Преобразоавтель, 550DC -> 220AC 50Hz Опции

[tobias_ivan]

Доброе время суток!

Возникла необходимость изготовить такой преобразователь. Проблема в том, что выходная мощность требуется 5 кВА, посчитали трансформатор - ну безобразно больших размеров получается.
Можно ли что-то другое предпринять, дабы уменьшить эти самые размеры. Буду рад любой ссылке по этой теме.

И еще вопрос заказчик хочет сертификат, подскажите какие ГОСТ смотреть на подобные устройства.

Спасибо.

[Turnaev Sergey]

Доброе время суток!

Возникла необходимость изготовить такой преобразователь. Проблема в том, что выходная мощность требуется 5 кВА, посчитали трансформатор - ну безобразно больших размеров получается.
Можно ли что-то другое предпринять, дабы уменьшить эти самые размеры. Буду рад любой ссылке по этой теме.

И еще вопрос заказчик хочет сертификат, подскажите какие ГОСТ смотреть на подобные устройства.

Спасибо.

Для начала отсылаю вас в недалёкое прошоле... http://electronix.ru/forum/ind...
Коротко: если нужен чистый синус, то возникнут трудности.

[tobias_ivan]

Коротко: если нужен чистый синус, то возникнут трудности.

В переделах требований ГОСТ к такого рода устройствам.
А еще информации... если не трудно.

[proba]

такого порядка мощности имеются DC/AC конвертеры для ветренных генераторов. встречал и схемы самоделных, но указать не могу. как правило, DSP + IGBT внутри. тут что то есть:
http://wwwphys.murdoch.edu.au/Solar2004/Pr..._Paper_Wind.pdf
http://www.bxb.ch/pdf/wechselrichter.pdf
http://www.iet.auc.dk/Research/research_pr...ons/Contr_2.pdf
наверно понимаете что это огромная работа.

[CDT]

Доброе время суток!

Возникла необходимость изготовить такой преобразователь. Проблема в том, что выходная мощность требуется 5 кВА, посчитали трансформатор - ну безобразно больших размеров получается.
Можно ли что-то другое предпринять, дабы уменьшить эти самые размеры. Буду рад любой ссылке по этой теме.

И еще вопрос заказчик хочет сертификат, подскажите какие ГОСТ смотреть на подобные устройства.

Спасибо.

А что кормить от него будем?
Похоже, что электроинструмент для ремонта трамвайных путей. А какие двигатели в этом инструменте применяются? Может АС и не обязательно?

[Dmitron]

огласите весь список требований пожалста.

[Artem-1.6E-19]

А что кормить от него будем?
Похоже, что электроинструмент для ремонта трамвайных путей. А какие двигатели в этом инструменте применяются? Может АС и не обязательно?

В трамваях 600 вольт. Я бы синус делал. Именно DSP + IGBT прямо от 550 вольт.

[tobias_ivan]

Вот перечень потребителей:
- бытовой обогреватель - зимой, вентилятор - летом;
- освещение внутреннее и наружное;
- возможно телевизор, холодильник, микроволновка и пр. :-)
Всего заявлено на 5 кВт.

Требования таковы:
- входное питание 550 (допуск пока не огласили);
- выходное питание ~220В 50 Гц 5 кВт;
- качество электроэнергии на выходе в пределах требований ГОСТ к такого типа устройствам (пока сам этих требований не видел :-)
- ну и наконец электробезопасность для эксплуатирующего персонала.

Вот.

Я бы синус делал. Именно DSP + IGBT прямо от 550 вольт.

Да, пожалуй, хороший вариант. Только один вопрос есть: какова зависимость параметров ШИМ от нагрузки. Может у кого есть об этом информация?

Сообщение отредактировал tobias_ivan - Dec 4 2006, 09:52

[Artem-1.6E-19]

Я бы синус делал. Именно DSP + IGBT прямо от 550 вольт.

Да, пожалуй, хороший вариант. Только один вопрос есть: какова зависимость параметров ШИМ от нагрузки. Может у кого есть об этом информация?

В каком смысле?

[tobias_ivan]

Я бы синус делал. Именно DSP + IGBT прямо от 550 вольт.

