电机端，直接反向改变电源极性控制电机的正反转
作者: 快捷修理    时间: 2023-3-23 23:25
有一点需要纠正一下，楼主这种架构的电火花电源，
其实仍然是属于RC驰张式脉冲电源，波形特点是锯齿波。
高频电源的技术关键并不是有没有使用工频变压器。
而是指输出部分采用MOSFET或IGBT等形成PWM斩波调制，
波形特点是矩形波。
作者: hsp2008    时间: 2023-3-24 09:28
快捷修理 发表于 2023-3-23 23:25
有一点需要纠正一下，楼主这种架构的电火花电源，
其实仍然是属于RC驰张式脉冲电源，波形特点是锯齿波。
...

非常感谢指正！后级确实是常见的RC输出，输出波形貌似不规则的锯齿波；请教这个电源输出端在100V时，只接25欧功率电阻，短路两极为何能拉出10mm多的粗壮白色电弧？这点没搞明白
作者: 快捷修理    时间: 2023-3-24 13:20
开关电源的输出电路如果没有接滤波电容，只接一个限流电阻，输出的就会是高频脉动直流电，
产生拉弧说明这个状态下脉冲的停歇时间非常短，放电间隙来不及消电离，就会连续电弧放电。
作者: 快捷修理    时间: 2023-3-24 14:22
这是厂家提供的高频电源图纸，仅供参考
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作者: 天工君    时间: 2023-3-24 19:55
现在网上很多一百多元的直流小焊机，可以用来代替电动车充电器做火花机吗？那小焊机电流电压都可调。
作者: mojianghai    时间: 2023-3-24 21:55
学习了
作者: mojianghai    时间: 2023-3-24 21:56
天工君 发表于 2023-3-24 19:55
现在网上很多一百多元的直流小焊机，可以用来代替电动车充电器做火花机吗？那小焊机电流电压都可调。

电焊机电压够不？调到最大能多大？
作者: hsp2008    时间: 2023-3-24 23:33
本帖最后由 hsp2008 于 2023-3-24 23:48 编辑
快捷修理 发表于 2023-3-24 14:22
这是厂家提供的高频电源图纸，仅供参考

学习了！图纸拍的不是太清楚，但原理不难，左侧（貌似由4040、4017、4012）产生的可调制方波信号驱动多场管并联组成的功率放大电路，原理不是太明白，方波信号生电路应该可以直接用555模块代替吧？
作者: 天工君    时间: 2023-3-25 08:24
mojianghai 发表于 2023-3-24 21:56
电焊机电压够不？调到最大能多大？

从零到七八十伏，还有引孤电流可调。
作者: 快捷修理    时间: 2023-3-25 08:40
天工君 发表于 2023-3-25 08:24
从零到七八十伏，还有引孤电流可调。

电火花与电弧是不一样的，电火花加工过程需要避免的三个要素：
1.开路，2.短路，3.电弧

作者: hsp2008    时间: 2023-3-25 11:29
快捷修理 发表于 2023-3-25 08:40
电火花与电弧是不一样的，电火花加工过程需要避免的三个要素：
1.开路，2.短路，3.电弧

将电阻降低到22欧，最大电流可达5A，通过功率调节（不敢调最大）电火花喷发状，效率不言而喻，等会再发个视频，
作者: 草尼马    时间: 2023-3-25 16:06
烧电弧，直接用焊机更香，便宜又大碗
作者: 快捷修理    时间: 2023-3-27 08:11
新视频，火山爆发确实很壮观，点赞
作者: hsp2008    时间: 2024-2-2 09:56
负载电阻降到20欧姆后，打3mm锯条孔只需15秒，牛不牛？



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