Дроссель на 1мГн, 75 А, Выбор материала дросселя Опции

[armature_current]

Добрый день! Начну с преамбулы:
Трехфазномостовой инвертор в обращенном режиме. Сеть 0,4 кВ. Входные дроссели на каждой фазе из предварительного расчета и моделирования достаточны по 1мГн, чтоб держать КНИ тока в пределах 7%. Частота коммутации 20 кГц. А теперь суть вопроса.

В нашей ферме подходящие ферриты только EPCOSы E80/38/20 из N87. При увеличении площади поперечного сечения в 5 раз (пять вместе составленных ферритов) толщины зазора в 3мм хватит чтобы дроссель не входил в насыщение и при полном заполнении окна, (на первый прикид где топроцентов 98%) витков (48) хватит на 2 мГн. Так вот не жирно ли будет 5 ферритов на один дроссель при таких н.у.? Кто подскажет более рациональное решение? Знаю что на пермалое можно сэкономить, но если учесть время и трудности поставки в Новосибирск...

[Methane]

Добрый день! Начну с преамбулы:
Трехфазномостовой инвертор в обращенном режиме. Сеть 0,4 кВ. Входные дроссели на каждой фазе из предварительного расчета и моделирования достаточны по 1мГн, чтоб держать КНИ тока в пределах 7%. Частота коммутации 20 кГц. А теперь суть вопроса.

В нашей ферме подходящие ферриты только EPCOSы E80/38/20 из N87. При увеличении площади поперечного сечения в 5 раз (пять вместе составленных ферритов) толщины зазора в 3мм хватит чтобы дроссель не входил в насыщение и при полном заполнении окна, (на первый прикид где топроцентов 98%) витков (48) хватит на 2 мГн. Так вот не жирно ли будет 5 ферритов на один дроссель при таких н.у.? Кто подскажет более рациональное решение? Знаю что на пермалое можно сэкономить, но если учесть время и трудности поставки в Новосибирск...

На распыленное железо смотрите.

[tremor]

А использовать обыкновенное трансформаторное железо никак нельзя?

[armature_current]

На распыленное железо смотрите.

Попробую почитать про это...

А использовать обыкновенное трансформаторное железо никак нельзя?

В токе присутствуют высокочастотная составляющая (7%), если брать в расчет нагрев только дросселя, то можно было бы и не заморачиваться, но в системе есть еще полупроводники, у которых динамические потери очень большие. А КПД надо не хуже 90%

[Methane]

Попробую почитать про это...

http://e-voron.dp.ua/catalog/010190

В токе присутствуют высокочастотная составляющая (7%), если брать в расчет нагрев только дросселя, то можно было бы и не заморачиваться, но в системе есть еще полупроводники, у которых динамические потери очень большие. А КПД надо не хуже 90%

Думайте: Больше индуктивность это меньшая высокочастотная ставляющая. А это значит что можно взять материал с большей B-Max, а там и до железа не далеко.

[armature_current]

Посмотрел на распыленное железо...
Кольцевой брать нельзя, без зазора, ну не как, иначе надо будет также 4-5 кольца на один дроссель. Если другой формы, то у них AL меньше, а еще с зазором и того меньше будет, в итоге еще больше витков, а много не намотаешь, амперчиков то 75, либо еще больше элементов, чтоб поперечное сечение увеличить...
Насчет трансформаторного железа не знаю, надо его посмотреть где - то...
Поправьте, если что не так?

[Methane]

Посмотрел на распыленное железо...
Кольцевой брать нельзя, без зазора,

У низ зазор распределенный.

ну не как, иначе надо будет также 4-5 кольца на один дроссель. Если другой формы, то у них AL меньше, а еще с зазором и того меньше будет, в итоге еще больше витков, а много не намотаешь, амперчиков то 75, либо еще больше элементов, чтоб поперечное сечение увеличить...
Насчет трансформаторного железа не знаю, надо его посмотреть где - то...
Поправьте, если что не так?

Параметры сердечника из трансформаторного железа, определяются зазором.

