Частотный привод на полевых транзисторах (5кВт)

[sanitar249]

https://kazus.ru/forum/topics/12240.html
посмотрите микрушку MC3PHAC
Удачи!

[dmitriy_kuznecov]

в принципе особых проблем нет, раз буржуи такие вещи строгают. но по собственному опыту могу сказать, что основная проблема это разводка и расчет снаберных (защитных) цепочек. для полевиков это особо серьезно, так как у них мал запас по напряжению. я делал регулятор для двигателя постоянного тока, на входе 310В - выпрямленная фаза, на выходе шим, так пока толковую защитную цепочку не сделал, 1200вольтовые игбтешники 70ампер взрывались на 10%шиме при токе 10А. потом почитал книжку "силовые полупроводниковые ключи", применил знания и все чудненько заработало с 600вольтовыми транзюками.
а по поводу твоего устройства - сам хочу такой сваять, только руки не доходят. но если вдвоем, то это веселее. мозги вижу АТМегу64, там трехканальный шим и прочие радости, потом три полумостовых драйвера и выход по вкусу. если интересно сделать то пиши в форум или stromisd@mail.ru

[sanitar249]

в принципе особых проблем нет, раз буржуи такие вещи строгают. но по собственному опыту могу сказать, что основная проблема это разводка и расчет снаберных (защитных) цепочек. для полевиков это особо серьезно, так как у них мал запас по напряжению.

По использованию в снабберах нет равного супрессорам. "Гвозди" глотают качественно. Применение их с "ефрейторским запасом" в большей степени компенсирует ошибки топологии ИМХО
Удачи!

[olexii]

Спасибо всем за дельные советы. Я сейчас и изучаю всевозможные структуры и решения(журналы, сайты). Набрал маленькую колекцию. Разбираюсь что оттуда можно взять.
!!! Организация "плавного пуска" - согласен полностью. Нашел интересный старый учебник по асинхронным двигателям и увидел какие у них пусковые токи на старте(IRFP460 явно не хватет на 2кВт без "плавного пуска"). Особенно, когда есть жесткое сцепление. ...даже линия может не выдерживать, напряжение сильно падать, а и изоляция обмоток будет перегреваться и приходить в негодность!!!
Еще есть горький опыт - когда заканчивал универ, делал подобную штуку в качестве макета, для демонстрации принципа работы, на полевиках IRF 740, и микроконтроллере 51 серии. Кое-как работала(от 16Гц до 50Гц). Крутила двигателя на холостом ходу.
Когда подключил к реальной нагрузке - сгорела моментально(!небыло там плавного пуска!).
Отремонтировал и оставил на кафедре.
Если кому интересен этот неудачный вариант, могу выложить. Мне сейчас немного неудобно как автору - криво вышло. Немного теории еще с тех времен помню(во всяком случае где копать надо).
И вот сейчас захотелось повторить, ищу свои ошибки. Ниже привожу алгоритмы управления ключами и структуру будущего инвертора(надеюсь она будет удачнее). Планирую использовать AtMega8(DIP16). Думаю ее будет достаточно.

-- Прилагается рисунок: --

[picavr]

мозги вижу АТМегу64, там трехканальный шим и прочие радости

ИМХО PIC16F2331/4331 вкуснее, 3 ШИМ модуля с програмируемой паузой, но изюминка - аппаратная защита по току, отрубает ШИМ выходы если на вход (встроеный компаратор или логический вход)приходит импульс - без участия АЛУ.
Или лучше уж специализированые ИМС от Моторолы или Интернешинел Ректифайр.

[E_C_C]

А если использовать биполярные тр-ры в ключах ? сейчас есть экземпляры с достаточным напряжением и током.Греться будут сильнее чем полевики, но управление проще.
Еще , может я не понял, но вы собираетесь регулировать обороты только изменением частоты фаз?
или изменять частоту модулирования несущей частоты ?

