Nikolay_Po (26.08.2024 20:26, просмотров: 162) ответил pavel2000 на Задача состоит в создании зарядного устройства на основе от
свapoчнoгo инвертора. Имеется донор, с заявленной характеристикой
постоянной работы 160А и 26В = 4кВт. Целевое устройство: 140В *
30А.-
- При повышении частоты потери в кольцах с распределенным зазором
сильно растут, это не феррит с сосредоточенным зазором. У меня
получалось, что для прямоходов и степдаунов выгоднее добавлять
витки, потери в сердечнике за счет снижения размаха индукции
уменьшаются быстрее, чем растут потери в меди. - Yurasvs(26.08.2024 21:39)
- К тому же, IGBT или какие там транзисторы, тоже не любят повышения частоты. - Nikolay_Po(26.08.2024 21:58)
- Спасибо. - Nikolay_Po(26.08.2024 21:53)
- Родная частота несколько меньше - 60,5кГц. Имеет смысл чуток
поднять? pavel2000(128 знак., 26.08.2024 20:34)
- Трансформатор пока не трогаем. Пляшем от печки. Он нас не волнует,
коль скоро мы не собираемся перематывать первичку. Как предложил
ниже, прикиньте исполнение дросселя и потери. Дальше видно будет. - Nikolay_Po(26.08.2024 21:59)
- Первичка планировалась без изменений, т.к. предполагается, что из
первички и её силовой части уже выжали всё что можно. Прикидываю
исполнение, но не дросселя, а компоновку в целом - как разместить
новые компоненты. Получается, что корпус придется расширить, чтобы
разместить новый дроссель большего размера и десяток конденсаторов.
Если будет нужно - то можно и первичку мотать, но сходу не понятно,
для достижения какой цели может потребоваться её изменение. - pavel2000(27.08.2024 07:19)
- Верно мыслите. - Nikolay_Po(27.08.2024 08:43)
- Первичка планировалась без изменений, т.к. предполагается, что из
первички и её силовой части уже выжали всё что можно. Прикидываю
исполнение, но не дросселя, а компоновку в целом - как разместить
новые компоненты. Получается, что корпус придется расширить, чтобы
разместить новый дроссель большего размера и десяток конденсаторов.
Если будет нужно - то можно и первичку мотать, но сходу не понятно,
для достижения какой цели может потребоваться её изменение. - pavel2000(27.08.2024 07:19)
- Значит, средний ток дросселя - 30А. Прямоугольные импульсы
напряжения на нём в самом тяжёлом режиме такие: Nikolay_Po(1427 знак., 26.08.2024 21:52)
- Стыдно признаться, но я так и не доделал еще этот "проект". Но вот
снова занялся им, надеюсь более активно. Вопрос - мотать дроссель
моножилой диаметром 2.3мм или 3 отдельными проводниками с диаметром
1.25мм? Начал считать дроссель, так и не понял как родной дроссель
работает в сварочном - наверное энергия также накапливается в
индуктивности сварочных проводов. Родного маленького кольца точно
не хватает. Планирую использовать уже купленное кольцо DT225-52B (
намотать на него pavel2000(237 знак., 13.11.2024 22:14, ссылка, ссылка)
- 150градусов перегрев это смерть. Несколько параллельных проводников
всегда лучше одного толстого. Сечение то же, а площадь охлаждения
больше и скинэффект уменьшается. - Yurasvs(13.11.2024 23:44)
- Литц еще и добротность моточных сильно увеличивает, с ним и 98% КПД бывает при обычных ПТ. Из стандартных есть 1000*0.01, толщиною в палец:-) нам ЛЭЛО 84*0.01 хватает. - Visitor(16.11.2024 09:50)
- И очень активный обдув не поможет? Я не знаю, как калькулятору про
него правильно сообщить. Про параллельные проводники - а если
сечение разное, то что будет лучше - 3 свитых жилы диаметром 1.25 -
суммарная площадь 4мм2, или одна жила 3.0мм, площадь 7мм2 ? 3 жилы
за счет навивки будут занимать примерно такое же пространство. - pavel2000(14.11.2024 05:00)
- Свивать не нужно, нужно просто вместе сложить. Обдув хорош при
однослойной намотке, перегрев уменьшается раза в 3. Если слоев
больше одного, тогда гораздо хуже. - Yurasvs(14.11.2024 09:23)
- Да, я хочу намотать только один слой. Что лучше взять - 3 жилы
диаметром 1.25 - суммарная площадь 4мм2, или одна жила 3.0мм,
площадь 7мм2? pavel2000(203 знак., 14.11.2024 12:16)
- Для дросселя в данном случае выгоднее будет толстый провод.
