Помогите плавно запустить трансформатор на 3 киловатта

[Wishmaster]

Здравствуйте. Собрал схему повышающего инвертора по следующей схеме. Статья на Датагоре.

Намотал для этого проекта тестовый трансформатор мощностью 250Ватт чтобы разобраться в механике процесса и подчеркнуть особенности. Намотал, опробовал, всё было хорошо. Проблемы начались когда я взялся за большую мощность. Намотал на тороидальном железе массагабаритной мощностью 3,3кВатта трансформатор с расчётом на мощность 3кВатта на вторичной обмотке. Диаметры провода: первичка – 12,6 мм 20 витков, вторичка – 2,5 мм 420 витков. Моя поспешность в запуске и отладке варианта инвертора на 3кВатта привела к вылету ключей из-за броска тока в момент включения.

Если кто сталкивался с проблемами плавного пуска или софтстарта подобных трансформаторов помогите советом.

Мои рассуждения сводятся пока к следующим мыслям – защитить ключи или плавно запустить первичную обмотку (на 12В) с её огромным током не представляется возможным, если только защитить ключи составным предохранителем от самого худшего варианта. Остаётся только плавно запускать вторичную обмотку, но как? В голову приходит только RC цепь, подвязанная на замыкание мощного реле (подключающего нагрузку) примерно через пол секунды после старта по первичке.

[goldmen8]

Дмитрий

3,3(кВт) : 12(В) = 275(А) - это ток который будет протекать в первичной цепи.

Резисторы R26-R33 (8шт) общее сопротивление 0,0275 Ом, при токе в 275 А падение напряжения будет - (? В)

На транзисторах останется - (? В)... транзисторы не смогут нормально открыться (закрыться).

Да и ток на который они рассчитаны тоже остаётся под сомнением.

 

А как вы рассчитывали трансформатор?

 

3,3 Квт при питании от 12 В вы никогда не получите. Нужно увеличивать питающее напряжение.

 

В промышленном преобразователе "ибп intel monolit ii 3000rtml(2000rtml)" вообще используют аккумулятор на 96 В.

Изменено 7 Марта, 2018 в 12:36 пользователем goldmen8

[Wishmaster]

Расчёт.

Но основной вопрос не в этом. Я лишь написал что рассчитал и намотал трансформатор на 3кВатта, я нес казал что он вытянет из аккумулятора их.

Мне нужно решить проблему безопасного запуска этого трансформатора.

[Arcev]

... Мне нужно решить проблему безопасного запуска этого трансформатора ...

можно попробовать на 15 вывод (VFB) подать через диод максимально допустимый плюс (что по идее должно "запереть" инвертор)

для включения это напряжение нужно плавно уменьшать, после чего этот вход "подхватит" напряжение ОС

[Wishmaster]

Не вариант, потому что будет следующая реакция - при максимально допустимом плюсе инвертор кратковременно начнёт открывать ключи и моментально отключит выход, повторит 3 раза и отключится. Да и потом, каждый раз самому плавно понижать напряжение не вариант, нужна автоматизация.

В идеале я вижу процесс так - подал питание, инвертор выводит напряжение до максимально настроенного по обратной связи на холостом ходу и ждёт подключение нагрузки. С подключением нагрузки защита от дурака обязательна, ибо включение вторички вместе с нагрузкой однозначно приведёт к вылету ключей.

[Arcev]

... Да и потом, каждый раз самому плавно понижать напряжение не вариант, нужна автоматизация. ...

я и не писал, что каждый раз рУками крутить, интегратор в помощь

[Sanchez14]

Дмитрий, а повышение числа витков первички не поможет? и увеличение частоты? Если есть место на сердечнике, можно немного увеличить число витков. и первички и вторички соответственно.

[Wishmaster]

Дмитрий, а повышение числа витков первички не поможет? и увеличение частоты? Если есть место на сердечнике, можно немного увеличить число витков. и первички и вторички соответственно.

Я прикинул что ещё влезет витков 100 проводом 2,5мм не более. Дорогой очень вариант с увеличиванием числа витков.

[dima1967]

Дмитрий, возможно я припоздал со своими мыслями, но решил поделиться своим не большим опытом в регулировке и плавном пуске мощных нагрузок на переменном токе до 50А. Но где 50....там и 300 можно сделать - вопрос в компонентах и их характеристиках.

 

Я тут собирал стабилизатор переменного тока до 50А, есть в схеме и функция плавного запуска-выхода на установленную силу тока. 50 А Это конечно не 275 А как у Вас, но все же тоже много. 

