Трехфазный преобразователь для дома

Вот здесь можешь заказать комплект (6шт) 15 А IGBT со встроенными диодами шотки. Нахаляву

Не видел схему тех драйверов. Как их питать собираешся? Четырьмя развязанными каналами питания? И как защита от перегруза осуществляется?

lv52 написал :
А народ то эта тема интересует? Ау, народ, отзовись!

Ключи, драйверы, пики, оптокуплеры... - эхех, далека эта тема от народа.

lv52 написал :
А народ то эта тема интересует?

ИМХО, изобретение велосипеда, как процесс, дело увлекательное, но в результате
получиться все тот же велосипед.

To wiha:
схема драйвера и выходных ключей.

У 555 таймера вывод 3 - выход, а вывод 7 - разрядный ключ (транзистор с открытым коллектором или открытым стоком, работает инверсно по отношению к выходу). Защиту наверное придется на отдельном компараторе делать. У Pic реакция на прерывание вроде не очень шустрая - переход на обработку прерывания 3-4 машинных цикла, да еще несколько команд в прерывании. Даже если кварц на 20 МГц - Pic среагирует через 1,5 ... 2 мкс. Плюс задержка драйвера и ключа. Ключ может не дожить до выключения.

чукча написал :
Ключи, драйверы, пики, оптокуплеры... - эхех, далека эта тема от народа.

Про сварочник на соседней ветке народ уже который год читает и пишет, а там таких слов куда как больше.
Просветил бы кто насчет алгоритма пуска двигателя, безопасного для схемы.

Оригинальная схемка. Только последовательно с диодом нужно резистор поставить для питания верхнего драйвера. Ну и непонятно какая задержка будет в самой 555.Может защита и не успеет сработать. Еще на выход преобразователя желательно поставить дроссельки чтобы ограничить рост тока при КЗ и т.д. Типа дать время сработать защите.

lv52
Питание на верхний драйвер (DA1) поступит скорее всего при открывании нижнего ключа, как в общем оно и задумано. Но у 555 нету защиты от пониженного питания (UVLO), и при его появлении вполне может быть неожиданный переходный процесс......

Если позволите несколько слов на "злобу дня". Пусковые токи трехфазного асинхронника примерно в десять раз превышат номинальные, а время пуска очень немаленькое, даже в холостом режиме. Для уменьшения пускового тока вводят доп сопротивление в цепь якоря (есть такие хитрые роторы на мощных машинах, если не ошибаюсь, называются "фазные"). Второе - гармоники несинусоидального напряжения имеют разное направление вращения, не помню навскидку, есть совпадающие и есть тормозящие вращение якоря. В результате движок в номинале будет нехило греться. Решение есть, для этого двигатель пересчитывают и перематывают, что до конца проблему не решает, но частично снижает перегрев. Третье.... почему все зациклились на 50Гц, выпрямленное и сглаженное напряжение сети будет в районе 300В, почему не поднять частоту на эту-же величину, т.е. умножить на 1,4 примерно 70Гц? Мощность двигателя возрастёт пропорцианально, почти на сорок процентов, в том-же габарите... овчинка уже стоит выделки.
В свое время на кафедре электротехники КХТИ разрабатывали и испытывали такие схемы, на основе трех независимых генераторов, схема получалась простая и дубовая как табуретка, одни индуктивности с доп обмотками ОС и шесть транзисторов.
Сам лично пилил дрова двухсотгерцовой электропилой.... на основе бензопилы Урал. Ощущения - супер.

В общем тема интересная, но не такая простая.

С уважением.

andrey_o написал :
почему все зациклились на 50Гц, выпрямленное и сглаженное напряжение сети будет в районе 300В, почему не поднять частоту на эту-же величину, т.е. умножить на 1,4 примерно 70Гц

дело в том, что амплитуда при действующем 220В - 311В. В идеале если выпрямить и опять сделать синус то те же 311В амплитуды и получишь. Но на практике под нагрузкой на конденсаторах не будет 311В. Будет где то 260В. В итоге получаем недоиспользование двигателя по напряжению на 15% даже на номинальной частоте. Чтобы это побороть добавляют третью гармонику. "Расширяют" полуволну синуса, и таким образом повышают действующее напряжение до 220В. Все вышесказанное касается преобразователя с формированием синуса. Если же прямоугольник, то при длительности импульса 0.85 приблизительно выйдем на номинальную мощность при номинальной частоте. Дальнейшее повышение частоты повлечет падение мощности.
Вот если движок перемотать (уменшить кол-во витков) и поднять частоту, то да, получим увелечение мощности.

