Частотный преобразователь

[s987654321]

Такой режим был исключён выдержкой времени.

Ну, я недавно перечитывал тему с начала. Там была такая проблема, тут же успешно вами решённая.

Асинхронный генератор дешевле

не совсем так.
Для качественной генерации требуются конденсаторы на большую емкость.
И контроллер ступенчатого повышения/понижения емкости в зависимости от мощности генерации.
Например, на асинхронник 100кВт нужно навесить 120кВАр емкостей при максимальной генерации.
Поэтому, в сумме генераторы примерно равны по стоимости, но у асинхронного есть плюс - он не парится по поводу некоторого рассинхронизма, неизбежного при переменных усилиях на валу.

а с плавным пуском уже будут проблемы.

ну, разговор то не про плавный пуск, а про сварку - включить частотник в режиме инвертора...
В идеале для этого нужен мощный трехфазный трансформатор и стабилизация ШИМа по нагрузке во вторичке трансформатора...
второй вариант = движок в роли трансформатора-стабилизатора. Это,конечно, не такое элегантное решение, как транс+обратная связь со вторички, но импульсные нагрузки, присущие работе сварки, и импульсные помехи от ШИМа = подшлифует...

[DC-AC]

От ШИМа уже синус фильтр хорошо прошлифует.

контроллер ступенчатого повышения/понижения емкости в зависимости от мощности генерации.

Интересные решения. Есть и штатный режим торможения АД при подключении конденсаторов. Он с этим генераторным где-то рядом, если нагрузки нет, то получается всё-равно тормозной момент, зависящий от величины емкостей.
А если питать этот асинхронный генератор от частотного инвертора? DC шина будет возбудителем и отводом мощности. Если ветряк уже крутится, то можно реализовать функцию подхвата на лету и затем контролируемо снижать частоту и снимать излишнее генерируемое напряжение с DC шины. Задача частотника тут номинально намагничивать двигатель и держать его в режиме рекуперативного торможения с нужной мощностью.

[s987654321]

Есть и штатный режим торможения АД при подключении конденсаторов.

более "академическая" схема такая.

т.е торможение все же должно быть на нагрузочных сопротивлениях, а не на паразитных потерях обмоток и конденсаторов.

А если питать этот асинхронный генератор от частотного инвертора?

ну, это будет режим "усилителя" инвертора. актуален для так именуемых островных режимов работы ветряка - инвертор будет формировать внешнюю сеть. Но только в том случае, если есть соответствующая нагрузка - без нагрузки ветряк будет уходить в разнос.
Понижать частоту имеет смысл только в случае последующего инвертора, дающего уже стабильную частоту потребителю.
А при таком подходе проще ставить генератор постоянного тока.

При асинхронном генераторе, работающем параллельно с сетью, происходит "самосинхронизация" ветротурбины с питающей сетью в некоторых пределах скоростей ветра, определяемых параметрами скольжения в двигателе.
При приближении к границам "самосинхронизации" управляющий контроллер ветротурбины "подруливает" лопасти таким образом, чтобы вращение вернуть к середине диапазона самосинхронизации.

[DC-AC]

Эта схемка то-же для ветряка? Как то не то...
Торможение будет и просто на одних емкостях. При отключении от сети и подключении к АД конденсаторов он возбуждается на низкой частоте (определяемой емкостью этих конденсаторов и магнитной системой двигателя, эта частота свободная и почти не зависит от вращения ротора) а ротор вращается быстрее неё, что приводит к отрицательному скольжению, передаче энергии в магнитную систему, вход в насыщение, рост токов и торможение до определённой критической скорости, затем скоростя поля и ротора сближаются, самовозбуждение пропадает и всё - болванка.
Чтоб с этой системы снимать напряжение, да ещё в разных режимах нужно постараться. Емкостя подбираются чётко под скорость вращения и нагрузку.
Также интересный тормозной режим возникнет если просто коротнуть вращающийся под напряжением двигатель (типа магнитное самоторможение). Тут было видео - при межфазном коротком замыкании частотник выключается а двигатель резко останавливается почти до нулевой скорости.

