УИН с жесткой коммутацией, так ли все плохо? Опции

[Цинк]

Хочется узнать мнение специалистов по вот какому вопросу. Разрабатываю генератор на IGBT для индукционной установки. Мощность порядка 15-20 КВт, частота 8-12 КГц, назначение – нагрев под съем и посадку (т.е. значительно ниже точки Кюри).

Прежде чем взяться за работу, изучил соответствующую литературу, всю что смог найти, как смог перекопал инет, в общем обычный подход разработчика, не желающего изобретать велосипед. И вот нарисовалась такая картина – все производители делают «резонансные» девайсы, либо с последовательным, либо с параллельным резонансом. И практически никто не применяет жесткую коммутацию ключей (ЖК).

Известно, что резонансные инверторы строятся по параллельной и последовательной топологии. Так вот, если сравнивать параллельный инвертор и инвертор с ЖК, то однозначно параллельный лучше. Реактивная мощность не выходит за пределы контура, мягкая коммутация ключей и все такое. А вот если сравнивать последовательный инвертор и ЖК инвертор, то бешенные преимущества последовательного мне как то не очень очевидны.

Посудите сами:
1 И там и там через ключи и защитные диоды течет полный ток контура (в том числе реактивный), который их разогревает.
2 Для нормальной работы последовательного инв. нужна сравнительно сложная система управления с ФАПЧ, для инвертора с ЖК – простой ШИМ, т.е. система управления проще.
3 Мягкое выключение ключей в последовательном возможно только на резонансной частоте. Практически же, чтобы схема не ушла в разнос, в большинстве случаев частоту надо будет держать выше резонансной, особенно если у контура будет высокая нагруженная добротность. В итоге коммутация часто будет совсем не мягкой…
4 В ЖК инверторе требуется батарея конденсаторов по питанию силового моста и кондеры сравнительно небольшой емкости в снабберах. А в некоторых случаях снабберы могут быть не нужны. В последовательном инверторе та же емкость по питанию, снабберы нужны поменьше, а может и вообще не нужны, но зато появляется компенсирующая емкость, которая добавляет и вес, и размеры и стоимость…

Ну и еще можно что-нибудь найти. Но эти четыре пункта – основные.
В общем хочется мне спроектировать генератор с ЖК. Оптимизма добавляет еще и то, что все частотные регуляторы для асинхронников и большинство импульсных сварочных аппаратов также работают с ЖК, и ничего, работают – не жужжат... Хочу взять IGBT модули с большим запасом по току, благо частота небольшая, и думаю все должно получиться…

Ваше мнение, господа!?

[Burner]

Так ить если индуктор не имеет компенсирующего(контурного) конденсатора - вся его реактивная мощность пойдет через ИЖБТ. Имхо не стоит. Свыше нескольких кВА расточительно. А с резонансом через ИЖБТ можно только активную мощность пропускать.

[pantelei4]

Так ить если индуктор не имеет компенсирующего(контурного) конденсатора - вся его реактивная мощность пойдет через ИЖБТ. Имхо не стоит. Свыше нескольких кВА расточительно. А с резонансом через ИЖБТ можно только активную мощность пропускать.

Не думаю, что всё так плохо. Некоторіе индуктора хорошо связанніе с заготовкой имеют косинус 0,6.
До точки Кюри добротность и соотв косинус индуктора сильно не изменится.
Возможно стоит пробовать на малую мощность без компенсирующего кондёра.

[vadim50hz]

Не думаю, что всё так плохо. Некоторіе индуктора хорошо связанніе с заготовкой имеют косинус 0,6.
До точки Кюри добротность и соотв косинус индуктора сильно не изменится.
Возможно стоит пробовать на малую мощность без компенсирующего кондёра.

Что-то тут парево какое-то.
Как это у вас до точки Кюри косинус практически не меняется - еще как меняется. Поясняю - индуктивность до точки Кюри слабо меняется (можно считать, что не меняется вообще), а удельное сопротивление загрузки вырастает в разы, и соответственно косинус будет изменяться (при постоянной частоте и напряжении растет). А после точки Кюри вообще возрастает скачком.

косинус 0,6?! Не верю...) Ну если только индуктора длиной десятки метров и частота промышленная))

Все правильно. Но только для низкой частоты и многовитковых индукторов с минимальным зазором, которые работают на сталь. У 1 витковых индукторов, например, для закалки стали 0.1-0.3 при частоте 66кГц и выше.

Чего правильного-то, Дмитрий Саныч! Ни хрена не правильно!! Откуда у вас косинус до 0.3 на 66кГц, если на 50Гц выше 0,4 практически не бывает!

[dmitrp]

Что-то тут парево какое-то.
Как это у вас до точки Кюри косинус практически не меняется - еще как меняется. Поясняю - индуктивность до точки Кюри слабо меняется (можно считать, что не меняется вообще), а удельное сопротивление загрузки вырастает в разы, и соответственно косинус будет изменяться (при постоянной частоте и напряжении растет). А после точки Кюри вообще возрастает скачком.

косинус 0,6?! Не верю...) Ну если только индуктора длиной десятки метров и частота промышленная))



Чего правильного-то, Дмитрий Саныч! Ни хрена не правильно!! Откуда у вас косинус до 0.3 на 66кГц, если на 50Гц выше 0,4 практически не бывает!

Отвечаю. Для нагрев бондажей роторов на 50Гц используется многовитковый водоохлаждаемый индуктор. Компенсирующих конденсаторов там нет. Запитывается от понижающего тр-ра и все. Косинус там 0.5-0.6. Насчет закалки и 0.3 слегка промазал согласен. Но 0.1 вполне.