Стабилизатор напряжения сети - Страница 15

NemoCut32 · 09.10.2007, 00:20

Atmel AVR мення тоже как-то больше прельщает. Опыт написания программ для работы с ШИМ есть. Но вот главная проблема не убирается - многокиловатный низкочастотный транс с ЖИРНЮЧИМ бумажным кандюком и низким КПД. Пусть требуется 10кВА преобразователь: транс 15-20 кВА (чтобы не было насыщения железа) + кандёр 20*100 x 600В = 2000 мкФ x 600В! Экий монстер получается. Я предлагал другой вариант:
1) одно или трёхфазное (что гораздо лучше) напряжение выпрямляется и используется трансформаторная вольтдобавка, чтобы обеспечить постоянное напряжение 400-500В.
2) Всё это сглаживается элетролитическим конденсатором 10000 мкФ x 600В (они применяются в инверторах и схемах управления двигателями переменного тока и не такие уж труднодоступные).
3) Полученное постоянное напряжение через IGBT сборки (полумосты) преобразуется в ШИМ 10-20кГц синусоиду. Вот их управлением и занимается микроконтроллер.
4) Полученные сигналы фильтруются от высокочастотных сотавляющих индуктивно ёмкостным фильтром.
5) Обратная связь через ADC микроконтроллера, собственно так и осуществляется стабилизация напряжения и формы синусоиды.
Пункты 1 и 2 можно заменить на обычный ИБП с контроллерным управлением, т.е. получится этакий PFC. Контроллер может быть тот-же, что и управляет выходными транзисторами но без стабилизации напряжения (а то боюсь ресурсов не хватит).
Ориетировочные прикидки:
1)Контроллер - ATMEGA16 16МГц
2)Частота ШИМ - 15625 Гц, частота таймера 16МГц = 1024уровня*15кГц вполне должно хватить.
3)Замеры ADC 3 фазы на 15 кГц = 5кГц - 100 точек на волну 50 Гц точность 10 бит - при предельной шкале в 500В погрешность не более 0.5В.
Так что должно всё получиться. Можно вообще взять STR912FW42 у него даже контроллер трёхфазного двигателя есть, а стоит он не намного дороже ATMEGA128.

vouk · 09.10.2007, 12:49

krasla:

Цитата:

Что касается "прямоуголки" cинусоида на выходе подправляeтся бумажным конденсатором на осцелографе описывается практически нормальная синусоида. асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором практически не греются.
Жилающие могут посмотреть или купить мастер кит NM1032
он также работает на прямоуголке.

Если бы я делал что нибуть подобное сейчас то за основу бралбы Atmel, и головной боли намного меньше и работает стабильние.
Что касается "прямоуголки" cинусоида на выходе подправляeтся бумажным конденсатором на осцелографе описывается практически нормальная синусоида. асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором практически не греются.
Жилающие могут посмотреть или купить мастер кит NM1032
он также работает на прямоуголке.

Если бы я делал что нибуть подобное сейчас то за основу бралбы Atmel, и головной боли намного меньше и работает стабильние.

Когда вы "подправляете" прямоугольник до синусоиды, вы замыкаете высшие гармоники меандра конденсатором. Такие фокусы даром не проходят, синусоида трансформируется и в первичную цепь (на то он и трансформатор) и транзисторы уже не работают в ключевом режиме. Поэтому они и греются.
Если не "подправлять", то прямоугольным сигналом будет питаться двигатель и греться будет он. Для работы двигателя нужна именно синусоида, гармоники не вращают мотор (вторая гармоника, например, пол-оборота толкает ротор вперед, вторые пол-оборота - в обратную сторону), по ним у мотора cos фи равет нулю.
Работать, конечно, будет, но хуже кпд будет.
И вообще, уже обсуждался вопрос, что превращать прямоугольник в синусоиду на частоте 50 гц невыгодно.
Это надо делать на высокой частоте с помощью ШИМ.
По поводу схемы. Я хотел сказать только, что здесь нет никако таинственного "наложения высокой частоты на синусоиду". Эта схема могла давать некоторый эффект, потому что благодаря пиле получолась Широтно-Импульсная Модуляция, но - плохая. Потому, что одновременно присутствует и амплитудная модуляция, значит транзисторы не работали в чисто ключевом режиме. И что ШИМ надо получать по-другому. Но я же не спорю, что с помощью МК это получать еще лучше, тем более, что для этого есть специализированные микросхемы.

