Mostek prostowniczy

Sterowanie elektrownią, elektronika, schematy, podłączenie do sieci, itd...

Mostek prostowniczy

Postprzez set » 21.07.2012, 9:39

Jako że nie ma tematu o mostku prostowniczym postanowiłem takowy założyć
Schemat jak w normalnym alternatorze ? (oczywiście bez diód wzbudzenia)
Diody schottkiego czy jakieś inne zwykłe, szybkie?. Napięcie wiadomo wyższe niż planowane a co z prądem, załóżmy że mostek będzie przenosił 60A jakie diody zastosować ? 60/6=10 A tak się to liczy ? czy jakoś inaczej.A może iść na całość i zamontować coś takiego:
http://mselektronik.pl/diody/schottky-p ... b-pbf.html
Czy spadek napięcia na jednej diodzie mnoży się przez ich ilość ?
Ostatnie pytanie czy można zamontować diody i mosfety na wspólnym radiatorze czy lepiej żeby radiatory były dwa.
Załączniki
alternator.gif
Schemat alternatora
set
 
Posty: 752
Dołączył(a): 04.03.2012, 20:04
Lokalizacja: Jędrzejów

Re: Mostek prostowniczy

Postprzez bekatech » 21.07.2012, 13:31

Witam,

Schemat tak jak w alternatorze, po usunięciu wszystkiego co nie potrzebne pozostaje prostrza wersja (jak poniżej). Potrzebujemy 6x dioda lub 1x mostek trójfazowy lub 3x mostek "zwykły".

Diody zwykłe, szybkie, schottky, mostek synchroniczny? Pytanie ile mamy pieniędzy i jaką sprawność chcemy uzyskać.
1. Najprosze - zwykłe diody prostownicze (przyjmując prąd 60A) - koszt ok. 10zł/sztuka
2. Szybkie? Nie potrzeba. Zaraz będzie dużo komentarzy że trzeba, więc udowadniam: jak najszybciej może się obracać śmigło? 200-300obr/min? dajmy nawet 600obr/min (=10obr/sek), załóżmy że mamy pięć par magnesów, mnożymy jedno przez drugie otrzymujemy prąd przemienny o częstotliwości... 50Hz. Każda najpodlejsza dioda prostownicza wyprodukowana za komuny musi działać poprawnie przy 200Hz. O obecnych diodach nie mówię.
3. Schottky? Oczywiście że warto. Ok. 30% mniejsze straty, ale za to cena - diody te są droższe i mają gorsze parametry (maksymalne napięcie wsteczne to 100..200V, oczywiście przy wiatrakach są generalnie mniejsze napięcia, ale nie możemy zapominać o wszelkich przepięciach/impulsach/wyładowaniach itd. gdzie jest indukcyjność tam są przepięcia)
4. Oczywiście ideał to mostek synchroniczny (prostowanie odbywa się na tranzystorach mosfet odpowiednio sterowanych), ale cena... widziałem jakieś zestawy na 10..20A za 100$. Straty mniejsze (w porównaniu do zwykłych diod) o ok. 70-80%.

"Napięcie wiadomo"... nie do końca. Tak jak pisałem mogą być przepięcia. Oczywiście znów znajdzie się ktoś "mądry" powie że mu działa. I działać będzie, aż się nie zepsuje.

Prąd... Temat rzeka przy prostowniu trójfazowym, trzeba trochę wyobraźni i można całość ogarnąć. Piszę w skrócie, jak ktoś chce dokładniej polecam:
http://elektro.w.interia.pl/energoel/mostek/index.html lub wikipedia. Musimy zdefiniować co to znaczy "prąd" - definicja jest prosta - jest to prąd mierzony na wyjściu mostka (ten już wyprostowany jednofazowy), oznaczmy go In (prąd nominalny). W każdym momencie w mostku pracują na raz dwie diody: jedna "u góry" i jedna "na dole", przełączają się co 60stopni przebiegu naprzemiennie (najpierw górna, później dolna, górna, dolna, ...). W danej chwili przez dane dwie diody płynie prąd In przez pozostałe 0. Średni prąd każdej diody to In/3.
I teraz najciekawsze: straty mocy. Straty całego mostka = 6x strata na pojedyńczej diodzie. Strata na pojedyńczej diodzie = prąd diody * spadek napięcia na diodzie (zależny od prądu) * (czas pracy diody / czas okresu). Ostatni czynnik jest prosty - wynosi 1/3. Prąd diody: In. Spadek napięcia na diodzie: U (przy In) a nie jak wiele osób myśli U (przy Iśrednim).
Jako przykład policzmy dla wskazanego mostka dla wskaznego prądu 60A (oczywiście mostków takich potrzebujemy trzy bo jest to mostek jednofazowy):
In: 60A
Un: 2.01V (z noty katalogowej)
Pstrat = 60*2.01*1/3 = 40,2W (na pojedyńczej diodzie)
Straty łączne: 40,2W * 6diod = 241,2W.
Dla uspokojenia mając 3 takie mostki możemy zdublować diody, wówczas Un =~ 1.8V i łączne straty ~ 216W.

