Power Electronics

Завтра на работе померяю параметры реального трансформатора тока.

А считал я его вот как:
Задался размерами сердечника, исходя из удобства намотки.
Взял число витков вторичной обмотки, исходя из Ктт=240/1 (240 витков).
Посчитал индуктивность вторичной обмотки, из размеров сердечника и числа витков.
Посчитал индуктивность первичной обмотки, поделив индуктивность вторичной на 240^2.
Когда поставил такой ТТ в модель, на нем получился страшный звон, до киловольт, для устранения эффекта зашунтировал ТТ резистором 0,1 Ом
Запас по насыщению получился огромный, диод который мне попался (КД2997) закрывается долго, поэтому мертвое время пришлось делать большим. Хотя по мощности пауза между импульсами получается еще больше.

Результаты испытаний тоже не внушают оптимизма.
Испытания проводил с импульсным трансформатором, намотанном на колечке из феррита 2000НМ, имеющем две обмоточки по 60 витков провода d0.25. В качестве токовой обмотки использовал виток, состоящий из пучка медных проволочек d0.55x18 или из одной проволочки d0.55mm. Измерение проводил LCR-метром AKTAKOM AM-3004, частота измерения 10кГц.
При измерении выяснилось, что коэффициент связи обмоток зависит от сечения токовой обмотки и колеблется от 0.975 (для одной проволочки) до 0.985 (для пучка проволочек, заполняющих большую площадь окна). Скорей всего, даже при предельном заполнении окна токовой обмоткой, коэффициент свяхи не поднимется выше 0.99.
Индуктивность токовой обмотки L=1.3uH Q=1.65
Индуктивность одной из вторичных обмоток 4.84mH Q=44.5
Пока не моделировал результаты, но думаю звону будет предостаточно!

Звон легко устраняется низкоомным резистором, на практике кусок стальной проволоки, думаю особенных проблем не будет.
Как по поводу остальных элементов?

Приношу извинения за паузу, отвлекают новогодние хлопоты :razz:

На данном этапе ясно, что не совсем удачно расположенный трансформатор тока (ТТ) может являтся источником серьёзных проблем! Поэтому обычно ТТ ставится последовательно с силовыми электромагнитными элементами, тогда, на фоне их индуктивности, собственная индуктивность ТТ не сильно ухудшает картину.
Конечно, шунтирование ТТ низкоомным сопротивлением позволит избежать сильного звона, но при этом страдают и основные, измерительные, функции ТТ. Плюс на резисторе будет выделяться существенная мощность!
В принципе, ситуацию можно значительно улучшить, если зашунтировать ТТ RCD-цепочкой. В этом случае такой вариант всё равно будет более выгоден энергетически, чем вариант с шунтом.

Ещё немножко повозился с автотрансформаторным вариантом преобразователя. В принципе удалось заставить его работать, но мотать витки трансформатора "с запасом" не рекомендуется. Это сильно увеличивает индуктивность рассеяния, которая не позволяет поднять выходной ток до требуемой величины. Сейчас, при максимальном заполнении, выходной ток преобразователя достигает 150А, но даётся это огромной ценой - на кождом ключевом транзисторе (а их 4) рассеивается более 300 Вт...
В реальности преобразователь работать не будет, т.к. настоящие транзисторы не могут пробиваться в каждом полупериоде )

Более практичный автотрансформаторный вариант. Используя снабберы, удалось забороть индуктивность рассеяния трансформатора. Транзисторы должны выжить . Ниже указаны потери на одном транзисторе, при выходном токе 150А.

Но вариант повышающий+чоппер получше будет!

Почему-то модель не заработала, сначала долго считала чего-то, потом выдала SPISE Error
Analysis: Time step too small; time=3.66323e-005, timestep=1.25e-019: trouble with node "u2:9"

Зайди Tools->Control Panel->SPICE и переключи Solver(*) с Normal на Alternate.

valvol
Собрался наконец на рынок, приготовив некоторое количество денег, проверь предполагаемую комплектацию в рассчете на изготовление повышающего АТ + ШИМ стабилизатора вот по этой схеме


- IRFP2907 3шт
- 80EBU02 3шт
- UC3825 1шт, для управления повышающим АТ
- КР1156ЕУ3 (UC3845) 1 шт, для управления ШИМ регулятором
- IR2125 1шт, драйвер на транзистор ШИМ регулятора
- конденсаторы 100В * 220мкФ, 10 шт, на С2
- еще нужны какие-нибудь быстрые диоды, в схему трансформатора тока.

Могут быть не очень быстрыми, т.к. у них достаточно времени на восстановление. Подойдут 2 диода КД2997, включенные параллельно (чтобы не превышать максимально допустимый импульсный ток).

У КД2997 импульсный ток 100А, только мне не понравилось как они закрываются, когда я их в модели пробовал в цепи ТТ. При большом коэффициенте заполнения, да еще с тормозными диодами, трансформатору вообще размагничиваться некогда.
Нашел я в продукции IR диод MUR820, его искать буду, если не найду, тогда уж КД2997

s_smirnov
Успехи какие-нибудь есть? Интересно наблюдать было, неужели всё заглохло?

Вот вот, и мне тоже. Очень для меня актуальна мобильная сварка от 12 В, хотя бы электродом 2 мм. Схем с управление возбуждением генератора что-то побаиваюсь, контроллер АСУД может гавкнуться. А инвертор будет наверное в самый раз.

_________________
Я всё умею делать сам,
И я не верю чудесам!
Сам! Сам! Сам!
(песенка Самоделкина) (с)

так и заглохла сварка от аккумулятора?