Постоянная/медленно меняющаяся часть тока распределится равномерно
по всей площади сечения провода и только переменная часть тока
будет вытесняться на поверхность. - ЫЫyкпy(14.11.2024 13:58)
- Идеальной считается мотка шиной торцем, но с оснасткой не просто. - Visitor(16.11.2024 09:58)
- Но мотать тяжело будет. Точно сказать нельзя, что лучше, там много факторов влияет. Надо изготовить и так, и так и сравнить. У нас был дроссель 5 киловаттного ККМа, намотан проводом 2мм, грелся как утюг. Заменили на 2 провода по 1.4мм, температура упала градусов на 15. - Yurasvs(14.11.2024 15:05)
- Так это трансформатор или дроссель? В каком месте стоит, в каком
режиме работает? Я уже нить потерял. Все параметры в студию. - Yurasvs(14.11.2024 13:34)
- В связи с переделкой сварочного аппарата в источник питания 140В
30А, перемотке подлежит два моточных изделия из сварочного
аппарата. Топология - косой мост, прямоходовой преобразователь.
Исходный дроссель: кольцо T157-26 – 40*24*15мм - 6 полных витков,
однослойная плоская намотка в 4 жилы д2.0мм каждая. pavel2000(450 знак., 14.11.2024 15:33, ссылка)
- Надо померять амплитуду и частоту импульсов. подаваемых с
выпрямительных диодов на дроссель в штатном режиме при средней
нагрузке на сварочник. А также его выходное напряжение и ток. Тогда
данные можно подставить в программу. - Yurasvs(14.11.2024 16:24)
- Создать среднюю нагрузку уже не очень возможно - условий для этого
нет, да и дроссель снят. Амплитуда расчетно будет 100В - сетевое
220, 310 на конденсаторах, коэфф трансформации 3:1. Частота 60кГц.
ШИМ UC3845, максимальный К=0.47. На шильдике указано: ПН 100%, 160А
/ 26,4В ; или ПН 70%, 250А / 30В. - pavel2000(14.11.2024 17:12)
- Если на входе дросселя 100В, как Вы собираетесь на выходе 140
получить? Или трансформатор косого моста тоже будет перематываться? - Yurasvs(15.11.2024 16:41)
- Конечно будет перематываться, я выше отвечал pavel2000(1 знак., 15.11.2024 21:31, ссылка)
- А почему 17 витков на вторичку трансформатора? Зачем такой большой
размах на вторичке? Для дросселя выбранного клльца недостаточно,
нужен бОльший размер. - Yurasvs(17.11.2024 13:44)
- Имеющаяся первичка - 15 витков, максимальное выходное - 140В,
минимальное входное по постоянному напряжению примем 280В. ШИМ
UC3845, максимальный K=0,47. 0.53*145В/0,47 = 163В надо приложить к
дросселю. 163+145 = 310. 280В - 15витков, соответственно 310В - 17
витков. Про выбранного кольца недостаточно - почему? Активный обдув
не поможет? - pavel2000(18.11.2024 19:30)
- Пробовали посчитать при заполнении 44.7%, выходном напряжении
140.65В и при вашем токе, какой будет перегрев на вашем кольце? Nikolay_Po(1 знак., 19.11.2024 08:53, ссылка)
- Сердечник T225-52B, 32 витка, перегрев 140С. Потери сердечник:
41Вт, потери медь: 12Вт. Если задать 31 виток - перегрев 145С, 30
витков - 152С. 32 витка получено так: 35мм внутренний диаметр окна,
отступаем 3.1мм на диаметр провода, получаем окружность д32мм как
окружность расположения витков. Её длина 100мм, делим на 3.1
получаем 32.25 витка виток к витку. Реальной намотки пока нет - жду
медь, ну и пока рассчеты еще. - pavel2000(19.11.2024 09:57)
- По-моему, одно кольцо не проходит. По крайней мере в режиме
зарядного устройства я бы такое не использовал. Перегрев большой.
