линейный источник питания на 700 А Опции

[der chaxha]

Всем привет!

Для проведения точных физических измерений требуется регулируемый источник питания 5...12 В на ток 600...800 А. Попытка применить импульсный источник не устраивает, т.к. он создает помехи влияющие на точность измерения. Выпрямитель источника планируем сделать на трехфазном мосте. Вопрос отвода тепла от СПП решен: приобретены водоохлаждаемые теплоотводы. Если кто занимался подобными вещами, поделитесь мыслями.

[Tanya]

Всем привет!

Для проведения точных физических измерений требуется регулируемый источник питания 5...12 В на ток 600...800 А. Попытка применить импульсный источник не устраивает, т.к. он создает помехи влияющие на точность измерения. Выпрямитель источника планируем сделать на трехфазном мосте. Вопрос отвода тепла от СПП решен: приобретены водоохлаждаемые теплоотводы. Если кто занимался подобными вещами, поделитесь мыслями.

Вроде бы довольно распространенное изделие - блок питания сверхпроводящих соленоидов. Все аналогично стабилизаторам на маленькие токи... только параллельно. Трансформатор(ы) трехфазный, а выпрямитель?

[der chaxha]

Выпрямитель тоже трехфазный...

[Tanya]

Выпрямитель тоже трехфазный...

Ну ладно. А диодов сколько на обмотку? А что это за штука... для чего, если не секрет?

[der chaxha]

Это источник для питания экспериментальной установки для квантово-оптических измерений. Установка используется для проверки правильности математических расчетов при работе на соискание степени кандидата в доктора технических наук и нескольких дипломных проектов.

[_gari]

Сколько времени требуется для проведения измерений? Надо думать в установке не круглосуточно 8кВт сеется.

Сообщение отредактировал _gari - Dec 17 2011, 18:08

[Plain]

Эмиттерный повторитель на нескольких десятках параллельно биполярников. Всех прикрутить коллекторами к одному радиатору без прокладок. В эмиттерах выравнивающие резисторы, которые заодно как датчики тока для ограничения.

[Vovk_Z]

Эмиттерный повторитель на нескольких десятках параллельно биполярников.

Мощные полевые транзисторы должны пойти с таким же успехом, а выбор их на небольшие напряжения много больше.
(нужно повышенное напряжение на затвор - само собой).
Трансформаторы с отводами...

Сообщение отредактировал Vovk_Z - Dec 17 2011, 18:42

[Plain]

можно обойтись десятком полевиков (допустим, из расчета 75 Ампер/корпус)

Ага, т.е. киловатт на корпус — и привет, плакали нищие студенты месяц без сосисок.

[Tanya]

В эмиттерах выравнивающие резисторы, которые заодно как датчики тока для ограничения.

Тоже на радиаторе. Совсем большое нахальство - резисторы в базы... выходные транзисторы отбирать... очень нахально. Еще последовательно с каждым транзистором - предохранитель. А транзисторов... с двойным+ запасом.

[der chaxha]

Время работы такого источника максимум 30 - 50 мин, с последующей паузой 2 часа. Я пока склоняюсь к мощным MOSFET модулям, но к сожалению не обладаю опытом их эксплуатации в линейном режиме. Как вам такой вариант?

Сообщение отредактировал der chaxha - Dec 17 2011, 18:57

[Прохожий]

Время работы такого источника максимум 30 - 50 мин, с последующей паузой 2 часа. Я пока склоняюсь к мощным MOSFET модулям, но к сожалению не обладаю опытом их эксплуатации в линейном режиме. Как вам такой вариант?

А какой в нем смысл?
Чтобы больше денех потратить что-ли?

[Microwatt]

А и правда, вопрос к ТС: как долго должен работать этот источник? Большинство измерений можно минут за 10-15 провести, иногда и за минуту.
Повторно-кратковременный режим допускается?
И еще: это все-таки источник тока или источник напряжения? В любом случае не хватает данных. На какое сопротивление работаем?

[der chaxha]

Работа на 4-х полюсную магнитную линзу, стабилизируем ток, сопротивление нагрузки ок. 9 мОм при 20 С.

[Прохожий]

Работа на 4-х полюсную магнитную линзу, стабилизируем ток, сопротивление нагрузки ок. 9 мОм при 20 С.

И все-таки. Попрошу уточнить, что конкретно не устроило в импульсном варианте?
ПМСМ, с мосфетами заводиться смысла нет.
Все равно должно быть падение напряжения для стабилизации тока.
С биполярниками выйдет дешевле.

[SNGNL]

Для проведения точных физических измерений требуется регулируемый источник питания 5...12 В на ток 600...800 А. Попытка применить импульсный источник не устраивает, т.к. он создает помехи влияющие на точность измерения.

Задачка для униполярной машины.

[Vovk_Z]

Ага, т.е. киловатт на корпус — и привет, плакали нищие студенты месяц без сосисок.

Да, поспешил я... Потом сразу посчитал, и вытер глупость. Но вы успели прочитать :-)

[Microwatt]

Задачка для униполярной машины.

Точно! Если они еще где-то сохранились.
В мощной гальванике, в цветной металлургии поискать. Может и дорго, но зато - решение.

