Jump to content

    
Sign in to follow this  
Romius80

Стабилизатор тока большой мощности.

Recommended Posts

Здравствуйте!!!

Есть IGBT модуль CM300DY-24H (какик там транзисторы стоят я не знаю). Задача сделать стабилизатор тока на 5 А при входном напряжении 200 В для обмотки возбуждения ДПТ при изменении сопротивления обмотки от 30 - 100 Ом. В Proteuse смоделировал схему, где с шунта снимается обратная связь и идёт на операционный усилитель К553УД2 неинверсный вход, а на инверсный через делитель напряжение смещения. Схема была для заряда аккумуляторов на 12В с составным биполярным транзистором, я только впихнул туда IGBT транзистор поставил 200В и стабилизировал питание для операционника. Суть в том, что при изменении нагрузки (оммического сопротивления двигателя), изменяется ток в пределах пол-ампера на 5 Ом изменения нагрузки. Подскажите, возможно это сделать или нет и как. Заранее благодарен!!!

Share this post


Link to post
Share on other sites
Здравствуйте!!!

Задача сделать стабилизатор тока на 5 А при входном напряжении 200 В для обмотки возбуждения ДПТ при изменении сопротивления обмотки от 30 - 100 Ом.

Непонятно, почему сопротивление обмотки возбуждения, которая стоит себе мирно на статоре, может так сильно меняться - в 3.(3) раза. При нагреве на 100 градусов - только 40 процентов.

Опять же, Вы ничего не написали про времена, точность, пульсации... и др.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Двигатель на 460 кВт, реальный разброс сопротивления ОВ от 55 до 67 Ом. Изменение температуры в цехе около 40 градусов. Нужно точное поддержание скорости менее 1%. Стабилизированный ток 5А +- 0.2А вполне устраивает, пульсации по возможности минимальные. По временам не допонял, можно точнее.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Двигатель на 460 кВт, реальный разброс сопротивления ОВ от 55 до 67 Ом. Изменение температуры в цехе около 40 градусов. Нужно точное поддержание скорости менее 1%. Стабилизированный ток 5А +- 0.2А вполне устраивает, пульсации по возможности минимальные. По временам не допонял, можно точнее.

Ну так как же все это может получиться? 200 вольт/67 ом = 3 А. А хотите 5... Или Ом у Вас не работает... Или работает?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Первое, что приходит в голову - с шунта (даже если он одним концом заземлен) нужно снимать сигнал двумя проводами и подавать на дифференциальный усилитель. Если хотите правильных ответов - схему в студию, причем с указанием, где длинные провода к мотору.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Двигатель на 460 кВт, реальный разброс сопротивления ОВ от 55 до 67 Ом. Изменение температуры в цехе около 40 градусов. Нужно точное поддержание скорости менее 1%. Стабилизированный ток 5А +- 0.2А вполне устраивает, пульсации по возможности минимальные. По временам не допонял, можно точнее.

 

Заходишь точно не с того конца. Для стабилизации скорости нужен датчик скорости ( энкодер, тахогенератор ) и регулятор скорости.

 

Если очень хочется стабилизировать ток возбуждения ДПТ то используй импульсный стабилизатор. Линейный тут перебор. Тут можно ставить даже управляемый выпрямитель напряжения с обратной связью по напряжению. Быстродействие большое не надо.

 

