Схема инвертерной электростанции

[babai]

Свою историю с гибелью генератора Patriot-2000i рассказал на стр. 40;41. Разжился транзисторами FGA25N120 и, особо не надеясь, припаял их. Результат - РАБОТАЕТ!!! Работает все- эконом режим, регулировака оборотов от нагрузки. Испытания проводил только с лампой 150 Вт, т.к. пока транзисторы без радиатора. Сейчас надо культурно расположить транзисторы на радиаторе, рассматриваю два варианта: там , где указано на фото (придется убирать еще часть ребер); на пустых полях по краям блока (придется к транзисторам тянуть проводочки).
Понимаю, что моя проблема не совсем по теме ветки, но, во-первых, обещал доложить о результатах, во-вторых, может кому-то будет полезно.
Спасибо всем, кто участвовал в обсуждении!!!

100_0856-2.JPG

(142.85 КБ) 1170 скачиваний

[WatchCat]

Поздравляю с успешным ремонтом блока! Вам крупно повезло,это редкость что его удалось починить.
В вашем случае я бы установил транзисторы на отдельный радиатор чтобы они вообще не пытались подогревать блок - так он заметно дольше проживет.
У меня очередной уже начавший поглюкивать блок помещен в коробку через которую сделана продувка воздуха вентилятором от компа - и блок не только перестал глючить,но и прожил уже два года! В то время как раньше менял пару блоков в год.

[babai]

Спасибо! Действительно просто, наверное, повезло. Насчет расположения в виде отдельного блока - согласен, так лучше, но хотелось мне все уместить внутри родного корпуса генератора. У меня номинальная мощность 1,5 кВт, на что мне ориентироваться при выборе отдельного радиатора для четырех ключей? Я так понимаю, что основными источниками тепла в инверторной плате являются выпрямитель и именно эти ключи (думаю это основное), т.е. при выборе радиатора я могу ориентироваться на площадь родного корпуса-радиатора? Нет ли подводных камней, если я буду тянуть проводочки до транзисторов удобным мне образом?

[WatchCat]

Я не думаю что частота переключения этих транзисторов настолько высокая чтобы сильно мешала индуктивность проводов. Так что достаточно сделать их просто довольно толстыми чтобы избежать лишнего омического сопротивления. Рекомендации по площади радиатора в зависимости от выделяемой мощности - можно найти в радиолюбительской литературе например по конструированию УНЧ. Саму мощность посмотреть в паспорте на транзисторы,хотя это будет с запасом. Вообще эффективность радиатора очень сильно зависит от циркуляции воздуха. Внутри "чемоданного" корпуса с этим плохо как показывает практика дохнущих блоков.
Добавить циркуляцию можно если прикошачить к радиатору компьютерный ветродуй,запитанный через двухваттный тезистор с низковольтного выхода генератора-все равно больше его применить некуда. Сопротивление подобрать так чтобы напряжение на ветродуе было не выше положенного. У меня именно так ветродуй запитан.
Вообще сами транзисторы нагрева не так уж и боятся - для них и 60 градусов вполне допустимая температура. Неприятность в том,что когда они стоят внутри штатного блока,они подогревают смолу которой он залит,а у нее коэффициент теплового расширения очень сильно отличается от самой платы,в результате трескаются пайки. И для этого достаточно даже весьма небольшого нагрева ("теплый",а вовсе не "горячий").
Вам повезло,у вас произошел редкий случай когда блок сдох не по "тепловым" причинам,а скорее всего из-за индуктивного выброса при включении мощной реактивной нагрузки. Потому только транзисторы и умерли. Такое относительно легко чинится. А вот "тепловые" повреждения блоков починить удается крайне редко просто потому что их не найти под смолой.

