[Bpovov 0]

Добрый день, друзья!

Прошу покритиковать мою идею.

Итак -есть трёхфазная пром. сеть, есть чисто резистивная нагрузка грубо говоря медная труба. Эта труба проходит в камере с протекающим газом и греет его, нагрев должен регулироваться от 10 до 25 кВт.
Труба имеет низкое сопротивление поэтому токи нужны килоамперные, а напряжение несколько вольт. Питать можно как низкочастотным переменным, так и постоянным током.
Готовые источники под такие параметры, стоят дорого, да и мало их кто делает. Питать высокими частотами, думаю не выйдет нагреватель в нескольких метрах от источника, даже если и зайдет в нагрузку, боюсь помех на соседние датчики и оборудование.
Посидел, подумал, париться с синхронным выпрямлением на такие токи и трёхфазным ККМ, естественно не хочется. А железа трансформаторного разного в доступе навалом.

Вот прикинул такую историю, которая как мне кажется наиболее простая и кондовая в данной ситуации)

Сетевое выпрямляется двенадцати-диодным мостом через разделительный трансформатор,  далее небольшие фильтрующие ёмкости, дальше идёт инвертор на 20кГц, который качает трансформатор, для чистого синуса, на выходной обмотке(в виде толстой токовой шины) имеем 150 Гц синуса который уже подаётся на нагреватель.

В чем основная идея, что бы не делать ККМ я хочу синхронизировать инвертор с выпрямителем, с выпрямителя выходит такая картина (верхняя часть графика). Процессорное управление я поставлю, поэтому могу отследить частоту и фазу сети, и засинхрить пики синуса который формирует инвертер уже на выходном трансформаторе, тем самым "согласуя" потребление.
Почему я не могу поставить просто однофазный трансформатор с тиристорным управлением - нельзя иметь перекос фазам и резкое скачкообразное изменение потребления, также  необходима возможность плавной регулировки нагрева, которую можно получить с помощью инвертора.

Покритикуйте идею, будет ли толк от такого "синхро-ККМ".

Спасибо!

 

Изменено 16 марта, 2021 пользователем Bpovov

[AlexRayne 7]

только по идее синус тока должен иметь еще и меандр прямоугольный, и к нему уже синус добавить?

[Bpovov 0]

9 минут назад, AlexRayne сказал:

только по идее синус тока должен иметь еще и меандр прямоугольный, и к нему уже синус добавить?

 

не очень понял про какой меандр речь.

[AlexRayne 7]

у вас напряжение после выпрямления имеет постоянную составляющую, пульсации там вроде 13%. а ток в нагрузке - чистый синус, чет не вырисовывается резисьивная нагрузка.

[Bpovov 0]

9 минут назад, AlexRayne сказал:

у вас напряжение после выпрямления имеет постоянную составляющую, пульсации там вроде 13%. а ток в нагрузке - чистый синус, чет не вырисовывается резисьивная нагрузка.

это ж инвертор) так и должно быть)

гуглите "инвертор чистый синус"

https://habr.com/ru/post/428550/

https://habr.com/ru/post/358172/

 

резистивная нагрузка для выходного однофазного трансформатора, для трехфазного выпрямителя нагрузка будет уже с каким-то определенным коэффициентом мощности...  именно для его повышения мои извраты

[Yuri7751 24]

Если мне склероз не изменяет, там и без извращений КМ не хуже 95% получается. Вам мало? И откуда возьмётся "чистый синус", если нет фильтра на выходе - одна труба?

[Plain 186]

3 часа назад, Yuri7751 сказал:

откуда возьмётся "чистый синус", если нет фильтра на выходе

Очевидно, второй трансформатор тоже НЧ, но со слабой связью и намотанный ВЧ проводом.

[wla 3]

А зачем что-то делать? Зачем полный мост? Трубе нет разницы чем её греют, синусом или рваной постоянкой.  Ставьте на выходе "косой мост" и шимите его.

Нагрузка- труба- постоянная времени нагрева большая. Она и будет фильтром. А так как нет конденсаторов, то ККМ получается автоматически.

Зачем входной трансформатор? Выпрямляйте напряжение сразу, развяжите только затворы транзисторов. Гальваническую развязку обеспечит выходной трансформатор. 

В принципе, достаточно одного транзистора, если выходной трансформатор будет с малой индуктивностью рассеяния.

Изменено 17 марта, 2021 пользователем wla

[Yuri7751 24]

23 minutes ago, wla said:

А зачем что-то делать? Зачем полный мост? Трубе нет разницы чем её греют, синусом или рваной постоянкой.  Ставьте на выходе "косой мост" и шимите его.

Нагрузка- труба- постоянная времени нагрева большая. Она и будет фильтром.

 

8 hours ago, Bpovov said:

нагреватель в нескольких метрах от источника, даже если и зайдет в нагрузку, боюсь помех на соседние датчики и оборудование.

Поэтому идея ТС в том, чтобы иметь низкую частоту ("чистый синус") на выходе. 

