Индукционный нагрев металлов.

  Вход на форум   логин       пароль   Забыли пароль? Регистрация
On-line:  

Раздел: 
Gauss2k - gauss gun у тебя дома / Электроника и Электротехника / Индукционный нагрев металлов.

Страницы: << Prev 1 2 3 4 5  ...... 115 116 117  ...... 196 197 198 199 Next>> новая тема

Автор Сообщение

магистр
Группа: Модераторы
Сообщений: 1481
Добавлено: 16-09-2011 14:18
Сигнал "Enable", выдаваемый PDM-модулятором (IC2) разрешает драйверу открыть верхний ключ полумоста (естественно, закрыв нижний). См.D3.1. Решение разрешить такт возбуждения (открыть верхний ключ) или нет принимает модулятор на основании алгоритма "диффузии ошибки". Модулятор всегда знает заранее (почти сразу же после спада положительного импульса Clock), когда такта возбуждения не будет. В этом случае он сразу же выдает строб. Этот строб вызывает прерывание синтезатора, он включает режим "захвата" и ждет прихода фронта с компаратора (11 нога IC3). Это будет начало первого положительного полупериода свободных колебаний. После прихода фронта, счетчик таймера обнуляется и начинается счет тактовых импульсов микропроцессора. И, естественно, - ожидается спад импульса с компаратора. По спаду значение счетчика "защелкивается". Это и есть полупериод свободных колебаний, измеренный в тактах МК. На основании этой информации программируется счетчик синтезатора частоты. Ну и МК дрыхнет и ждет следующего строба, чтобы начать измерять новый полупериод.

Таким образом, после строба сигнал всегда очень чистенький, поскольку следующий такт возбуждения будет пропущен, а первичка согласующего транса замкнута на землю нижним ключом. На сигнале нет характерного дребезга, связанного с переключением ключей. Поэтому повторяемость довольно хорошая. Кроме этого, на самом деле алгоритм работает немножко сложнее, чем я описал выше. Для простоты. На самом деле прежде чем IC3 запрограммирует счетчик своего синтезатора, она делает 16 последовательных измерений периода, накопит и затем усреднит их.

По задержкам строба.

Сбои возможны, если частота возбуждения будет намного (в разы) выше резонансной частоты нагрузки. Но это - чисто теоретическая ситуация. Система контролирует частоту в диапазоне от 32 до 100 кГц (для нагрузки, ориентированной на 66 кГц). Если измеренная частота выходит за границы этого диапазона, то счетчик синтезатора не перепрограммируется и продолжает работать на предыдущем значении частоты. При этом загорается светодиодик ошибки. Изначальная (после сброса) частота генерации синтезатора - 100 кГц.

мастер
Группа: Участники
Сообщений: 106
Добавлено: 16-09-2011 14:29
To ksv
По поводу АПЧ.

А если так: однократное измерение периода свободных колебаний через 4...5мс после сигнала "Разрешение измерения периода". И ждём следующий полупериод.
Т.е. всё-таки уйти от начала полупериода...


магистр
Группа: Модераторы
Сообщений: 1481
Добавлено: 16-09-2011 14:33
ShN, даже при очень высокой добротности контура свободные колебания на частоте 66 кГц вряд ли просуществуют 4-5 мс.
Т.е. всё-таки уйти от начала полупериода...
Не понял. А как Вы собираетесь измерять полупериод без его начала?

================
Ладно. Попозже нарисую картинку. Так лучше будет.
================
Ну вот:

мастер
Группа: Участники
Сообщений: 106
Добавлено: 16-09-2011 14:53
Может быть, говорим о разном. 4...5мс - это о сетевом напряжении. У Вас сигнал HV на PC817 для чего?
Ладно, подожду рисунки.
==========
Вижу. Смотрю.

магистр
Группа: Модераторы
Сообщений: 1481
Добавлено: 16-09-2011 14:56
Имеется в виду начало полупериода свободных колебаний нагрузки, а не сети.

