Генератор тока 300 Ампер, 2.5кВт, 30Гц - 5кГц, на чём собрать? Опции

[yrbis]

Здравствуйте.
Требуется собрать генератор тока синусоидальной формы с регулируемой частотой и амплитудой. Нагрузка 0.01..0.05 ома, амплитуда тока 10 - 300А. Частота 30Гц - 5кГц. Требуется гальваническая развязка. Собрал такой на 15Ампер при помощи трансформатора и УМЗЧ. Ничего в голову не приходит кроме как складывать параллельно 20 таких трансформаторов. С силовой техникой знаком слабо, подскажите пожалуйста на чём можно такое собрать? или где можно купить готовый?

[Iptash]

Электроэрозионный станок (генератор) также сделан, куча ключей и количеством подключаемых ключей достигается необходимый ток. Только там нет синусоиды.

[Plain]

Самое простое и дешёвое — купить готовый БП требуемой мощности и запитать им многофазный преобразователь.

Сообщение отредактировал Plain - Jan 18 2013, 14:29

[Herz]

Самое простое и дешёвое — купить готовый БП требуемой мощности и запитать им многофазный преобразователь.

Непонятно. А что за многофазный преобразователь?

[Plain]

Пара примерно таких, какие на материнских платах компьютеров питают процессоры.

[Herz]

Пара примерно таких, какие на материнских платах компьютеров питают процессоры.

И получим АС 300А 5кГц? Что-то сомневаюсь я, что это просто...

[Парус]

Задача довольно простая!
Собираете свой УМЗЧ - Vermona.
Нагрузку питаете через трансформатор!

[tyro]

Требуется собрать генератор тока синусоидальной формы с регулируемой частотой и амплитудой. Нагрузка 0.01..0.05 ома, амплитуда тока 10 - 300А. Частота 30Гц - 5кГц. Требуется гальваническая развязка.

Когда говорят про синус принято говорить о коэф. гармоник. Может оказаться что Ваше решение единственное (в плане схемотехники) или по другому: " Мы за ценой не постоим" - в том числе и в смысле КПД?

[Парус]

Да-Да гармоники для контактной сварки большая проблема!

[нищеброд]

Да-Да гармоники для контактной сварки большая проблема!

Очень сомневаюсь, что контактная сварка возможна на частоте 5КГц

[yrbis]

Задача довольно простая!
Собираете свой УМЗЧ - Vermona.
Нагрузку питаете через трансформатор!

где вот только взять трансформатор на 300 Ампер, 2.5кВт?

о коэф. гармоник.

Коэффициент гармоник мне не сильно важен, лишь бы было похоже на синус.

[нищеброд]

где вот только взять трансформатор на 300 Ампер, 2.5кВт?

Коэффициент гармоник мне не сильно важен, лишь бы было похоже на синус.

Может Вас устроит прямоугольник?

[Парус]

Трансформаторы легко комбинировать, вплоть до десятка и более. Если есть тонкое трансформаторное ленточное железо, хотя бы с маленьких сердечников, можете намотать один покрупнее.

[injener]

Инвертор тока на тиристорах (можно и на транзисторах) обеспечит кривую тока (именно така, а не напряжения) с неплохим (порядка 5%) коэффициентом гармоник. Но без некоторого опыта в области силовой электроники Вам его не соорудить.
Это стандартное решение для приложений, требующих ток.

[yrbis]

Может Вас устроит прямоугольник?

Не, к сожалению нужен именно синус.

Инвертор тока на тиристорах (можно и на транзисторах) обеспечит кривую тока (именно така, а не напряжения) с неплохим (порядка 5%) коэффициентом гармоник. Но без некоторого опыта в области силовой электроники Вам его не соорудить.
Это стандартное решение для приложений, требующих ток.

погодите, а как на тиристорах получить синус?? фильтровать меандр? тогда, что использовать в качестве дросселей в фильтре? на 5кГц разве тиристоры хорошо будут работать?

[injener]

На выходе - коммутирующий конденсатор, благодаря чему форма напряжения получается приемлемой. Тиристоры - быстродействующие. При хорошем охлаждении будут работать на 5 кГц (по крайней мере, на 4,8 кГц у меня работали).
Можете сделать и на транзисторах - поставьте только последовательно с ними быстрые диоды для того, чтобы держать обратное напряжение.

[K-Volodja]

Учитывая, что выходное напряжение при данной нагрузке и токах небольшое, следует применить схемотехнику усилителей класса D.
Полевиков на напряжение 40В и на токи больше 100А выбор большой (несколько в паралель).

[Plain]

И получим АС 300А 5кГц? Что-то сомневаюсь я, что это просто...

Простота в теме не поднималась, а для нужной скорости изменения тока у типичной такой схемы имеется 10-кратный запас.

[Herz]

Простота в теме не поднималась, а для нужной скорости изменения тока у типичной такой схемы имеется 10-кратный запас.

Вы же сами сказали:

Самое простое и дешёвое — купить готовый БП требуемой мощности и запитать им многофазный преобразователь.