2andrey_o
Пусковой ток стандартного трехфазного двигателя с короткозамкнутым ротором по справочнику 6,5*Iн для трехтысячников ( 3000 об/мин ). Для двигателей с меньшими оборотами кратность меньше. Но это для синусоидального питания. При прямоугольных импульсах ток может быть и больше. Фазный ротор в гаражах не встречается. Остается надежная токовая защита и алгоритм плавного пуска. Самое простое - включить в цепь 300в ТЭН на 2-3 киловатта при пуске, а через некоторое время его закоротить. Или вводить ШИМ для плавного подъема напряжения. С этим пока ясности нет.
Насчет гармоник я уже писАл - кроме необычного звука работающего двигателя никакого вреда больше не замечено. Дополнительного нагрева тоже. В фирменных частотниках основная частота от
0 до сотен герц, частота ШИМ для формирования синуса от сотен герц до десятков кГц могут меняться. А сколько там всяких гармоник? Ничего, работают себе!
Насчет увеличения частоты: по информации из статей о частотно-регулируемом приводе частоту для стандартных трехфазников поднимать выше 60 Гц нет смысла - снижается за счет индуктивности обмоток ток через них, а следовательно и момент на валу. На двухсотгерцовой пиле двигатель то скорее всего был не на 50Гц.
Меандр размахом 300в дает действующее напряжение лишь немного больше, чем 220в ( вольтметр переменного тока показывает около 240в ). Кстати, чтобы получить нормальную мощность на валу, двигатель нужно переключить со звезды на треугольник, а последнее время новые двигатели выпускают без выведения вторых концов обмоток на клеммник. Надо лезть в статор, разрывать среднюю точку и коммутировать обмотки по новому. Без этого напряжения и токи в обмотках ниже в корень из трех раз, а мощность - в 3 раза.

wiha написал :
непонятно какая задержка будет в самой 555

Задержка оптопары 4N35 2мкс типовая и до 10 мкс в худшем случае ( для аналога АОТ128 - 5 мкс ). Для 555 мотороловского производства задержка (propagation delay) до 300 нс, rise time и fall time по 100 нс. Так что основная задержка в оптопаре. Можно конечно поискать и более быстрые оптопары, но мне кажется здесь это не нужно. Достаточно сформировать "мертвое время" с запасом.

чукча написал :
у 555 нету защиты от пониженного питания

Это меня тоже беспокоит. Большой ток при не полностью открытом транзисторе - верный путь к взрыву. Пониженное питание может быть при включении, когда 12В еще не 12В. Видимо просто нужно питание на схему управления и драйвера подавать раньше, чем подается команда на пуск двигателя, а перед пуском выдержать нижние ключи открытыми для гарантированной зарядки бутстрепных конденсаторов. И на выход источника 12В поставить контроль питания ( супервизор, если не по нашему) для контроля в процессе работы. Задающий узел должен формировать трехфазные последовательности только если питание в норме. При остановке верхние ключи закрыть, а нижние открыть.

lv52
По оптопарам. Дело в общем-то не в задержках. Эти оптопары никакие в плане устойчивости к входной помехе от dv/dt. С ними ни о каких там "rise time и fall time по 100 нс" лучше и не мечтать. Либо придётся валить фронты переключения примерно до тех же 5-10 мкс, либо будут глючить. Сравните для справки - например у специально заточенных под такие применения HCPL3120 dv/dt вход-выход 15kV/mkS (min) и 30kV/mkS (tip).

lv52 написал :
а перед пуском выдержать нижние ключи открытыми для гарантированной зарядки бутстрепных конденсаторов.

Вот именно во время этой зарядки и может глюкнуть. Нижний ключ уже открыт, и если в этот момент вдрух приоткроется верхний - сквозняк и кирдык.