Юра говорит, раза в три обдув снижает перегрев. Если так, то, с
обдувом, перегрев до 50 градусов будет. Может, и заработает. Но
опасно. Нужен термодатчик на колце - для защиты от перегрева.
Кольцо быстро деградирует при повышенной температуре. Nikolay_Po(116 знак., 19.11.2024 10:20)
- да, я понял уже что материал другой нужен, или два кольца
последовательно соединять. Из доступного еще есть такие кольца
TX39.9/24.1/14.5 Материал Kool Mu Индуктивность 81 нГн. Можете
подсказать, какой аналог будет у микрометалса, подходящий для
расчетов? Еще доступное TX39.9/24.1/14.5 Материал Kool Mu
Индуктивность 168 нГн, но я так понимаю что оно тоже не подойдет. - pavel2000(19.11.2024 10:25)
- Где их брали? Паспорта есть? Обычно приводят зависимость потерь от
размаха индукции. И можно по графику, зная ваши начальную и
конечную точку индукции подмагниченного сердечника, рассчиать
энергию потерь за один период. Не так удобно, как в программе, но
мощность потерь сердечника, рассчитать получится достаточно точно. - Nikolay_Po(19.11.2024 10:30)
- да, неправильно подаю информацию... Это Magnetics 0077254A7
(168нГн) и Magnetics 0077083A7 (81нГн). pavel2000(92 знак., 19.11.2024 10:51 - 10:56, ссылка, ссылка)
- Прикиньте дроссель на паре таких колец. Сколько витков нужно,
допустим, чтобы ток пульсировал от 21А до 39А? И определите
пульсацию магнитной индукции при этих витках. Nikolay_Po(530 знак., 19.11.2024 10:56)
- PDF-ки на эти изделия короткие, но я открыл для себя pavel2000(35 знак., 19.11.2024 11:07, ссылка)
- Да, там на графике удельных потерь, по разности индукций, находите
разность в ваттах на кубический сантиметр. Умножаете на кубические
сантиметры используемого сердечника. И вуаля! Получаете мощность
потерь. - Nikolay_Po(19.11.2024 11:15)
- Не, физику не обманешь - если надо хранить энергию - значит нужен
объем. У тех колец характеристики не лучше, а с учетом много
меньшего размера - они не подходят. Ради интереса перебрал разные
варианты Т225 от микрометалса - T225-52B не самый неподходящий
вариант в этом размере, я бы сказал, что он даже почти оптимальный.
Ну, а с учетом доступности... ) Возможно, сказывается высокое
напряжение в схеме, но при фиксированной частоте политика намотки,
похоже, сводится к pavel2000(535 знак., 19.11.2024 21:36)
- Насчёт высокого напряжения. Тут не в высоком напряжении дело, а в высокой мощности. Напряжение как раз достаточно "удобное" для моточных изделий. И дело в относительно низкой частоте. Был бы это преобразователь на 150кГц и на феррите, всё было бы с литцендратом и компактнее. Nikolay_Po(217 знак., 19.11.2024 21:53)
- Физику не обманешь. Да. Для вашего непрерывного режима, нужны большие кольца. Больше, чем оно было бы в сварочном аппарате. Выводы касательно желательности "ухода в медь" - верны. Но моё мнение - безопаснее с точки зрения перегрева сердечника и удобнее в плане намотки - ограничиваться одним слоем. Если хорошо "уйти в железо", то и размах индукции снизится, и потери снизятся. Nikolay_Po(1035 знак., 19.11.2024 21:50)
- Просьба прокомментировать расчет: pavel2000(1143 знак., 19.11.2024 21:14, ссылка)
- Эрстеды меня смутили, привык считать только в Си. Но ход мыслей верный, результат адекватен реальности. А перегрев определять - нужны эмпирические формулы для вашего обдува. В первом приближении, можете брать перегрев из расчёта Микрометалс для того же размера кольца и той же мощности. - Nikolay_Po(19.11.2024 21:39)
- Не, физику не обманешь - если надо хранить энергию - значит нужен
объем. У тех колец характеристики не лучше, а с учетом много
меньшего размера - они не подходят. Ради интереса перебрал разные
варианты Т225 от микрометалса - T225-52B не самый неподходящий
вариант в этом размере, я бы сказал, что он даже почти оптимальный.