[injener]

На самом деле задача для обыкновенного трехфазного управляемого (тиристорного) выпрямителя с фазовым управлением и реактором на выходе. Обратная связь по току или напряжению

[Прохожий]

На самом деле задача для обыкновенного трехфазного управляемого (тиристорного) выпрямителя с фазовым управлением и реактором на выходе. Обратная связь по току или напряжению

Ни разу не наблюдал нормального трехфазного тиристорного выпрямителя с фазовым управлением.
Даже в промышленном исполнении.
Никто еще толком не решил задачи работы этого чуда техники совместно с трансом близкой мощности.
Обычно трансы имеют гораздо бОльшую габаритную мощность, чем это требуется.
И потом. Помехи при открывании тиристоров ничуть не меньше, чем у импульсных источников.
Особенно при индуктивном характере нагрузки.

[injener]

Ни разу не наблюдал нормального трехфазного тиристорного выпрямителя с фазовым управлением.
Даже в промышленном исполнении.

Посмотрите внимательно - сплошь и рядом. И не только трехфазные, а и 6ти, 12ти и т.д.
И токи, соответственно: сам проектировал до 80 кА.
Помехи, как я понимаю, для кратковременного режима работы роли не играют. А представьте помехи от источника питания дуговой печи постоянного тока?

[Прохожий]

Посмотрите внимательно - сплошь и рядом. И не только трехфазные, а и 6ти, 12ти и т.д.
И токи, соответственно: сам проектировал до 80 кА.
Помехи, как я понимаю, для кратковременного режима работы роли не играют. А представьте помехи от источника питания дуговой печи постоянного тока?

Мне приходилось наблюдать подобные девайсы в работе.
Греется, воняет, а желаемую выходную характеристику не обеспечивает.
При этом к железу транса прилипает все близлежащее, сделанное из стали.
Единственное место, где вся эта беда работает более-менее сносно - это электровоз.
Что касается коммутационных помех, то именно они послужили причиной отбраковки импульсных источников автором темы.
Помехи от инверторного источника питания дуговой печи создавал лично в графитовом тигле.
Близлежащие приемник, телефон, Wi-Fi работали вполне сносно.

[injener]

не соглашусь с Вами, потому что большинство промышленных источников для мощной гальваники, электрохимии, электрофизики, электротермии да и электропривода постоянного тока неплохо работают - нет альтернативы адекватной. И они же обеспечивают заданные характеристики
Другое дело, когда (не представляю, какие требования по ЭМС для лаборатории ТС) действительно очень жесткое требование по помехам. Тогда альтернативы мощного варианта "кренки" на мощных транзисторах нет...

[Прохожий]

не соглашусь с Вами, потому что большинство промышленных источников для мощной гальваники, электрохимии, электрофизики, электротермии да и электропривода постоянного тока неплохо работают - нет альтернативы адекватной. И они же обеспечивают заданные характеристики

Спорить не буду, но почему-то все поголовно стараются уйти от фазового управления.
Т. е. преобразователей ведомых сетью.
Видимо, не каждая сеть может выдержать издевательства в виде подобных устройств.
Интересно, с чем связана такая нелюбовь к столь "незаменимым" девайсам?
А альтернатива есть. За рубежом только ею и пользуются...

[Tanya]

Спорить не буду, но почему-то все поголовно стараются уйти от фазового управления.

Автор уже купил водяные радиаторы.
И правильно сделал.
Видела умников... Преобразователи ... фазовое управление... потом борьба с помехами, переделки... месяцами.
Вопрос - зачем?
Ответ - вес меньше, вместо воды - вентиляторы... "современная схемотехника"...
Вопрос - зачем?
Ответа не было.

[Прохожий]

...
Вопрос - зачем?
Ответа не было.

С Вашим подходом солидарен.
Поскольку ТС все-таки ехать, а не шашечки.
Но определенный косяк возможен и в случае линейного стабилизатора.
И связан он с несинусоидальным потреблением тока.
Гармонический состав тока здесь так же будет "не очень".
Не хочу "каркать", но...

[Tanya]

И связан он с несинусоидальным потреблением тока.

А везде, где есть после выпрямителя конденсаторы, есть такое дело. Но можно их и не ставить. Все равно будет. Но легче.
А куда от этого деваться... Только генератор с мотором. Но там щетки...
Спорщикам.
Обратите внимание, что ТС нужна одна штука и чем скорее, тем лучше. И так будет возня. Не три дня.
Я бы еще подумала над вариантом с сотнями относительно небольших и дешевых транзисторов - тогда выравнивающие резисторы можно на воздухе с вентилятором держать. Короче говоря, есть оптимум по числу транзисторов.
И по цене... И испытывать лучше модель в 1 десятую. Импульсно. Можно даже воду не включать.

[Plain]

В эмиттерах выравнивающие резисторы

Тоже на радиаторе.

Да всё равно их к выходной клемме вести, так что можно не ковыряться с официальными резисторами, а нарезать одинаковых отрезков нужного сопротивления — из эмальпровода, например.

Вообще, задача здесь с самого начала чисто слесарная — сходить за угол и купить мешок биполярников, винтов, шайб, пару метчиков и свёрл.

[Tanya]

Да всё равно их к выходной клемме вести, так что можно не ковыряться с официальными резисторами, а нарезать одинаковых отрезков нужного сопротивления — из эмальпровода, например.

Вообще, задача здесь с самого начала чисто слесарная — сходить за угол и купить мешок биполярников, винтов, шайб, пару метчиков и свёрл.

