Hatun rupeliin on pari kertaa pitänyt vaihtaa laakerit, liekkö johtuu voitelun puutteesta vai mistä. En ole ennättänyt kovin kokonaisvaltaisesti omistautua näiden värkkien kehittelyyn, mutta koko ajan ne pääkopassa on muhineet.
Tuolloin vuosi sitten TIG oli siinä vaiheessa, että mietin hitsausvirran kontrolloimista invertterissä pulssikohtaisesti eli periaatteessa jännitetakaisinkytkentäinen täyssilta säädettävällä oikosulkuvirralla. Dynamiikka askarrutti eli transienttistabiilisuus eli miten hyvin valokaari syttyy ja sammuu ja minkälaiset rasitukset se aiheuttaa tehoelektroniikalle. Sen ratkaisin ajattelemalla asiaa alusta loppuun asti vakiovirtalähteenä. Nyt ensimmäinen aste on buck-topologian hakkuri, jonka ulostulossa ei ole kapasitanssia, jolloinka ulostulovirta on riippuvainen pulssisuhteesta ja syöttöjännitteestä. Jännite on mielivaltainen. Se johdetaan täyssillalle, joka johtaa aina elikkä sillan kytkimet on pienen aikaa oikosulussa. Oikosulusta huolimatta rasitus on pienempi. Sillan ulostulo johdetaan suurtaajuusmuuntajan kautta tasasuuntaukseen. Tasasuuntauksen ja suurtaajuusmuuntajan välillä on virranmittausmuuntaja, jonka ulostulolla säädetään siltaa edeltävän buck-hakkurin pulssisuhdetta. Näin saadaan todellinen virtaan perustuva takaisinkytkentä ja kytkimien rasitukset ennustettaviksi kaikissa olosuhteissa.
Tässä siis DC-osuus, jota eilen illallakin protoilin (ja protoilu edistyy niin kuin olen fundeerannutkin). AC-osuuden muodostaa sitten jytyt IGBT:t (halpoja ja pieniä, positiivisen lämpöriippuvuuden takia pystyy kytkemään rinnan). Koska siinäkään virran kulku ei saa katketa (tulisi jännitepiikkejä), sekin silta on ajoittain oikosulussa. Muttapa nyt tässä DC-invertterissä on mekanismi, jolla virtaa saa kymmenien mikrosekuntien aikana säädettyä nollasta täyteen arvoonsa, tuohon voi laittaa mikroprosessoriohjauksella virran pienennyksen juuri ennen ulostuloinvertterin kytkentäkohtaa. Tällä tavoin saadaan myös pienennettyä AC-hitsauksen ääntä. 50 Hz muuntajapohjaisilla vehkeillä ennättäisi valokaarisammua. Tätä AC-osuutta en ole vielä protonnut kuin päässäni. Lift-Arc tuntuu ainakin mietelmissä helpolta samasta syystä, eli DC-invertterin suuren virrannousunopeuden ansiosta. Suoraan sanoen nyt kytkentätopologiat on tullut mietittyä sellaisiksi, että enää puuttuu toteutus.
Lisäksihän tämän koko roskan eteen tarvitaan tehokerroinkorjaus, jos on aikomus hitsata valovirralla, muuten sisääntulossa tarvittavat elkot maksaisivat ihan liikaa. Kolmivaihesyöttöisenä ei nyt ole ihan välttämätöntä. Tämän tehokerroinkorjaimen olen myös päässäni miettinyt, mutten protoillut. Galvaaninen eristys ja roiskevedenpitävyys sekä mekaaninen suunnittelu on vielä miettimisen alla, mutta tehoelektroniikan kytkentätopologia mahdollistaa jo suurjännitepuolen paketoimisen vesitiiviisti.
Eräs mitä olen mietiskellyt, saatan tässä ensiksi testata tuon DC-invertterikytkennän kenttätoimivuutta plasmaleikkurilla. Sehän on periaatteessa ihan sama vekotin mitä TIG-hitsi.
