Электронная нагрузка для ВАЗП | |||
|---|---|---|---|
| iivan100377 15/07/2009 13:40 |
Есть устройство ВАЗП (выпрямительный агрегат зарядно подзарядный), выходной ток до 80 А и напряжение до 260 В.
Вопрос : какую схему можно сделать для него в виде электронной нагрузки для проверки ВАЗП ? |
||
| Strike 15/07/2009 14:50 |
16 киловаттных ламп, если долговременно, или более мощные с расчетом. 
На 2 - 10 сек подойдет провлока 1-2мм с амперметром- для контроля ( может и на более,.от проволои зависит...).. |
||
| -20 dB 15/07/2009 15:08 |
iivan100377, Проверка на максимальных режимах? Как то сомневаюсь, что удастся электронными средствами сымитировать нагрузку 22 кВт. В принципе, можно, наверное, воспользоваться методикой, предложенной Strike в топике http://monitor.espec.ws/section44/topic115137.html - естественно, с учётом на два порядка большей выделяемой на нагрузке мощности - то есть управлять параллельно включенными цепочками из силовых транзисторов с включенными в их коллекторные (стоковые - для MOSFET-транзисторов) цепи нагрузками с сопротивлением из расчёта не более предельно допустимого тока коллектора (стока) при максимальном выходном напряжении зарядного устройства. Однако нагрузочки такие будут под стать сварочным балластникам. |
||
| iivan100377 15/07/2009 15:19 |
Strike, лампы накаливания и нагрузочные сопротивления слишком большие по габаритам, не устраивает.
Думаю собрать что-то вроде этого на транзисторах: http://www.cqham.ru/pow21_1.htm Может есть какие-нибудь заводские электронные нагрузки для данного агрегата, но в интернете ничего не нашёл... У кого есть какие мысли ? |
||
| -20 dB 15/07/2009 15:51 |
iivan100377, приведённая схема имеет смысл только при необходимости плавного изменения тока нагрузки. Выделяемую (рассеиваемую) в виде тепла мощность такое решение всё равно не снизит. Только теперь рассеиваться она будет не на нагрузке, а на транзисторах, работающих в линейном режиме. А значит, потребуются либо сверхмощные (и сверхдорогие) транзисторы, либо нужно будет включать десятки обычных мощных транзисторов в параллель (тоже недешёвое решение). При этом также придётся позаботится об эффективном отводе тепла от транзисторов (а 22 кВт кипятильник на транзисторах остудить эффективно будет ОЧЕНЬ нелегко). Имеют ли смысл такие жертвы в случае проверочного стенда для зарядного устройства?
ИМХО, 10 цепочек "транзисторный ключ + активная нагрузка", и соответственно, 10 переключаемых ступеней выходной мощности - для данной цели вполне приемлемая конструкция. Тем более, что сильный нагрев нагрузкам (например, нихромовым резисторам-шунтам) не страшен. А на транзисторах в ключевом режиме рассеивается очень небольшая мощность (т.е греться будут не транзисторы, а нагрузки... И при оптимальной конструкции блока нагрузок можно организовать вполне приемлемый режим обдува), что позволит обойтись мощными высоковольтными транзисторами широко распространённых серий. |
||
| iivan100377 15/07/2009 16:41 |
Данная схема нужна для настройки ВАЗП по току ограничения и тока отсечки, для этого нужен линейный (плавный) режим изменения тока. Нагрузочный стенд не будет долго в работе при проверке,настройке агрегата, минут 10...15 .
, интересно бы взглянуть на похожую схемку. Есть в наличии крановое сопротивление 0,33 Ом. |
||
| Strike 15/07/2009 17:09 |
А транзистор крановый есть? |
||
| iivan100377 15/07/2009 17:37 |
нет  |
||
| Strike 15/07/2009 18:28 |
Делай активной нагрузкой, лампы там, или утюги, типа того.