При приближении к границам "самосинхронизации" управляющий контроллер ветротурбины "подруливает" лопасти таким образом, чтобы вращение вернуть к середине диапазона самосинхронизации.

А тут всё правильно и понятно. Чем-то напоминает регулирование загрузки синхронного гидрогенератора расходом воды, только единственное что ему частоту стабильную не надо генерировать, для этого уже есть сеть, а диапазон "синхронизма" получается шире, за счёт скольжения. Раскрутил от сети, или ветром, включил в нужный момент, угол атаки лопастей изменил и пошла отдача в сеть.

[s987654321]

Эта схемка то-же для ветряка?

это схемка из какого то учебника по ТОЭ.

Чтоб с этой системы снимать напряжение, да ещё в разных режимах нужно постараться. Емкостя подбираются чётко под скорость вращения и нагрузку.

были такие турбины, USW56-110. Так вот в них стоял движок на 100кВт и два трёхфазных конденсатора 40кВАр и 80кВАр.
При старте включался маленький конденсатор. И генератор прекрасно генерил до какого то уровня мощности (30-40кВт).
Если ветер позволял увеличить мощность - параллельно добавлялся второй конденсатор. И все прекрасно работало - всего на двух ступенях регулирования.
математика управления турбиной и конденсаторами, кстати, обсчитывалась на одном z80 (Синклер, если кто не знает)...

Раскрутил от сети, или ветром, включил в нужный момент, угол атаки лопастей изменил и пошла отдача в сеть.

да, так и есть, за исключением того, что от сети раскручивать бесполезно - отрицательного скольжения так не получить. генератор крутит турбина.

[DC-AC]

И все прекрасно работало - всего на двух ступенях регулирования.

Значит там относительно стабильный поток воздуха и хорошее регулирование момента турбины. Cкорость при такой схеме должна находится в строго определённом диапазоне. А что за нагрузка не понятно, на выходе частота могла меняться, особенно падать при подключении дополнительных емкостей.

что от сети раскручивать бесполезно

имелось в виду в начальный момент, например при запуске

[s987654321]

Значит там относительно стабильный поток воздуха и хорошее регулирование момента турбины. Cкорость при такой схеме должна находится в строго определённом диапазоне. А что за нагрузка не понятно, на выходе частота могла меняться, особенно падать при подключении дополнительных емкостей.

Этих турбин по миру - тысячи. Это канадская разработка середины прошлого века, производившаяся в добром десятке стран по лицензии. Так что ветер там самый разный.
Лопасти к ветру приводятся кривошипами, управляемыми системой винт-бронзовая гайка. Так называемая "гайка Питча", которая менялась примерно раз в три месяца эксплуатации.

в автономном режиме эти турбины не работают. Только в режиме синхронизации с силовой сетью. Соответственно - нагрузкой является питающая сеть. Пытались их синхронить от ДЭС, но результаты не очень убедительные.

Поэтому частота определяется питающей сетью. И асинхроник довольно хорошо держит обороты в синхронизме с сетью, создавая саморегулирующуюся нагрузку для турбины. А конденсаторы в данном случае нужны для компенсации реактивной мощности подмагничивания - без них была генерация на активном векторе и потребление на индуктивном векторе, что в сумме снижало КПД.

Был случай, когда во время работы турбины произошло отключение нагрузки после подстанционого трансформатора - отпала сеть по стороне 35кВ из за ошибки диспетчера РЭС. В результате пропадания нагрузки турбины пошли в разнос - на одной обороты возросли настолько, что оторвались лопасти и улетели на несколько сотен метров, на другой турбина согнула мачту...
при этом ветер был всего то около 8-9 м/с (при максимальной рабочей для этих турбин 25м/с) и генерация была на уровне 30-50кВт. Система регулирования лопастей не успела отработать такую внештатную ситуацию.