И еще 12В маловато наверное. Так как падение на нижнем ключе будет какое то в открытом состоянии будет . Так что на верхнем драйвере может оказаться на пару вольт меньше. И диод 0.7 В

чукча написал :
Эти оптопары никакие в плане устойчивости к входной помехе от dv/dt.

Какая помеха имеется ввиду? Здесь у меня пробел в образовании. В даташите на 4N35 такой характеристики я чего-то не нашел. Где про это почитать?
Насчет "валить фронты переключения" - может в этом смысл и есть. Нагрев ключей побольше, зато выбросы от индуктивностей меньше. В общем надо будет посчитать насколько возрастут потери мощности. Для 50...100 кГц это скорее всего недопустимо, а здесь частота , а значит и потери при переключении на три порядка ниже.

wiha написал :
12В маловато наверное

Договорились, увеличиваем до 15В.

А теперь попрощаюсь со всеми (всеми тремя), кого эта тема интересует. Иду в отпуск. Если через месяц интерес к теме не пропадет совсем, продолжим разговор. Может что-нибудь получится попробовать "в железе", хотя вряд ли. Весенние полевые работы, ремонт, стройка.
Всем пока.

lv52 написал :

тема очень интересная
Попрошу продолжения!
)))

Эта тема обсуждалась: или

YNGuzev
C благодарностью, по свободе почитаю.
Только треды эти 2003 г.
Нового ничего не появилось?
))

Привет всем!
Больше месяца не заглядывал, а готового устройства так никто и не выдал .
Начну перестраивать мозги с физического труда на умственный.
Вопрос к чукче по поводу dv/dt оптопары остается в силе. Буду благодарен, если кто другой просветит неуча. А вообще оформились три проблемы:

1. Быстродействие защиты по току вроде-бы недостаточно высокое. Может дроссель на выходе каждой фазы (по предложению WIHA) поможет? И форма напряжения будет поближе к синусу. Вопрос в величине индуктивности этого дросселя. Кстати знает кто, какого порядка величины индуктивности фазных обмоток двигателя. (У меня пока нечем померить).
2. При пуске давать не меандр, а меандр с заполнением импульсами, длительность которых не позволит току через ключи вырости до опасной величины. Здесь тоже дроссель на выходе к месту, иначе ток нарастает мгновенно.
3. Формировать не меандр, а что-то ближе к синусу при помощи ШИМ. Здесь дроссель на выходе тоже будет в дело - сгладит изломы графика. Проблема - сформировать нужную последовательность импульсов ( для начала на бумаге ), и учесть при этом, что на обмотку двигателя подается разность выходных напряжений фаз преобразователя, а они импульсные ( если без дросселя). То есть работает только перекрывающаяся часть выходных импульсов. Получается на обмотке двигателя будет заниженное напряжение?

lv52, "по поводу dv/dt оптопары" уточни пожалуйста вопрос, а то непонятно, с чего начинать объяснять.
По поводу решения силовой части таки советовал бы обратить внимание на то, что я советовал в #2. А функционал по управлению не так уж сложно добавить какой угодно.

2чукча Какое напряжение имеется ввиду - напряжение между цепями светодиода и фототранзистора? Или напряжение между коллектором и эмиттером фототранзистора? И каким образом оно может открыть транзистор. Если есть ссылка, где про это почитать, буду очень признателен.
По поводу #2 - красивая вещь, только для экспериментов накладно (главный чукча - Абрамович нас не финансирует), и для мощности 3 кВт уже на грани. И это в рабочем режиме, а что бывает при пуске, я уже видел.
Вторая попытка похоже опять будет на IR2130 (175руб в "Буром медведе), а транзисторы помощнее - 6 шт. IRGPC40MD2 (по 73 руб там же). Только теперь нужна хорошая и быстрая токовая защита (попробую трансформаторы тока и компаратор) и возможно особый алгоритм пуска. Задающий генератор попробую на PIC16F84A - есть в наличии.
Кстати омическое сопротивление фазной обмотки двигателя 1,5 кВт/1500 об - около 5 Ом, для 3 кВт - от 1 до 1,5 Ом. Поскольку я в совершенстве владею законом Ома , то страшно становится - в первый момент ток до 200 А. И нарастает почти мгновенно. Все-таки без дросселей на каждом выходе не обойтись.