Ну... Из меди не получится. Напряжение на них... ну 200 милливольт (очень скупо) умножим на килоампер (немножко щедро) - получим 200 ватт.
Какая должна быть площадь у Вашего провода, длина...
Прикинем. Пусть даже 100 ампер на миллиметр квадратный. Получаем 10 квадратных миллиметров. Напряжение - 200 милливольт. Сопротивление получается - 200 микроом. Считайте длину сами...
А по поводу простоты... Там же еще нагрузка неизвестная нам и требования к пульсациям...

[Plain]

Я имел ввиду вентилятор, сотню транзисторов по 10 А на каждый, и отрезки сантиметров по 20–30.

[der chaxha]

Нет-нет, тиристорный ИП здесь совершенно не приемлем. Пусть к.п.д. не будет превышать 50-60 % лишь бы не было мощных импульсных помех.

[Tanya]

Я имел ввиду вентилятор, сотню транзисторов по 10 А на каждый, и отрезки сантиметров по 20–30.

Вот предохранитель на 10 А предлагают делать из меди диаметром 0.32, а на 20 - 0.47
Возьмем 0.4 - сечение получится 0.12. При длине 20 см получится где-то 30 мОм. Если я не ошиблась.
Получается, да. Страшно только немного - 3 Ватта на проволочку. Можно потолще и длиннее...
Но есть хорошие новости - положительный температурный коэффициент, и при закорачивании в транзисторе она будет работать предоохранителем.

[_gari]

der chaxha, какая задача по стабилизации тока?
Например.
Ток устанавливается первоначально на каком-то значении, а в процессе работы должен компенсироваться температурный дрейф, возникающий за счет нагрева индуктора магнитной линзы.

Какая требуется точность поддержания тока (+- 0,1%, 1%, 10% и т.п.)?

Допустимая величина пульсаций?

Потом, попробуйте рассмотреть вариант использования переделанного на более низкое выходное напряжение сварочного трасформатора, например, что-то типа http://www.techno-sv.ru/ustroistvo.html
Пределы регулирования сварочного тока — 65-460 А.
Возможно его регуировку можно использовать для грубого задания выходного тока, а стабилизатором регулировать точно.

А в простейшем случае получается схема: регулируемый транс, выпрямитель, дроссель, нагрузка.
и никаких транзисторов, а многа многа железа и меди



Сообщение отредактировал _gari - Dec 19 2011, 00:08

[perfect]

Аккумуляторы - банки по 2 вольта. Куча рубильников для переключения, подключения параллельно дополнительных резисторов. - Ручной ЦАП
Точную регулировку-стабилизацию - небольшим линейным регулятором параллельно балластным резисторам.

Или в каких пределах там меняется ток?

[MaslovVG]

Все зависит от допустимых пульсаций. Если допустимы 10% 300Герц.
То по моему наиболее просто. Трехфазный ЛАТР на 10Квт (встречал в своей практике такие). Понижающий трехфазный тр-тор. мостовой выпрямитель.
Если требования к пульсациям выше. То паралельное соединение десятка генераторов тока на силовых транзисторах. Аналогах выпускавшихся в СССР ТКД165-125
Рассеивающих с радиатором более 500Вт. при токах до 125А

[yakub_EZ]

А может что-то с высоким током и эффективностью из готовых низковольтных DC-DC с синхронным выпрямлением в количестве 20-30 штук, типа IP2004, IP2005 . Защита по току есть, стабилизировать их через дополнительный датчик тока+усилитель по каналу напряжения. Даже водного охлаждения не требуется, сдувать вентилятором если потребуется, плату посвободней.

[alexvu]

Рассеиваемая мощность 800*(14-5)=7200 Вт, т.е. Вам понадобится 70-80 недорогих полевиков, расеивающих по 100 Вт.
Не вижу никакой проблемы их собрать и соединить параллельно. Конечно, еще выравнивающие резисторы, драйвер и т.д.

Если хотите снизить рассеивание мощности - то можно сделать последовательно импульсный и линейный регулятор, транзисторов понадобится меньше, но это сложнее.

[Herz]

Рассеиваемая мощность 800*(14-5)=7200 Вт, т.е. Вам понадобится 70-80 недорогих полевиков, расеивающих по 100 Вт.
Не вижу никакой проблемы их собрать и соединить параллельно. Конечно, еще выравнивающие резисторы, драйвер и т.д.

Действительно, проблемы собрать и соединить их параллельно нет. Проблема будет в поддержании работоспособности.

[Ydaloj]

чтобы транзистор рассеил с фланца 100Вт, надо ему температуру держать около нуля, ну и во всяком случае не выше +20, иначе кристалл потечёт аки жидкий
Разумно выбрать не более 30-40Вт с транзистора в 247 корпусе. Таким образом, на 8кВт нам потребуется 200-250 штук транзисторов. по 2 доллара каждый.

[MaslovVG]

чтобы транзистор рассеил с фланца 100Вт, надо ему температуру держать около нуля, ну и во всяком случае не выше +20, иначе кристалл потечёт аки жидкий
Разумно выбрать не более 30-40Вт с транзистора в 247 корпусе. Таким образом, на 8кВт нам потребуется 200-250 штук транзисторов. по 2 доллара каждый.

У транзистора ТКД165-125
тепловое сопротивленин переход корпус 0,09 градусов*ватт. при температуре радиатора 50град имеем больше 600 ватт на транзистор.

[Starichok51]

не при температуре радиатора 50градусов, а при температуре корпуса 50 градусов.
а какое окажется тепловое сопротивление корпус-радиатор? да еще будет по самому радиатору приличный градиент температуры от места установки транзистора до краев ребер.
итого про 600 Ватт можно забыть смело.