Ладно, давайте заканчивать эти мемуары, ибо это сущий офтопик.
https://ru.wikipedia.org/wiki/Новоазовская_ВЭС

[Михайлик]

Который день сижу, читаю тему, приглядываюсь к конструкции.
Большое СПАСИБО Дмитрию за описание, особенно за выложенные исходники, да и за постоянные ответы (порой повторяющиеся - тема разрослась, и всё меньше желающих её читать полностью)
У меня вопрос - можно ли заменить узел зарядки сетевых конденсаторов + реле ниже указанным устройством на тиристорах.

Ogranichitel.djvu

(78.91 КБ) 354 скачивания

В симуляторе (МС9), вроде, выглядит неплохо.

Ogranichit.rar

(17.6 КБ) 628 скачиваний

(меняем расширение на .cir, т.к. иначе не выложить)

[DC-AC]

Симулятор у меня такой не установлен. А по схемке из журнала на мой взгляд не стоит оно того. Как-то сомнительно, чем меньше нелинейных элементов тем проще. Тиристор на емкость, даже 5-7В уже будут скачки тока. И в чём тут плюс, если используется гасящий резистор? Если хочется выбросить реле, то тогда вместо контакта поставить симистор или 2 тиристора встречно, а заряд производить как есть через гасящую ёмкость в переменке, которая не греется. По сети поставить емкость соответственно для защиты от резких фронтов нарастания напряжения (например при дребезге контактов или при подключении вилки). Если грузить, то тиристоры надо будет охлаждать.
Схема с реле выполняет ещё и своеобразную функцию защиты - при опрокидывании двигателя, если не сработала токовая защита в слабой сети, или просто при сильной просадке оно отпадает вместе с ошибкой F0.2. Дуга на контакте практически не горит т.к параллельно ему стоит мощная зарядная RC цепь и ток переменный.

[SEM 83]

Ребят, вот такие IRG7PSH50UD кто-то использовал? В тарнете моло инфы накопал. И что за буква S ?

[Михайлик]

PH - корпус ТО247
PSH - корпус SUPER TO247

[SEM 83]

А А А ... Спасибо за ответ. А никто такие не применял? Как ведут себя?

[olegators68]

включение параллельно частотника, Асинхронного движка, Зашунтированного конденсаторами и сварочника снимает все проблемы с шимами и провалами - движок с конденсаторами выступает в роли генератора-стабилизатора.
Обычный асинхронник, с навешенными на него конденсаторами, при вращении начинает нормально генерить.
Соответственно, раскрученный ротор асинхронника своей инерцией стабилизирует переменный ток в малых промежутках времени.

Как практик, подтверждаю, совершенно верно, конденсаторы только не обязательны здесь а может и вредны, межобмоточных емкостей за глаза.
Остался с двумя фазами, обрыв кабеля который никому не нужен, зато есть ВДУ мощный трехфазник ММА, вектор есть но с перекосом напряжений не все АД запускаються, зато на большой циркулярке двигло 2,2кВт но 670об/мин всего, здоровый блин , после его пуска уже и оборотистые 3-4кВт нормально себя чувствуют, хотя это не в тему, с электроникой понежнее надо быть.

[olegators68]

Уважаемый Дмитрий ( DС-AС )
Дмитрий ( DС-AС ) хочу спросить можно ли этот частотник подключать к трех-фазному трансформатору,а точнее сварочному полуавтомату?
Если да,то-что надо учитывать,какие нюансы могут быть или еще что-то?
Извините за беспокойство,специально прочитал весь форум,но никто так и не задал вам такой вопрос,поэтому и решил спросить.
Спасибо.

Полуавтомат, транс с жесточайшей характеристикой, надо так, смысла не уловил, "что у нас в гараже, феррари или порше".
Вы хотите промышленник подключить к 220 что ли, с перекидыванием на треугольник первичек, если возможно это.
Может и прокатит, хотя бессмыслица.

[SEM 83]

Уменя тоже есть полуавтомат авто ВАЗ 380В, мотал транс для эксперимента 220/40, варил нормально. Ну да, характеристики должны быть жёсткими. Но, в глубине души хотелось тоже, замутить без переделки, с частотником.