А учитывая, что

С силовой техникой знаком слабо, подскажите пожалуйста на чём можно такое собрать? или где можно купить готовый?

сомнительно, что автору это решение окажется достаточно простым.

[Plain]

Соглашусь, тема бесполезна, т.к. автор так и не проявил вообще хоть какого-нибудь интереса к чему-либо, кроме предложенной им же топологии УМЗЧ. В этой связи непонятно, какие с ней могут быть проблемы — всего-то, прикрутить мешок транзисторов на радиатор размером с холодильник и намотать трансформатор на трубогибочном станке.

[Andr2I]

На выходе - коммутирующий конденсатор, благодаря чему форма напряжения получается приемлемой. Тиристоры - быстродействующие. При хорошем охлаждении будут работать на 5 кГц (по крайней мере, на 4,8 кГц у меня работали).

"Коммутирующий конденсатор" - это конденсатор с ключами? А как ими управлять для получения синуса? И наконец - куда девается энергия при разрядке этого конденсатора - у синуса есть и фронт и спад?

[matrot]

"Коммутирующий конденсатор" - это конденсатор с ключами? А как ими управлять для получения синуса? И наконец - куда девается энергия при разрядке этого конденсатора - у синуса есть и фронт и спад?

На фронте накопление, на спаде разряд.

[Burner]

Ну готовый усилок класса D + типа сетевой трансформатор весом килограмм 10. На 30 герцах он будет держать меньшее напряжение, чем на 50 герцах. 30/50 Гц - 0,6 номинала. Т. е., ном. напряжение 2500/300 = 8,3 В, для него нать будет обмотка с ном. напряжением 8,3 х 30/50 = 13,9 В. И соответственно понадобится транс с номинальной мощностью 2500 х 50/30 = 4170 Вт. Тороид как раз подойдет - у него минимальная индуктивность рассеяния, что важно при 5 кГц. Кроме того, поштучно заказать в СНГ обычно легче всего именно тороиды. Вроде нужно опасаться даже небольшого постоянного напряжения на входе транса. Большой разделительный конденсатор поставить, что ли.
Усилок еще найти надо, да.. Или сделать. И, ессно, заказывать транс со входным напряжением, равным тому, какое даст усилок.
Еще вариант - у одного моего знакомого есть подходящая разработка - 3 кВт инвертор. Ок. 1000 уев. Если ее слегка подпилить напильником, может получиться то, что нужно. Но не уверен, что он захочет возиться. Я бы попытался сделать 2,5 кВт усилитель класса D в рассчете на железный трансформатор. Это сравнительно просто и дешево, особенно если развязку от сети обеспечивает этот самый трансформатор. Другой вариант - формировать синус прямо на низком напряжении. Тогда понадобится мощный БП на низкое напряжение и куча низковольтных модулей, которые вместе и дадут нужный ток. В этом варианте важна максимальная реактивная мощность, какая может быть в нагрузке(точнее, энергия, которую она может вернуть в источник). Под нее придется рассчитывать накопительные конденсаторы модулей, а у низковольтных конденсаторов энергоемкость небольшая. Т. е. их может понадобиться несколько десятков.

Низковольтный вариант генератора тока класса D сложнее, и электроника в нем дороже, но не нужен тяжелый транс, и можно давать постоянную составляющую на выход, и вообще делать ток практически любой формы. Кроме того, расфазировав модули, можно работать практически без фильтра в нагрузке. Но силовые дроссели необходимы, конечно.
А я бы сделал сабж на низковольтных модулях, ибо интересно.. Сравнительно занедорого. Можно и высоковольтный. Это не так интересно, но проще и быстрее. Пишите в почту/ЛС, если хотите.

[Dmitron]

Нагрузка 0.01..0.05 ома, амплитуда тока 10 - 300А.
В КЗ - особо проблемм нет. Ватт 200 мощность.
Пару лет разработки - и готово.
5 кГц конечно немного напрягает.....
трансформаторы - вторичка - один виток, первичка - транс токовый (тор).
Обратная связь по току - правда невозможна.

схемотехника - мост в шим.

[Herz]

Нагрузка 0.01..0.05 ома, амплитуда тока 10 - 300А.
В КЗ - особо проблемм нет. Ватт 200 мощность.
Пару лет разработки - и готово.
5 кГц конечно немного напрягает.....
трансформаторы - вторичка - один виток, первичка - транс токовый (тор).
Обратная связь по току - правда невозможна.

схемотехника - мост в шим.

Откуда же 200? 300А амплитуда тока - это 300х0.7=210А СКВ. 210х0.05=10.5Вт. При КПД преобразователя 75% мощность нужна 14Вт.
И зачем именно мост?

[yuri_d]

210х0.05=10.5Вт

Полагаю в расчёте ошибка: I*R=U. Если нужна мощность, то I*I*R=P.

[Herz]

Полагаю в расчёте ошибка: I*R=U. Если нужна мощность, то I*I*R=P.

Да, верно, конечно. Это я поторопился. Посему выходит 2.2кВт полезной мощности.