Добрый день,

есть маленькая проблемка - нужен переносной источник тока на 600В и 100-200А, пусть не регулируемый, пусть в виде конденсатора-ионистора. Надо запасти 1мДж и потом с озвученными токами разрядить - в соседнем отделе в вечной мерзлоте какой-то эксперимент хотят поставить связанный с северным сиянием. Заряжать это можно от борт сети вертолета или бензогенератора, то есть для заряда есть примерно 1-2кВатта. Понятно, что один эксперимент в час, то есть надо час (а лучше быстрее) заряжать, потом - разрядить с 200А током.

Есть под рукой 2.7В 350Ф ионистры, если их взять по 3, то есть 1кФ, и такое взять 250 последовательно, то можно запасти необходимую или около этого энергию (600В, 4Ф).

С разрядом, если они заряжены, ИМХО, проблем не должно быть. С зарядом - видится два варианта

1. питающие 220В выпрямляются, подаются на полный мост, который питает 50 последовательно включенных трансформаторов, в каждом из которых есть по 5 вторичных обмоток. Выход из каждой такой обмотки выпрямляется, и подается на какую-нибудь стандартную микросхему для зарядки, типа bq (советы какую именно выбрать очень приветствуются).

2. на стойку последовательно соединенных ионисторов подается 600В, а каждый ионистр балансируется чем-то, либо
2.1. резистивным балансиром (сколько КПД можно ожидать?)
2.2. какими-то умными балансирами, какими именно?

На вскидку, сколько КПД такого зарядного можно ожидать, вернее, пусть, надо запасти 1мДж, а есть 1кВатта питание, хотя бы за 2000 секунд можно ожидать, по какой-то схеме полный заряд?

Пожалуйста, посоветуйте, вдруг кто с похожими задачами сталкивался!

Спасибо

ИИВ

Мечтать не вредно. Плохо там , зовзем плохо с внутренним сопротивлением. Есть суперконденсаторы по другой технологии, нежели ионисторы ( мне кажеться их уже забыли ) и емкости и напряжения адекватные на машины ставят 12-24В 40-80 Фарад на запуск в заполярных условиях. Меньше по размерам аккумулятора. Про ценник помолчу.

А не проще, например, за X минут раскрутить достаточно мощный электромотор (вращая его вал, например, посторонним электродвигателем или дизелем) с достаточно массивным ротором (тут нужны расчеты, я сходу не скажу, насколько он должен быть массивным), а затем, когда он наберет обороты, замкнуть его на нагрузку. Пущай делится своей кинетической энергией и не жадничает. И ионисторов вагон не нужен. Так еще академик Капица делал, когда ни ионисторов, ни суперконденсаторов и в проекте не было ...

вроде ток отдачи - 100А для ионистра - не проблема, так как я планирую 3 штуки в параллель, с каждого будет 30А. Это даже LiFePO4 справится.

Ток заряда - тут совсем мизер, имея 750 ионистров и 1кВаттный источник питания на каждый ионистр у меня придется чуть больше одного ватта или пол ампера!
Скажите, пожалуйста, где я не увидел проблему со внутренним сопротивлением?


тоже хотел так сначала

Мотор на такую нагрузку - около 100кг, для запасания 1мДж, считаем так, пусть маховик разогнали до касательной скорости 80м/с, надобно 300кг маховика, а со всем креплением, мотором, на тонну потянет, экспериментаторы по весу в вертолет не впишутся а ионистры на такой номинал только 30кг будут весить

Про ваши ионисторы не знаю, но напряжение порядка 1-2 вольта, ну и нормально внутренее сопротивление песимизм 0.1 -1 Ом оптимизм 0.01Ом помножить на 200 и что же там получиться с вашей накачкой? ЛАЗЕРА что ли? если что я прикалываюсь, мечтайте дальше, хотя имел сношения с POWER ELECTRONICS, типо статические преобразователи на 30КВт и в таком духе и токи по 500А IGBT и в таком духе хорошая дорогая швейцарская техника, при лучшем раскладе 1 ватт = 1 бакс Х К с коэфициентом К до 5
тут батенька нужна наглость, правильные тех знания и финансы. LiPo будет или суперконденсатор, но одно напрягает а чего спрашиваете? У меня были бы эти условия я бы не гу гу. Я как финн, вотку пьют в одиночестве

Точно ?


Взято вот отсюда:

http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B0%...%B2%D0%B8%D0%BA

Ну и книжку этого самого Гулиа почитайте. Там про это много:

http://n-t.ru/ri/gl/ek.htm

всякие вот такие сборки заряжают тем же током что и разряжают, во всяком случае пишут в условиях тестирования один и тот же ток
http://www.maxwell.com/products/ultracapac...s_1014696-7.pdf
http://www.maxwell.com/products/ultracapac..._16v_module.pdf - два варианта с активной/пассивной балансировкой, отличаются только током утечки

http://www.maxwell.com/products/ultracapac...ice-1007240.pdf - пассивная балансировка



в той же книжке качественно показывалась проблема статической и динамической балансировки этих маховиков.
уж лучше по возможности без них

А вот это сомнительно. ИМХО, гораздо лучше за несколько рейсов доставить необходимое для опытов надежное электромеханическое оборудование, чем за один рейс доставить легкую и потенциально ненадежную электронику. Кстати, я подозреваю, что мотор с генератором и доставкой не обойдутся дороже, чем этот капризный электронный накопитель, пусть и доставленный за один рейс. Если эта электроника там, на месте, за тридевять земель от ближайшего квалифицированного специалиста, навернется, то что вы станете делать ? И во сколько в таком случае встанет ее ремонт ?