NemoCut32 · 09.10.2007, 14:33

Здесь я с Вами не совсем бы согласился. Получить хорошую синусоиду без гармоник можно и при "ключевом" режиме транзисторов, но для этого требуется резонансный контур на частоту 50 Гц с высокой добротностью. Т.е. теоретически это осуществимо. А вот практически - при подключении нагрузки вся добротность сведётся к нулю, а наука к ...., ну Вы наверно поняли к чему. Кстати в наборе NM1032 не виден транс

Поэтому существуют преобразователи на 50Гц с большим трансом и кандёром (и я даже видел промышленные конструкции, схемы не знаю, но больно он гнида тяжёлый на 100Вт то). Вопрос только в том, что характеристики таких преобразователей оставляют желать лучшего.
Вот я и "завёлся" по теме сделать на самом деле "правильный" конвертор. Идея которую подаю я не единственная и достаточно сложна, но может кто ещё предложит ещё варианты построения импульсных преобразователей в 50Гц или знает как сделаны промышленные образцы? Почему-то от этой темы все уходят в сторону?

vouk · 09.10.2007, 15:19

Сообщение от NemoCut32

Здесь я с Вами не совсем бы согласился. Получить хорошую синусоиду без гармоник можно и при "ключевом" режиме транзисторов, но для этого требуется резонансный контур на частоту 50 Гц с высокой добротностью. Т.е. теоретически это осуществимо. А вот практически - при подключении нагрузки вся добротность сведётся к нулю, а наука к ...., ну Вы наверно поняли к чему. Кстати в наборе NM1032 не виден транс

Поэтому существуют преобразователи на 50Гц с большим трансом и кандёром (и я даже видел промышленные конструкции, схемы не знаю, но больно он гнида тяжёлый на 100Вт то). Вопрос только в том, что характеристики таких преобразователей оставляют желать лучшего.

См. стр 13, я говорил то же самое (нужно много железа). А Вы возразили мне, что преобразование надо делать на высокой частоте (NemoCut32), с помощью ШИМ (sanitar249), с чем я полностью согласен. Только наука здесь не при чем, если она у кого-то не соответствует действительности, то значит он плохо ею владеет.

Цитата:

Вот я и "завёлся" по теме сделать на самом деле "правильный" конвертор. Идея которую подаю я не единственная и достаточно сложна, но может кто ещё предложит ещё варианты построения импульсных преобразователей в 50Гц или знает как сделаны промышленные образцы? Почему-то от этой темы все уходят в сторону?

Насколько я понял из дискуссии (сам я этим не занимаюсь) такой способ стал уже общепринятым: формирование синусоиды 50 гц с помощью ШИМ и для этого есть специализированные Атмелы даже для управлением двигателем. Или я чего-то не понимаю в вашей идее..

NemoCut32 · 09.10.2007, 21:17

Совершенно правильно. А вот схемы получения из одного напряжения другого разные. Я вот про "совсем" бестрансформаторную писал (может только за исключением первичного источника высокого постоянного напряжения).
Вот и хотелось бы узнать соображения сообщества по таким схемам.
Кстати по поводу постоянки извиняюсь, походу "наврал" напряжение должно быть минимум 640В - там же полумосты, а амплитуда 220В A= ±311В.
Всем...!

NemoCut32 · 09.10.2007, 21:30

А про науку я писал только по тому, что частенько наши представления теоретические сильно расходятся с практическими, но для каких-то идеальных случаев теория применима. Поэтому у некоторых людей создаётся впечатление, что устройство должно "жить" и работать по причинам..., а на самом деле по этим как раз "причинам" полно в интернете схем, которые не работали и работать не могут. Вот и тут все вроде правильно пишут и некоторые даже железистые преобразователи собирали.... А я вот свой "вариант" не собирал, увы это только теория и хотелось бы услышать мнение знающих людей. Хотя всё равно теория должна быть впереди практики, но не подменять её - сборке устройства должны предшествовать расчёты, а не наоборот!
Может если кто готов попробовать предложенный мной вариант, то постарюсь помочь, но... пока опять же теоретически - с программой, выбором элементов и т.д.