[babai]

Согласен во всем. Буду размышлять в направлении: 1) транзисторы на родной корпус прикручивать не буду; 2) внимательно изучу пространство внутри корпуса генератора с целью рационального расположения ключей (теплообмен); 3) как вариант - вынесу за корпус только ключи (например, 2 радиатора с кулерами от компа), тогда выводить нужно будет только 12 проводов к ключам и 2 на питание кулера. Думаю можно будет конструктивно оформить в виде достаточно компактного блока.

[Chevyuser]

Так как генератор умер молодым ,если эксплуатироваться будет летом,то можно и на блок транзисторы крепить ,летом смола не такая жесткая и нет значительного градиента температуры,думаю именно он ответсвеннен за плавающие дефекты.Что до долгострочной службы ,наружу выносить смысла нет,это и повышение помех и потенциально опасное сочетание высокого напряжения и частоты- придется защищать от воды.Лучше взять отдельный теплоотвод и закрепить его стойками через воздушный промежуток к основному.Будет и законченный модуль и не будет передаваться тепло. Хотя судя по опыту WatchCat и его небольшой нагрузке причина не в силовых диодах или транзисторах,а скорее в линейных стабилизаторах ,в DU07 я их вижу 3 шт.По большому опыту с бесперебойниками именно они ответственны за львиную долю отказов.Путем подогревания рядом расположенных элементов.Кстати я разобрался,блок dU07 в части выпрямителя аналогичен DU26 ,остался вопрос,Какая марка диодов?Выгорел край платы по причине того,что дроссель заело при максимальном открытии.Так что в 0.35gf--2 метод отключения зажигания при перенапряжении на генераторе был действенным!

[WatchCat]

Как ни странно,в диапазоне 100-400 ватт нагрев блока от нагрузки практически не зависит и его можно называть как "теплый".
Но и этого хватало для издыхания.
Больше не грузил - очень уж мотор "на взлет идти" начинает у ig1000.
Да,зимой умирали чаще,но и летом бывало.

[Chevyuser]

Ну собственно я так предполагал,мощность силовых элементов значительно выше требуемой и потери в модуле инвертора обусловлены именно потерями в цепях управления.Хорошо бы на сторону элементов посмотреть тепловизором,тогда будет уже явно видны перегретые участки.Их можно расчсистить или принять меры.Проблема может быть обусловлена в том числе и низкой теплопроводностью смолы ,что ведет к локальным перегревам.Отказ микросхемы управления шаговиком дросселя тому подтверждение.Не думаю,что она уж очень китайская,а вот пластиночку меди я бы на нее наклеил,в приводах оптических дисков выход из строя именно микросхемы позиционирования головы было обусловлена высыханием термопасты в месте контакта с корпусом.Наработка 2-2,5 тыс часов до отказа может еще указывать на увеличение ESR емкостей,а при температуре внутри корпуса около 60 С это и будет сроком службы злементов с рабочей 85С.Кстати,расковырянный du07 ig770 еще старого выпуска без русских надписей,обнаружил емкость DC шины на 450 вольт и остальные мелкие на 105 С.Что не помешало вспухнуть из-за заедания дросселя....

[babai]

Определить экспериментально основной источник тепловыделения можно будет когда я установлю ключи на отдельный радиатор и дам номинальную нагрузку. Результаты сообщу.

[WatchCat]

номинальную нагрузку.

Следует иметь в виду,что китайцы традиционно на всей своей технике пишут предельную максимальную мощность. Номинальная эксплуатационная
ниже на треть,а то и вдвое. Магнитофоны с надписями "200watt" думаю многие помнят.
В случае IG1000 например "форсаж" мотору включается где-то после пяти сотен ватт.

