Встал вопрос уменьшения габаритов силовых модулей. Изучаю характеристики разных кондеров 100v.
1. прихожу к выводу, что лучше ставить много длинных и тонких, чем больших и жирных.
2. из того что нашел по даташитам лучшее решение - Rubycon ZLJ 270uF 100V 12.5x30. Меньше не стал, ибо лес совсем маленьких паять накладно.
По слухам чемиконы еще лучше, хотя по даташиту цифры говорят обратное.

Вообщем сабж - есть что-то более инетересное чем рубиконы?

На DigiKey смотрели? Ну или там же полимерные. Может керамику, типа такой добавить?

Ставить надо однозначно полимеры, впереди всех Панасоник.

10 000 мкф расчетно сглаживает пульсации напряжения до примерно 1 вольта. Нужно минимум 7000uf набрать суммарно.
Набирать такую емкость керамикой / полимерами довольно накладно. Плюс керамика очень нежная. Очень дорогие варианты (тантал/его разновидности) тоже не подходят.


П.с. Панасоники отличные. Но +700$ к себестоимости только на конденсаторах слишком жирно получается, лучше уж габариты раздуть. Разумный предел где-то 150$

Частота то какая? А то, может, с керамикой в десять раз меньшей емкости можно получить те же пульсации.

См.: SM06, стр. 9 - Typical ESR Performance (mΩ).

На 100 Вольт есть максимум 180 uF, см., стр. 13.

Расчеты при идеальном конденсаторе. частота 20 кГц, ток минимум 400А, лучше 600-700.

Это не контроллер для тягового двигателя случаем?
Вообще, такое сделать с традиционными подходами весьма сложно. Выход - в повышении частоты и переходу к многофазной топологии. Тогда проблема сглаживания пульсаций упрощается в разы.

Да, контроллер тягового двигателя.
Повышение частоты - хороший вариант, но потери на переключениях при больших токах серьезно возрастут (и немного нагрев ротора увеличится - усилятся вихри в магнитах). Также, с DTC режимом без достаточной емкости начинаются проблемки. Многофазный вариант - тоже хорошо, но дорого и подобные моторы мало кто использует.
Здесь задача поджать габариты того что есть насколько это возможно без существенного удорожания. Ибо 2/3 объема занимают конденсаторы.

Можно считать, что до 50 кГц потери динамические копеечные. Вихревые токи в железе двигателя, если уж ставите фильтр , вообще не должны возникать. Это типичная ошибка, двигатель должен питаться постоянным током, а не ВЧ ошметками с контроллера.
Существенно снизятся габариты моточных. Ведь 20кГц - область распыленного железа и прочего пермаллоя, а на 50 кГц уже эффективно работают ферриты.
Все равно, 700 А вы одним ключом не скоммутируете, а в многофазном варианте режимы будут намного легче. И конденсатор фильтра сразу в разы уменьшится. Многофазный контроллер, а не сам двигатель. Предполагаю, что двигатель - обычный сериесник или с возбуждением от постоянных магнитов?
Какое напряжение источника по входу контроллера?

Теперь понял. Да, многофазный вариант получается сильно интересней в плане питания. Фильтры надо прикинуть по габаритам. Похоже они места сожрут в несколько раз больше чем освободят конденсаторы.

По напряжению - пока пара вариантов, напряжение 80 и 130V. Вероятно в перспективе будем что-то вольт на 300-400 еще делать.

Короче, нужна , как говорят, регулируемая "понижалка" киловатт на 4-5?

Примерно так. Только чуть мощнее - на 25-60 кВт

Тогда - однозначно многофазник.
Пару лет назад тут отметился разработчик 250 кВт источника. Я не мог вообще представить как такое сделать. Оказалось, 32 фазы по 8 кВт и все вполне терпимо

По грубым прикидкам у многофазника больше минусов чем плюсов.
- схема серьезно усложняется (= падает надежность), цена тоже.
- габариты подростут
- пропадает возможность коммутации на низкой частоте - DTC и бездатчик гудбай.

Из плюсов - выигрываем менее процента КПД в моторе.

Да, без датчиков тока вообще ничего не получится.
Для транспорта заманчиво сделать двигатель с постоянным крутящим моментом. Для этого он должен питаться током, а не напряжением.
Количество элементов, конечно, возрастет. Но режимы их будут легче, а отказ 1-2 фаз из, скажем, 16 будет почти незаметным. Определенное резервирование заложено в самой многофазной топологии.
Моточных много, но относительно простых. А конденсаторы минимизируются, так как работают практически на постоянном токе. Может, и габариты немного вырастут, но оно же будет работать, а однотактный баян из 20 параллельных ключей будет ненадежен и сгладить там что-то по выходу в 500 А - не знаю как это практически возможно.
Ладно, может кто-то еще посоветует решение.

Под бездатчиком понималось отсутствие датчика положения ротора в моторе, а не датчиков тока.

По отказоустойчивости. Часто отказ проявляется как пробой ключей. Например, банальный непропай в затворе или в драйвере. Соответственно, для отключения горелой группы придется поставить контактор на каждую группу ключей. Это решение действительно хорошее, но там где требуется высокая отказоустойчивость. В коммерции проще выкинуть и поменять, главное чтоб 3 копейки стоило.