Нагрузка должна рассеять (израсходовать) твои 16-20 кВт.!!! Вот из этого и исходи.. Если переменка можно использовать для этого воду,.с металлическими пластинами. Объемы воды сотня и более литров, с контролем амперметром.. Так, для размышления, по прототипу армейского кипятильника...  |
||
| -20 dB 15/07/2009 19:03 |
Strike, не, не переменка... Что-то я пока не видел аккумуляторов переменного тока...
|
||
| iivan100377 15/07/2009 19:54 |
Придёться всё таки искать сопротивление соответствующей мощности, однако может ещё какие мысли есть ? |
||
| -20 dB 15/07/2009 20:23 |
iivan100377, подождём - может, ещё кто-нибудь что нибудь предложит. Но я бы всё-таки пожертвовал плавным регулированием мощности, и остановился на ступенчатом. Во-первых, проще, во-вторых - выше всё написал. Кстати, резисторы 0,33 Ом при напряжении 260 В для ступенчатой регулировки "не катят" - ток через них будет 260^2/0,33=204848,(48) А. ИМХО, многовато. Для выравнивания коллекторного тока по приведённой в ссылке схеме - может, и покатят... Но в таком случае, как я выше писал, калиться будут транзисторы, а они намно-о-о-ого более чувствительны к перегреву... |
||
| iivan100377 16/07/2009 05:06 |
-20 dB, каким образом можно использовать транзисторы в ключевом режиме при наличии 0,33 Ом ? Может есть какая-нибудь схема с таким режимом работы транзисторов в наличии ? А если использовать на управлении ШИМ + полевики, как думаете ? |
||
| gennadij 16/07/2009 07:02 |
iivan100377,
Для таких нагрузочных мощностей разумнее применить рекуператор, если этот способ по силам. Это самое перспективное и возможности неограниченные (ограничивается только умом). |
||
| iivan100377 16/07/2009 09:11 |
gennadij, каким образом можно рекуператор применить, есть схемки ? |
||
| gennadij 16/07/2009 10:01 |
iivan100377,
Вам в частном порядке или для юридической организации? А вообще Вы знаете что это такое и как работает? |
||
| iivan100377 16/07/2009 12:55 |
gennadij,
Рекуператор интересует в частном порядке. Хотелось бы узнать о нём по подробнее. В интернете много разных статей, но для конкретного случая ни чего похожего не увидел... |
||
| -20 dB 16/07/2009 16:03 |
Не скажу точно, но кажется мне, ШИМ здесь тоже не катит: 1) в любом случае импульсный ток при нагрузке 0,33 Ом и выходном напряжении 260 В будет около 200 кА. Вряд ли найдётся полевик (MOSFET) более или менее широкого применения, который выдержит такой, пусть даже импульсный ток. 2) параллельное включение нескольких транзисторов на одну нагрузку в схеме с ШИМ тоже малоэффективно - из-за разницы во времени открывания/закрывания отдельных экземпляров транзисторов возникают моменты, когда один транзистор открылся, остальные ещё нет (и на закрывании тоже). Пусть это наносекундные интервалы - но в этот момент ВЕСЬ ток идёт через один транзистор. Сколько таких "встрясок" он выдержит - тоже вопрос интересный. 3) ШИМ - ШИМом, но (не знаком со схемотехникой подобных ЗУ) кажется мне, что для выпрямления тока в них используются довольно-таки низкочастотные диоды, и выходное напряжение не фильтруется сглаживающими конденсаторами. А значит, импульсы тока , генерируемые ШИМом, будут с той же силой "трясти" и выпрямительные диоды ЗУ - совсем уж не рассчитанные на эксплуатацию при таких токах (даже в импульсе). |
||
| Yuriy_M 16/07/2009 23:25 |
А как вам к примеру такое решение или что нить подобное. Полевики взять IRFPS40N60.-Это 40А 600В. 80А разделим на 4 получим 20А на один полевик ляжет.
Вход Vin=260В Выход VCore-к нагрузке Ну и куллер поставить. Я думаю при желании может получится. |
||
| iivan100377 17/07/2009 09:05 |
Yuriy_M, схемка интересная, но что то не вижу регулировки по току. Да и смысл девайса не совсем понятен для применения к ВАЗП, можно по подробнее описать ? |
||
| Yuriy_M 17/07/2009 22:13 |
iivan100377,
Можно и по подробнее. Эту схему я привёл в качестве примера реализации идеи. Схема стандартная с даташита. Такое схемное решение используется для управление питанием процессора. Этот вариант я и привёл в качестве альтернотивы. Управление током нагрузки осуществляется микроконтроллёром. Применение к ВАЗП примерно думаю будет выглядеть так как показано на блок схеме. Затраты по железу я думаю будут минимальные. Любая ремонтная контора вам может продать дохлую материнскую плату с 4х канальными шим драйверами примерно за 50-100 руб. Вот в принципе все запчасти есть. В этих платах в основном отваливаются мосты. Так что процентов 80-95 что эти детали будут целыми. Микроконтроллёр взять к примеру ATMEGA 8-16 или другой. Потом пишим прогу управления шим драйверами и стабилизации тока нагрузки. Заливаем в МК.и всё, ну в принципе в таком духе. Проблема может возникнуть с написанием проги. Ну если оно того стоит то можно и эту проблему решить. |
||
| -20 dB 18/07/2009 08:16 |
Yuriy_M, можно, конечно, попробовать, однако это по сути тот же ШИМ, и сомнения, которые я привёл в предыдущем посте по поводу использования ШИМ, тоже остаются. Могу только предложить облегчить режим работы транзисторов.
