[pantelei4 0]

Omen_13 Все записи пока не нашёл, привожу то что обнаружено, как найду остальное дополню. В обшем схема такая: 3 фазы через контактор (?) подаются на диодный выпрямитель (схема ларионова). На выходе выпрямителя стоят трансформаторы постоянного тока и напряжения, Г-образный LC фильтр, паралельно C стоит резистор ~4кОм 100Вт. Инвертор собран на 4-х FZ1200R12, драйвера с оптической развязкой (световоды), к выходу инвертора подключена демпфирующая RC цепь и понижающий трансформатор 560В/400В (индуктор стоит в ваккумной печи). Напряжение после транса проходит через защитную индуктивность и подаётся на конденсаторы компенсирующей батареи, часть конденсаторов комутируется ВЧ контакторами.

 

Занимаюсь инверторами на IGBT для индукционного нагрева.

Тема для меня новая и не охота унаследовать опыт коллег по работе регулярно пополняющих убитыми семикроновскими модулями непустое уже ведро.

Вопрос собственно простой. Применение чисто параллельного резонансного контура с инвертором напряжения противоречит здравому смыслу (как его не настраивай) и только благодаря паразитной индуктивности рассеяния транса токи перезаряда емкостей не оказываются неограниченно высокими.

Последовательный контур не позволяет эффективно отобрать мощность на нагрев заготовки, т.к. нагруженый индуктор представляет собой активное сопротивление подключенное параллельно L0 индуктора через индуктивность рассеяния.

Возможно следует сделать последовательно параллельный контур настроеный на одну частоту.

 

Omen_13, возможен ли обмен опытом по этой теме?

 

Не могу найти эффективного способа отбора мощности и уменьшения реактивных токов через обратные диоды.

[Omen_13 0]

Занимаюсь инверторами на IGBT для индукционного нагрева.

Тема для меня новая и не охота унаследовать опыт коллег по работе регулярно пополняющих убитыми семикроновскими модулями непустое уже ведро.

Вопрос собственно простой. Применение чисто параллельного резонансного контура с инвертором напряжения противоречит здравому смыслу (как его не настраивай) и только благодаря паразитной индуктивности рассеяния транса токи перезаряда емкостей не оказываются неограниченно высокими.

Последовательный контур не позволяет эффективно отобрать мощность на нагрев заготовки, т.к. нагруженый индуктор представляет собой активное сопротивление подключенное параллельно L0 индуктора через индуктивность рассеяния.

Возможно следует сделать последовательно параллельный контур настроеный на одну частоту.

Насколько я понял речь идёт о т.н. "автоконденсаторной" схеме? Сделать можно, но конденсаторов потребуется очень много. Ещё недостаток - рабочее напряжение конденсаторов придётся брать больше выходного.

Omen_13, возможен ли обмен опытом по этой теме?

 

Не могу найти эффективного способа отбора мощности и уменьшения реактивных токов через обратные диоды.

Обмен не только возможен, это приветствуется!!!

На паралельный нагрузочный контур оптимальная работа только паралельного инвертора тока в емкостном косинусе (условия комутации лучше и можно получить выходное напряжение больше выпрямленного).

На схеме L1 L2 входной дроссель, L3 L4 коммутирующая индуктивность ограничивает скачёк тока при включении следующей диагонали, L5 индуктор С1 компенсирующая батарея. Основная мысль в следующем - при включении очередной диагонали напряжение компенсирующей батареи прикладывается к проводящей диагонали и закрывает её. Таким образом ток через транзисторы имеею форму трапеции а не прямоугольника. Естественно система управления должна выключить транзисторы по окнчании переходного процесса. Более подробно о работе этой силовой схемы можно найти в учебниках (только там стоят тиристоры, но в нашем случае это ничего не меняет - тиристоры запираются сами а нам управляющее напряжение снимать)

ПС Ведро - это круто! Злорадно улыбнулся...

Изменено 4 мая, 2007 пользователем Omen_13

[alex2703 0]

Инвертор напряжения с параллельным контуром возможен, если включить еще дроссель. То есть ограничить токи заряда конденсатора через дроссель.

[pantelei4 0]

Насколько я понял речь идёт о т.н. "автоконденсаторной" схеме? Сделать можно, но конденсаторов потребуется очень много. Ещё недостаток - рабочее напряжение конденсаторов придётся брать больше выходного.