[asdf]

В нашей ферме подходящие ферриты только EPCOSы E80/38/20 из N87. При увеличении площади поперечного сечения в 5 раз (пять вместе составленных ферритов) толщины зазора в 3мм хватит чтобы дроссель не входил в насыщение и при полном заполнении окна, (на первый прикид где топроцентов 98%) витков (48) хватит на 2 мГн.

Извините, а как Вы рассчитывали дроссель?
У меня получается при зазоре 3мм, 48 витках и токе 75А - индукция в сердечнике B>1.5 Тл.
Т.е в этом случае Вам подходит только сердечник из аморфного железа.

[Microwatt]

Посмотрите П (U)- образные ферриты.
А вообще, 400 ватт и 20кГц... При мощности в десять раз выше люди частоту в 50 кГц поднимают.
Сечение сердечника что-то насчитали очень большое. 400 ватт на одном Е55 можно вытянуть.
Или я что-то не понял по условию задачи? Это для корректора дроссель или где он должен стоять?
Железо можно не смотреть, оно и 10 кГц плохо тянет.

[armature_current]

У меня получается при зазоре 3мм, 48 витках и токе 75А - индукция в сердечнике B>1.5 Тл.

пять вместе составленных ферритов, т.е. в одном протекает 0.2, те 0.3 Тл

У низ зазор распределенный.

Насчет распределенного зазора. Возьмем самый мощный (u = 26) MPP для моего случая от Magnetics 55908. AL = 34.04 нГн/Виток^2. Необходимо будет намотать 172 витка площадью 25 квадратов. Необходимая площадь окна 4300 квадратов, а имеем всего лишь 1700. Значит опять увеличиваем количество колец.

Возьмем от этой же конторы HFlux самой низкой проницаемости (u = 26) серии 58908. AL хуже, размер окна чуть больше, 1799 квадратов. Та же история.

Возьмем Kool Mu от них серии 77908. Содержит в себе преимущества MPP в виде такой же AL(34.04) и HFlux(размер окна 1799 кв.мм.)

Вот и получается что не получается...

Я наверно сделал одну грубую ошибку. Просмотрел только одного производителя...

Железо можно не смотреть, оно и 10 кГц плохо тянет.

Вот прям на душе легче стало. А то уже хотел начать поиски железа...

400 ватт

30 кВт...

Это для корректора дроссель или где он должен стоять?

он самый. а впринципе универсальная система, может как фильтр использоваться, как корректор, как повышающий, а самое главное, моментально(почти) переходит в режим генерирования.

[asdf]

пять вместе составленных ферритов, т.е. в одном протекает 0.2, те 0.3 Тл

Это не правильно.
В паралельно соединенных сердечниках, если не учитывать краевые эффекты, индукция примерно одинакова, вот ее Вы и должны брать при расчете намагничивания, а суммировать - т.е рассчитывать поток B*S нужно при расчете эдс трансформатора, а не параметров дросселя.
Для Вашего случая для 48 витков и 75 А.
зазор = 48*75*1.256*10^-6/0.4~16мм
где ~0.4 индукция насыщения феррита.
А необходимая площадь сердечника S=75*10^-3/(0.4*48)~40 см2. (10 шт E80 в параллель.)

Железо можно не смотреть, оно и 10 кГц плохо тянет.

В общем случае это не правильно, на аморфном железе типа БДСР5 я на 400 кГц-ах нормально работал.
Просто есть определенные нюансы, как это нужно делать.
Железо неудобно тем, что нужно аккуратно резать зазоры, для больших партий не технологично, а для единичных изделий проходит..

30кВт, а 75А откуда, Вы что, в режиме разрывных токов работаете?
Заинтересовало вот что

Трехфазномостовой инвертор в обращенном режиме.

а самое главное, моментально(почти) переходит в режим генерирования.

Можно поподробнее, что Вы имели ввиду.

[armature_current]

а суммировать - т.е рассчитывать поток B*S нужно при расчете эдс трансформатора, а не параметров дросселя

Ой, спасибо!

S=75*10^-3/(0.4*48)~40 см2. (10 шт E80 в параллель.)

А это от куда?

А 75А откуда, Вы что, в режиме разрывных токов работаете?