Во-первых, так как схема работает на активную нагрузку - транзисторы нижнего плеча вообще не нужны. Во вторых, ты так и не рассеял моё сомнение насчёт отсутствия сглаживания выходного напряжения ВАЗП. Посовещавшись (с собой ) я решил, что дополнительной мерой снижения ударной нагрузки на элементы ВАЗП в таком случае будет включение конденсатора фильтра (электролитического и батареи керамических безындукционных) на выходе ВАЗП. В конце концов, ёмкость в данном случае требуется не для сглаживания 100 Гц (если питание ВАЗП трёхфазное - 300 Гц) сети на выходе ВАЗП, а для сглаживания импульсов тока имитатора нагрузки, и, сооответственно, гигантских ёмкостей не потребуется. Т.е чем больше частота ШИМ, тем меньше требуется ёмкость. Правда, подбирать её придётся эмпирически.
Хотелось ещё предложить снизить динамическую нагрузку на транзисторы ключей имитатора нагрузки - всобачив ёмкость параллельно нагрузочному резистору, но по здравому размышлению - в начальный момент (при разряженном конденсаторе) из-за него сопротивление нагрузки будет ещё ниже. Впрочем, идея есть - опробовать её или не рисковать - твоё дело... |
||
| Yuriy_M 18/07/2009 10:05 |
Это не тот же шим, а самый настоящий шим-драйвер который работает на активную нагрузку. А вот транзисторы нижнего плеча убирать то и нельзя ни как. Это по сути делитель тока. Нижний транзистор по времени отпирания отстаёт от верхнего на 90 градусов. За время практической работы с такими схемами большинство выхода из строя транзисторов ложатся именно на эти транзисторы. Хотя по параметрам они индетичны. Так вот производитель таких драйверов рекомендует в схему для облегчения нижних транзисторов вводить параллельно диод. Так как во время самоиндукции, когда верхний транзистор закрывается, а нижний открывается , выбросы импульсного тока превышают допустимый, и он выходит из строя. Это как колебательный контур. Единственный выход это нижние транзисторы выбирать с большим обратным током. Или вводить параллельно диод. Вот такие мои соображения. А по поводу регулировки тока нагрузки то это реализовано программно. В специализированных МК, там меняется ступенчато с дискретностью в 0,01 Вольта. Программно можно и это реализовать. Можно и плавно. Всё зависит от МК и написанной программы. Но это уже серьёзный агрегат получается и влетит в копеечку. |
||
| -20 dB 18/07/2009 11:29 |
Yuriy_M, транзисторы нижнего плеча в этой схеме нужны для "разрядки" реактивной (ёмкостной, индуктивной) нагрузки. В схемке на предыдущей странице показан повышающий преобразователь напряжения. На схеме хорошо видны дроссели, включенные на выходе силовых каскадов (собственно, за счёт их самоиндукции и происходит повышение напряжения. Вот они-то и являются нагрузкой силовых каскадов в данном случае. В твоём же случае эти дроссели не нужны. А значит, нет ни индуктивной нагрузки, ни тока самоиндукции. Таким образом, отпадает надобность в быстродействующем диоде параллельно транзистору нижнего плеча, и вообще в транзисторе нижнего плеча.