54 minutes ago, Plain said:

Очевидно, второй трансформатор тоже НЧ

А если железный трансформатор на 25 кВт прислонить к трубе, то он её ещё и греть будет потерями на перемагничивание в холодные зимние ночи.

 

[Bpovov 0]

1 час назад, Plain сказал:

Очевидно, второй трансформатор тоже НЧ, но со слабой связью и намотанный ВЧ проводом.

Я просто условно нарисовал между инвертором и выходным трансформатором  скорее всего фильтр по вч будет, нужно будет индуктивность рассеяния измерить, может ее и хватит.

5 часов назад, Yuri7751 сказал:

Если мне склероз не изменяет, там и без извращений КМ не хуже 95% получается. Вам мало? И откуда возьмётся "чистый синус", если нет фильтра на выходе - одна труба?

Да 95% при условии нагрузки на чисто резистор, тут ещё трансформатор, который нельзя напрямую на мост грузить

[Plain 186]

18 минут назад, Yuri7751 сказал:

греть будет потерями на перемагничивание

Синтезируемая частота может быть любой, и магнитопроводы у автора есть "разные".

 

Одно плечо ясно НЧ, а с ВЧ плечом проблемы типовые, т.е. медленные диоды, типовые решения которых — вспомогательное плечо с небольшим дросселем, либо оба ВЧ плеча с такими дросселями и их чередование, и т.п.

[Bpovov 0]

1 час назад, wla сказал:

А зачем что-то делать? Зачем полный мост? Трубе нет разницы чем её греют, синусом или рваной постоянкой.  Ставьте на выходе "косой мост" и шимите его.

Нагрузка- труба- постоянная времени нагрева большая. Она и будет фильтром. А так как нет конденсаторов, то ККМ получается автоматически.

Зачем входной трансформатор? Выпрямляйте напряжение сразу, развяжите только затворы транзисторов. Гальваническую развязку обеспечит выходной трансформатор. 

В принципе, достаточно одного транзистора, если выходной трансформатор будет с малой индуктивностью рассеяния.

 

Входной трансформатор хочу поставить, так как  при пропадении сети к мосту должны подключаться АКБ для неприрывность процесса, подключать АКБ напрямую к сети я не хочу) плюс входной трансформатор лишняя развязка как помех от меня, так и помех ко мне.

Если шимить просто 150гц меандром выходной трансформатор, то не будет возможности управления мощностью, если играться длинной импульса при 150гц, то тогда эффекта ККМ думаю не будет нагрузка ведь опять рвано подключается)))

1 час назад, Yuri7751 сказал:

 

Поэтому идея ТС в том, чтобы иметь низкую частоту ("чистый синус") на выходе. 

Вы совершенно правы!

[LLLLLLLLLL 9]

9 часов назад, Bpovov сказал:

Добрый день, друзья!

Итак -есть трёхфазная пром. сеть, есть чисто резистивная нагрузка грубо говоря медная труба. Эта труба проходит в камере с протекающим газом и греет его, нагрев должен регулироваться от 10 до 25 кВт.

Покритикуйте идею, будет ли толк от такого "синхро-ККМ".

самый простой вариант ККМ -  это дроссель последовательно с каждым диодным мостом.  Есть в сети литература, где подробно описаны такие корректоры.

[Bpovov 0]

12 минут назад, Plain сказал:

Синтезируемая частота может быть любой, и магнитопроводы у автора есть "разные".

 

Одно плечо ясно НЧ, а с ВЧ плечом проблемы типовые, т.е. медленные диоды, типовые решения которых — вспомогательное плечо с небольшим дросселем, либо оба ВЧ плеча с такими дросселями и их чередование, и т.п.

Что не понял, что за ВЧ, НЧ и дросселиплечо? 

2 минуты назад, LLLLLLLLLL сказал:

самый простой вариант ККМ -  это дроссель последовательно с каждым диодным мостом.  Есть в сети литература, где подробно описаны такие корректоры.

Что то не видел, видел такие с дросселями но там с обязательно активная часть...

[крупный радиолюбитель 1]

9 hours ago, Bpovov said:

Питать высокими частотами, думаю не выйдет нагреватель в нескольких метрах от источника, даже если и зайдет в нагрузку, боюсь помех

Греть высокой частотой при всем желании не получится, но сотни –тысячи Герц, может быть и прокатит. Скин-эффект в разумных пределах не важен (поскольку задача – нагрев) , главная проблема на переменке при таких дурьамперах  - индуктивность нагрузки ограничивает ток. Какова индуктивность Вашей загогулины?
 Электронный трансформатор в виде моста, а хоть и на тормозных IGBT серии S, сердечник трансформатора – 400Гц сталь или нанокристаллический ленточный. Диапазон регулирования нужен не слишком высокий (10-25кВт), поэтому прокатит ЧМ-регулировка, солидный паразитный индуктивный балласт как раз кстати.  Электронный трансформатор чимится без проблем.  В нагрузке - пила тока, помех не должно быть много. Можно продумать модульную конструкцию если ячейки засинхронизировать, при этом  тороидальные сердечники с первичными обмотками одеваются на кабель или прямо на медную трубу-загогулину.