все от туда, нормальный, переменный ток, КНИ в пределах 7% (если в расчет брать основную гармонику 50 Гц).
30000/380 ~ 78. Знаю что не правильно, если взять в одной фазе 220 и мощность 10кВт, то 45 ампер, да на 1,4142.

Можно поподробнее, что Вы имели ввиду.

Трехфазный инвертор напряжения, в обращенном режиме работы, работает как AC-DC


И если в звене постоянного тока появляется источник ЭДС, больший чем пытается удержать система управления преобразователем, то он начинает спокойно генерировать энергию в сеть.

[asdf]

все от туда, нормальный, переменный ток, КНИ в пределах 7% (если в расчет брать основную гармонику 50 Гц).
30000/380 ~ 78. Знаю что не правильно, если взять в одной фазе 220 и мощность 10кВт, то 45 ампер, да на 1,4142.

L*i=B*S*n

Если у Вас фазовые корректоры стоят не в каждой фазе, а после трехфазного выпрямителя, то теряется смысл их применения. В этом случае фазовая коррекция захватывает только верхушку напряжения, что-то (точно не помню) 0.85 от амплитуды.

Но если учесть Ваше

если в звене постоянного тока появляется источник ЭДС, больший чем пытается удержать система управления преобразователем, то он начинает спокойно генерировать энергию в сеть.

то возникает странное чуство наличия каких-то нестыковок, т.к. в этом случае Вы должны использовать в корректоре ключи переменного тока, а это подразумевает наличие корректора в каждой фазе.

[armature_current]

Систему я отлаживал на испытательном стенде, сеть 36 В, ток 15 А, работало все здорово, но пора переходить на серьезные мощности. Вот и встала задача с дросселем

L*i=B*S*n

Если у Вас фазовые корректоры стоят не в каждой фазе, а после трехфазного выпрямителя, то теряется смысл их применения. В этом случае фазовая коррекция захватывает только верхушку напряжения, что-то (точно не помню) 0.85 от амплитуды.

правильно, если фазовые корректоры будут стоять не в каждой фазе.
Попробуйте представить себе работу трехфазного моста при векторном управлении, с помощью вектора можно регулиривать фазу и амплитуду переменного напряжения, так вот, принцип тот же самый, трехфазная сеть у нас никак не меняется, всмысле величина амплитуды напряжения, а глубиной модуляции мы можем контроллировать величину напряжения в звене постоянного тока. Там жен находиться конденсатор, тысячи мкф, за счет его реактивной мощности, представляется возможность контролировать форму и величину трехфазного напряжения инвертора, т.е. регулировать вектор тока потребляемого из сети

Но если учесть Ваше
....
то возникает странное чуство наличия каких-то нестыковок, т.к. в этом случае Вы должны использовать в корректоре ключи переменного тока, а это подразумевает наличие корректора в каждой фазе.

Нет, комбинация двунаправленных ключей не нужна. Топология та же, что и в инверторе, полярность в звене постоянного тока тоже не меняется.

зазор = 48*75*1.256*10^-6/0.4~16мм

При таком зазоре получиться AL в несколько раз меньше, что потребует большего колличества витков?

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Microwatt]

пять вместе составленных ферритов, т.е. в одном протекает 0.2, те 0.3 Тл
30 кВт...

Ну...30кВт - убегаю в будку, стараясь не греметь цепью......
Однако, если это корректор с выходом на постоянном токе, то, скорее всего, успех Вам светит суммированием выходов штук 8 менее мощных корректоров в каждой фазе. Их только нужно синхронизовать и разнести по фазе (по ВЧ-фазе, а не 50Гц). И частоту рабочую поднять. Тогда моточные, сами ключи, отвод тепла будут более-менее технологичными и вменяемыми по стоимости.
Единичным ключом на сегодня коммутировать 10-20кВт мне кажется экзотикой.
Я тут года три наблюдаю через плечо, как коллега с 4-киловаттником уродуется. Работать-то оно работает, но все больше напоминает кузню медника, + слесаря по вентиляции, чем электронику )
Серьезная у Вас задачка. Могу только пожелать успехов.