Ну, а с учетом доступности... ) Возможно, сказывается высокое
напряжение в схеме, но при фиксированной частоте политика намотки,
похоже, сводится к pavel2000(535 знак., 19.11.2024 21:36)
- Да, там на графике удельных потерь, по разности индукций, находите
разность в ваттах на кубический сантиметр. Умножаете на кубические
сантиметры используемого сердечника. И вуаля! Получаете мощность
потерь. - Nikolay_Po(19.11.2024 11:15)
- PDF-ки на эти изделия короткие, но я открыл для себя pavel2000(35 знак., 19.11.2024 11:07, ссылка)
- Прикиньте дроссель на паре таких колец. Сколько витков нужно,
допустим, чтобы ток пульсировал от 21А до 39А? И определите
пульсацию магнитной индукции при этих витках. Nikolay_Po(530 знак., 19.11.2024 10:56)
- да, неправильно подаю информацию... Это Magnetics 0077254A7
(168нГн) и Magnetics 0077083A7 (81нГн). pavel2000(92 знак., 19.11.2024 10:51 - 10:56, ссылка, ссылка)
- Где их брали? Паспорта есть? Обычно приводят зависимость потерь от
размаха индукции. И можно по графику, зная ваши начальную и
конечную точку индукции подмагниченного сердечника, рассчиать
энергию потерь за один период. Не так удобно, как в программе, но
мощность потерь сердечника, рассчитать получится достаточно точно. - Nikolay_Po(19.11.2024 10:30)
- да, я понял уже что материал другой нужен, или два кольца
последовательно соединять. Из доступного еще есть такие кольца
TX39.9/24.1/14.5 Материал Kool Mu Индуктивность 81 нГн. Можете
подсказать, какой аналог будет у микрометалса, подходящий для
расчетов? Еще доступное TX39.9/24.1/14.5 Материал Kool Mu
Индуктивность 168 нГн, но я так понимаю что оно тоже не подойдет. - pavel2000(19.11.2024 10:25)
- По-моему, одно кольцо не проходит. По крайней мере в режиме
зарядного устройства я бы такое не использовал. Перегрев большой.
Юра говорит, раза в три обдув снижает перегрев. Если так, то, с
обдувом, перегрев до 50 градусов будет. Может, и заработает. Но
опасно. Нужен термодатчик на колце - для защиты от перегрева.
Кольцо быстро деградирует при повышенной температуре. Nikolay_Po(116 знак., 19.11.2024 10:20)
- Сердечник T225-52B, 32 витка, перегрев 140С. Потери сердечник:
41Вт, потери медь: 12Вт. Если задать 31 виток - перегрев 145С, 30
витков - 152С. 32 витка получено так: 35мм внутренний диаметр окна,
отступаем 3.1мм на диаметр провода, получаем окружность д32мм как
окружность расположения витков. Её длина 100мм, делим на 3.1
получаем 32.25 витка виток к витку. Реальной намотки пока нет - жду
медь, ну и пока рассчеты еще. - pavel2000(19.11.2024 09:57)
- Пробовали посчитать при заполнении 44.7%, выходном напряжении
140.65В и при вашем токе, какой будет перегрев на вашем кольце? Nikolay_Po(1 знак., 19.11.2024 08:53, ссылка)
- Имеющаяся первичка - 15 витков, максимальное выходное - 140В,
минимальное входное по постоянному напряжению примем 280В. ШИМ
UC3845, максимальный K=0,47. 0.53*145В/0,47 = 163В надо приложить к
дросселю. 163+145 = 310. 280В - 15витков, соответственно 310В - 17
витков. Про выбранного кольца недостаточно - почему? Активный обдув
не поможет? - pavel2000(18.11.2024 19:30)
- А почему 17 витков на вторичку трансформатора? Зачем такой большой
размах на вторичке? Для дросселя выбранного клльца недостаточно,
нужен бОльший размер. - Yurasvs(17.11.2024 13:44)
- Конечно будет перематываться, я выше отвечал pavel2000(1 знак., 15.11.2024 21:31, ссылка)
- Если на входе дросселя 100В, как Вы собираетесь на выходе 140
получить? Или трансформатор косого моста тоже будет перематываться? - Yurasvs(15.11.2024 16:41)
- Создать среднюю нагрузку уже не очень возможно - условий для этого
нет, да и дроссель снят. Амплитуда расчетно будет 100В - сетевое
220, 310 на конденсаторах, коэфф трансформации 3:1. Частота 60кГц.