Dla porównania obliczenia dla In = 25A i "zwykłego" mostka trójfazowego:
In: 25A
Un: 0,82V (zmierzone doświadczalnie)
Straty łączne: 41W (ile to jest 41W? tyle samo co zwykła żarówka wolframowa 40W)

"Czy można zamontować diody i mosfety na jednym radiatorze"?
Można, o ile na obudowach tych elementów występujące sygnały mają być połączone lub jeżeli zastosujemy przekładki izolacyjne. Ale jak już pisałem możemy natknąć się na spore moce więc albo jeden duży albo kilka mniejszych będzie potrzebne.
Załączniki
220px-Full-wave_rectifier3.png
220px-Full-wave_rectifier3.png (11.23 KiB) Przeglądane 12265 razy
bekatech
 
Posty: 33
Dołączył(a): 21.07.2012, 12:47
Lokalizacja: Szczecin

Re: Mostek prostowniczy

Postprzez set » 21.07.2012, 23:26

Kolego bekatech dzięki za odpowiedź, nie to żebym był marudny ale dalej nie wiem co kupić. Na pewno schottki minimum 100V ale ile amper podwójne czy pojedyncze nie mam koncepcji
set
 
Posty: 752
Dołączył(a): 04.03.2012, 20:04
Lokalizacja: Jędrzejów

Re: Mostek prostowniczy

Postprzez bekatech » 22.07.2012, 11:06

Mogę doradzić, ale potrzebuję kilku danych (i kilka odpowiedzi już mam):
1. Diody schottky (bo jak rozumiem takie jest wymaganie)
2. min. 100V
3. prąd. tego nie wiem. jaka jest maksymalna moc wiatraka/przy jakim napięciu? jaki jest teoretycznie maksymalny prąd pracy (już ten jednofazowy)? jaka jest moc prądnicy? cokolwiek gdzie będą podane volty, ampery i waty.
4. pojedyńcza/podwójna - domyślam się że chodzi o obudowę TO220 i umieszczenie dwóch diod w jednej obudowie. Rozwiązanie jest fajnie, ale zazwyczaj diody te są połączone wewnętrznie katodami więc nie można zrobić tak że "kupię trzy podwójne diody", musi wtedy być ich 6 (i każdą będziemy dublować więc jest to tym bardziej na rękę). Wada rozwiązania: na obudowach będą inne potencjały więc konieczne będzie posiadanie oddzielnych radiatorów/użycie przekładek izolujących.

Proszę o podanie prądu, wybierzemy coś ciekawego.

--
Trochę skrócę "męczarnie" przy szukaniu tego najlepszego:
Obecnie najlepszy wybór to dioda MBR20200CT - 200V/20A(2x10A) TO220, koszt ~5zł/sztuka, podwójna dioda, do tego przekładka izolująca z tuleją ~1zł/kpt, wszystko oczywiście x6.
Dla porównania: "zwykły" mostek prostowniczy trójfazowy 1600V/25A to 16zł/sztuka.
bekatech
 
Posty: 33
Dołączył(a): 21.07.2012, 12:47
Lokalizacja: Szczecin

Re: Mostek prostowniczy

Postprzez set » 22.07.2012, 11:32

Moc prądnicy około 3kw prąd za mostkiem to max 60 A chociaż nie wiem czy wydoli, radiator będzie wspólny.Napięcie 48V czyli maź 60.
set
 
Posty: 752
Dołączył(a): 04.03.2012, 20:04
Lokalizacja: Jędrzejów

Re: Mostek prostowniczy

Postprzez bekatech » 22.07.2012, 11:49

Ok, myślałem że te 60A w pierwszym poście to tylko jakiś przykład...