[Chevyuser]

По 1000 нику я отметил, для 500 ватт нагрузки обороты становятся одинаковыми для экономного и обычного режима.Неприятные нотки в работе двигателя на мой взгляд появляются с 700 Ватт примерно,а вот на 900 кажется долго не протянет.Мне кажется надо придерживаться простого правила, для длительной работы мощность отбираемая от генератора не должна превышать в ваттах обьема двигателя умноженного на 10.
Кстати есть вопрос к уважаемому WatchCat : У вашего соседа KG980 тый генератор намотал 5000 часов на одном колене или уже меняли?У меня в KG40 подшипник колена развалился уже на 100 часах примерно,иголки позагибались и вылезли через отверстие в шатуне для смазки. Причем масло было специальное MAXCAT для 4х тактников SAE30 ,дали к гене в лабазе и особенно не нагружался,питал телек 80 вт и лампочку 20 ватт энергосберегайку,иногда раз в час на несколько минут включался 150 ватт прожектор. Застучал вообще на ровном месте.

[WatchCat]

Кстати есть вопрос к уважаемому WatchCat

Тот который много намотал - он такой единственный мне известный. Какая-то странная флуктуация. Возможно потому что он был чуть ли не из первой
партии которая стала в Питере продаваться больше десяти лет назад.
У всех остальных разваливался нижний подшипник шатуна в точности как Вы описали. Причем не один раз. 1-1.5тыс часов и коленвал в мусор.
В итоге оба таких мотора (KG40 и KG140) я подарил приятелю который их в турпоходы берет где наработка в моточасах очень небольшая,а вот малый вес
важен. А сам стал использовать KG144 у которых нижний подшипник шатуна без роликов.

[babai]

100_0863-1.JPG

(245.09 КБ) 550 скачиваний

Эксперимент по установлению основного источника тепловыделения в инверторном блоке показал - это выходные ключи. Генератор работал с 600 Вт активной нагрузки в течение получаса. Временный радиатор 160 см.кв. (см. фото) чуть теплый, а нагрев основного блока не ощутим. Родной радиатор имеет площадь примерно 780 см.кв. Внутри "чемодана" есть возможность разместить (около боковой стенки напротив вентиляционного окна, там обдув лучше, чем основного блока) пластину около 200 см.кв. Найду медь, попробую.

[WatchCat]

Конструкция на фото - на удивление аккуратно сделана.
Если ключ кипятятся не сильно - то может их на этой пластинке и оставить?
Сами-то транзисторы и +60 вполне допускают.
А в таком виде они легко в корпусе поместятся.

[lalafau]

Нифига себе аккуратно.
Сколько там частота модуляции SPWM?
Для 5 кГц и активной нагрузки может ещё как-то "прокатит".
Но для 22-50 кГц (с возможностью снижения размеров LC фильтров) это громкий УЖАС, там 1см ни с чем не свитого провода смерти подобен, генерирует помехи на схемы управления или заметно снижает КПД, вызывая потери в снабберах.

У других любителей и в дешёвых серийных ВЧ инверторах DC/AC с минимальными защитами полевики горят пачками от индуктивных нагрузок ~1кВт.
Или ёмкостных >10мкФ, потому что любая паразитная индуктивность резонирует с перенапряжениями.

[WatchCat]

Для 5 кГц и активной нагрузки может ещё как-то "прокатит".

Уже прокатило. Читаем отчет автора:

Генератор работал с 600 Вт активной нагрузки в течение получаса. Временный радиатор 160 см.кв. (см. фото) чуть теплый

Работает на нагрузке вдвое больше типичной домашней,и даже не греется сколько-нибудь сильно.

смерти подобен, генерирует помехи на схемы управления или заметно снижает КПД, вызывая потери в снабберах.

Читаем дальше:

нагрев основного блока не ощутим.

Если там снабберы внутри и есть - то не греются ВООБЩЕ.

У других любителей и в дешёвых серийных ВЧ инверторах DC/AC с минимальными защитами полевики горят пачками

Делаем вывод - фирма Кипор - любители. Потому что только у одного меня с 2007 года десятка полтора блоков подохло.

от индуктивных нагрузок ~1кВт.