Да, пожалуй, хороший вариант. Только один вопрос есть: какова зависимость параметров ШИМ от нагрузки. Может у кого есть об этом информация?

В каком смысле?

Прочитал документик "AVR314: DTMF Generator", откуда выудил формулку зависимости эквивалентного мгновенного значения напряжения на выходе от параметров PWM:
Vac = (x*VH + y*VL)/(x+y),
где VL, VH - параметры импульсов PWM соответсвенно 0 и 1, (в моем случае приблизительно 0 В и 550 В)
x,y, - длительность действия 1 и 0 соответственно.
Если руководствоваться только этой формулой, то, зная Vac, VH, VL, а также период PWM T=x+y и частоту выходного сигнала (50Гц), можно однозначно определить x & y.

НО, эквивалентный сигнал, предполагаю, будет зависить от протекающего тока в нагрузке, сл-но нужно рассчитанные параметры корректировать... Вообщем в голове пока каша, хотелось бы почитать про этот процесс, т.к. знаний явно не хватает.

[Herz]

Это не этой ли темы продолжение?
http://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=19617

[Artem-1.6E-19]

Прочитал документик "AVR314: DTMF Generator", откуда выудил формулку зависимости эквивалентного мгновенного значения напряжения на выходе от параметров PWM:
Vac = (x*VH + y*VL)/(x+y),
где VL, VH - параметры импульсов PWM соответсвенно 0 и 1, (в моем случае приблизительно 0 В и 550 В)
x,y, - длительность действия 1 и 0 соответственно.
Если руководствоваться только этой формулой, то, зная Vac, VH, VL, а также период PWM T=x+y и частоту выходного сигнала (50Гц), можно однозначно определить x & y.

Именно. Допустим что длительности 0 и один одинаковые. То на выходе будет 550/2 вольт. Допустим что PWM у нас имеет в длинну 1024 (чтобы проще считать. Теперь начинаются приключения: Нужно амплитудное напряжение 310 вольт. Если применять однополярное питание 550 вольт, то два по 310 вольт, туда просто не влезут. Нужно 620 вольт + еще немного, потому что есть death-time, который довольно большой. Я думаю что реальнее где-то 666 нужно (число красивое).
В общем нужно делать два PWM каждый из которых будет генерить по 155 вольт, в амплитуде, но в противофазе. (как в мостовом аудио усилители)

В этом случае: допустим что два PWM генерят по 512/1024 импульсы (то есть половина времени 0, другая половина времени 1) В этом случае (из формулы) выходное напряжение получается у обоих PWM в 550/2 вольт. То есть между выходами конденсаторов будет 0.
Если меняем: Один PWM выдает постоянно 0 другой постоянно 1. В этом случае на одном плече полумоста будет 0, на другом плече полумоста 550 вольт. Тоесть амплитудное напряжене получится 550 вольт, или 550/sqrt(2) RMS. Но такое нам не нужно, нам нужно 220 вольт RMS или 310 амплитудное.
Дальше. Определяем сколько нужно загнать в ШИМ, чтобы получить 310 амлитудное. 310/550*1024 = 577.163 То есть для того чтобы на выходе было амплитудное напряжение 310 вольт (вершина синусоиды) Нужно чтобы ШИМы выдавали синусоиду с максимальным разносом в 577/1024.

НО, эквивалентный сигнал, предполагаю, будет зависить от протекающего тока в нагрузке, сл-но нужно рассчитанные параметры корректировать... Вообщем в голове пока каша, хотелось бы почитать про этот процесс, т.к. знаний явно не хватает.

Найдите какойнить Пи-спайс, и промоделируйте, если понять не можете. Это проще. Программу которая формирует напряжения на затворы транзисторов могу дать, если сами не напишите.

[wim]

... Нужно амплитудное напряжение 310 вольт. Если применять однополярное питание 550 вольт, то два по 310 вольт, туда просто не влезут. Нужно 620 вольт + еще немного, потому что есть death-time, который довольно большой. Я думаю что реальнее где-то 666 нужно (число красивое).
В общем нужно делать два PWM каждый из которых будет генерить по 155 вольт, в амплитуде, но в противофазе. (как в мостовом аудио усилители)

А не проще понизить 550 до 310? Ключам в мосту будет полегче и с противофазами не надо будет заморачиваться.

