Схема инвертерной электростанции

[WatchCat]

дайте мне схему блока и я вам скажу почему она горит...

Вот,коллега срисовать попытался:
https://www.forumhouse.ru/threads/12911 ... t-11134784
К сожалению выложил так что скачать не получается - обрывается в конце и докачка не работает.
Если у кого-нибудь получится скачать - неплохо бы выложить и тут.
Только вот беда в том,что блоки эти не всегда именно _горят_. Я на своих генераторах их не меньше десятка сменил за несколько лет,так вот часть блоков умирали постепенно - сначала начинали глючить,причем по-разному, потом издыхали окончательно. А один был глючный из магазина,но после долгих перетыканий между тремя генераторами вдруг заработал и прожил около полутора тысяч моточасов.

А вот еще вопрос есть - кто-нибудь знает,какое сопротивление имеет скользящий контакт щетка-коллектор? Оно там случаем не окажется сравнимое с дорогими мосфетами? Может щетками выпрямлять напряжение будет выгоднее чем хитрыми выпрямителями на мосфетах и ОУ? Как минимум у щетки намного выше надежность.

[Gusevod]

Там в ветке "схемы электростанций ..." в последнем сообщении выложен обновленный вариант.
Надеюсь разобраться почему глючат и дохнут, на первый взгляд все продумано
Скопировал схему на ЯД.
https://yadi.sk/d/C_vN33k0d8hPC

[N114]

А вот еще вопрос есть - кто-нибудь знает,какое сопротивление имеет скользящий контакт щетка-коллектор? Оно там случаем не окажется сравнимое с дорогими мосфетами? Может щетками выпрямлять напряжение будет выгоднее чем хитрыми выпрямителями на мосфетах и ОУ? Как минимум у щетки намного выше надежность.

Гонять весь силовой выходной ток через коллекторно-щеточный выпрямитель считается очень плохо по надежности да и по ресурсу щеток. У синхрогенератора с кольцами и щетками таки нету коммутации на щетках и ток в щетках в десятки раз меньше выходного тока системы. В случае шунтирования диодов мостов щетками и контактными секторами в принципе тоже можно обойтись без перенапряжений от коммутации на щетках имхо, но вот большие импульсы тока таки могут довести до повышенного износа контактной пары из-за дребезга и абразивного стирания.

Для трехфазного выпрямителя обычно надо от 6 ключей. В схеме с параллельными мостами ваще 12. Но т.к. для повышения кпд надо только шунтировать обычные кремневые диоды на короткое время сопсно прохождения через них импульсов тока при типовой работе на противоэдс - на заряжаемую батарейку или на конденсатор фильтра перед ключевателем синуса - можно попробовать сделать по аналогии с распредвалом и клапанами с толкателями набор контактов. И чтобы в правильные фазы поворота коленвала и ротора генератора эти контакты просто шунтировали диоды обычных дешевых кетайских мостов.

Вариант более надежной таки безконтактной коммутации с мосфетами - поставить оптический кодер на вал двс в виде пластины или цылиндера с дырками с оптопарами или мож еще более надежный без дохнущих светодиодов оптронов - с магнитами или магнитными шунтами.

Мосфеты то относительно дешевые и сами по себе имхо достаточно надежные, но им нужна почти совсем безглючная схема управления иначе схема повышения кпд системы на 0.2..1 процент может обвалить надежность всей системы на десятки или тыщщи+ процентов.