IGBT модуль CM300DY-24H наверно снят с мощного привода FR-A500? Там такие.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Дело в том, что энкодер к движку никак не присобачить. Исполнение и регулирование привода 1965 года аналоговое. Стоит тахогенератор, но в системе регулирования не участвует в силу большой длины пром. вала (сказывается упругость вала на скручивание, инерционная масса около 1000 тонн). Двигатель крутит машину целюллозного потока. Проблемы в том, что после длительного простоя в ППР, при запуске машины (включение вакуума, отсос конденсата и т.д.) ток доходит до номинала и выше, и держится в течении 2-3 часов. Регулировка нейтрали двигателя даёт эффект в лучшую сторону, но возникает проблема с качеством намотки целюллозы, т.к. в системе регулирования накатов стоят магнитные усилители, у которых малая зона регулирования и большое время отклика на изменение сигнала. Пробовали разнообразные варианты и пришли к выводу, что нужно стабилизировать ток в ОВ для поддержания стабильной скорости. Схема на усилителе прилагается. Прошу направить в нужное русло. По поводу закона Ома я в курсе, напряжение не проблема, если надо подкинем, отталкивайтесь от тока стабилизации 5А - 6А. Но нестабильность тока в больших пределах более 0.3 А на каждые 5 Ом нагрузки приводят к изменению скорости машины и следовательно к обрыву. Учтите, что нагрузка индуктивная, а на схеме я указал нагрузку чисто активную. Вместо биполярного транзистора поставил IGBT, потому что они просто у нас валяются без дела, хоть найти применение и есть повод. Сильно ногами не пинайте, но помощь в корректировке в нужном направлении очень нужна!!!

Doc1.doc

Share this post


Link to post
Share on other sites
Сильно ногами не пинайте, но помощь в корректировке в нужном направлении очень нужна!!!

Посмотрите на схемотехнику драйверов для шаговых двигателей. Они как раз ток стабилизируют.

Простейший - TEA3718 - на биполярных. Или более новые - много у Allegro. И отмасштабируйте.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Дело в том, что энкодер к движку никак не присобачить. Исполнение и регулирование привода 1965 года аналоговое. Стоит тахогенератор, но в системе регулирования не участвует в силу большой длины пром. вала (сказывается упругость вала на скручивание, инерционная масса около 1000 тонн). Двигатель крутит машину целюллозного потока. Проблемы в том, что после длительного простоя в ППР, при запуске машины (включение вакуума, отсос конденсата и т.д.) ток доходит до номинала и выше, и держится в течении 2-3 часов. Регулировка нейтрали двигателя даёт эффект в лучшую сторону, но возникает проблема с качеством намотки целюллозы, т.к. в системе регулирования накатов стоят магнитные усилители, у которых малая зона регулирования и большое время отклика на изменение сигнала. Пробовали разнообразные варианты и пришли к выводу, что нужно стабилизировать ток в ОВ для поддержания стабильной скорости. Схема на усилителе прилагается. Прошу направить в нужное русло. По поводу закона Ома я в курсе, напряжение не проблема, если надо подкинем, отталкивайтесь от тока стабилизации 5А - 6А. Но нестабильность тока в больших пределах более 0.3 А на каждые 5 Ом нагрузки приводят к изменению скорости машины и следовательно к обрыву. Учтите, что нагрузка индуктивная, а на схеме я указал нагрузку чисто активную. Вместо биполярного транзистора поставил IGBT, потому что они просто у нас валяются без дела, хоть найти применение и есть повод. Сильно ногами не пинайте, но помощь в корректировке в нужном направлении очень нужна!!!

 

Здравствуйте Romius80. Привет коллегам.

Сдается мне что вы с Братска. Там я видел сушильные машины по описанной вами схеме. Сам я усть-илимский у нас мехвала нет.

 

Что касается проблемы.

1. Я думаю Нужно говорить про разброс параметров разных двигателей Rвозбуждения от 30 до 100 Ом. Если у Вас при нагреве так сильно меняется (3,3раза) сопротивление нужно скорее говорить о неисправности двигателя. Чем намотана такая обмотка я удивляюсь. В Братске к примеру двигатели как мне говорили импортные как раз 60х годов. Таких проблем быть не должно. Может их обследовать и в ремонт?

2. Двигатель 460кВт сопротивление возбуждения должно быть 30 - 10 Ом. У нас на Гауче двиг 200кВт Rвозб~20 Ом. А 100 ом для двигателей на 7,8кВт более типично.

3. Ваш стабилизатор должен выдавать напряжение в районе 220В и стабилизированный ток точно 5А +-0,2А. По вашим данным для 30-100 Ом напряжение с выхода стабилизатора от 150 до 500 Вольт. Впечатляет? Если делать линейный стабилизатор то в худшем случае на транзистор придется 350В*5А=1750 Вт. Транзистор не выдержит.