[MaslovVG]

не при температуре радиатора 50градусов, а при температуре корпуса 50 градусов.
а какое окажется тепловое сопротивление корпус-радиатор? да еще будет по самому радиатору приличный градиент температуры от места установки транзистора до краев ребер.
итого про 600 Ватт можно забыть смело.

У топик стартера водяное охлаждение.

А вообще лучше присмотрется к готовому
http://www.lincolnelectric-ural.ru/autowel...ealarc-dc-1000/

[Plain]

чтобы транзистор рассеил с фланца 100Вт, надо ему температуру держать около нуля, ну и во всяком случае не выше +20, иначе кристалл потечёт аки жидкий

ХВС сейчас 12°С, для 7 кВт и 25°С выхода нужен расход 8 л/мин.

[Ydaloj]

У транзистора ТКД165-125 тепловое сопротивленин переход корпус 0,09 градусов*ватт

Было бы неплохо сохранить приемлемое качество теплового контакта с радиатором и неизменность его в пространстве и во времени. А без этого все старания иженеров того транзистора - коту под хвост.
Да, и я говорил про распространённые ТО247.
Русские полупроводники в ответственные цепи - это сурово.

[Starichok51]

У топик стартера водяное охлаждение.

ну, тогда бросить все транзисторы в воду... как говорится в старом мультике: "если хочешь сделать доброе дело, кинь его в воду".

[Serg SP]

Сделать таких 5 штук впараллель. Измерение проводить на общем шунте или с датчиком Холла. Можно и обратную связь завести. Имхо, не считая трансформатора, диодного моста и конденсаторов, стоимость проекта около 15 килорублей.

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Vov4ick]

Источники тока с параметрами, близкими к требуемым, используются для управления электронным пучком в синхротронах. Попробуйте связаться с курчатовским или зеленоградским синхротронами, скажите что от института. Думаю не откажут в консультации, а может и оборудование какое или детали удастся раздобыть. Если что, пишите в аську.

[SmartRed]

Источники тока с параметрами, близкими к требуемым, используются для управления электронным пучком в синхротронах. Попробуйте связаться с курчатовским или зеленоградским синхротронами, скажите что от института. Думаю не откажут в консультации, а может и оборудование какое или детали удастся раздобыть. Если что, пишите в аську.

Лучше уж сразу обращатся туда где это оборудование делалось - в Новосибирск
Либо готовое взять, дешевле будет http://www.pribor-service.ru/c.php?id=10995

[Tanya]

Лучше уж сразу обращатся туда где это оборудование делалось - в Новосибирск
Либо готовое взять, дешевле будет http://www.pribor-service.ru/c.php?id=10995

Импульсный он. Автор категорически этого не хотел. И в этом есть смысл..
Небольшой оффтопик.
Один дальний родственник-разгильдяй попросил посмотреть, что случилось с его электроинструментом (синтезатор, наверное, называется). Там отвалился трансформатор питания и мотался-мотался, пока одна обмотка не сгорела, замкнувшись. Предложение заменить трансформатор на наш зеленый было отвергнуто с негодованием.
Там стоял дорогущий (на мой взгляд) трансформатор где-то на 20 ватт от какой-то японской фирмы, которая делает исключительно трансформаторы для музыкальных устройств. Заказал оттуда. Внутри все было очень качественно - даже шлейфы в фольговых экранах. А уж об импульсных питателях и подумать страшно...
А я вот призадумалась... Использую зеленые, а может быть эти - эксклюзивные - лучше?

[Vov4ick]

Лучше уж сразу обращатся туда где это оборудование делалось - в Новосибирск
Либо готовое взять, дешевле будет http://www.pribor-service.ru/c.php?id=10995

То готовое не для таких целей, даже по шуму посмотеть. Плюс когда наши синхротроны комплектовали, таких БП и в помине было.
Где делалось и где находится - это две большие разницы. Автор меня поймёт.
Доп: на ваш офтоп - по питанию не стоит оно того. Но я не аудиофил ;-)

Сообщение отредактировал Vov4ick - Dec 21 2011, 10:52

[SmartRed]

То готовое не для таких целей, даже по шуму посмотеть. Плюс когда наши синхротроны комплектовали, таких БП и в помине было.
Где делалось и где находится - это две большие разницы. Автор меня поймёт.
Доп: на ваш офтоп - по питанию не стоит оно того. Но я не аудиофил ;-)

ТС не привел никаких специфицеских требований к данному аппарату кроме желания иметь линейный источник.
Напрашивается простой вывод: надо поднимать культуру измерений и все получится...
Есть два варианта - либо убирать помеху, либо измерять тогда когда её нет.

[Vjacheslav]

Воистину "горе от ума и опыта" - если бы я прочитал Ваши бурные обсуждения и страшилки 40 лет назад...
Короче делал такое - питание сверхпроводящего соленоида на 600 А - ничего страшного:
медные пластины к ним припаивались трубки водяного охлаждения, на пластины около 100 транзисторов,
симметрирующие сопротивления в эмиттер, коллекторы транзисторов на корпусе и все.
Правда, чтобы уменьшить симметрирующие сопротивления, транзисторы отбирал - каюсь.
Работало в радиационно-защищенном зале много дней без доступа и много лет.
Так что дерзайте и не бойтесь - только считать надо внимательно и аккуратно.