[Artem-1.6E-19]

... Нужно амплитудное напряжение 310 вольт. Если применять однополярное питание 550 вольт, то два по 310 вольт, туда просто не влезут. Нужно 620 вольт + еще немного, потому что есть death-time, который довольно большой. Я думаю что реальнее где-то 666 нужно (число красивое).
В общем нужно делать два PWM каждый из которых будет генерить по 155 вольт, в амплитуде, но в противофазе. (как в мостовом аудио усилители)

А не проще понизить 550 до 310? Ключам в мосту будет полегче и с противофазами не надо будет заморачиваться.

Если снизить до 310, (а также взять идиальные транзисторы, без падения, и необходимости введения мертвого времени) то из 310 вольт, можно получить только 155 амплирудное. Или 110 вольт переменки. Я об этом и писал. Вы прочитайте что я написал.

[wim]

... Нужно амплитудное напряжение 310 вольт. Если применять однополярное питание 550 вольт, то два по 310 вольт, туда просто не влезут. Нужно 620 вольт + еще немного, потому что есть death-time, который довольно большой. Я думаю что реальнее где-то 666 нужно (число красивое).
В общем нужно делать два PWM каждый из которых будет генерить по 155 вольт, в амплитуде, но в противофазе. (как в мостовом аудио усилители)

А не проще понизить 550 до 310? Ключам в мосту будет полегче и с противофазами не надо будет заморачиваться.

Если снизить до 310, (а также взять идиальные транзисторы, без падения, и необходимости введения мертвого времени) то из 310 вольт, можно получить только 155 амплирудное. Или 110 вольт переменки. Я об этом и писал. Вы прочитайте что я написал.

Очевидно, Вы имели в виду полумост? В мостовой схеме инвертора амплитуда будет 310 В минус падение напряжения на ключах.

[Artem-1.6E-19]

... Нужно амплитудное напряжение 310 вольт. Если применять однополярное питание 550 вольт, то два по 310 вольт, туда просто не влезут. Нужно 620 вольт + еще немного, потому что есть death-time, который довольно большой. Я думаю что реальнее где-то 666 нужно (число красивое).
В общем нужно делать два PWM каждый из которых будет генерить по 155 вольт, в амплитуде, но в противофазе. (как в мостовом аудио усилители)

А не проще понизить 550 до 310? Ключам в мосту будет полегче и с противофазами не надо будет заморачиваться.

Если снизить до 310, (а также взять идиальные транзисторы, без падения, и необходимости введения мертвого времени) то из 310 вольт, можно получить только 155 амплирудное. Или 110 вольт переменки. Я об этом и писал. Вы прочитайте что я написал.

Очевидно, Вы имели в виду полумост? В мостовой схеме инвертора амплитуда будет 310 В минус падение напряжения на ключах.

Да. Но в мосте придется заморочится с противофазами.

[wim]

Да. Но в мосте придется заморочится с противофазами.

Таки нет. Если формировать однополярный ШИМ, всё получается значительно проще и dead-time не нужен.

Прикрепленные файлы

 sin.bmp ( 24.04 килобайт ) Кол-во скачиваний: 63

 

[Artem-1.6E-19]

Да. Но в мосте придется заморочится с противофазами.

Таки нет. Если формировать однополярный ШИМ, всё получается значительно проще и dead-time не нужен.

Такое хорошо на процессоре с нормальным ШИМом. Фактически это НЕ однополярный шим. Самое интересное, что напряжение после транзисторов, у него такое же самое что и в обычном, с дед-таймом.

[tobias_ivan]

Это не этой ли темы продолжение?
http://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=19617

Прочитал, сплошной флуд
Но, у меня задача очень реальная и приземленная, и с вечным двигателем рядов не стояла.
В приведенной теме полезной информацией является фраза "ведро сгоревших транзисторов". Поэтому и прошу информацию по теме.