Проще - попробуй зарисовать путь прохождения тока при открытых транзисторах верхнего плеча... А теперь - нижнего. |
||
| -20 dB 18/07/2009 14:02 |
Упс. Кстати, возможно, транзисторы нижнего плеча таки необходимы - кто его знает, какова схема узла обратной связи микроконтроллера и его программа. Если есть какая-то привязка к нулю на выходе - ОС может и не отработать... Особенно при смягчении режимов работы транзисторов подключением ёмкости параллельно нагрузке. Тут надо бы попробовать просто "поиграть" с контроллером и хотя бы одним выходным драйвером на разумной (чтобы ничего не спалить, или спалить как можно меньше) нагрузке. |
||
| Yuriy_M 18/07/2009 14:20 |
-20 dB,
А в чём собственно дело то. Да по закону Киргофа ток входящий равен выходящему. И разници в парралельном или в последовательном я не вижу. В каждом схемном решении есть свои приимущества и недостатки. Если вы заметели то эта тема не моя. Автор iivan100377 спрашивал примерную схемку, так я выложил свои соображении по этой теме. А какая схема лучше или хуже не мне судить. К примеру выше я имел ввиду реализацию данного проэкта в индивидуальном, часном характере. С минимальными затратами воплотить в жизнь данную идею. Намёк с моей стороны был на то к примеру что в маём регионе за 50-100 руб. можно приобрести плату уже с полным перечнем комплектующих железяк. а один MOSFET стоит примерно порядка 80 руб умножим на 4 или 8 получим 320-640 руб. + остальную мелоч. а там непредвиденные провалы в экспериментах ещё вложение понадобяться и ваша конструкция влетит в копейку , и это заметьте в сыром виде. А вот реализация идеи без применения МК но на таймере 555. Но это по сути тот же шим. но только ключи подключены паралельно и управляются одновременно. Недостаток такой схемы в том что нет гарантий что ключи одновременно откроются с одинаковым сопротивлением а значит любые из них будут подвержаны к чрезмерному прохождению тока. В следствии этого и включили паралельно транзисторам быстродействующие диоды шотки. Ток можно регулировать в предела 100-200А. ДОБАВЛЕНО 18/07/2009 15:34
А мне кажется что любая реализация шим основана как фазовый регулятор и в ней есть синхронизация открывания транзистора в тот момент когда начинается переход фазы через нулевую точку. Это нужно для того что бы как минимум тепла и мощности выделялось на транзисторе. а вот на нагрузке это надо. Это полезная мощность и расхд мощности будет именно на нагрузке а не на ключах. Мне всётаки по душе шим-драйвера так как можно фазу сместить до 180 град. И контролировать каждый ключ. |
||
| -20 dB 18/07/2009 14:45 |
Yuriy_M, в той схеме нет перехода через нулевую точку - питание однополярное. А "Упс..." относится к тому, что вполне может оказаться, что контроллер наблюдает за её достижением - то есть за гарантированным открытием транзисторов нижнего плеча (с этого момента, например, может начаться отсчёт времени открытия плеча, пропорционального девиации выходного напряжения... Ну, или в каких-либо других целях - кто его знает, что имели ввиду разработчики этого контроллера, пользователю они предложили готовый девайс с жёстко забитым функционалом и программой, предназначенный не для экспериментов, а для включения по типовой схеме).
А вот последняя схемка, с 555, ближе к истине. И намного дешевле. И реализовать режим облегчения работы транзисторов ёмкостью параллельно нагрузке проще. И всё равно, остаюсь при своём мнении - разумнее было бы исключить токовыравнивающие резисторы в истоках транзисторов, и "разнести" нагрузку на каждый транзистор (в стоках) по отдельности. |
||
| Yuriy_M 18/07/2009 14:51 |
-20 dB, Ну а кто против, каждому своё.
Удачи! |
||
| -20 dB 18/07/2009 14:55 |
Yuriy_M, удачи iivan100377 - это ему надо определяться, что его устраивает, и собирать схемку. Я, будучи не в состоянии предложить что-то большее, чем предложил в начале топика, лишь вношу разумную долю аргументированного скепсиса.