[sergey.UA]

Возникла необходимость запустить двигло мощностью 5,5 Квт. Двигатель обычный
на 50 Гц. Предполагается его работа аж на 75 Гц. Включил мозг, и понял что
необходимо во первых, переделать входной выпрямитель со всей его схемой DC для
возможности запитки от сети 3 на 380 В. Во вторых применить схему включения
двух транзисторов в параллель вместо одного.
Хотел спросить у Дмитрия и у всех кто в теме, что еще необходимо учесть для
успешной и надежной работы данной сборки. Заранее спасибо.
А еще, - для защиты от К.З. выходных клемм на землю необходимо токовый шунт
установить и в + шины DC ?
Возможен ли гальванический контакт изолированной от выходных транзисторов
части радиатора с нулевой шиной сети 3 на 380 В ?

[DC-AC]

Пересчитать резистор R74, переделать узел включения реле и плавного заряда. Смотря как это реализуете. Ещё блок питания по хорошему высоковольтный нужно, чтоб на 530В работал. Можно подключить и от 220, но побольше электролит в нём.
В звезде ток будет меньше, возможно обойтись и одним ключём, зависит от температуры и запаса.
Верно, для полной защиты от к-з на землю ставить ещё шунт в + шины DC.
Контакт радиатора с нулём (получается и с землёй) возможен. Это может только породить такую мелочь как вч утечку на этот провод(емкостные токи), особенно если по входу (по фазам) нет фильтра.

[sergey.UA]

Дима спасибо. По пересчету номинала резистора R74, буду отталкиваться от
значения просадки на шине DC в 20 - 25 %.
Реализация плавной зарядки конденсаторов выпрямителя будет идти по
аналогичной схеме установки одного мощного резистора ( его сопротивление
и мощность рассчитаю ориентируясь на желаемую скорость заряда и максимальное
тепловыделение ) в + шины DC после моста выпрямителя.
Блок питания собираюсь за питать от одной из фаз и нулем. Не совсем понял об
необходимости увеличения емкости конденсатора выпрямителя И.Б.П. Надеюсь,
что 47 мкф будет достаточно.
По поводу радиатора - для надежности значит буду изолировать его от нуля ( земли ).
Еще, необходимо ли применение более высоковольтных ключей, или попробовать как
есть используя ключи на 1200 В ?

[Михайлик]

...Схема с реле выполняет ещё и своеобразную функцию защиты... оно отпадает вместе с ошибкой F0.2. ...

Правильно ли я понимаю, что сигнал просадки напряж. ("питание не в норме") снимается с делителя R53 - R63 и подаётся на 13-ю ногу контроллера, который по уровню на ней выставляет ошибку F0.2? Если это так, то какие требования к логическим уровням требуются (в микроконтроллерах я полный "ноль") для организации такового контроля без реле?
Очень хочется от него избавиться (где-то искать хорошее), а симисторов полно. Полагаю, что с управлением с ними справлюсь. Некоторый опыт есть.

[DC-AC]

об необходимости увеличения емкости конденсатора выпрямителя И.Б.П

Есть опасность, что при пропаже напряжения в сети блок питания выключиться до того, как сядет силовая шина DС и сработает ошибка. Это может вызвать просадку управления затворов.
И лучше запитать реле отдельной схемкой, чтоб оно вдруг не отпало при просадке под нагрузкой или чтоб ошибка на контроллере срабатывала раньше, иначе может сгореть зарядный резистор, хотя 3 фазы так сильно вряд-ли просядут, но всё-равно.

сигнал просадки напряж. ("питание не в норме") снимается с делителя R53 - R63 и подаётся на 13-ю ногу контроллера

Да, всё так. Логический уровень, контроллер в среднем считает лог. 1 >2,4В напряжения, но лучше подавать 4-5В. Можно оставить штатную схему контроля, только реле не подключать, функциональность не изменится. На симистор отдельное управление соответственно.