Таки схема выпрямления на самокоммутирующихся диодных мостах очень простая и очень надежная. Вот только как-то фигово шо в 20хх годах перестали делать выпрямители на германии - ну или вмеру дешевые на германии. По слухам он намного дороже кремния и ой. А мост под 10а на фазу из потенциально добываемых древних совковых д304 надо делать из минимум двух диодов параллельно и на три моста их надо ставить много - где-нить 24..48 шт. Потери на них просто в 4 раза меньше чем на текущих кремневых диодах и в принципе довели бы уровень потерь до терпимых в системе класса 24в и мож даже 12в.
Весь техпрогресс буржуинии и постсовка ушел куда-то мимо простых и фефективных германиевых диодов или мож даже че-нить более лучшего по материалу и щас предлагают ставить только синхроуправляемые мосфеты с проблемами по надежности и намного более сложной схемой управления. В дохнущей и разваливающейся техноцивилизации уже похоже заметный откат по части бывших достижений - 50 летней давности двухвыводные полупроводники в разы лучше текущих. Часть прошлых позиций вообще исчезла из производства без замены на сравнимый или лучший аналог. В диапазоне выше 40..50в щас остались шотки кремневые, но они хуже раза в 2..3 по потерям. По слухам у буржуинов была тоже с 197х годов и еще как-то шевелилась в 200х годах germanium power devices corporation и делала плоскостные выпрямительные диоды по аналогии с Д304 но щас уже похоже здохла и перешла на германиевую оптоэлектронику.

[lalafau]

И какие пары полевиков на ток фазы около 10А (номинал, лучше 15..20А для запасу) и напряжения где-то от 150В рекомендуются ? Чтобы было ощутимо лучше диода кремневого - сопротивление открытого нужно меньше 0.05..0.02 ома.

Параметрический поиск в магазинах или у производителей делайте почаще
http://www.st.com/web/en/catalog/sense_ ... 824/SC1165

STY130NF20D 200 V, 0.01 Ohm typ., 130 A

STE140NF20D 200 V, 10 mOhm typ., 140 A

Только цена 52 долл./шт у изготовителя и сэмплы недоступны.

Весь техпрогресс буржуинии и постсовка ушел куда-то мимо простых и фефективных германиевых диодов

Блин, да вы их температурные характеристики гляньте, прежде чем плакать по "диодам, которые мы потеряли".
Искать самые свежие долго, беру данные ДГ-Ц27 (Д7Ж):
Допустимый выпрямленный ток при
t=70°С - 50мА
t<50°С - 100мА

Макс. обратное напряжение:
t=20°С 400В
t=50°С 270В
t=70°С 130В

Обратный ток 1мА (при U=400В)
Долговечность 2000 ч (!)

Для ваших генераторов 12-24В сойдут такие:
SBRT20U50SLP
Voltage - DC Reverse (Vr) (Max) 50V
Current - Average Rectified (Io) 20A
Voltage - Forward (Vf) (Max) @ If 500mV @ 20A
Speed Fast Recovery =< 500ns, > 200mA (Io)
Current - Reverse Leakage @ Vr 500µA @ 50V

[WatchCat]

да вы их температурные характеристики гляньте, прежде чем плакать по "диодам, которые мы потеряли".

Так в том и задача чтобы найти такие диоды которые нагреваться НЕ БУДУТ. Ну не больше чем "рука терпит".
Потому что если диоды греются до +70 то это значит что генераторная установка обогревает атмосферу за мои деньги. Это я и без поиска диодов могу - достаточно купить любую китайскую электростанцию. У них КПД на уровне двигателя Л3/2 выпуска,внимание,1932 года.
Удельный расход Л3/2 согласно справочнику 455г/квт*ч,у Kipor IG1000 - 420г/квт*ч
Семьдесят лет прогресса и семь процентов экономии топлива. Так что я согласен с тем что в некоторых областях прогресс завернул куда-то не туда.

Может действительно щетками и коллектором выпрямлять выгоднее? Кто-нибудь знает цифры сопротивления между щеткой и коллектором?

[lalafau]

Так в том и задача чтобы найти такие диоды которые нагреваться НЕ БУДУТ. Ну не больше чем "рука терпит".
Потому что если диоды греются до +70 то это значит что генераторная установка обогревает атмосферу за мои деньги.