[prototype]

+1 к предыдущему сообщению. У нас 20 лет назад (в мою бытность сотрудником ФТИ) так же запитывался сверхпроводящий магнит в установке для исследования поляризации спинов. Тоже медные пластины с припаяной трубкой, через которую шла проточная вода. Шкаф правда не малый. Причем силовой каскад был тоже на большом количестве банальных КТ819 в корпусе ТО-3. Низкочастотные биполярники для данной задачи предпочтительнее чем мощные полевики - меньше вероятность получить проблемы с самовозбуждением по обратной связи.

[Herz]

Низкочастотные биполярники для данной задачи предпочтительнее чем мощные полевики - меньше вероятность получить проблемы с самовозбуждением по обратной связи.

Зато полевики выравнивать проще. Можно даже отказаться от резисторов.
Которые в случае с биполярными совсем ещё не гарантировали отсутствие локальной температурной ПОС.

[CDD]

Цитата(prototype @ Jan 10 2012, 08:29) *
Низкочастотные биполярники для данной задачи предпочтительнее чем мощные полевики - меньше вероятность получить проблемы с самовозбуждением по обратной связи.

Однако, для управления биполярниками, потребуется нехилая мощность. Каков средний h21 (~20-40)? При общем Iн=800А 20-40А на
управление транз-ми, ну -не знаю..., при том, что весь Мир за "Greenpower". Здесь MOSFETы предпочтительней.
Причем, я рекомендовал бы двухступенчатую регулировку:
1. Выбор оптимального ~напр на выходе транса в ручном режиме ,например, ступенчатым перекл. обмоток (с шагом 2-4в). Для того,
чтобы свести к минимуму потери на линейной части последующего стабилизатора. Простой пример: при Iн=800А и треб. Uвых=5в
при падении напр. на регул. транз., скажем, 5в они будут рассеивать паразитную мощность 5х800=4000вт. Это как, нормально?
Я думаю -нет. А биполярникам, как минимум, нужно оставлять 2в на насыщение, поэтому я за только за MOSFETы.
2. Линейный стабилизатор на MOSFET.

Ну и, конечно, хороший фильтр (сглаживание) между 1 и 2 ступенями.

А вообще, я не понимаю ТС.
К чему такие анахронизмы? Откуда боязнь ИИП? Помехи? Какие помехи? Да расположите вы, в таком случае, ИИП (или кластер ИИП)
в отдельной лаборатории, и протяните медные шины вдоль стен (или под полом, или над потолком, не суть), и зашунтируйте эти
параллельные шины емкостями ч/з каждый метр (если на то угодно) и все, будьте счастливы!

[Plain]

А вообще, я не понимаю ТС.

Это потому, что надо было внимательнее читать всю тему — на новую НИОКР казна лишних 10 т.р. не дала, т.е. вариант с биполярниками в пролёте по уважительной причине, но от предыдущей НИОКР у автора списался ящик MOSFET-модулей, вот он и хотел как-то выкрутиться с ними, и только достаточная интеллигентность не позволила выдать это открытым текстом сразу, т.е. непосредственно в названии темы.

P.S. Насчёт беспокойного КПД — это Вы в расчётах ошиблись на пару порядков, счёт за электричество здесь доли процента от сметы.

[vvs157]

А вообще, я не понимаю ТС.
К чему такие анахронизмы? Откуда боязнь ИИП?

Вообще-то известные мне западные фирмы, производящие источники питания сверхроводящих соленоидов для прецизионных измерений продолжают их делать "по старинке". Как пример - www.lakeshore.com. Более того, они делают аналогичные источники на 6 кВт для питания электромагнитов. По-видимому у них для этого есть веские основания.

[Microwatt]

Вообще-то известные мне западные фирмы,

Извините, задело.
Живем на востоке, а башка постоянно повернута на запад. Пора не вертеть головой, а смотреть прямо перед собою и думать ею.
Хотя бы в таких простых вещах.

[Tanya]

Господа прогрессисты!
Если Вам такие вещи кажутся простыми - займитесь. Много денег будет...
Владелец дорогущего криостата с соленоидом непременно захочет купить нечто современное, которое, как минимум, не даст зашунтировать соленоид перемычкой или лишит его всего запаса гелия и, если повезет, и соленоида с криостатом. Зато, возможно, сэкономит 3 копейки в год.

[SmartRed]

Господа прогрессисты!
Если Вам такие вещи кажутся простыми - займитесь. Много денег будет...
Владелец дорогущего криостата с соленоидом непременно захочет купить нечто современное, которое, как минимум, не даст зашунтировать соленоид перемычкой или лишит его всего запаса гелия и, если повезет, и соленоида с криостатом. Зато, возможно, сэкономит 3 копейки в год.

Защита от квенчей это отдельная тема.
Однако, ТС ни разу не обмолвился что у него сверхпроводящий магнит.
Скорее всего он теплый.

[vvs157]

Хотя бы в таких простых вещах.

Вообще-то прежде чем выбирать свой путь, хорошо бы понять, почему другие по нему не пошли. А не пошли потому, что, в частности, в магнитометрах очень непрсто отстаиваться от ВЧ помех в сильноточных истониках питания магнитных систем

[Microwatt]

вВсе чаще "помехи" фигурируют в обсуждениях как нечто вроде сглаза.
Если есть требования к пульсациям, то их нужно оговаривать в цифрах и выполнять требования ТЗ.
А если уж успешно работали полвека назад радиостанции с источниками на вибропреобразователях, то о каких проблемах можно говорить сегодня? Фильтры подавят все. Только, конечно, 100кГц подавить гораздо проще, чем 100Гц.

