Sursa boost, de 4Kw

[pisica matache]

Recent am fost contactat de posesorul unei eoliene, care, dupa ce a construit-o, s-a lovit de o problema. Generatorul scoate o tensiune prea mica, la viteza maxima a vantului, cca 300V. Invertorul on grid, care e alimentat de eoliana, functioneaza insa intre 400 si 650V. Asa ca se doreste dublarea tensiunii de la iesirea generatorului. 

M-am gandit la doua surse boost, a cate 2Kw fiecare, comandate defazat, cu umplere fixa de 50%. Un UC3844, care sa comande printr-un driver neinversor, IGBT/mosfetii unei surse, iar printr-un driver inversor IGBT/mosfetii celeilalte surse.

O sa revin si cu o schema. Orice sugestie e bine venita, puterea e foarte mare, iar tensiunea de iesire, 650V, iarasi mare.

M-am gandit sa folosesc cate doua IGBT 1200V/20A, respectiv cate o dioda SIC 1200V/10A.

Editat Septembrie 16, 2015 de pisica matache

[smilex]

Sic schottky nu prea se potriveste cu igbt, exentual cu sic-mos. Daca e ieftin, igbt + diode normale la 30-40kHz. Recomand FGL40N120, performante foarte bune.

Nu stiu daca nu exista ceva driveri in capsula dip8 unul inversor + unul neinversor. Parca am vazut undeva.

Filtrajul de la intrare si iesire trebuie sa suporte variatia de curent. Filtrajul iesirii este mult avantajat cu doi tranzistori defazati, dar e la 600. Cred ca ar merge 4x470u/400V la intrare si tot 4x470 la iesire, dar iesirea cu 2x470 in serie cu alti 2x470. http://www.tme.eu/ro/details/hc2g477m35040ha/condensatoare-electrol-snap-in-85c/samwha/Condensatorii astia i-a gasit Marian pentru ceva. Se poate si cu mai multi la intrare, admit 2,4A riplu.

[donpetru]

In cazul asta cred ca ar fi mai economic sa se intervina la angrenajul mecanic al eolienei (de fapt, la raportul de transmisie pala-generator). S-ar economisii mult mai multi bani.

 

P.S. Deci, cred ca ar trebui sa gandim putin "mecanic" si mai putin electronic intr-o asemenea situatie. Solutia electronica ar trebui lasata undeva la urma.

[aerodinamict]

Sursa boost trebuie sa suporte varfuri de tensiune si intensitate mare la rafale de vant de peste 30 m/s care  pot creste intensitatea si de 3-4 ori mai mare ca puterea nominala a turbinei asta o spun din propie experienta la eolienele pe care le am chiar si, diodele redresoare pe care le folosesc de 100A cand e vant cu rafale puternice se Incalzesc cu radiatoare destul de tare deci trebuie proiectat sursa bine.

[smilex]

OK aerodinamict, experienta e binevenita, ajuta-l pe matache cu proiectarea.

[pisica matache]

Sa lamurim putin lucrurile. E vorba de o eoliana verticala, nu o orizontala cum presupune @aerodinamict. Se pare ca respectiva eoliana, chiar la viteze mari ale vantului, se autofraneaza, tensiunea masurata in gol, n-a depasit cca 300V. Chiar daca va fi depasita puterea de 4Kw, sursa boost are protectie la supracurent, a se vedea schema.

@donpetru, eu am sugerat posesorului nu o modificare mecanica, care la asemena dimensiuni, ar fi extrem de complicata, ci una mai simpla, modificarea generatorului. Mi-a raspuns ca e exclus, asta inseamna sa aduca o macara, plus timp , plus etc. Dublorul de tensiune e alegerea lui, asa ca despre asta discutam.

@smilex, multumesc de sugestii. Cred ca o sa merg pe electroliticii recomandati de tine, nu sunt scumpi, asa ca pot pune chiar 6 pe intrare si 4-6 pe iesire, serie/paralel. Exista drivere inversor-neinversor in aceeasi capsula, dar de curent mic, parca maxim 2A. 

IGBT-uri am la 1200V/25A,  STGWA25H120DF2, cred ca lucreaza fara probleme la 40-50Khz, asa ca n-as comanda altii. O sa merg pe diode normale, sa vad ce gasesc la 1000V si macar 10-15A, in oferta TME.

PS

Dioda ar fi asta http://www.tme.eu/ro/details/hfa16pb120/diode-universale-tht/vishay/vs-hfa16pb120pbf/

N-am amintit de inductante...Am unele gata facute, probabil pentru PFC activ. Au 740microH, iar dupa dimensiuni, ar duce lejer 2Kw, una. Daca nu, ori inseriez cate doua, ori trebuie sa le fac de la zero.

Editat Septembrie 16, 2015 de pisica matache

[smilex]

Dioda pare ok, igbt ok, daca mergi pe 6+6 conduri e arhisuficient.

La 40-50kHz, 2A driver ar trebui sa mearga bine pe 2n.