Они рядом с горячим движком стоят или в отдельном холодильнике?
"Ловля блох" порядка 200-400 мВ с редкими диодами или сложными синхронными выпрямителями не так выгодна, как установка активного корректора коэфф-та мощности.

Удельный расход Л3/2 согласно справочнику 455г/квт*ч,у Kipor IG1000 - 420г/квт*ч

Может первое - по механике, а второе - по электричеству?

Может действительно щетками и коллектором выпрямлять выгоднее? Кто-нибудь знает цифры сопротивления между щеткой и коллектором?

Трение точно выше станет.
Сама щётка может иметь сопротивление от 0,2 Ом до 200 (брак): http://moto-planeta.ru/forum/topic_5137

Но даже малое сопротивление медно-графитовых щёток может навредить - вырастут потери на дугу и вредные сквозные токи в промежуточных положениях.

"Щетки бывают жесткие и мягкие. Это важно, так как медь коллектора якоря так же бывает мягкой и твердой. Если на "мягкий" коллектор установить "жесткие" щетки - произойдет достаточно быстрый износ коллектора, что приведет к дорогостоящему ремонту - замене якоря. Если поставить "мягкие" щетки на "жесткий" коллектор - щетки очень скоро выйдут из строя - медь коллектора их попросту "съест"

Также щетки имеют так называемое активное сопротивление. Это учитывается при расчете характеристик обмотки двигателя и номиналов пускорегулирующих устройств (ус-ва плавного пуска, ус-ва регулировки оборотов и т.п.)"

[WatchCat]

Они рядом с горячим движком стоят или в отдельном холодильнике?

Естественно отдельно,так,что тепло от движка на диоды никак никаким образом не попадает.
Разговор идет о _стационарной_ электростанции,не ограниченной габаритами(и массой),но зато имеющей очень жесткие требования по кпд преобразования топлива в электричество.

"Ловля блох" порядка 200-400 мВ с редкими диодами или сложными синхронными выпрямителями не так выгодна, как установка активного корректора коэфф-та мощности.

Возможно что и так. Спорить не буду.

Удельный расход Л3/2 согласно справочнику 455г/квт*ч,у Kipor IG1000 - 420г/квт*ч

Может первое - по механике, а второе - по электричеству?

Вообще-то заявлено что и то и другое - данные двигателя.
Но даже если и измерено по-разному - всё равно различие слишком маленькое для _семидесяти_ лет прогресса.

Сама щётка может иметь сопротивление от 0,2 Ом

Да,при токе порядка 25А многовато падение напряжения получается. Значит всё-таки диоды.

[N114]

'Для ваших генераторов 12-24В сойдут такие:
SBRT20U50SLP
Voltage - DC Reverse (Vr) (Max) 50V
Current - Average Rectified (Io) 20A
Voltage - Forward (Vf) (Max) @ If 500mV @ 20A'

Это может быть сгодится по обратному напряжению для системы 12в и всеравно почти в 2 раза хуже по потерям относительно древнего совкового Д304 - у него 0.25в падения и 100 в допустимое обратное напряжеие.

Особеность простого и надежного генератора малоимущих для зарядки батареек - он действительно больше похож на генератор тока вместо генератора напряжения. Это удобно для зарядки батареек достаточно стабильным током, но приводит к большому напряжению холостого хода - в разы выше зарядного. Это конечно можно поправить установкой или могучих стабилитронов на киловат или авр для управления возбуждением, но это лишние для зарядки батареек блоки и будут ухудшать надежность. Ну и возбуждением вообще можно управлять только у части генераторов, а у вч генераторов для населения с дохнущими электроблоками обычно возбуждение фиксировано и ой.

[N114]

Щас вот сходил в сарай и разомкнул цепь заряда и генератор своим возбуждением повис на выходе выпрямителя - получилось на выходе 80в. И это при кручении на 2500 об в мин. Если закрутить на 3000..4000 об в мин - и больше 100в напряжения хх бывало. При номинальном режиме заряда около 25..35в и около 30а. Так что простые диоды желательно на 100в ставить иначе 50в могут и подохнуть если случайно включить возбуждение при выключеной цепи заряда батарейки.