[_gari]

вВсе чаще "помехи" фигурируют в обсуждениях как нечто вроде сглаза.

Это сложная тема, Microwatt, нет однозначных рецептов, многое определяется всякими внешними факторами. Обычно это не какой-то отдельный фильтр, а целый комплекс мер, корпус, компоновка, разводка печати и земель, гальванические развязки, экранирование, синхронизация...

[Прохожий]

вВсе чаще "помехи" фигурируют в обсуждениях как нечто вроде сглаза.
Если есть требования к пульсациям, то их нужно оговаривать в цифрах и выполнять требования ТЗ.
А если уж успешно работали полвека назад радиостанции с источниками на вибропреобразователях, то о каких проблемах можно говорить сегодня? Фильтры подавят все. Только, конечно, 100кГц подавить гораздо проще, чем 100Гц.

Я думаю, речь идет о коммутационных помехах, которые распространяются в эфир от элементов конструкции преобразователя.
В основном, антенной являются сетевые проводники.
В свое время "лечили" медоборудование установкой индивидуальных фильтров на розетки.

[prototype]

Проблема в том, что уровень сигнала снимаемый с датчика очень мал. Отфильтровать питание так, чтобы наводки и шумы от импульсника не убили сигнал, несущий полезную информацию, обойдется дороже чем использовать линейный стабилизатор на весь срок эксплуатации. Если получится.

[Прохожий]

Проблема в том, что уровень сигнала снимаемый с датчика очень мал. Отфильтровать питание так, чтобы наводки и шумы от импульсника не убили сигнал, несущий полезную информацию, обойдется дороже чем использовать линейный стабилизатор на весь срок эксплуатации. Если получится.

ПМСМ, это заблуждение.
Все зависит от того, что и как Вы собираетесь измерять.
Не открою великой тайны если скажу, что внутри самого импульсника измеряются достаточно малые сигналы.
Кроме этого возможна синхронизация.
Т. е. не составляет труда привязаться к импульсам преобразователя и проводить измерения вне зоны их действия.

[Tanya]

Не открою великой тайны если скажу, что внутри самого импульсника измеряются достаточно малые сигналы.
Кроме этого возможна синхронизация.
Т. е. не составляет труда привязаться к импульсам преобразователя и проводить измерения вне зоны их действия.

Как бы было хорошо. Вот, к примеру, даже некоторые (плохие) "обычные" блоки питания не позволяют "заморозить" поле в сверхпроводящем соленоиде - нагревают шунт своим шумом. Кроме того для получения поля близкого к критическому нужно очень медленно к нему подползать... Любой всплеск испортит многочасовую подготовительную работу, испарит очень много гелия и даже может испортить соленоид.

[prototype]

Знаете, уважаемый Прохожий, сразу вспомнились слова классика: " Мы почитаем всех нулями, а единицами - себя". Вам уже сказали - сделайте за внятные деньги импульсный источник питания на 700 ампер с пульсациями и шумами в диапазоне от нуля до примерно 1 ГГц не превышающими десятков микровольт - озолотитесь. Все крупнейшие физические лаборатории работающие со сверхпроводящими магнитами станут к вам в очередь. Если для начала найдете тех, кто рискнет свехпроводящим магнитом чтобы опробовать ваше изделие (за магнит на поле 2,5 Т нам люди из ЦЕРНа в 96 году готовы были чуть ли не сразу 5 млн. баксов платить). Вопрос отнюдь не только в наводках на измерительные цепи, как вам кажется. Даже весьма небольшие шумы источника тока создают флуктуации равномерности распределения магнитного поля в рабочем зазоре сводящие теоретическую точность и достоверность эксперимента к нулю. Дьявол как всегда в деталях. Конечно, приятно думать, что все вокруг лопухи, а я - д'Артаньян, сейчас приду со свежим взглядом и разрулю проблемы которые до меня никто не мог победить - но вероятность такого события асимптотически приближается к нулю.
Не обижайтесь.

[SmartRed]

... Вам уже сказали - сделайте за внятные деньги импульсный источник питания на 700 ампер с пульсациями и шумами в диапазоне от нуля до примерно 1 ГГц не превышающими десятков микровольт - озолотитесь. Все крупнейшие физические лаборатории работающие со сверхпроводящими магнитами станут к вам в очередь.
...

Я думаю что встанут в очередь далеко не все... все зависит от задачи.
Мне доподлинно известно, что сверхпроводящие виглеры, например, успешно работают на импульсном питании.

[

[GefarD]

А нельзя стабилизацию сделать с помощью магнитного усилителя? Только незнаю как на такой широкий диапозон напряжения получится.

[MaslovVG]

А нельзя стабилизацию сделать с помощью магнитного усилителя? Только незнаю как на такой широкий диапозон напряжения получится.

Магнитные усилители (управляемые дросели) управляют переменным напряжением.

[GefarD]

Можно выпрямить. ОС подается через усилитель на катушку которая насыщяет сердечник. (вроде так если не забыл)

[Прохожий]

Знаете, уважаемый Прохожий, сразу вспомнились слова классика: " Мы почитаем всех нулями, а единицами - себя".
...
Конечно, приятно думать, что все вокруг лопухи, а я - д'Артаньян, сейчас приду со свежим взглядом и разрулю проблемы которые до меня никто не мог победить - но вероятность такого события асимптотически приближается к нулю.
Не обижайтесь.