Inductantele vor avea ceva variatie 4-5A, trebuie sa vezi in real care e regimul termic. Daca e sa le faci, recomand E71 complet de la miv.arom, regimul nu e pretentios cu materialul vandut acolo la preturi minore. Au si cupru, daca e nevoie.

 

Aaa! Acum am vazut schema. E gresita ca principiu.

Editat Septembrie 16, 2015 de smilex

[pisica matache]

Daca nu ajunge cate o inductanta, o sa inseriez cate doua. Daca nu, folosesc tot toruri, nu ma vad polizand miezuri, sa obtin intrefierul necesar. Ce e gresit la schema, ca eu nu-mi dau seama ?

[cristi7521]

Un proiect asemanator au cei de la Cree 10kW (5+5) boost convertor de la 200-450V la 650V.

Vor sa arate eficienta MOSFET Sic in comparatie cu IGBT - MOSFET 60khz si 100khz, IGBT 20khz si 40khz

controller UCC28220, randament undeva la 99%

cauta pe net 10kw boost cree, ceva date aici

http://wenku.baidu.com/view/542d4e1c0b4e767f5acfce6e.html

dioda mai ieftina si mai rapida este RHRP15120 de la acelasi magazin (chiar prea ieftina)

[pisica matache]

Interesanta sursa de 10Kw, dar nu vreau sa stiu cat ar costa componentele. Daca eu obtin un randament de 90%, cu componentele mentionate anterior, care sunt foarte ieftine, sunt multumit. 

[smilex]

Totul e gresit. In primul rand nu poti face off la uc3844 atunci cand el este deja off, deci tranzistoarele cu driver inversor nu au protectie la curent si nici nu se poate modifica umplerea la atingerea maximului. Mai mult, daca timpul Ton a celuilalt tranzistor este foarte mic, atunci cel cu inversor va conduce mult, inegal fata de celalalt si fara posibilitatea de a face off din acelasi motiv pentru care neinversorul a facut off mai repede. Si mai mult, Ton pentru inversor fiind mai mare, tensiunea livrata va creste conform umplerii.

Colac peste pupaza, daca consumul scade sub media de variatie, tensiunea la un boost poate creste teoretic la infinit. Adica ai nevoie de citirea tensiunii pentru ca la consum mic sa scazi umplerea.

Tinand cont de cele de mai sus, eu iti recomand UC3846 (doua iesiri in contratimp de 1A) daca vrei cu doua tranzistoare sau 3842 (cond osc. ales pt. umplere 60-70% ca sa scoti 600V si la 200V intrare) si un singur tranzistor, dar cu un tranzistor riplul filtrajului e mare.

Am folosit sic-mos cu sic-schottky la buck, randamentele iti lungesc fata. Totusi, 99% nu e o tinta reala la 600V. Cred ca 98 ar fi. Eventual 99 la peste 1kV. Discutabil. Dar e mult mai scump si schema ceva mai complexa daca se urmareste recomandarea producatorului de a face off cu -5V.

 

Pentru filtraj ar mai fi o solutie, eu am folosit-o, ce-i drept la 115kHz.

Editat Septembrie 16, 2015 de smilex

[pisica matache]

Am renuntat la UC3844, o sa folosesc IR2153. Limitarea de curent va actiona la intrarea driverelor, am pus pe schema si o protectie rudimentara la supratensiune pe iesire. Oricum, asa cum spuneam ieri, exista la iesire un regulator sunt, care cupleaza printr-un mosfet o rezistenta de 4Kw, cand tensiunea ajunge la 630V. Daca n-o sa fiu multumit de 2153, folosesc UC3846, asa cum mi-ai recomandat. Azi am comandat componentele, conzi de 330/450V, ce admit un riplu de 1,5A, MKP de 1/1000V, si mai multe tipuri de diode rapide. Am comandat si trei SIC mos, 1200V/10 si cateva diode,tot SIC, sa testez si varianta asta.

[smilex]

Ataca intrarile in TC cu 1k pentru ca BC-ul sa shunteze dupa 1k, nu direct iesirea IR.

[pisica matache]

Azi am montat pe cablaj, partea de forta. Pe intrare, 4 conzi Nichicon, 330/450V, pe iesire, 8 conzi Vishay, 220/400V. IGBT, doua bucati 25A/1200V, http://www.st.com/web/en/resource/technical/document/datasheet/DM00066775.pdf  diode,  http://ixdev.ixys.com/DataSheet/96501.pdf  cate doua in paralel,17A,1200V,40ns. Ramane sa fac pe o placuta separata, partea de comanda, apoi sa fac primele teste.

Editat Septembrie 24, 2015 de pisica matache

[smilex]

Probabil din greseala ai separat inserierea condensatoarelor pe cablaj. Nu-i o problema, dar trage niste fire acolo, nu lasa doar prin fludor.

Probabil vei folosi 3 suruburi pentru a strange cablajul pe radiator. Sincer, nu prea imi place. As fi lasat loc intre toate pentru a folosi 7 suruburi. Ai putea ca la cele 3 sa folosesti ceva platbanda solida de partea opusa a cablajului, preindoita astfel ca mijlocul fiecarui grup de 3 sa apese primul.