ШИМ UC3845, максимальный К=0.47. На шильдике указано: ПН 100%, 160А
/ 26,4В ; или ПН 70%, 250А / 30В. - pavel2000(14.11.2024 17:12)
- Надо померять амплитуду и частоту импульсов. подаваемых с
выпрямительных диодов на дроссель в штатном режиме при средней
нагрузке на сварочник. А также его выходное напряжение и ток. Тогда
данные можно подставить в программу. - Yurasvs(14.11.2024 16:24)
- В связи с переделкой сварочного аппарата в источник питания 140В
30А, перемотке подлежит два моточных изделия из сварочного
аппарата. Топология - косой мост, прямоходовой преобразователь.
Исходный дроссель: кольцо T157-26 – 40*24*15мм - 6 полных витков,
однослойная плоская намотка в 4 жилы д2.0мм каждая. pavel2000(450 знак., 14.11.2024 15:33, ссылка)
- Для дросселя в данном случае выгоднее будет толстый провод.
Постоянная/медленно меняющаяся часть тока распределится равномерно
по всей площади сечения провода и только переменная часть тока
будет вытесняться на поверхность. - ЫЫyкпy(14.11.2024 13:58)
- Да, я хочу намотать только один слой. Что лучше взять - 3 жилы
диаметром 1.25 - суммарная площадь 4мм2, или одна жила 3.0мм,
площадь 7мм2? pavel2000(203 знак., 14.11.2024 12:16)
- Свивать не нужно, нужно просто вместе сложить. Обдув хорош при
однослойной намотке, перегрев уменьшается раза в 3. Если слоев
больше одного, тогда гораздо хуже. - Yurasvs(14.11.2024 09:23)
- 150градусов перегрев это смерть. Несколько параллельных проводников
всегда лучше одного толстого. Сечение то же, а площадь охлаждения
больше и скинэффект уменьшается. - Yurasvs(13.11.2024 23:44)
- Для пилы с размахом 20А RMS ток через емкость получается 5.8А.
Навскидку предполагалось поставить 6 шт 820мкФ*200В
JNE2D821M10002500400, по цене за ампер наиболее выгодный доступный
вариант. Заявлено 1.8А RMS при 120Гц ( Для 60кГц надо умножать или
делить на multiplier? Без учета коэффициента получается 10.8А. 5шт
1000мкФ JNE2D102M10003000400 дадут такие же суммарные емкость и
допустимый ток, но на 25% дороже. Есть легкие сомнения, что эти
характеристики реальны - в pavel2000(517 знак., 27.08.2024 07:52, ссылка)
- Я, когда переделывал сварочник в лабораторный регулируемый лабораторный источник на 170А, поставил на выход двухзвенный фильтр. Основные пульсации берет на себя первая ступень, в которой, насколько я помню, 50шт. СМД керамики 1206 по 10мкФ параллельно, а затем еще один небольшой дроссель, намного меньше основного, и после него обычные электролиты. - Yurasvs(13.11.2024 23:51)
- По моему экспресс-расчёту, выходит, что на размах пульсаций 18А, конденсаторов JNE2D821M достаточно... Барабанная дробь! 2шт! Nikolay_Po(949 знак., 27.08.2024 09:09)
- Берите больший, лучший параметр на конкретную модель конденсатора.
На множитель для повышенной, относительно 120Гц, частоты -
умножать. Конденсатору легче отвести тепло от быстрых пульсаций, а
120Гц достаточно медленно, чтобы давать локальные перегревы.