А это зачем?
Достаточно было и середины сообщения.
Чтобы не было недопонимания, надо изначально освещать вопрос хоть с какими-то цифрами, хотя бы такими, как у Вас.
Чтобы была понятна проблема.
Кстати, у линейного источника такой мощности тоже будут проблемы с шумами.
Кто-нибудь проверял, на сколько они искажают эксперимент в настоящее время?

Как бы было хорошо. Вот, к примеру, даже некоторые (плохие) "обычные" блоки питания не позволяют "заморозить" поле в сверхпроводящем соленоиде - нагревают шунт своим шумом. Кроме того для получения поля близкого к критическому нужно очень медленно к нему подползать... Любой всплеск испортит многочасовую подготовительную работу, испарит очень много гелия и даже может испортить соленоид.

А конкретные цифры в студию можно?
Чтобы хоть подумать и посчитать можно было...

[Tanya]

А конкретные цифры в студию можно?
Чтобы хоть подумать и посчитать можно было...

Как это устроено...
В криостате с жидким гелием находится соленоид с очень большой индуктивностью. Сверху (обычно) там, где поле слабое, располагается кусок сверхпроводящего кабеля. Он лишен медной оболочки, нагревается нагревателем. Все это теплоизолировано от жидкого гелия.
Блок обычно задает некоторое напряжение (имеются потенциальные провода прямо от соленоида). Скажем, - 10 вольт сначала, 0.1 вольт в конце.
Поэтому ток линейно нарастает. Процесс длительный - десятки минут. При подходе к нужной точке нагреватель выключают (его можно и раньше выключить, так как шунт греется от приложенного напряжения). После этого ручечкой регулируют напряжение на соленоиде и шунте около нуля.
Если попадаем в правильный ноль, ток из источника чудесным образом перестает течь. Все очень радуются, выключают блок питания и вынимают тоководы из криостата.
Но! Если блок шумит, можно долго и упорно крутить ручечку... шунт не охлаждается.
Казалось бы, можно измерять напряжение на потенциальных проводах, но термоэдс неизвестно какая. Милливольты играют роль. Весь шум идет в шунт - ведь параллельно ему огромная индуктивность, а сопротивление его при охлаждении падает. Поэтому он греется сильнее. Вот в чем беда.
Можно и соленоид перевести в нормальный режим каким-нибудь всплеском напряжения.
Тогда вся энергия поля переходит в тепло, гелий испаряется... Могут быть травмы серьезные, если сорвет какие-нибудь шланги - очень быстрое обморожение. Может и изоляцию пробить. Тогда... совсем плохо.
Говорят, однако, что несколько таких переходов улучшают что-то. Я не в курсе.

[Plain]

После этого ручечкой регулируют напряжение на соленоиде и шунте около нуля.

Помнится, тот, кто поджарил БАК, прямо на крыше своего магнита (видать, как раз возле своей ручечки) недоеденную булку оставил — я бы тоже заскучал от такой работы.

[prototype]

Когда я работал в группе, занимавшейся исследованием поляризации спинов электронов, у нас криостат был трехконтурный. Внешний контур - охлаждение жидким азотом, затем еще два, охлаждавшиеся соответственно гелием-4 и гелием-3. Вывод установки в рабочее состояние иногда занимал не один день, в течении которых два человека с течеискателем буквально вылизывали тракт от гелиевых ожижителей к криостату. Гелий - чертовски текучая штука...
У нас ток не снимался по ходу эксперимента, так как рабочее вещество (дейтерий либо литий) в магнитном поле для поляризации спинов накачивалось через волновод СВЧ миллиметрового диапазона. В общем бывали довольно интересные попутные задачи и для меня, как электронщика.

Помнится, тот, кто поджарил БАК, прямо на крыше своего магнита (видать, как раз возле своей ручечки) недоеденную булку оставил — я бы тоже заскучал от такой работы.

В физэкспериментах без аккуратности, терпения и скрупулезности делать нечего.

[Microwatt]

В физэкспериментах без аккуратности, терпения и скрупулезности делать нечего.

Да, конечно, физику нужна изобретательность и терпение. Но все это страшилки про текучесть гелия....
Нужен источник - пишут грамотно технические требования к нему, а не стращают и поучают как его сделать.
Одни должны уметь делать источники по ТЗ, другие - ловить сачком нейтроны в вакууме по интуиции. От смешения этих двух начал ничего хорошего не получится.

[prototype]

Да, конечно, физику нужна изобретательность и терпение. Но все это страшилки про текучесть гелия....
Нужен источник - пишут грамотно технические требования к нему, а не стращают и поучают как его сделать.
Одни должны уметь делать источники по ТЗ, другие - ловить сачком нейтроны в вакууме по интуиции. От смешения этих двух начал ничего хорошего не получится.

Сверхтекучесть гелия не страшилки, а самая что ни на есть реальность. Установка, простоявшая месяц, требовала немалых усилий на ликвидацию течей.
Если дальше камешек в мой огород - то слегка мимо, я не физик, а самый что ни на есть электронщик по образованию и по сфере приложения усилий уже почти 25 лет после института. И во времена работы в ФТИ занимался именно разработкой и отладкой оборудования по ТЗ физиков. Так что про смешение Вы слегка погорячились.

[Herz]

Коллеги! Давайте прекратим отвлекаться от темы. Не нужно здесь о текучести гелия и особенностях обслуживания сверхпроводящих магнитов.