[N114]

'Ловля блох" порядка 200-400 мВ с редкими диодами или сложными синхронными выпрямителями не так выгодна, как установка активного корректора коэфф-та мощности.'

Частичный пассивный корректор и так щас стоит в каждой из трех фаз и тоже чуть роняет кпд нагревом конденсаторов мелких электролитических от избыточного импульсного тока через них. Но нагрев конденсаторов в принципе лечится или подбором правильного типа конденсатора или хотя бы заменой каджого на сборку из четырех - при этом сопротивление потерь упадет в два раза и потери кпд тоже вроде в два раза. Ну и надежность холодных конденсаторов тоже достаточно большая. А вот чем ощутимо помогут активные корректоры в каждой фазе за уплоченую цену повышения сложности и падения надежности системы ? Они могут иметь вход переменного напряжения с обмотки фазы без опять же выпрямителя сразу у ся на входе с теми же проблемами потерь на элементах выпрямителя в добавок к потерям на кпд корректора ? Есть готовые схемы активных корректоров со входом переменного напряжения, выходом постоянного и без диодов в цепи дорогого силового тока ? Чтобы все чудо и выпрямления и эмуляции активной нагрузки для обмотки фазы производилось только на новейших достижениях цивилизации в 201х годах - n-канальных фетах с малыми потерями и сколько такая схема под две..три фазы входных стоить будет ?

[N114]

'Они рядом с горячим движком стоят или в отдельном холодильнике?'

Ну практический прикол такой - текущие кремневые мосты стоят на радиаторе в потоке дува охлаждения двигателя. Без обдува вентилятором двигателя радиатор от зиона с тремя мостами KBPC5010 грелся почти до 100+ градусов и при случайном перегреве мосты могли и подохнуть. А при установке в часть потока обдува двс и так дующим в разные стороны вентилятором температура упала примерно до 40..50 градусов осенью. Зимой еще меньше. Но вообще это для кпд кремневых мостов плохо - у них самое малое напряжение потерь рядом с температурой подыхания около 125 градусов. Поэтому кремневые выпрямители выгодно греть побольше - при этом потерь дорогой энергии на них поменьше.

[lalafau]

А вот чем ощутимо помогут активные корректоры в каждой фазе за уплоченую цену повышения сложности и падения надежности системы ?

Не знаю я все ответы, но ККМ кажется должен начинаться с индуктивности и тогда диоды (ключи) выпрямителя не будут греться ударными сверх-токами лишь в то короткое время, когда Uвх>Uакк+Uпр

См. http://scholar.lib.vt.edu/theses/availa ... sa_ETD.pdf
Fig. 2-2. Single-switch three-phase DCM boost rectifier.

Должны существовать готовые платы для "мягкого" 3-фазного выпрямления 115...400В сетей, а их наверное можно переделать в низковольтные.

Но если они для зарядки электромобилей, то выпуск пока немассовый и следовательно цена "кусачая".
http://www.pes.ee.ethz.ch/uploads/tx_et ... ing_02.pdf
картинка оттуда говорит о нехилой сложности.

[N114]

Вариант конденсаторов в пасивный км вроде подобрался К78-39 есть 400..600 мкф на 400в. Выводы - шпилька м12 так что и внутренности имхо вмеру толстые чтобы жалкие 6..10 а гонять без заметных потерь. 6 шт будут весить 36 кг и их в принципе можно на тележке довезти до хозяйства, но ценник надо звонить в элкод в спб и спрашивать. Главное их спросить мож могут подешевле и полегче намотать под меньше напряжение порядка 100в и от этого мож легче и дешевле будет.