60A... kolejne opcje:
1. 60APU04PBF zwykłe 400V/60A jedna dioda w jednej obudowie 16zł/sztuka (x6)
2. 60CPQ150PBF schottky 150V/60A jedna dioda w jednej obudowie 22zł/sztuka (x6)
3. Na allegro ktoś sprzedaje mostek trójfazowy 100A 95zł (ale chyba mostek ma diody "zwykłe") (x1)
4. Diody zapoponowane w pierwszym poście 100V/2x60A będą ok, potrzeba takich bloków trzy 80zł (x3)

Pozostaje decyzja pieniądze/sprawność.
Z góry uprzedam też o stratach mocy, jak już podawałem dla 60A będzie ~200-250W radiator musi być zatem pokaźnych wymiarów i koniecznie z wentylatorem (wentylatorami?) do tego grube kable (dla 60A min. 6mm2).
bekatech
 
Posty: 33
Dołączył(a): 21.07.2012, 12:47
Lokalizacja: Szczecin

Re: Mostek prostowniczy

Postprzez set » 22.07.2012, 12:16

2. 60CPQ150PBF schottky 150V/60A jedna dioda w jednej obudowie 22zł/sztuka (x6)
Gdzie można je kupić po 22 zł
Radiator dogaduję z gościem 380x280x70 myślę przeciąć go i wykorzystać pół na diody a pół na mosfety do grzałki (połowa to 280x190x70)Wystarczy ? .Wiatrak 48v już mam kupiony będzie w poniedziałek.
set
 
Posty: 752
Dołączył(a): 04.03.2012, 20:04
Lokalizacja: Jędrzejów

Re: Mostek prostowniczy

Postprzez bekatech » 22.07.2012, 13:11

60CPQ150PBF jest dostępny w Stanach... http://pl.mouser.com/ProductDetail/Vishay/VS-60CPQ150PBF/?qs=CDqwynd4ZNpLjR0POMX7ockHVfFs8SUl8H3VE%2fNUUDA%3d 4,51? * 4,2zł =~22zł być może jest gdzieś dostępny w Polsce ale cena może być tragiczna. Czasami ściągam paczki z mouser'a - możemy porozmawiać via PW/mail.

Radiator. Po pierwsze: wielkość fizyczna to jedno (a ten wydaje się odpowiedni), drugie to kształt - chodzi aby był jak najbardziej przeżebrowany - im więcej żeber, rowków które otacza powietrze tym lepsze oddawanie ciepła.
Czy ciąć pół na pół? Nie wydaje mi się. Mosfety kluczujące zasilanie do grzałek (przyjmuję że włącz/wyłącz a nie PWM) jeżeli będą dobrze dobrane (mała rezystancja kanału) to moc na nich tracona będzie mniej więcej 20% mocy z diod prostowniczych (rezystancja kanału ~5mOhm @60A = 18W). Więc wydaje mi się żę wręcz warto kupić jakiś mniejszy radiator do mosfet'ów (~20zł) który rozproszy 20W a cały radiator zostawić na diody (bo na nich będzie trochę mocy).

Co ciekawe, jak się wczytałem w notę 60CPQ150PBF, jeżeli wszystko dobrze liczę i producent nie kłamie to straty mocy przy 60A wyszły mi na poziomie 96W (typ) 120W (max) na komplecie 6 diod, więc jest trochę lepiej niż było dla mostka z pierwszego postu.
bekatech
 
Posty: 33
Dołączył(a): 21.07.2012, 12:47
Lokalizacja: Szczecin

Re: Mostek prostowniczy

Postprzez set » 22.07.2012, 14:00

http://pl.farnell.com/jsp/displayProduc ... 3235062840
25 zł szt x6=150 do przełknięcia
Więc radiator przetnę żeby zrobić tunel ale cała powierzchnia będzie na diody po trzy na jednym boku a do tranzystorów kupię inny, co do tranzystorów to kupiłem taki jeden na próbę
tranzystor: IRFP260
obudowa: TO-247
napięcie zasilania VDGR: 200V
prąd ID: 50A
moc: 300W
rds: 0,04?
typ polaryzacji: n-ch - FET z kanałem typu n
PWM to nie włącz wyłącz ?
set
 
Posty: 752
Dołączył(a): 04.03.2012, 20:04
Lokalizacja: Jędrzejów

Re: Mostek prostowniczy

Postprzez bekatech » 22.07.2012, 14:26

Co do diod - jeszcze jutro podpytam kilku moich dostawców części - może ktoś ma/może mieć je coś taniej, wówczas kupię na siebie i odsprzedam.