4. На пульсации выходного напряжения не обращайте внимания. Индуктивность ОВ очень большая. Прямой зависимости м/д пульсациями напряжения и така нет.

 

Подумайте над использование следующей схемы. Просто советую для Вашего случая самое то.

post-40228-1235137735_thumb.png

Гальванические развязки не показаны. Датчик тока-возможны варианты. Показан только сам принцип.

Если не нравится и кажется устаревшим можно подумать про импульсный стабилизатор с использование вашего IGBT. Схема получится тоже довольно простая частоту ШИМ можно задать примерно на 1кГц.

 

Ну уж и совсем чисто из теоретического интереса можно взять источник постоянного тока 12,5 кВ добавочное сопротивление 2500 Ом мощностью 62,5 кВт и так же получите заданную стабилизацию тока.

 

Двигатель на 460 кВт, реальный разброс сопротивления ОВ от 55 до 67 Ом. Изменение температуры в цехе около 40 градусов. Нужно точное поддержание скорости менее 1%. Стабилизированный ток 5А +- 0.2А вполне устраивает, пульсации по возможности минимальные. По временам не допонял, можно точнее.

 

Эти данные уже ближе к реалиям. Но опять же точность поддержания скорости +-1%. В вашем случае вероятно регулируется напряжение якоря (ОС по напряжению).

А скорость ДПТ post-40228-1235141350.gif

 

Получается если меняется нагрузка скорость будет плавать.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Пожалуй. UC3842, IRG4PF50W, обратный диод какой-нить HFA15PB120 или 2 шт. HFA15PB60. Частота - несколько кГц. Все питается прямо с выпрямленных 3-х фаз. Шунт на плюсе питания, с шунта сигнал усиливается ОУ прямо там, идет на устройство сравнения на ОУ тоже, а с него обратная связь подается на UC3842 через оптопару. Если сравнивать сигнал после оптопары - ток будет сильно дрейфить, поскольку она имеет нестабильный коэф. передачи. Нужно 2 развязанных питания.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Ну, тогда ШИМ на ключ..

Какой-такой ШИМ... Релейное управление при такой индуктивности. Компаратор с гистерезисом. Время может получиться... боюсь подумать... доли секунды. Или не доли даже...

Share this post


Link to post
Share on other sites
Какой-такой ШИМ... Релейное управление при такой индуктивности. Компаратор с гистерезисом. Время может получиться... боюсь подумать... доли секунды. Или не доли даже...

Релейное управление как то не красиво. Вероятно подойдет. Главное реализация. Как будите поддерживать заданную точность?

Share this post


Link to post
Share on other sites
Релейное управление как то не красиво. Вероятно подойдет. Главное реализация. Как будите поддерживать заданную точность?

Может и не очень красиво на бумаге, а мне вот нравится, что ключик будет холодный. Не то, что ШИМ на килогерцы.

Туда - на компаратор можно и долю (по вкусу) от тока якоря добавить...

Share this post


Link to post
Share on other sites

Гы. Схема получается настолько примитивная, что не требует даже настоящего БП. Пара компараторов, шунт, оптопара, возможно - Low Side Driver, балластные резисторы ватт на 5-10. Однако при большой индуктивности нагрузки действительно должна работать хорошо. Я сам когда-то делал нечто вроде. 3 транзистора, из которых 2 - триггер Шмитта, один - Р-канальный полевик.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Гы. Схема получается настолько примитивная, что не требует даже настоящего БП. Пара компараторов, шунт, оптопара, возможно - Low Side Driver, балластные резисторы ватт на 5-10. Однако при большой индуктивности нагрузки действительно должна работать хорошо. Я сам когда-то делал нечто вроде. 3 транзистора, из которых 2 - триггер Шмитта, один - Р-канальный полевик.

Почему у Вас два компаратора? На компараторе и триггер Шмитта получается. Диод можно не на землю, а на сколько-то там вольт - меньше, чем нужно.

Хотя для управления такой машиной особенно экономить не нужно. Но, чем меньше деталей, тем выше надежность. Иногда.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Sign in to follow this