С индуктивности начинать совершенно нет проблем бо у обмотки фазы и так есть сколько-то индуктивности и ею мя даже когда-то сильно пугали типа на ней напряжения много падает и поэтому тока в батарейки мало лезет. Практически версии статоров с 30 и 40 витков на фазу давали почти одинаковый ток в батарейки и это выглядело странновато - типа или омическое или индуктивное сопротивление сильно мешает и сжирает весь бонус от добавки эдс. Но после добавки конденсаторов км оказалось ток в фазе синусеет гораздо меньше расчетного при расчетной индуктивности фазы и чтобы засинусить получше без лишнего росту реактивного току и емкости конденсаторов получается в фазу надо еще добавочных индуктивностей довешивать по хорошему. Но т.к.тока с текущими 470 мкф в принципе хватает, то процесс довешивания индуктивностей пока только в планах - это надо добывать большое железо и вматывать толстый алюм провод чтобы было мало потерь и дешево. И так на каждую фазу.

[N114]

Активные км обычно имеют однозначные преимущества перед пассивными только при сильно переменной нагрузке - от холостого хода до номинальной мощщи. Но зарядная электростанция обычно имеет слабо меняющийся режим зарядки батареек и для наилучшего кпд двс обычно тарахтит в оптимальном режиме. А под это можно подобрать и номиналы пассивного км гораздо более простого и надежного и в стационаре пофиг на массу конденсаторов и катушек. Да и в случае переменной нагрузки максимльный кпд обычно нужен ближе к номинальной мощще, а на плохой км на холостом ходе также пофиг.

Вот если режим двигателя сильно переменный по оборотам - и частота генерации сильно меняется - там может быть активный км будет посообразнее.

[N114]

Судя по картинке это похоже возимый ккм и его приходится делать легким вч и дорогим и сложным. Чтобы он был мелкий и впихивался в электроавто серийное массовое и было мало жалко выбросить когда подохнет.

А в стационаре вполне могет сгодиться большой и тяжелый пассивный ккм на конденсаторах и возможно добавочных катушках зато сильно более простой и надежный.

В писюшных импульсных бп буржуины тоже когда-то начинали с тяжелого дросселя пассивного ккм, но похоже транспортники сказали это тяжело и плохо выгодно и медь с железом потом на помойку улетает дорогая и потом стали паять легкие вч активные.

[lalafau]

Но зарядная электростанция обычно имеет слабо меняющийся режим зарядки батареек и для наилучшего кпд двс обычно тарахтит в оптимальном режиме.

Очень спорное утверждение. С чего это заряд лития или NiMH в электромобилях отличается от вашего случая бензогенератор+NiCd?
В обоих случаях выпрямитель "насилует" источник (просаживает сеть) короткими импульсами.
И разница тока в начале и конце зарядки может быть 10-кратной и выше.

А под это можно подобрать и номиналы пассивного км гораздо более простого и надежного и в стационаре пофиг на массу конденсаторов и катушек.

Можно сделать 3х ступенчатый пассивный корректор, переключаемый релюшками. И на обычных электролитах, встречно включенных для неполярности.
Лишь бы по ripple current у них запас был, чтоб не кипели.
Вы осциллографом форму тока через диоды смотрели?
Скоко там крест-фактор с ККМ кондёрами и без них?

В писюшных импульсных бп буржуины тоже когда-то начинали с тяжелого дросселя пассивного ккм, но похоже транспортники сказали это тяжело и плохо выгодно и медь с железом потом на помойку улетает дорогая и потом стали паять легкие вч активные.

У первых (неуправляемых) трудно достичь КМ 99%.

http://www.rlocman.ru/review/article.html?di=135540

[N114]

'разница тока в начале и конце зарядки может быть 10-кратной и выше.'

Это может у желающих много платить за топливо и стертый ресурс тарахтелки получается заряжать батарейки сильно падающим током. Да и при заряде свинцокислых так приходится делать. Но даже в таком режиме при малом токе потребности в идеальной коррекции то уже и нету - всеравно двс тарахтит почти безполезно. Коррекция нужна и прибавляет кпд в режиме максимальной мощщи зарядной системы.