Для транспорта все более-менее приличные преобразователи умеют управлять моментом. Кроме откровенного китайского хлама.

По моточным - тоже не так всё просто. В изготовлении трудоемко (мотать нужно во много жил, зачищать медь, лудить, крепить). Допустим, будет 9 катушек по 200 ампер, допустим на 50 кГц. Это по габаритам получается больше текущего конструктива инвертора.

Все это уже давным-давно пройдено в соответствующих отраслях. И вопросы надежности, и замены, и технологичности. Существуют преобразователи в тысячи киловатт с ресурсами 15-20 лет.
Жаль, что в рамках форума нельзя все это рассмотреть подробнее..

Все верно. Но под разные задачи ставятся разные требования, и соответственно получается разная реализация. В данном случае отказоустойчивый преобразователь для тягача не нужен.
Вопрос был как габариты поджать. Многофазовой реализацией стало понятно что не подожмешь (из-за добавения громоздких фильтров). Пока вижу вариант только конденсаторы оптимальные ставить, и вероятно частоту поднять.

Так тут два момента
1. Единый дроссель , даже на 20 кГц, с током в 400 А не так просто намотать. Это те же проблемы с намоткой многожильным проводом и нагревом. Куча дросселей на порядок меньшей энергоемкости у многофазника может по суммарным габаритам и больше, но намного технологичнее.
2. Габариты емкостной части фильтра у многофазника сокращаются кардинально. У него входные и выходные фильтры работают при практически постоянном токе, очень небольшая составляющая пульсаций. Вот на этом вся конструкция может выиграть. Тут фильтры не добавляются, а УБИРАЮТСЯ.
-----
При таких мощностях добавление узла тактового распределителя в схеме управления - копейки. Отказ одной фазы достаточно просто защищается плавким предохранителем. Стоит таки просчитать этот вариант внимательно.
Решение "в лоб" с однотактником мне кажется практически неподъемным. Конденсаторный низковольтный фильтр на 20-40 кВт вырастет не в одно ведро габаритов и денег.

Спор ни о чём, это ж бытовуха, а на морозе этих электролитов понадобится эдак в разы больше, ну или они вовсе замёрзнут, и с жарой ничуть не лучше.

Егоров, речь о том что в однофазном варианте фильтров нет совсем. Подается ШИМ как есть на мотор и всё.

p.s. В споре часто рождаются интересные решения.
На морозе электролиты прогреются и все будет хорошо. По перегреву - до 70 градусов они нормально себя чувствуют, а дальше термостабилизация срабатывает.

Так вы же начали тему с поиска конденсаторов для фильтра с большой реактивной мощностью? Что, они только на входе контроллера? Батарея все-таки не хочет работать с ВЧ - токами в сотни ампер и на метровом кабеле это заметно?

Тогда, наверное, нужно начинать с подробной эквивалентной схемы источника, контроллера и двигателя. Прокатать это в симуляторе и увидеть что почем. Какие и где нужны фильтры, что они дадут и во что это выливается.
Иначе, это уже не раз у клуба юных техников было, - куча потраченных денег, времени и горелых компонентов.
Собирают все вслепую, а потом удивляются, что их детища не выходят из состояния вечного ремонта.

Егоров, да, конденсаторы стоят только по питанию. При этом, так делают все производители компактных низковольтных частотников и на 200Вт и на 40кВт, включая лидеров рынка (sevcon, curtis, toyota итд). Клуб юных техников уже давно позади.

Ну а куда же податься бедному крестьянину? Раз ничего нового придумать нельзя, тогда покупаем лидера и делаем его плохую копию.
Просто набираем ведро конденсаторв с малым ESR. Таких достаточно много, просто полистать даташиты у имеющихся поставщиков.

Мне кажется дальнейшая дискуссия в таком ключе смысла не имеет.

Да, что-то мы откуда пришли, туда и вернулись.
Может, я чего-то не до конца понимаю в задаче. Просто недавно просмотрел как на одном форуме электромобилистов бодались безрезультатно с этой же проблемой. Хотел помочь вам.
Но странно, что к теме никто больше не подключился практически.

Я весьма далек от темы силовых DC-DC, но ADI недавно пиарила новую схемотехнику таких преобразователей:

Источник: Analog Dialogue

Несколько преобразователей с одним блоком конденсаторов возможно будут меньше по габаритам, но это аналогично многофазной топологии нужно синхронизировать их между собой.

Извините, не в теме, но мне кажется вы хотите чуда. Наиболее правильное решение, как мне кажется, уходить в многофазную топологию. Может сначала сделать хотя бы 2-3 фазы. Если же хотите просто наставить самых лучших конденсаторов, то я вам во втором сообщении давал ссылки на Digikey. В случае полимерных используйте 100SXE22M. Если хотите чуть подешевле, то полимерные A759MS226M2AAAE045. Но габариты будут чуть побольше. Зато надежность побольше, т.к. ресурс задекларирован больше и емкость будет больше при том же токе. Недостающую емкость добить электролитами.

Не понятно, указан ли именно требуемый СКЗ конденсатора, но за вычетом наценки, например 40%, остаётся 90$, на которые можно купить около 180, например, таких конденсаторов, которые в пределе смогут работать на (95% · 2,4 А · 180) = 410 А.

Ну или вот серии UBY. По цене вроде тоже самое, а объём поменьше будет.