Tranzystor. Wybór powiedziałbym "taki sobie":
1. Prąd drenu 50A (ja znalazłem dokumentację gdzie jest 46A) < 60A. może że będą kaskady to wtedy prąd się rozłoży
2. rds = 0.040Ohm (ja znalazłem 55mOhm). powiem tak - dużo. Prąd 10A => 4W strat; 20A => 16W; 40A => 64W i 60A => 144W.
Sugeruję jakikolwiek mosfet który ma rds < 5mOhm. Są na pewno dostępne bezproblemowo, ale pewnie znając życie tylko wysyłkowo (wówczas dla 60A => 18W)

PWM a "włącz-wyłącz": tak, PWM to jest włącz-wyłącz ale jak bynajmniej dla mnie definicja jest prosta: PWM robi on/off często (~Khz) a włącz-wyłącz jest rzadko (raz na sek/raz na min). Problem jest taki że całkowite straty mocy na mosfecie to suma dwóch czynników: średni prąd przepływający * rds + energia potrzebna na przełączenie tranzystora i straty w stanach przejściowych. Jeżeli przełączeń tych jest dużo (~Khz) okazuje się że trzeba dodatkową energię wytracić na samo przełączenie + są straty na stanach przejśiowych. Inaczej - jeżeli ma być pełny PWM tranzystor trzeba dobrać z jeszcze większym zapasem i zapewnić jak najwięszy prąd bramki (może aż użyć driver mosfet'owy?) aby szybko przełączać tranzystor.
bekatech
 
Posty: 33
Dołączył(a): 21.07.2012, 12:47
Lokalizacja: Szczecin

Re: Mostek prostowniczy

Postprzez set » 22.07.2012, 14:57

Nie będzie kaskady częstotliwość w sterowniku jest regulowana grzałka jest mocna 3szt po 1350W 48V razem ponad 4kw (są 4 grzałki ale jedna wolna) w sterowniku mogę ustawić jej maksymalną moc w % tranzystorów chciałem kupić z 20 szt i połączyć równolegle
Ogólnie w przyszłości sadzę się jeszcze na panele fotowoltaiczne podłączone pod te akumulatory co wiatrak i sterowane tym samym sterownikiem więc wolę wziąć na wyrost, mam jeszcze rzeczkę na działce w przyszłości będzie na niej staw i spiętrzenie i mała prądniczka z 500W, więc musi być zapas
Może doradzisz jakiś konkretny model tranzystora i ilość sztuk
set
 
Posty: 752
Dołączył(a): 04.03.2012, 20:04
Lokalizacja: Jędrzejów

Re: Mostek prostowniczy

Postprzez bekatech » 22.07.2012, 16:44

Bazując na farnell'u to dobrym się wydaje:
http://pl.farnell.com/international-rectifier/irfb4310zpbf/mosfet-n-100v-to-220-ab/dp/1436959: 100V, 127A, 6mOhm, TO220, 14,02zł/sztuka
http://pl.farnell.com/international-rectifier/irlb4030pbf/mosfet-n-ch-100v-180a-to220/dp/1698301: 100V, 110A, 4.3mOhm, TO220, 15,51zł/sztuka (mosfet sterowany niskimi napięciami >2,5V nie wiem czy taki jest wymagany do sterownika)
I właściwie każdy pozostały który U>=100V, I>=60A, rds<=5..10mOhm.

Ile sztuk? Jeżeli jeden tranzystor ma załączyć jedną grzałkę 1350W to moc tracona na tranzystorze ~9W, znając obecne półprzewodniki jeden spokojnie wystarczy i do niego odpowiednie chłodzenie. Oczywiście doświadczenie pokaże czy warto go dublować czy nie ma to sensu.
bekatech
 
Posty: 33
Dołączył(a): 21.07.2012, 12:47
Lokalizacja: Szczecin

Re: Mostek prostowniczy

Postprzez set » 22.07.2012, 18:00

Nie kumam jak jeden ? przecież on mam moc 370W nie tak 1350/370=3,6 szt w zaokrągleniu 4 szt napiszę później jaki dostałem ze sterownikiem to może coś dobierzesz
set
 