2Artem-1.6E-19
Идея немного другая. Прикрепил упомянутый файл, рисунок 3 показывает работу ШИМ для генерации синуса.
Я предполагаю использовать мостовую схему. ШИМ настроить на генерацию полуволны. Тогда первый полупериод работает одно плечо моста, второй - второе плечо. Опять же используя формулу, теоретически можно добиться любой амплитуды менее 550 В.

Чтобы от импульсов перейти к форме похожей на синус, нужно пропустить это через фильтр.

Так вот вопрос остается открытым: нет ли зависимости параметров ШИМ от изменяющейся нагрузки ?

И еще, эти самые 550 В имеются только у заказчика, у меня нет возможности организовать начальные испытания в натуре. Насколько объективны будут испытания, проведенные на низком напряжении, скажем 55 В?

2wim
Пока писал, Вы картинкой уже показали то, что я планирую сделать!

Сообщение отредактировал tobias_ivan - Dec 4 2006, 17:23

Прикрепленные файлы

 doc1982.pdf ( 114.92 килобайт ) Кол-во скачиваний: 64

 

[wim]

Да. Но в мосте придется заморочится с противофазами.

Таки нет. Если формировать однополярный ШИМ, всё получается значительно проще и dead-time не нужен.

Такое хорошо на процессоре с нормальным ШИМом. Фактически это НЕ однополярный шим. Самое интересное, что напряжение после транзисторов, у него такое же самое что и в обычном, с дед-таймом.

Выходное напряжение будет, естественно, одинаковым, мы же хотим получить на выходе синус. А вот способ формирования этого напряжения может быть разный - если оба транзистора в плече работают в противофазе с мертвым врменем - это двуполярный ШИМ, а если только один - то однополярный. А чем, собственно, плох процессор? Я тут недавно ссылку давал - вполне приличный курсовик американских студентов, можно использовать на старте.

Прикрепленные файлы

 PWM.zip ( 131.82 килобайт ) Кол-во скачиваний: 56

 

[Artem-1.6E-19]

Это не этой ли темы продолжение?
http://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=19617

Прочитал, сплошной флуд
Но, у меня задача очень реальная и приземленная, и с вечным двигателем рядов не стояла.
В приведенной теме полезной информацией является фраза "ведро сгоревших транзисторов". Поэтому и прошу информацию по теме.

2Artem-1.6E-19
Идея немного другая. Прикрепил упомянутый файл, рисунок 3 показывает работу ШИМ для генерации синуса.

Дело в том, что этот файл действительно ТОЛЬКО ПОКАЗЫВАЕТ. Он не отражает реальных напряжений. Когда верхний транзистор (к примеру) закрывается, то напряжение на нем улетает в напяжению на нижнем транзисторе. Вам лучше промоделировать это. практически, нет никакой разницы что делать с другим транзистором, в то время. Фактически, если он будет в открытом состоянии, то это будет лучше с точки зрения помех. В общем промоделируйте, сами поймете. Я "на пальцах" не могу объяснить. А еще лучше почитайте про те стабилизаторы, что сейчас применяются на материнках для питания процессорах. Обратите внимание, что внизу может стоять как транзистор, так и диод.

Я предполагаю использовать мостовую схему. ШИМ настроить на генерацию полуволны. Тогда первый полупериод работает одно плечо моста, второй - второе плечо. Опять же используя формулу, теоретически можно добиться любой амплитуды менее 550 В.

Чтобы от импульсов перейти к форме похожей на синус, нужно пропустить это через фильтр.

Мрак. Я ЭТО И ОПИСЫВАЮ УЖЕ НЕСКОЛЬКО ПОСТОВ. Все правильно.

Так вот вопрос остается открытым: нет ли зависимости параметров ШИМ от изменяющейся нагрузки ?

Я вас не понимаю.

И еще, эти самые 550 В имеются только у заказчика, у меня нет возможности организовать начальные испытания в натуре. Насколько объективны будут испытания, проведенные на низком напряжении, скажем 55 В?

сделайте удвоитель сетевого напряжения - два диода, два конденсатора. Проверяйте на напряжении 620 вольт. На 55 вольт конечно нужно прверить. А луше на еще более низком, повышая постепенно. Если опыта мало, то так вы сэкономите много денег.