 |
||
| iivan100377 18/07/2009 15:24 |
-20 dB, Yuriy_M, много умных мыслей обсудили со схемой на микроконтроллере, однако схема предложенная на таймере 555 мне больше понравилась. Проще и нагляднее, думаю собрать экспериментальный вариант но пока попозже. Предлагаю тему дальше обсуждать, может кто ещё какую идею подкинет ? |
||
| Yuriy_M 18/07/2009 16:08 |
iivan100377,
Да для начало я бы тоже так поступил. Но обращаю ваше внимание на то что схема дана для примера и надо перепроверить всё ещё раз. Обратите внимение на питание таймера, там надо расчитать понижающий стабилизатор через госящий резистор на рабочий ток, потребляемый ток таймера. И как можно короче провода между поливиками. Для примера посмотрите на какой нить материнской плате как там реализовано. Я бы взял в планарном виде. К примеру макс ток 80А. разделил на четыре транзистора будет 20А на одном. Так как в импулсе умножим на 2 получим 40А. Выбирайте транзисторы с запасом на 40А\500-600Волт. Можно куллер поставить для охлождения транзисторов. Но и подумать как реализовать визуальный контроль тока нагрузки. В слепую регулировать хлопотно. да и защиты никакой. немешало бы и об этом позаботится. Так и получится законченый хороший девайс. УДАЧИ! |
||
| iivan100377 19/07/2009 16:55 |
Yuriy_M, есть качество схемы та таймере получше , а то плохо видно ? |
||
| Yuriy_M 19/07/2009 18:12 |
Попробуйте эту посмотреть и увеличить. Может, устроит. Схемы давнишние сам я не пробовал их, но вам придётся все номиналы рассчитывать под ваши конкретные данные. Сожалею, но других нет. Держу их для себя на всякий случай. |
||
| iivan100377 16/08/2009 18:59 |
Извиняюсь за долгое отсутствие, на работе завал, дома тоже..., некогда даже взяться что-бы начать собирать данный девайс.
Как только появится время для сборки, сразу же отпишусь. А пока собираю комплектующие ... |
||
| slowolitus 27/08/2009 04:55 |
iivan100377, мой Вам совет, даже и не думайте о схеме на транзисторах. У вас гигантская мощность - 22Кватт.
делим её на максимальную мощность одного транзистора - ну от силы 200Ватт, получаем 110 штук в параллель. Миниатюрных эквивалентов нагрузки на такую мощность не бывает, как и чудес тоже! Сгорят все ваши транзюки через минуту после включения. Вам тут дело подсказывали про воду и две пластины, можно регулировать ток регулировкой глубины погружения и расстояния между пластинами. Можно намотать реостат и охлаждать его воздушным потоком. Можно применить графитовый стержень. Удачи! |
||
| iivan100377 27/08/2009 15:28 |
slowolitus, эта нагрузка будет использоваться не продолжительное время, для проверки (настройки) защит тока отсечки и тока перегрузки , буквально до 15 секунд... Поэтому всё таки я останавлиаюсь пока на варианте предложенным Yuriy_M, хотя готов рассмотреть все варианты .
С водой и пластинами не подходит, т.к. слишком большой по габаритам уж получится. С реостатом плавной регулировки не будет... С графитом можно рассмотреть, но думаю по габаритам такой стержень то же приличный получиться, + привод, опять же габариты и вес... |
||
| Yuriy_M 30/08/2009 17:03 |
slowolitus,
Дело конечно хозяйское ненравиться на транзисторах можно на тиристорах или симисторах. Конечно с транзисторными схемами критерии предьявляются высокие по изготовлению девайса. Но можно пойти и по другому пути. Взять к примеру уже готовую нагрузку со старых КИП приборах для настройки термоскопов. К примеру СНП-40. там нагрузка используется на 0,01-0,001 Ом. Но вот есть ещё один очень на мой взгляд хороший вариант. Только в данном случае для этой схемы надо пересмотреть переменку. Точно я не знаю как реализован выход у iivan100377, Но если имеется трансформатор с среднем выводом то можно реализовать схему двуполупериодного импульсно-фазового управляемого тиристорного вентиля. Можно на симетричных тиристорах. Вот пример реализации такой схемы. Управляемый выпрямитель на тиристорах — элементах, обладающих большим коэффициентом усиления по мощности, позволяет получать большие токи в нагрузке при незначительной мощности, затрачиваемой в цепи управления тиристора. |
||
| iivan100377 31/08/2009 08:19 |
Yuriy_M, всё бы хорошо, но на выходе ВАЗП голая постоянка. Была у меня мысль попробовать разработать на тиристорах, но встал вопрос организации управления самих тиристоров. На силовых транзисторах управление проще соорудить,а на тиристорах КАК ? Тиристор открыть можно, но его же надо и закрыть..., причём каким образом на тиристорах можно сделать рерулировку тока если опять же у нас в наличии выход только постоянка ? А симистор по моему здесь вообще ни как не приспособить...
Хотя если у Yuriy_M есть какие мысли по поводу тиристоров, можно и рассмотреть. |
||