Posty: 752
Dołączył(a): 04.03.2012, 20:04
Lokalizacja: Jędrzejów

Re: Mostek prostowniczy

Postprzez bekatech » 22.07.2012, 18:14

Te 370W to nie jest moc jaką załącza tylko dopuszczalna moc tracona w samym tranzystorze przy założeniu odpowiedniego chłodzenia.
Moc jaką może przełączyć to teoretycznie Umax * Imax, czyli dla pierwszego przykładu 12700W = 12,7KW, dla drugiego 11,1KW.
Moc tracona jak liczyłem to ok. 20W a to jest << 370W czyli jeden wystarczy. Myślałem go dublować aby zmniejszyć straty mocy - te 20W do ~10-15W.
bekatech
 
Posty: 33
Dołączył(a): 21.07.2012, 12:47
Lokalizacja: Szczecin

Re: Mostek prostowniczy

Postprzez set » 22.07.2012, 18:35

Jakoś nie potrafię wbić cobie do głowy że taka mała pierdółka może przenieść prąd 20A, jak widzę te cieniutkie nóżki to sobie tego nie wyobrażam
set
 
Posty: 752
Dołączył(a): 04.03.2012, 20:04
Lokalizacja: Jędrzejów

Re: Mostek prostowniczy

Postprzez bekatech » 22.07.2012, 18:56

Ba! nawet nie 20A tylko 120A!
Dla przykładu IRF4310 ma w dokumentacji:
maksymalny prąd dla krzemu (wewnętrzej strukrury): 127A
maksymalny prąd dla obudowy: 120A
Dlatego też dubluje się końcówki na obudowie i jest krytycznie ważne jak się taki tranzystor montuje, jak się lutuje do niego wyprowadzeń, poprostu wszystko jest ważne przy takich prądach.
bekatech
 
Posty: 33
Dołączył(a): 21.07.2012, 12:47
Lokalizacja: Szczecin

Re: Mostek prostowniczy

Postprzez set » 22.07.2012, 19:14

Z tego co pamiętam to mój tranzystor to irf p3710
Jaki będzie spadek napięcia na mostku z diód podanych przez ciebie ?
set
 
Posty: 752
Dołączył(a): 04.03.2012, 20:04
Lokalizacja: Jędrzejów

Re: Mostek prostowniczy

Postprzez Tarru » 31.07.2012, 9:52

Panowie a to nie jest czasem tak, że jak turbina ma przykładowo 3000W i 48V jak u kolegi wyżej, to rzeczywiście prąd wychodzi 3000W/48V=62,5A, ale to na 3 fazy, więc z jednej fazy w danym momencie przez 2 diody mostka będzie szedł prąd max 62,5A/3=20,83(3)A?? Więc wystarczyło by np. 6 diód o prądzie przewodzenia 25A, czyż nie?

Pozdrawiam
Tarru
 
Posty: 15
Dołączył(a): 27.07.2012, 7:31

Re: Mostek prostowniczy

Postprzez bekatech » 31.07.2012, 10:17

No właśnie nie.
Przez jedną parę diod płynie:
przez 1/3 czasu pełen prąd (~60A)
przez 2/3 czasu zero

Fakt - średni prąd będzie ~20A ale musimy być przygotowani na te "szpilki".
Teoretycznie można kombinować z diodami które mają średni prąd 20A i prąd impulsowy na 60A ale trzeba wówczas bardzo dokładnie przeczytać definicię "impulsu" i okaże się że zazwyczaj są to krótkie (8.3ms) niepowtarzalne impulsy. A jeżeli mamy je cyklicznie to niestety (stety?) musimy kupować lepsze diody.
bekatech
 
Posty: 33
Dołączył(a): 21.07.2012, 12:47
Lokalizacja: Szczecin

Re: Mostek prostowniczy

Postprzez Tarru » 31.07.2012, 10:22

Hmm to czegoś nie rozumiem... Czyli taka turbina 3 fazowa spięta w gwiazdę (firmowo, nie mogę tego zmienić) działa tak, że jeśli generuje 500W (teoretycznie oczywiście) to w danym momencie w 1/3 czasu leci 500W z jednej fazy, później 500W z drugiej i później 500W z trzeciej? W sensie że płynie w każdej 1/3 czasu pełen prąd z jednej fazy a z pozostałych nic? Myślałem raczej, że z jednej fazy może maksymalnie płynąć 1/3 mocy całkowitej turbiny i w tym samym czasie z 2 pozostałych faz odpowiednio mniej (bo przesunięcie fazowe o 120 i 240 stopni)...
Tarru
 
Posty: 15
Dołączył(a): 27.07.2012, 7:31

Następna strona

Powrót do Sterownia

Kto przegląda forum

Użytkownicy przeglądający ten dział: Brak zidentyfikowanych użytkowników i 1 gość

cron