Делал так - обычный последовательный резонансный контур в диагонали моста индуктивностью которого служит рассеяние трансформатора, в качестве нагрузки параллельный контур образованый индуктором и компенсирующим кондёром. Оба настраивал на одну частоту в расчёте что на максимум передачи последовательного придётся максимум импеданса параллельного, но получил осциллограммы по току в диагонали совсем не красивые - плохой коэфф мощности при большущих реактивных токах. По идее ФЧХ обоих цепочек складываясь должны показать приличную полку с нулевой фазой ( создавая чисто активную нагрузку). По сути получается двугорбая ЧХ и дальше вообще запутался в резонансах и направлениях токов.

 

Что-за "автоконденсаторная" схема -понятия не имею.

 

 

На паралельный нагрузочный контур оптимальная работа только паралельного инвертора тока в емкостном косинусе (условия комутации лучше и можно получить выходное напряжение больше выпрямленного).

 

Дык в том и дело, что т.з. предполагает инвертор напряжения, а не тока. Второй лучше выходит на тиристорах.

 

 

Инвертор напряжения с параллельным контуром возможен, если включить еще дроссель. То есть ограничить токи заряда конденсатора через дроссель.

 

Условием резонанса параллельного контура является источник тока питающий его, АИН только угнетает колебания и форма тока и напряжения при таком варианте очень нехорошая. Получается имеем неприятности и емкостной ( в начале полупериода) и индуктивной (в конце) реакции.

Тогда уж лучше и вовсе нерезонанансный преобразователь делать.

 

С вполне логичным последовательным резонансом для инвертора напряжения стоит проблема максимальной потребляемой мощности на холостом ходе индуктора и уменьшением её при внесении нагрузки. Получается имеем плохой разогрев и никакой кпд при плохо нагруженом индукторе.

 

Честно говоря пока нормального рабочего варианта реализации АИН для индукционного нагрева не встречал (хотя теоретической инфы хватает), среди готовых конструкций есть явно противоположные по топологии организации нагрузочных цепей, некоторые из которых работают вопреки, а не благодаря теории. Теперь нахожусь в лихорадочном поиске приемлемого варианта.

Возможно где-то в рассуждениях неправ, но хочется составить для себя устойчивое представление.

 

В качестве признательности форумчанам ссылка с хорошей электротехнической библиотекой.

 

http://ihtik.lib.ru/electrotehn.html

 

ЗЫ. Угораздило меня попасть в отдел новых разработок, нет покоя ни на работе ни дома - мысли одолевают и постоянно приходится учиться. :blink:

________.BMP

[slimjack 0]

В качестве признательности форумчанам ссылка с хорошей электротехнической библиотекой.

 

http://ihtik.lib.ru/electrotehn.html

А как снего качать?

Выдает список файлов но ни одной ссылки

[Stanislav_S 0]

А как снего качать?

Выдает список файлов но ни одной ссылки

Я делаю так:

по данной ссылке нахожу книгу, потом на главной странице через поиск нахожу ее на сайте.

Там будет список с файлов с порядковым номером, а сверху страницы будут ссылки на скачивание.

Там что то типа,

http://ihtik.dreamhosters.com/electrotehn_...4janv2007_N.rar

где N номер нужной книге в списке, подставляем его вместо N, закидываем в менеджер закачек и вперед :)

[Omen_13 0]

pantelei4, поздравляю, Вы попались на инвертор с комутирующим контуром!!!!

Недостатков вагон, плюс только один - низкие динамические потери.

Если необходим АИН решение подсказанное alex2703 единственно верное, в противном случае необходим инвертор тока.

Дык в том и дело, что т.з. предполагает инвертор напряжения, а не тока. Второй лучше выходит на тиристорах

Не всё так просто с тиристрорами - необходимо создать пусковые условия (разогнать ток дросселя, возбудить колебания в нагрузке). Потом на тиристорах паралельный инвертор тока на частоту выше 10кГц сделать довольно проблематично (таллинский собран на английских тиристорах, свои уже не тянут)

Что-за "автоконденсаторная" схема -понятия не имею

Последовательно с паралельным резонансным контуром подключён ещё один конденсатор. Тогда напряжение на индукторе будет больше напряжения источника

[Omen_13 0]

После некоторых раздумий насчёт уменьшения токов через диоды вспомнил - частота управления должна равняться частоте комутирующего контура. Идея в следующем - как только ток через транзистор уменьшился до 0 его закрывают и включается следующий. Регулирование мощности осуществляется за счёт напряжения питания...