2wim
Пока писал, Вы картинкой уже показали то, что я планирую сделать!

Выходное напряжение будет, естественно, одинаковым, мы же хотим получить на выходе синус. А вот способ формирования этого напряжения может быть разный - если оба транзистора в плече работают в противофазе с мертвым врменем - это двуполярный ШИМ,

Вы не правы.

а если только один - то однополярный. А чем, собственно, плох процессор? Я тут недавно ссылку давал - вполне приличный курсовик американских студентов, можно использовать на старте.

Делайте. Я разрешаю.

[Artem-1.6E-19]

Так вот вопрос остается открытым: нет ли зависимости параметров ШИМ от изменяющейся нагрузки ?

Протормозил я. Не до конца понял. Если управлять двумя транзисторами сразу, то нет такой зависимости. Если по очереди, то есть, нужно делать обратную связь по напряжению итд. Просто планирую рулить сразу двумя транзисторами, и зациклился на этой идеи.

[tobias_ivan]

Так вот вопрос остается открытым: нет ли зависимости параметров ШИМ от изменяющейся нагрузки ?

Протормозил я. Не до конца понял. Если управлять двумя транзисторами сразу, то нет такой зависимости. Если по очереди, то есть, нужно делать обратную связь по напряжению итд. Просто планирую рулить сразу двумя транзисторами, и зациклился на этой идеи.

Не понял, может мы о разных схемах говорим?
Ести управлять только одним транзистором плеча, то как потечет ток в нагрузку?
И как заменить один транзистор диодом?
Вот мой вариант с осциллограммой.
 sin.bmp ( 45.92 килобайт ) Кол-во скачиваний: 83

[Artem-1.6E-19]

Не понял, может мы о разных схемах говорим?
Ести управлять только одним транзистором плеча, то как потечет ток в нагрузку?
И как заменить один транзистор диодом?
Вот мой вариант с осциллограммой.
 sin.bmp ( 45.92 килобайт ) Кол-во скачиваний: 83

О разных режимах управления. Вариант нормер раз, это когда постоянно идет управления четырмя транзисторами. А вариант нормер два, это когда идет управление верхнюю полуволну идет управления первым и четвертым, нижнюю полуволну - вторым и третим. Если я все рпавильно понял, то в этом случае, алгоритмы работы отличаться должны.

Про диоды. Есть схема - та которая используется на материнках. Там два транзистора, после них идет индуктивность и конденсатор. Она работает точно также как и этот преобразователь в верхний полупериод. В той схеме что на материнке, можно заменить нижний транзистор - диодом. (потери увеличатся) Интерент тормозит, я не могу найти как эта схема называется.

[tobias_ivan]

О разных режимах управления. Вариант нормер раз, это когда постоянно идет управления четырмя транзисторами. А вариант нормер два, это когда идет управление верхнюю полуволну идет управления первым и четвертым, нижнюю полуволну - вторым и третим. Если я все правильно понял, то в этом случае, алгоритмы работы отличаться должны.

Ага, понятно. Я предполагал использовать вариант номер два. НО, вот что подумалось: вероятно вариант номер два не очень хорошо будет работать на реактивную нагрузку. Думаю за первый полупериод 50Гц (работают 1-й и 4-й транзистор) энергия в реактивном элементе будет накапливаться, и к концу полупериода получим аккурат напряжение питания на выходе. Во второй полупериод будет тоже самое но с обратным знаком. Так думаю... придется заморачиваться в вармантом номер 1.

Про диоды. Есть схема - та которая используется на материнках. Там два транзистора, после них идет индуктивность и конденсатор. Она работает точно также как и этот преобразователь в верхний полупериод. В той схеме что на материнке, можно заменить нижний транзистор - диодом. (потери увеличатся) Интерент тормозит, я не могу найти как эта схема называется.

Где посмотреть?

Сообщение отредактировал tobias_ivan - Dec 5 2006, 11:41

[Artem-1.6E-19]

О разных режимах управления. Вариант нормер раз, это когда постоянно идет управления четырмя транзисторами. А вариант нормер два, это когда идет управление верхнюю полуволну идет управления первым и четвертым, нижнюю полуволну - вторым и третим. Если я все правильно понял, то в этом случае, алгоритмы работы отличаться должны.