Имеется в виду напряжение между входом оптрона (светодиод) и его выходом.
Например у оптрона, который управляет верхним ключом, общий провод его выходной части соединён с истоком верхнего ключа, и там импульсы с соответствующей амплитудой и скоростью нарастания.
А вход оптрона соединён с управлением, общий которого хотя и гальванически развязан от корпуса, но по ВЧ с ним соединяется через какую-нить довольно большую ёмкость.
Внутри оптрона между его светодиодом и фототранзистором всегда есть какая-то ёмкость, и эти импульсы напряжения именно к ней и приложены. Чем больше скорость нарастания напряжения на фронте этих импульсов, тем больше ток перезаряда этой ёмкости. Но беда в том, что часть тока перезаряда этой ёмкости воспринимается фототранзистором как отпирающий фототок, и начиная с какой-то величины приводит к ложным отпираниям ключа.

lv52 написал :
Поскольку я в совершенстве владею законом Ома , то страшно становится - в первый момент ток до 200 А. И нарастает почти мгновенно. Все-таки без дросселей на каждом выходе не обойтись.

Может можно и обойтись, но пусковой ток обязательно надо ограничивать. Как именно - это лучше приводников спрашивать, таки мне это не родная тема.

Поставь датчик тока типа CSNE151-100 в цепь питания моста(который формирует 3 фазы), заведи на компаратор и выключай транзисторы. У меня так однофазник на 3квт с 220В выходного синуса работает. Нагрузка - компрессор, секунды полторы идет ограничение тока, которое выглядит как обрезание верхушки синуса. Драйверы HCPL3180. Собрано на attiny461.

2чукча "Большое русское мерси" за ликбез. А интересно, нельзя ли как нибудь использовать вывод базы транзистора, чтобы улучшить положение вещей?

чукча написал :
пусковой ток обязательно надо ограничивать

Вижу только два способа: балласт с последующей закороткой или ШИМ.
Заказал ключи IRGPC40MD2 (600V 40А на холодном и 24A при 100 град. Цельсия) и опять IR2130.
Балласт получится довольно мощный - если использовать ТЭН, то это как минимум 3 кВт. При меньшем мне кажется затруднится пуск двигателя, особенно если пуск под нагрузкой. В общем получится преобразователь в небольшой коробочке, а к нему в довесок ящик с ТЭНами. Что-то как то не очень... Терморезисторы с отрицательным ТКС - есть ли они на такие токи, да и характеристика не регулируется.
Если ШИМ, то пока вижу одну проблему - нужно растянуть по времени фронт нарастания тока через ключ, чтобы дать время узлу защиты на обдумывание и время драйверам и ключам на закрывание. Если ставить дросселя, то видимо надо и снабберы на ключи прилаживать для защиты от выбросов. Кто-нибудь видел схему выхода фирменного частотного преобразователя - как там сделано?

_SERGEY_ написал :
Поставь датчик тока типа CSNE151-100

А что за датчик, если в двух словах?

_SERGEY_ написал :
однофазник на 3квт с 220В выходного синуса работает.

Не понял, синус из сети или получен при помощи ШИМ. И мотор однофазный?

2lv52
Датчик холовский, очень шустрый 200нан задержка. Даташит погляди на него.

lv52 написал :
Не понял, синус из сети или получен при помощи ШИМ. И мотор однофазный?

Нестабильное напряжение похожее на синус превращается в отличный этим блоком. Работает так: на входе выпрямитель с повышалкой на 3843, дальше мост который шимует на 25кгц напругу с повышалки, дроссель и синус готов. Повышалка выдает стабильных 350в. Синус без обратной связи, на хх 230, под полной нагрузкой 210в. Ограничение тока на 25А стоит. Нагрузка кондиционер в электровозе. Моторы там однофазные. Вобщемто добавив одно плечо моста можно влегкую и три фазы сделать.

В продолжении темы

Все тоже ,только в дугой компании