Я вот ещё о чём подумал - подобные вещи надо рассматривать в комплексе, т.е. Выпрямитель - Фильтр - Инвертор - Нагрузка. Предположим Вы решили все вопросы с работой инвертора, дело за малым - обеспечить питание. Мощность порядка сотен кВт и используется управляемый выпрямитель, далее стоит дроссель и фильтрующий конденсатор. В рабочем режиме всё будет ОК, но при аварийной ситуации необходимо снять импульсы с инвертора - ток дросселя продолжит зарядку фильтровых конденсаторов - напряжение на инверторе будет расти. Не забудем о тиристорах выпрямителя - они закроются не сразу, т.е. энергия из сети будет потребляться (перевод выпрямителя в инверторный режим нас не спасёт - ток дросселя всё равно станет напряжением фильтровых конденсаторов). Если емкость конденсаторов очень большая то ничего страшного не произойдёт, но ведь конденсаторы будут разумной а не бесконечной емкости (цена изделия). Можно конечно использовать вариант неуправляемый выпрямитель на диодах и ключевой стабилизатор, но для получения большой мощности необходимо будет комутировать постоянный ток и на большой частоте для уменьшения габаритов фильтра - сколько будет стоить такой ключ и насколько станет оправдано применение комутирующих элементов в инверторе?

Думайте и ломайте голову (в меру) - это очень полезно!

[pantelei4 0]

pantelei4, поздравляю, Вы попались на инвертор с комутирующим контуром!!!!

Недостатков вагон, плюс только один - низкие динамические потери.

 

Это о том, что реактивные токи последовательного контура минуя нагрузку проходят через инвертор не совершая полезной работы? В чисто последовательном таки да.

Дык по замыслу в соответствие схеме последовательно-параллельного ток как раз течёт через нагрузку скомпенсированного индуктора ( в присоединённом файле).

Вчера и сегодня экспериментируя получил обнадёживающие результаты, просто необходима точная настройка.

 

 

Вопрос возник другого рода, он уже всплывал, но остался без внимания.

- Насколько рационально использование индуктивности рассеяния трансформатора совместно с батареей для получения последовательного контура? Опасаюсь подводных камней в виде нестабильности Lрасс от температуры и вероятности влетания сердечника в насыщение.

- Насколько опасны сквозные токи проходящие в случае емкостной реакции контура, когда во время мёртвой паузы ток проходит через обратный диод только что закрывшегося ключа?

Изменено 8 мая, 2007 пользователем pantelei4

[Omen_13 0]

Это о том, что реактивные токи последовательного контура минуя нагрузку проходят через инвертор не совершая полезной работы? В чисто последовательном таки да.

Дык по замыслу в соответствие схеме последовательно-параллельного ток как раз течёт через нагрузку скомпенсированного индуктора ( в присоединённом файле).

Вчера и сегодня экспериментируя получил обнадёживающие результаты, просто необходима точная настройка.

Мой хороший совет - забудьте о точной настройке нагрузочного и комутирующего контуров. Связано это с тем что в процессе нагрева у металлов меняется электропроводность (от температуры), а если греется железо то при достижении точки Кюри (~700 гр.С) практически скачкообразно изменится магнитная проницаемость, что равноценно изменению индуктивности индуктора. Следующий довод - параметры конденсаторов как правило даются с точностью +-10% даже для изготовленных в одной партии, линейные размеры индуктора в процессе изготовления и эксплуатации могут несколько отличаться от расчётных. Если Вы не обладаете наклонностями мазохиста-настройщика то представляете чем может обернуться правильный подбор параметров.

Кстати, в будущем плЫз - не выкладывайте рисунки в BMP, есть другие форматы с более удобоваримой формой (gif, jpg и т.п.), имейте уважение к тем кто пользуется диалапом...

Вопрос возник другого рода, он уже всплывал, но остался без внимания.