pinco · 10.10.2007, 04:33

Phil31 писал: И все-таки интересно было бы уйти от больших железок. Почти все в современной квартире можно питать постоянным током. Лампочки, утюги, компьютеры и телевизоры.... Нельзя - только электромоторы в холодильнике и стиральной машине. Если бы промышленность производила их с моторами постоянного тока.... или например на 400 Гц.... А так вообще, если подумать.... Теоретически можно перестроить всю систему производства распределения и потребления ЭЭ. Синус был удобен тогда, когда не было полупроводников. Было удобно повышать и понижать напряжение с помощью трансформаторов, намотанных на железе. А в некоторых отношениях синус теперь, как видим, и не очень удобен. Почему бы не трансформировать напряжение с помощью мощных полупроводников, и передавать по линиям постоянный ток? Подавать в квартиру постоянное напряжение? Стоимость полупроводников настолько упала, что, мне кажется, они уже реально могут конкурировать по цене с большими железками, на которые намотана толстая медная проволока....
В общем, как говорил Козьма Прутков, "что тебе мешает выдумать порох непромокаемый?"....

Ответ-предложение : - как вы говорите что только некоторые потребители требуют обязательной синусоиды то может и для них только и сделать маленькие маломощные стабилизаторы сети на каждый потребитель , ведь остальные в принципе могут за счет своих встроенных импульспиков сами себе нормальное питание обеспечить - и размеры одного но мощного и затраты на него одного превращаются в ряд мелких затрат и размеров и мощностей - схемы для которых вы уже можете найти в инете ну в очень большом количестве и не нужно очень мощных и дорогих элементов искать - как вам мое прдложение ?

vouk · 10.10.2007, 12:05

Phil31 писал:

Цитата:

.... Теоретически можно перестроить всю систему производства распределения и потребления ЭЭ. Синус был удобен тогда, когда не было полупроводников. Было удобно повышать и понижать напряжение с помощью трансформаторов, намотанных на железе. А в некоторых отношениях синус теперь, как видим, и не очень удобен. Почему бы не трансформировать напряжение с помощью мощных полупроводников, и передавать по линиям постоянный ток? Подавать в квартиру постоянное напряжение? ...

pinco писал:

Цитата:

Ответ-предложение : - как вы говорите что только некоторые потребители требуют обязательной синусоиды то может и для них только и сделать маленькие маломощные стабилизаторы сети на каждый потребитель , ведь остальные в принципе могут за счет своих встроенных импульспиков сами себе нормальное питание обеспечить - и размеры одного но мощного и затраты на него одного превращаются в ряд мелких затрат и размеров и мощностей - схемы для которых вы уже можете найти в инете ну в очень большом количестве и не нужно очень мощных и дорогих элементов искать - как вам мое прдложение ?

Не забывайте, что львиную долю электроэнергии потребляет промышленность, а из нее - трехфазные двигатели, пожалуй.

NemoCut32 · 10.10.2007, 15:37

В общем идея неплохая. Может так оно и надо. Но хотелось бы разработать универсальный стабилизатор, мощность которого зависила бы от типа используемых компонентов и настроек. Конечно нет смысла стабилизировать и так "просаженную" сеть, чтобы запитать ещё один сварочник, пылесос или очередного "козла". Но в случае с холодильником это актуально. Да и телевизоры с радиоприёмниками не все имеют широкий диапазон питающих напряжений. А для компьютеров или студийной техники ещё желательно и бесперебойное питание. Вообщем стоит подумать обсудить.
Пару примеров по поводу ИБП.
1) Есть у меня товарищ. Любит он послушать эфир, точнее любил.... Сейчас говорит, из-за ИБП и StandBy на всех диапазонах ужасный шум и в городе послушать "не цифровой" слабый сигнал почти невозможно.
2) В некоторых странах объявили настоящую войну StandBy, т.к. этот режим постоянно "пожирает" кучу энэргии, да ещё и не всегда фиксируется счётчиками. Теперь там вводят жёсткие законы и ограничения на использование таких режимов.

NemoCut32 · 10.10.2007, 15:39

И ещё забыл. В сумме куча мелких стабилизаторов будет обладать худшими энергетическими параметрами, чем один более мощный. Но в каждом случае свои области применимости.