[VVS_]

Разумна такая конфигурация: Импульсный источник который поддерживает постоянное падение напряжения на транзисторах линейного стабилизатора. Тогда можно свести к разумному минимуму потери, если полевики, то держать напругу в районе 1 вольта на них.
Ну и грузить ТО247 более 30 ватт не стоит.
А вот выравнивающие резисторы обязательны. Полевики обладают свойством самовыравнивания только в режиме насыщения, когда работает чистое сопротивление полностью открытого канала (положительный ТК).
В линейном режиме полевики имеют отрицательный термокоэфф. поскольку при нагреве threshold voltage кристалла снижается и полевик начинает самооткрываться при фиксированном Vgs. Чтобы избежать самовозбуда всего баяна, в затвор Каждому полевику нужно ставить свой отдельный резистор. Недопустимо распараллеливание затворов без резисторов, такой баян будет гудеть даже без всякой ОС. Перекрестное влияние миллера и возбуд на сотнях килогерцах-мегагерцах. Для такой задачи резистор до 0.3-1 кОм достаточно.
В такой конфигурации можно свести потери на транзисторах до 700 ватт итого 30-40 транзисторов решат задачу.
Монтаж транзисторов максимально распределенный по охладителю, без кучкований в каком-то одном месте.

Но и на счет пульсаций не стоит питать иллюзий. цепь ОС линейного звена не настолько быстрая чтобы полностью подавить пульсации ИИП.
А вот банальными развитыми LC фильтрами подавлять можно до любых уровней(хоть 0.5 мВ), емкостей не жалей и делов. А если еще ИИП многофазный, то проблема вообще существенно облегчается т.к. мертвого времени при выпрямлении вообще нет.
На материнских платах давно применяются 3 и более фазные конверторы. Сделайте 6-и фазник, будет вам счастье.

Сообщение отредактировал VVS_ - Jan 19 2012, 07:11

[Herz]

Разумна такая конфигурация: Импульсный источник который поддерживает постоянное падение напряжения на транзисторах линейного стабилизатора. Тогда можно свести к разумному минимуму потери, если полевики, то держать напругу в районе 1 вольта на них.

А в чём её достоинства? Помехи от ИИП никуда не уйдут, значит от недостатков импульсного источника мы не избавляемся. Напротив, к ним добавляем потери на транзисторах линейного звена и получаем решение худшее из худших.

[НЕХ]

Для такой задачи резистор до 0.3-1 кОм достаточно.

я бы поостерёгся применять столь высокие значения R в затворе - резистор не снизит добротность возможного паразитного контура.
у полевика есть термостабильное состояние при достаточно высоком токе стока - имеет смысл опираться на его значение при работе в линейном режиме.
вне его нет гарантий что и по структуре одиночного транзистора ток распределится равномерно, не говоря о группе запараллеленных.

[VVS_]

А в чём её достоинства? Помехи от ИИП никуда не уйдут, значит от недостатков импульсного источника мы не избавляемся. Напротив, к ним добавляем потери на транзисторах линейного звена и получаем решение худшее из худших.

При меньшем количестве емкостей, приемлемый уровень пульсаций. Высокая полоса пропускания линейного звена, если надо быстро менять напряжение, а ИИП не успевает.
Если быстрые изменения не нужны, то ничего лучше многофазника с синхронным выпрямлением пожалуй нет.
Трехфазное линейное на трансах я не рассматриваю из за экономической нецелесообразности. Пока в теме не прозвучало чем же собственно многофазник не устроит.

я бы поостерёгся применять столь высокие значения R в затворе - резистор не снизит добротность возможного паразитного контура.

Здесь палка о двух концах. Можно поставить 50 ом, но тогда требования к разводке и монтажу резко вырастут и приблизятся к уровню ИИП. Когда речь идет о баяне из 30 штук, он будет настолько пространственно размазан, что выполнить все требования не удастся, возбуд неизбежен. Чтобы отодвинуть этот риск, резистор нужно 300 ом и выше. За счет снижения полосы пропускания каскада добиваемся стабильности. Однако, в линейном режиме полоса пропускания будет более чем достаточна. Все равно у усилителя ошибки АЧХ будет раньше завалена. Но в целом такой баян в петле ОС по полосе пропускания дальше 20 кГц я бы не рискнул заводить. Подобные вещи делаются в мощных аудио усилителях, но в них и баяны не такие и сложность похлеще ИИП + танцев с настройкой не мало.

[Herz]

При меньшем количестве емкостей, приемлемый уровень пульсаций. Высокая полоса пропускания линейного звена, если надо быстро менять напряжение, а ИИП не успевает.
Если быстрые изменения не нужны, то ничего лучше многофазника с синхронным выпрямлением пожалуй нет.

Это вроде совсем не тот случай. Да и лучше многофазника с синхронным выпрямлением ничего, пожалуй, лучше по КПД нет, но автора интересовал именно линейный источник. И, похоже, он свою проблему уже решил, а мы тут всё соревнуемся в советах...

[pwn]

я бы поостерёгся применять столь высокие значения R в затворе - резистор не снизит добротность возможного паразитного контура.

Тогда просто одеваем бусы на стоки полевиков и не паримся

[Serj78]

Есть еще вариант- соединить параллельно множество ( штук 100-500) интегральных линейных стабилизаторов, в корпусе ТО-220, они есть на 1.5 А ( банальный 7805) и 7А даже есть, каждый может работать как источник тока и таким образом имеет в себе ограничитель.
никаких выравнивающих резисторов и затрат мощности на "управление" не понадобится.
Они, правда, шумят, но далеко не так, как импульсный источник.