Ага, понятно. Я предполагал использовать вариант номер два. НО, вот что подумалось: вероятно вариант номер два не очень хорошо будет работать на реактивную нагрузку.

На выходе фильтра - конденсатор. Тоесть нагрузка реактивная в любом случае.

Думаю за первый полупериод 50Гц (работают 1-й и 4-й транзистор) энергия в реактивном элементе будет накапливаться, и к концу полупериода получим аккурат напряжение питания на выходе. Во второй полупериод будет тоже самое но с обратным знаком.

Именно. поэтому применяют микропроцессор, который следит, насколько выходное напряжение отличается от синуса и соответственно подстраивает ШИМ.

Так думаю... придется заморачиваться в вармантом номер 1.

Там еще много приемуществ. Хотя и в теории чуть более низкий КПД, на малых нагрузках. (по идее)

Про диоды. Есть схема - та которая используется на материнках. Там два транзистора, после них идет индуктивность и конденсатор. Она работает точно также как и этот преобразователь в верхний полупериод. В той схеме что на материнке, можно заменить нижний транзистор - диодом. (потери увеличатся) Интерент тормозит, я не могу найти как эта схема называется.

Где посмотреть?

Buck! У меня инет тормозит особенно сильно.

На схемме, если диод заменить транзистором, то получится именно то, о чем мы говорим.

[tobias_ivan]

Хорошо, силовую часть можно тестировать.

Осталось еще два принципиальных вопроса:

- по схеме, что лучше использовать для питания микроконтроллера, нужно 5В;

- и электробезопасность:
Ставить трансформатор для гальванической развязки совершенно не хочется, т.к. цена становится космической для таких мощностей. Тем более, что мостовая схема дает синус без постоянной составляющей.
Где найти эти требования, а также требования по качеству выходной электроэнергии?

[Artem-1.6E-19]

Хорошо, силовую часть можно тестировать.

Осталось еще два принципиальных вопроса:

- по схеме, что лучше использовать для питания микроконтроллера, нужно 5В;

Флайбак. С внешним контроллером и транзистором высоковольтным. Я где-то видел на киловольт.

- и электробезопасность:
Ставить трансформатор для гальванической развязки совершенно не хочется, т.к. цена становится космической для таких мощностей.

приехали. Делайте DC-DC. Из 550 получайте 310..... Зачем мы все это тут обсуждали?

Тем более, что мостовая схема дает синус без постоянной составляющей.
Где найти эти требования, а также требования по качеству выходной электроэнергии?

Вот что ХЕЗ, то ХЕЗ.

[Turnaev Sergey]

Про диоды. Есть схема - та которая используется на материнках. Там два транзистора, после них идет индуктивность и конденсатор. Она работает точно также как и этот преобразователь в верхний полупериод. В той схеме что на материнке, можно заменить нижний транзистор - диодом. (потери увеличатся) Интерент тормозит, я не могу найти как эта схема называется.

Вот собственно она самая:



Описана в книжке Семёнова "Силовая электроника".

[Artem-1.6E-19]

Про диоды. Есть схема - та которая используется на материнках. Там два транзистора, после них идет индуктивность и конденсатор. Она работает точно также как и этот преобразователь в верхний полупериод. В той схеме что на материнке, можно заменить нижний транзистор - диодом. (потери увеличатся) Интерент тормозит, я не могу найти как эта схема называется.

Вот собственно она самая:



Описана в книжке Семёнова "Силовая электроника".

Оно самое. Вот когда схема работает от минимума до макстмума (когда производная напряжения положительна) то тогда схема работает точно как этот выпрямитель. Когда производная напряжения отрицательная, то эта схема работает как флай-бак (режим ХХ) в общем я так и прикидывал как оно должно работать.

[wim]

[Оно самое. Вот когда схема работает от минимума до макстмума (когда производная напряжения положительна) то тогда схема работает точно как этот выпрямитель. Когда производная напряжения отрицательная, то эта схема работает как флай-бак (режим ХХ) в общем я так и прикидывал как оно должно работать.

Я дико извиняюсь - но где вы тут увидели флай-бак?