[olexii]

Вся фишка в том, что в отличие от других подобных предложений(которые я очень внимательно читаю), предлагаю отойти на 10лет назад, когда делали основные выводы по перспективам частотного привода и выбрать направление, которое позволит на современной элементной базе сделать дешевый частотник.
!!! Я предлагаю использовать 7 ключей вместо 6!!!
6 ключей, согласно графика выше, будут делать вращающее магнитное поле прямоугольными сигналами(максимальная частота их переключений не превышает выходной частоты инвертора 50Гц). Уменьшаем потери на коммутацию, потеряв всего 1..3% КПД двигателя на перемагничивание(рис.1) при мощностях до 50кВт. Это было исследованно учеными еще в 1999г, ставились опыты, измерялись токи.
А седьмой ключ должен быть быстродействующим, ограничевать ток на частотах меньше 50Гц. При петидесяти и выше - всегда открыт и ограничевает максимальный ток.
!!! Такая структура дает большой выиграш при коммутации, если еще добавить маленький дроссель и два ультрабыстрых диода. Энергия от сквазных токов возвращается в двигатель!!!
================================================== ===
Ограничение максимального тока планирую организовать аппаратно на седьмом ключе(А3), используя стандартный ШИМ контроллер tl494. При при срабатывании компаратора ШИМ контроллера буду давать команду на уменьшение рабочей частоты инвертора - "мягкий пуск" в моем понимании

[ua_gruzin]

Вы дорогой, ua_gruzin, в школе уроки физики "тема: переменное напряжение и выпрямитель" изучали? Советую еще раз изучить. Чтоб в будущем так сильно в лужу не садиться. А также ознакомтесь хоть с минимальными азами силовой электроники. А уж потом пускайтесь в рассуждения.

Сори, опечатка, там на 350В не меньше (нормальной фирмы).
Лучше на 400В (можна и нонанеймовские).


olexii, статейку можна?

[olexii]

Ссылку уже давал

http://www.electronics.ru/issue/1999/2/10,

"...Как уже отмечалось, форму питающего напряжения определяет алгоритм коммутации силовых ключей, качественный критерий которого – способность выделения первой (полезной) гармоники питающего напряжения. Наиболее эффективно выделить первую гармонику позволяет ШИМ с синусоидальным распределением длительности импульсов (см. рис.4). Однако при этом растут потери в силовых ключах, что в свою очередь приводит к их перегреву. Чтобы предотвратить это явление, авторы предлагают использовать в системах с амплитудно-частотным управлением так называемую 5p/6-коммутацию. В этом случае каждый транзистор 1/4 периода находится в открытом состояниии и 1/6 – в режиме ШИМ-коммутации. Диаграммы работы транзисторов в режиме 5p/6-коммутации представлены на рис.7а, а формы фазных и линейных напряжений – на рис.7б и 7в, соответственно.
Как показывает диаграмма работы ключей, такой алгоритм снимает проблему сквозных токов, поскольку транзисторы, находящиеся в противоположных плечах, переключаются с запаздыванием относительно друг друга на 1/12 периода (208,3 мкс на частоте 400 Гц). Форма фазных напряжений имеет семь, а линейных напряжений – пять уровней. По графику на рис.6 можно определить, что при таком алгоритме потери в двигателе от несинусоидальности напряжения коммутации составят около 1% (порядка 500 Вт для двигателя на 50 кВт). Разложение в ряд Фурье фазных и линейных напряжений имеет вид..."

Предлагаю только немного изменить. Детальнее на структурной схеме(только одна ШИМ и уйма плюсов).

[ua_gruzin]

Да, статейку читал.
Она откуда-то взята. Гугля не дает больше ссылок кроме даной. Хотелось бы оригинал с рисунками...

Журнал называется
"ЭЛЕКТРОНИКА: Наука, Технология, Бизнес"

Как бы его архивы раздобыть.... в pdf...