Мое устройство регулируется обратной связью с датчика тока (трансформатор тока). Они есть на разную силу тока. Мой рассчитан на 100 А. А что если Вам рассчитать шунт для первички и на этот шунт повесить этот безконтактный датчик- трансформатор тока? А от него уже сигнал пустить в схемку, которая будет плавно запускать Ваш мощный трансформатор? Правда моя система работает на сетевых 230 В и 50 Гц и регулируется симистором ТС 132-50 через угол открытия. Симисторы есть и на огромные токи, например ТС271-320-10 на 320А.  Не знаю какая частота у вас в первичке? И потянет ли симистор такую частоту включения "внутри" полупериода ....нужно по даташиту смотреть время включения и выключения конкретного симистора, но если частоту переключения симистор не потянет, то можно попробовать второй вариант:  Пакетная или циклическа регулировка симистора, т.е. Вы подаете импульс открывающий симистор с определенной относительно не большой частотой например до 500 Гц и через симистор проходят "пачки" полупериодов и между ними "пробелы". Так Вы тоже по сути будете регулировать силу тока на нагрузке.

 

А есть еще интересный третий вариант:

Я его испытывал при токе до 25А, но думаю что и 300 потянет если поставить мощную IGBT сборку.

Мощные IGBT сборки тянут и токи большие и частоты десятки КГц. Через мощные диоды, ШИМ плюс IGBT можно опять таки регулировать плавный запуск. Нагрузкой как бы будет первичка. И она поочередно будет то в цепи эмиттера, то в цепи коллектора IGBТ, и на нагрузке будет переменка. А обратную связь можно построить опять таки на датчике-трансформаторе тока. На Али они не дорогие. У меня установлен SCT-013-000. А например вот такой чуть подороже, но он аж на 300А рассчитан HCS - LTBS и его можно прямо на провод первички вешать, т.е. шунт не нужен. Подобные трансформаторы-датчики тока эти тянут большие частоты, я проводил эксперименты и убедился в этом. А есть и датчики тока на эффекте Холла, можно тоже пробовать. Я это испытывал при 25А и на трансформаторе тока при частотах до 25 кГц, но думаю что можно и больше по всем параметрам.

По сути все упирается в покупку датчика и мощных высокочастотных полупроводниковых компонентов....

А если стабилизация тока Вам не нужна, а нужен только без опасный плавный пуск первички, то думаю что и датчик тока не нужен, а просто мощные силовые полупроводники и схема плавного запуска на симисторе или IGBT.

 

Хочу отдельно подчеркнуть, что НЕ ЗНАЮ как поведет себя обмотка трансформатора в качестве нагрузки в таких схемах, но если бы у меня был такой трансформатор, то я бы попробовал ради интереса....

[TANk]

На мой взгляд тут только двойное преобразование поможет

Берем 10шт 300вт инверторов (по схеме из статьи) питающихся от 12 вольт. На выходе их выпрямляем и соединяем параллельно - получаем примерно сотню вольт постоянки. На выход этого источника постоянки цепляется 5kVA Smart UPS от APC, в котором аккумуляторы заменены на соответствующий по габаритам блок конденсаторов.

 

Еще вариант - взять бензогенератор на нужную мощность, но вместо бензинового двигателя прицепить на вал электродвигатель постоянного тока - сделать умформер. Плавный пуск будет обеспечен.

 

[ivan_by]

не заработает на выходную нагрузку в 3 кВт при входных 12 не при каких условиях твоего творчества 🙂 невыполняеться ряд обязательных условий!

[ivan_by]

1 час назад, ivan_by сказал:

не заработает на выходную нагрузку в 3 кВт при входных 12 не при каких условиях твоего творчества 🙂 невыполняеться яд обязательных условий!

1. в входном каскаде будут огромные пульсации при такой мощности , поэтому обрати внимание на то что нету в промышленных инверторах  3 кВт при 12 вольтах (подразумеваю те которые и с нагрузкой будут включаться!) ещё 10 лет назад в университете разрабатывали для автотранспорта... максимум выдавили в лаборатории 2 кВт (уперлись в толщину провода и также его длину и как он реально проложен в автотранспорте - помехи и еще раз помехи...), но так как это лаборатория а не автотранспорт (автобусы МАЗ, всякие туристические типо НЕОПЛАН и т.д.) мощность снизили до 1,5 кВт, а вот с 24 вольт входного можно в реальности получить 3 кВт.

2. в таких жестких режимах работы ключей подаётся отрицательное напряжение на закрытие ключа (ускоряет время закрытия) часто в сварочных инверторах применяется такое решение.

3. плавный разгон должен быть при таких нагрузках частотный с ограничением выходного тока (5-10-15-....50 гц).(по такому принципу запускают на работе компрессора 15-25 кВт.)

4 при разгоне в холостую и подключении трансформатора вашей мощности будет огромная перегрузка по ключам... поэтому трансформатор должен быть подключён постоянно!

5. экономическая сторона твоего творения какая? хватит финансов на дальнейшие опыты...