Ну вы сравнили. Для LiFePO4 (нормальных) это действительно не проблема, а вот насчет иониторов - мысль о внутреннем сопротивлении у меня возникла с перых строк. По иониторам я не спц рассказывать не буду, но почему не хотите LiFePO4? Вот сравните габариты, вес и цену с вашими ионисторами. Вопрос заряда решается вообще стандартно - за балансиром обращайтесь

Во это я понимаю, то что дохтур прописал. Миллиомы, 120В и тысячи ампер. Только стоит
наверно как машина. Кстати рабочий диапазон температур до -40*. Таких аккумуляторов не бывает.
Только если там будет продолжение силовой электроники, вроде степ даун, то и такие емкости не камильфо, там еще батарею надо организовывать, спец импульсных емкостей с гайками. Все не просто, как в СВЧ, чуть что сразу бабахнет.

Относительно простой балансировщик можно собрать на одинаковых двухобмоточных трансформаторах, соединив параллельно их первичные обмотки, а вторичные подключив к каждой ступени батареи через синхронные выпрямители, т.е. реализовав запараллеливание банок по переменному току. Соответственно, один многообмоточный трансформатор не способен заменить это решение.


Например, у этого компонента:

http://www.digikey.com/product-detail/en/B...1021-ND/3079285

ток КЗ, в отличие от Ваших аккумуляторов, нормирован, и составляет 9300 А. Просто задачи у этих деталей разные, а в данном случае господа академики безусловно собираются закорачивать золотой ящичек ломиком, потому что иным макаром северное сияние никак не извлечь.

Спасибо большое за простое и понятное решение.

Скажите, пожалуйста, можно ли вместо синхронного выпрямителя (чтобы не городить опторазвязки) использовать систем-он-чип типа такого SPV1001N30, вроде он не на диодной основе, а мосфетной, и, при его падении в 80мВ я думаю, что с синхронным общее КПД у меня получится таким же...

Спасибо!

ИИВ

Нет, это диод, а нужен ключ, потому что обмен энергией в это время идёт двунаправленный.

Для управления ключом сгодится простой одновибратор, т.е. в теории даже обыкновенные диффцепи на входах драйверов затвора, питающихся от полки обратного хода трансформатора.

Допустим у Вас ионисторы заряжаются до максимального напряжения(хотя лучше до половины, чтоб обеспечить запас прочности). Тогда каждый заряженный ионистор будет иметь энергию W=C*U*U/2 = 350*2.7*2.7/2=1.27 кДж. А 250 последовательно включенных ионистора соответственно энергию W=1.27*250=318.9 кДж. Если Ваш источник питания выдает 2 кВт, то необходимую энергию при 100% КПД он выдаст за t=318.9 / 2 = 160 сек = 2 минуты. Если у Вас есть 1 час на зарядку, то достаточно чтоб зарядник имел КПД равное 2/60 = 0.033 = 3.3 %. Но эти 3 % - без учета внутренних сопротивлений

Есть LI-Po аккумуляторы доля авиамоделей, способные выдавать ток разряда 50С (например, при 4 А.ч - это 200 А).
Собрав 150 таких ячеек, получите нужные ток и напряжение.
Если Вы под 1 мДж имели в виду 1 МДж, то за такой импульс израсходуется 10-15 % емкости.
Если на эксперимент надо 10-20 импульсов, то и заряжать можно "дома" (особенно если взять ячейки побольше емкостью).
Тогда не надо таскать с собой генератор.
Сделайте к каждой ячейке простейший балансир в виде параллельного (шунтового) стабилизатора.
Заряжать такую батарею между импульсами можно от простейшего источника тока, а заканчивать заряд по достижении общего напряжения. В Вашем случае недозаряд емкости не страшен, важнее простота реализации.
Еще я бы на время заряда перекоммутировал батарею с помощью реле на 2-3 параллельных секции, чтобы не возиться с источником тока на 600-800В. Тогда можно от 220 сделать бестрансформаторный выпрямитель и ИТ простейший на транзисторе с радиатором, либо (если важен КПД) импульсный стабилизатор тока.
Важно: поддерживать плюсовую температуру батареи, лучше всего с помошью теплоизоляции + подогревателя.
Успешных Вам ипытаний боевого лазера

Из бортовых 24 В напряжение повышается обычно пуш-пулом. Таковые в упсах бывают. А лазер волоконный?

Да, кстати, можно несколько источников небольшого напряжения сделать, вместо 1 600-вольтового. Мож., это облегчит балансировку.

https://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=139880

Как выглядит выход из строя батарея ионисторов? Кто уже такое пробовал?