- Насколько рационально использование индуктивности рассеяния трансформатора совместно с батареей для получения последовательного контура? Опасаюсь подводных камней в виде нестабильности Lрасс от температуры и вероятности влетания сердечника в насыщение.

Я бы не рисковал и поставил комутирующую катушку с заранее известными параметрами, в конечном итоге это сэкономит нервные клетки при ремонте/замене/смене типа трансформатора. 100мкГн это индуктивность трансформатора (уж слишком большая) или комутирующей катушки?

- Насколько опасны сквозные токи проходящие в случае емкостной реакции контура, когда во время мёртвой паузы ток проходит через обратный диод только что закрывшегося ключа?

Чесно говоря не понял о чём речь, если можно поподробнее в следующий раз (с диаграммами). Как понял вопрос - Чем черевато протекание тока через диод в паузе между проводимостью транзисторов (мертвое время) при емкостном косинусе нагрузочного контура?

Черевато это тем что через включившийся транзистор ток будет нарастать не с 0 а с некоторой величины равной току диода, что приведёт к дополнительным потерям в транзисторе при его включении. Емкостной (равно как и индуктивный) косинус дополнительно увеличит потери.

Кстати, а какой инвертор проектируется? В смысле какая частота, мощность и т.д.

[pantelei4 0]

Я бы не рисковал и поставил комутирующую катушку с заранее известными параметрами, в конечном итоге это сэкономит нервные клетки при ремонте/замене/смене типа трансформатора. 100мкГн это индуктивность трансформатора (уж слишком большая) или комутирующей катушки?

 

Номинал индуктивности на схеме оказался случайно, просто хотел обсудить топологию.

Согласен, что нельзя ориентироваться на малопрогнозируемый паразитный параметр, хотя очень заманчивой выглядит перспектива отказа от стремления сделать качественный трансформатор.

 

 

Чесно говоря не понял о чём речь, если можно поподробнее в следующий раз (с диаграммами). Как понял вопрос - Чем черевато протекание тока через диод в паузе между проводимостью транзисторов (мертвое время) при емкостном косинусе нагрузочного контура?

Черевато это тем что через включившийся транзистор ток будет нарастать не с 0 а с некоторой величины равной току диода, что приведёт к дополнительным потерям в транзисторе при его включении. Емкостной (равно как и индуктивный) косинус дополнительно увеличит потери.

Кстати, а какой инвертор проектируется? В смысле какая частота, мощность и т.д.

С диаграмами напряг. На пальцах объясняется так:

- В паузе, при закрывании любого из плеч, ток комутирующего контура может протекать как через обратный диод отработавшего плеча при емкостном косинусе, так и ожидающего включение при индуктивной реакции. Первый вариант дает свозной ток, второй -нет.

 

Подробно здесь - http://www.interm.spb.su/htm/science/commu...n_inverters.htm

Насколько опасны для работы эти сквозные токи из практики (если конечно такая имеется)?

 

Речь о проекировании инвертора пока не идёт, а о выборе концепции, благодаря которой можно по максимуму использовать энергетические возможности преобразования АИН.

Рабочие варианты уже эксплуатирующихся установок ( 20 и 60 кГц) пока не позволяют говорить о эффективном использовании мощностных характеристик модулей.

Согласитесь безопасно снимать с инвертора на 400А модулях при питании 540В около 40кВт не кажется великим достижением.

Учитывая коэфф. формы токов и напряжений для мостового инвертора кажется справедливым требовать от него Pвых=Imax*Uпит/1.4^2 на частотах где гарантируются максимальные параметры модулей.

Интересен факт снижения максимальных допустимых токов модулей при высокой частоте ,

это былобы понятным при условии жесткой комутации приводящей к бОльшим динамическим потерям с повышением f. Но для случая мягкой уже не кажется очевидным, с чем тогда связано?

[Omen_13 0]

Согласен, что нельзя ориентироваться на малопрогнозируемый паразитный параметр, хотя очень заманчивой выглядит перспектива отказа от стремления сделать качественный трансформатор.

Качественный силовой трансформатор лучше купить (если не собираетесь выходить на уровень 100-200 в год). В Питере этим занимается НПФ ВЭТО, рекомендую.