Конкретно у мя ламельный никелькадмий заряжается практически все время в режиме около 30а и напряжение растет где-то с 26 до 31 и более в процессе заряда. Сильно упасть току и нету возможности - все управление возбуждением это кусок спирали для электроплитки простой глупый и надежный. Или вообще без него через кусок провода если хочется заряжать максимально возможным током с возможно ускоренным стиранием ресурса двс.

Во время тренировочных перезарядов когда напряжение пытаетцо перерасти 31в и преобразователь могет отключитцо - просто добавляется нагрузка на 220в выхода преобразователя в виде орионовского зарядника к которому подключены выставленые из основной батареи элементы под тренировочный перезаряд и попадающий в батарейки ток уменьшается и излишки мощщи уходят тоже с пользой. Это конечно такое рукопашное управление хозяйством малоимущих с наличием времени.

Вообще в круглогодичной автономии малоимущих тарахтелка зарядная эт просто один из источников энергии с какими уж есть параметрами по времени наличия и току с напряжением, а его оптимизация под потребление хозяйством прозводится с помощью буфера из вмеру правильных батареек. Вторым источником является сонцепанель которая дает энергию в летнюю часть года и тоже когда могет с еще меньшей гарантией чем тарахтелка. Поэтому тарахтелку можно заоптимизировать под максимальный кпд и надежность в одном режиме без потребности в перестройки в широких режимах.

[musor]

да господа Коты чето вас не туда нюх повел мыш с сусликом попутали
ККМ -по определению нужен лишь для повышения мощности и уменшения помех в линиях передач
и вв ващем случае НЕ ПОМОЩНИК никакого роста КПД он не даст а вот наоборот это вседа пожалуста
активный АКМ может быть полезен тем что одновременно он является ШИМ стабилизатором выхода
например при питании от сети 120-230в AC на выходе имеем стабилное DC 370-400v(выбирается конструктивно )а вот пассивный КМ должен начинаться с мост ларионова и болщого (несколко Genry) ненасыщающего дросселя далее набор сетевых банок на 450в как можно болше емкости(800-2200мкфд)
выход будет плавать гдето от 0,8 до 1,4 амплитуды АС при изменении нагрузки-придется подгружать на ХХ всегда на лампу400в 40вт
иначе напрях превысит 450в и бабахнет огого как-так что все котяры рядом разом обосрутся....и получим гору метала причем обгорелого

[N114]

' на обычных электролитах, встречно включенных для неполярности. '

Да вобщем-то на конденсаторах схемы коррекции похожей на полумостовой удвоитель и нету двуполярности напряжения особой - максимальное обратное напряжение равно падению на открытом диоде. Поэтому у мя в нем щас стоят относительно дешевые и очень мелкие хитано ESX, но к сожалению у них нету больших версий под большие импульсные токи и текущие стоят почти в паспортном пределе по нагреву от потерь перезаряда - насколько их хватит по ресурсу - хз. А ставить аццки дорогие банки епкос на сотни вольт пока кажется слишком дорого. Повторяю требования к конденсатору - около 500 мкф при около 50в однополярнго напряжения при среднем токе около 5а и чтобы потери были меньше 1вт при большом ресурсе. Ну и при приемлемой цене - для кратковременной автономии порядка единиц лет мож хватит и хитано есх по балансу цены-потерь-ресурса, а для десятков лет и более можно и на более ресурсную и малопотерьную фольгопленочность сухую безэлектролитную раззориться.

[N114]

Вы осциллографом форму тока через диоды смотрели?
Скоко там крест-фактор с ККМ кондёрами и без них?

Крест хз как узнавать. Ток фазы сравнивал - зеленое без конденсаторов, красное с ними. И отдельно напряжение на конденсаторе.