Поэтому на большей частоте конденсаторы держат больший ток. Nikolay_Po(1492 знак., 27.08.2024 08:41)
- Емкости в первичке - Zeasset серия HP, "105С 2000ч для сварочного
оборудования". 4шт 470мкф 400В, 30x60мм, 1.9А RMS Соответственно,
во вторичку можно ставить JNE, у них тоже 2000ч 105С. Игрался с
калькулятором, получается на емкостях первички ток RMS 18А.
Двукратно выше чем номинал емкостей. pavel2000(127 знак., 27.08.2024 09:23)
- Обычно, эти ёмкости стоят у вентилятора. Поэтому допустимы кратные
перегрузки. Понять и простить. Nikolay_Po(439 знак., 27.08.2024 09:33)
- Они то конечно у вентилятора, но только одной стороной, а не "в
потоке". ПВ указано, 70% - 250А/30В, 100% - 160А/26.4В. Собственно
на последнее и был ориентир. Экспериментальные проверки - да, это
тоже хороший вопрос. Пока в плане для тестов использовать 6кВт 220В
тэны (они есть под рукой), но это нагрузка только на 2.5кВт. Для
начала, думаю, будет достаточно. - pavel2000(27.08.2024 09:47)
- Берете нихром или манганин диаметром 1мм в 2 или 3 провода, сворачиваете из него небольшую спиральку, опускаете в ведро с водой. Для низковольтных применений изоляция не нужна, если вода пресная. Я тут недавно 100амперный преобразователь тестировал на 3кВт, ведро воды вскипятил :-). - Yurasvs(14.11.2024 15:33)
- Если ПВ 100% - отлично, не парьтесь. Двигайтесь дальше. - Nikolay_Po(27.08.2024 10:19)
- Они то конечно у вентилятора, но только одной стороной, а не "в
потоке". ПВ указано, 70% - 250А/30В, 100% - 160А/26.4В. Собственно
на последнее и был ориентир. Экспериментальные проверки - да, это
тоже хороший вопрос. Пока в плане для тестов использовать 6кВт 220В
тэны (они есть под рукой), но это нагрузка только на 2.5кВт. Для
начала, думаю, будет достаточно. - pavel2000(27.08.2024 09:47)
- Обычно, эти ёмкости стоят у вентилятора. Поэтому допустимы кратные
перегрузки. Понять и простить. Nikolay_Po(439 знак., 27.08.2024 09:33)
- Емкости в первичке - Zeasset серия HP, "105С 2000ч для сварочного
оборудования". 4шт 470мкф 400В, 30x60мм, 1.9А RMS Соответственно,
во вторичку можно ставить JNE, у них тоже 2000ч 105С. Игрался с
калькулятором, получается на емкостях первички ток RMS 18А.
Двукратно выше чем номинал емкостей. pavel2000(127 знак., 27.08.2024 09:23)
- Стыдно признаться, но я так и не доделал еще этот "проект". Но вот
снова занялся им, надеюсь более активно. Вопрос - мотать дроссель
моножилой диаметром 2.3мм или 3 отдельными проводниками с диаметром
1.25мм? Начал считать дроссель, так и не понял как родной дроссель
работает в сварочном - наверное энергия также накапливается в
индуктивности сварочных проводов. Родного маленького кольца точно
не хватает. Планирую использовать уже купленное кольцо DT225-52B (
намотать на него pavel2000(237 знак., 13.11.2024 22:14, ссылка, ссылка)
- До получения понимания, как мотать дроссель, считайте всё на частоту 60кГц. Там посмотрим, будет ли выгода от повышения. - Nikolay_Po(26.08.2024 20:37)
- Трансформатор пока не трогаем. Пляшем от печки. Он нас не волнует,
коль скоро мы не собираемся перематывать первичку. Как предложил
ниже, прикиньте исполнение дросселя и потери. Дальше видно будет. - Nikolay_Po(26.08.2024 21:59)
- При повышении частоты потери в кольцах с распределенным зазором
сильно растут, это не феррит с сосредоточенным зазором. У меня
получалось, что для прямоходов и степдаунов выгоднее добавлять
витки, потери в сердечнике за счет снижения размаха индукции
уменьшаются быстрее, чем растут потери в меди. - Yurasvs(26.08.2024 21:39)