С диаграмами напряг. На пальцах объясняется так:

- В паузе, при закрывании любого из плеч, ток комутирующего контура может протекать как через обратный диод отработавшего плеча при емкостном косинусе, так и ожидающего включение при индуктивной реакции. Первый вариант дает свозной ток, второй -нет.

 

Подробно здесь - http://www.interm.spb.su/htm/science/commu...n_inverters.htm

Насколько опасны для работы эти сквозные токи из практики (если конечно такая имеется)?

Теперь всё понял, вопрос очень интересный!!!!

Сам с этим не сталкивался - у нас тиристорные инверторы тока.

Если используемые элементы идеальные (что в принципе невозможно) то никаких сквозных токов не будет - произойдёт перекомутация тока с диода на включившийся транзистор. НО!! Диоды имеют время выключения в течении которого ток проходит через диод в обратном направлении. Время это зависит от скорости рассасывания неосновных носителей, протекавшего тока, приложенного напряжения и т.п. В принципе решения этой проблемы давно известны:

1. комутирующая катушка или часть ее выполнена в виде индуктивности со средней точкой (один конец к верхнему плечу, другой к нижнему, средняя точка к нагрузке) или 2-х независимых катушек. Тогда при включении транзистора произойдёт плавное выключение диода.

2. Надо дождаться окончания протекания тока через диод.

Оба способа имеют свои минусы.

Интересен факт снижения максимальных допустимых токов модулей при высокой частоте ,

это былобы понятным при условии жесткой комутации приводящей к бОльшим динамическим потерям с повышением f. Но для случая мягкой уже не кажется очевидным, с чем тогда связано?

Не знаю...

[_Pasha 0]

На Терре была аналогичная тема в конференции, там один участник с большим опытом работы с IGBT не советовал использовать модули интеллект Митсубиси. Вроде как что-то в них недоработано, взрываются часто. Лично я думаю: из-за того, что питание на драйвера идёт однополярное.

 

Быть может, уже появилось больше информации по вылетам IPM?

Я тоже думаю, что это из-за однополярного питания, но с маленьким уточнением: имхо, там не умеют пользовать Active Miller Clamping.

[syoma 1]

Есть интересная тема - разработать АИН на IGBT модулях для привода моторвагона электропоезда. Характеристики:

входное напряжение пост. тока от 2700 до 4000В

тип двигателя - асинхронный с корткозамкнутым ротором, мощность 350 кВт

остальные данные двигателя во вложении, там же примерная схема силовой части АИН.

Ваша схема представляет собой так называемый Neutral Point Clamped инвертор, другими словами 3-х уровневый инвертер.

У нас такой 3-х уровневый инвертер работает при 3000В и токе до 580А RMS .

Причем IGBT модули там стоят на 1200А. Вроде ничего не горит. Модули EUPEC - правильно сказали - самые лучшие для средних напряжений. А для низковольтных Данфосс делает неплохие IGBT. И Семикрон на них неплохие модули делает.

 

Но управлять таким инвертором гораздо сложнее, так как надо балансировать звено постоянного тока.

И правильное размещение шин звена пост. тока имеет первоочередное значение.

У нас сендвич из 6-ти слоев меди и текстолита над модулями. Охлаждение водяное.

Кстати драйвера там стоят Concept и упраляются по оптике.

 

Для движка не проблема приспособить.

 

Так еще надо? Можем вам собрать.

 

Выражается это так - берём модуль на 200А, включаем его на 10кГц и он весело сгорает при мягкой комутации с амплитудой в 100А...

Конечно сгорает. А вы потери при переключении считали? IGBT транзистор не практически не рассеивает мощность когда он включен и выключен. Основной нагрев происходит при переключении. При этом иногда для того чтобы поднять температуру перехода до 150град. достаточно иногда пары десятков переключений. И никакая вода здесь не поможет.

[Omen_13 0]

Конечно сгорает. А вы потери при переключении считали? IGBT транзистор не практически не рассеивает мощность когда он включен и выключен. Основной нагрев происходит при переключении. При этом иногда для того чтобы поднять температуру перехода до 150град. достаточно иногда пары десятков переключений. И никакая вода здесь не поможет.

Под мягкой комутацией я подразумевал включение и выключение при токе близком к 0, т.е. диамические потери были минимальны.