Induktiolämmitin on sitten vähän eri juttu, siinä käytän LCL-topologiaa, joka on tehoelektroniikan rasitukseltaan ehkä parhaimpia keksintöjä, mm. työkäämin oikosulun kannalta. Kyseessä on siis jännitesyöttöinen invertteri. Tällä hetkellä pääkopassani on selkeä kytkentäkaavio sellaiselle vehkeelle, joka virittyy toimintataajuuteensa automaattisesti, minimoiden komponenttien rasitukset. Siihenkin on periaatteessa helppo lisätä käyttäjän informaatio, että pitääkö lämmitystehon maksimoimiseksi resonanssitankin kapasitanssia muuttaa. Monesti kotikutoiset induktiolämmittimet kaatuvat resonanssikondensaattorin kalleuteen, mutta ratkaisin ongelman lätkäisemällä parikymmentä metallikalvokondensaattoria rinnan. Mitään merkkejä lämpenemisestä ei 750 watin teholla vielä ollut. Elektroniikka tässä siis on helppoa.
Sen sijaan termiset ja mekaaniset hommat hieman vaikeampia. 750 watin teholla sain etupyörän laakerin kokoa olevan kuulalaakeriin oranssiin hehkuun (veikkaisin noin 1000 celsiusta) puolessatoista minuutissa. Siitä alkoi hiili palaa pois, joten työkäämin geometria oli väärä tai teho liian pieni, ei sovi karkaisuun vielä se proto, siis liian hitaasti lämpesi. Suurempi ongelma oli työkäämin lämpeäminen (8 mm kupariputkea, 7 sentin halkaisija, 8 senttiä korkeus, 7 kierrosta). Juotokset suli irti. Pitäisi siis olla käämillä vesijäähdytys ja jostain semmoinen pitäisi nyt taikoa. Väittävät, ettei yksikään amatööri olisi onnistunut sulattamaan alumiinia, mutta rälläkkään kiinnitettävän kumisen hiontalaikan lukitusmokkulan sain valahtamaan muodottomaksi. Tunturi-mopedin mäntääkin hehkutin, siinä oli niin paljon pinta-alaa, että sulamispisteeseen en päässyt hukkalämmön takia (veikkaisin mutulla, että jäi vajaaksi jotain 50 - 100 astetta). Yritin karhuntaljalla eristää, mutta sehän rupesi käryämään ja piti keskeyttää koko koe. Pitäisi löytää kunnon tulenkestävää villaa tai sitten peilikammioon sijoittaa koko höskä lämpösäteilyn karkaamisen estämiseksi. Tietty kotioloissa alumiinin sulatus ja valaminen on hieman kyseenalaista, kun huomasin, että siihen sulan päälle tulee alta aikayksikön oksidikerros, joka on kovaa mutta haurasta ja sulamispiste 2600 astetta. Pitäisi tyhjiössä tai inertin kaasun suojassa sulattaa, mutta entäs se valaminen. Saas nähdä.
Onhan näitä propellipuuhia muitakin, esim. Tesla-käämiä (keinotekoisia salamoita) tulee mielenrauhan vuoksi viriteltyä ja ne ryöväävät sitäkin vähää aikaa, mikä töitten ja muuhun elämiseen käytettävän ajan jälkeen jää. Eräs hurja idea, jota olen pähkäillyt, on pelletöintikone. Nythän tulevaisuudessa puupelletit tulevat nostamaan päätänsä, tällä hetkellä ongelmana on materiaalin kuivaus sekä käytettävissä rengas- ja tasomatriisikoneiden mekaanisluonteiset ongelmat. Monesti ne kuivataan öljy/pelletöintijätepuruliekin lämmöllä ja hyötysuhde on mitä on. Ajattelin siihen soveltaa induktiolämmitys ja olen pähkäillyt tässä uudenlaista pelletöintikonetta, joka olisi yksinkertaisempi toteuttaa ja mekaaniselta hyötysuhteeltaan parempi kuin perinteiset koneet. Ideana siis tehdä värkki, jolla voi asiakkaan luona tehdä pellettejä märästä sahajauhokasasta kuitenkin siten, että hinta on katteineen kilpailukykyinen.
Varmasti propellihattuideoita on lisääkin, mutta pitää ehkä tässä lopettaa niiden kehittely ja ruveta käymään pyörän mottia läpi, että pääsisi kohta tielle
Harkitse vielä!