_этот_ генератор не предназначен для нагрузок больше 400-500ватт. А сильно индуктивных в доме и нет обычно. Если же это электроинструмент - то для него в любом случае нужен отдельный мощный генератор без всяких инверторов.
Я уже не раз писал,что эти мелкие кипоры годятся только чтобы питать типичную "дачную" нагрузку в виде телика и пары лампочек,ну и небольшой аккум зарядить заодно чтобы ночью лампочку можно было включить если встать приспичит.

[As]

Сравнил, скуки ради, дорогущий киловаттный Кипор и дешёвый двухтактник Чемпион... Получается, особого смысла в инверторной технологии и нет... Цена отличается почти пятикратно, а что мы имеем за эту цену?! Стабильное напряжение? А оно так критично? По весу - разница у генераторов меньше пары кг, по расходу бензина почти отсутствует, шумность тоже примерно одинаковая. Ресурс - и то одного порядка... Так может проще пять дешёвых двухтактов купить, чем один "инвертор"?
Ну объясните идиоту, зачем в быту инверторный генератор-киловаттник?
(мне кажется, минимальная мощность генератора "для дома" - киловатта два с половиной - три, у нас многие и более мощные покупают, и я их понимаю - вес при полустационарном использовании не важен, а запас мощности помогает получить достаточно стабильное выходное напряжение и увеличивает ресурс... )

[WatchCat]

Стабильное напряжение? А оно так критично?

Только если дом набит электроникой,как у каждого порядочного радиолюбителя.

Ну объясните идиоту, зачем в быту инверторный генератор-киловаттник?

Сейчас - не нужен. Я в 2007 году выбрал мелкий кипор только потому что тогда это был самый маленький четырехтактный мотор из доступных. Четырехтактный в моем случае строго критично - чтобы можно было использовать пропан в качестве топлива. А крайне ненадежный электронный блок достался так сказать "в нагрузку". Но тогда еще абсолютно никто не знал что стоимость частой замены электронных блоков полностью компенсирует всю экономию от использования дешевого (тогда) пропана. Разве что таскать на своем горбу меньше топлива.
Сейчас доступны электростанции на моторе "154F" кушающие на типично-домашней нагрузке не больше чем кипоры,но не имеющие в своем составе регулярно подыхающего инвертора.

мне кажется, минимальная мощность генератора "для дома" - киловатта два с половиной - три

Очень распространенное заблуждение. Типичная вечерняя многочасова нагрузка в сельском доме(не коттедже или особняке) - это телик/ноут и несколько светодиодных или люминисцентных лампочек. В результате все эти многокиловаттные генераторы работают на 10-15% своей паспортной мощности,имея кпд в единицы процентов и перерабатывая дорогой автомобильный бензин в шум и вонь.

запас мощности помогает получить достаточно стабильное выходное напряжение и увеличивает ресурс...

Стабильное напряжение надо не запасом мощности получать,а покупать генераторы не с компаундным возбуждением(те где для этого большой конденсатор стоит),а с нормальным блоком AVR,управляющим током возбуждения в обмотке ротора. В отличие от электронных блоков кипоров - эти и не дохнут почти никогда и стоят очень дешево.

[As]

Главная нагрузка, ради которой приобретается генератор - это, конечно, холодильник... А для запуска большинства холодильников даже полтора киловатта не хватает... А вот освещение на вечер можно и "от батареек" обеспечить - у меня даже при абсолютно всех включенных лампочках потребление не больше 300 ватт... Компьютер добавит к этому 30 ватт (вместе с роутером), телевизор - примерно 70... Без электрочайника вечер пережить можно, есть газовая плита. Без холодильника, особенно летом - хреново...

[WatchCat]

Главная нагрузка, ради которой приобретается генератор - это, конечно, холодильник...

Кормить холодильник напрямую от генератора - очень дорого получается.
Лучше через автомобильный аккум и инвертор - тогда и топлива намного меньше надо и мощный генератор не нужен.
Ну или добыть холодильник,работающий от газового баллона. Это большая редкость и стоят довольно дорого,но по топливу получается существенно дешевле чем генератор.