А PC817 просто блокирует прохождение строба, если питание инвертора мало и компаратор не сможет корректно выделить сигнал. Все измерения откладываются пока напряжение питания (а значит и сети) не подымется выше какого-то допустимого уровня. Т.е. модулятор посылает стробы, говорящие о том, что будут свободные колебания, а PC817 говорит о том стОит их мерить или нет.

мастер
Группа: Участники
Сообщений: 106
Добавлено: 16-09-2011 15:04
А я о PC817. После того как пройдёт 5mc c момента появления сигнала разрешения от PC817 считать, что "стОит мерить". И не более чем в течение следующей 1мс. И т.д.
Все измерения откладываются пока напряжение питания (а значит и сети) не подымется выше какого-то допустимого уровня.

Именно, "какого-то". Предлагаю производить измерения на максимальном уровне напряжение питания.

магистр
Группа: Модераторы
Сообщений: 1481
Добавлено: 16-09-2011 15:21
А зачем? Начиная вольт с 30-40 (по питанию инвертора) с компаратора уже нормальный сигнал идет.

А..., понял что непонятно. Оптопара работает здесь не как детектор нуля (ZCD), а как компаратор уровня напряжения питания инвертора. Резистор R3 (62k) и светодиод оптопары работают как делитель напряжения питания инвертора. Если напряжение питания инвертора превышает некий уровень, то на 4-й ноге D3.2 появится единичка и стробы будут проходить на вход аппаратного прерывания INT0 IC3.

мастер
Группа: Участники
Сообщений: 106
Добавлено: 16-09-2011 15:34
А при каком уровне срабатывает PC817. И насколько стабильно?
Зачем? Чтобы исключить вероятность.
Впрочем, Вам виднее. Железо и ПО Ваши.
Кстати, некоторые генераторы от INDUTERM реализованы ещё проще. Там вообще частота контура определяется только при включении (свиппирование) и в дальнейшем частота задающего генератора не изменяется (предполагается, что в текущем цикле нагрева параметры контура и нагрузки не меняются). Ничего... Работает.

магистр
Группа: Модераторы
Сообщений: 1481
Добавлено: 16-09-2011 15:38
А как же точки Кюри и изменение геометрии металла при плавке? Нет. Для нормальной работы нужно постоянное слежение за частотой. Один раз - можно и ручку покрутить.

мастер
Группа: Участники
Сообщений: 106
Добавлено: 16-09-2011 15:42
Тем не менее, работают... Предполагаю, что изначально они были разработаны для ювелиров (графитовый тигель), но ставят и в другие литейки - для плавки недрагоценных металлов (керамический тигель).
Ручку покрутить - это уже надо иметь некоторый уровень знаний. Зачем крутить и в какую сторону. А так - сама пусть "крутит". Изделия-то серийные. Всё, хватит рекламы...
А, вспомнил! Они тоже ломаются...
Оптопара работает здесь не как детектор нуля (ZCD), а как компаратор уровня напряжения питания инвертора.

А в чём отличие одного от другого при 6мкф?

гроссмейстер
Группа: Участники
Сообщений: 235
Добавлено: 16-09-2011 17:46
to ksv
Драйверу нелегко при таком монтаже...при выходе из ZVS (при котором подача напряжения на затвор происходит после опускания потенциала на коллекторе до 0) возникают большие скорости изменения тока, на индуктивностях монтажа и быстрых диодах происходят выбросы напряжения, приводящие к "защёлкиванию" драйвера.
увеличьте резистор в затворе до 20-47 Ом - это поможет.
вывод драйвера Vs присоедините не к эмиттеру верхнего, а к коллектору нижнего (всё из рекомендаций IRF, если мне не верите...)
"индуктивность сети" - не причина.
в PDM цикле измеряете частоту затухающих колебаний - задавайте рабочую частоту чуть выше измеренной. При включении нового активного цикла с фазой колебания не путаете ?

to rost
программ без глюков не бывает. Априори.
а в проекте аж 3 штуки, по моему, перебор (у меня 1 общается с компом и управляет 2 независимыми индукционными нагревателями)

Правильный трансформатор тока нужен для понимания происходящих процессов. Смотреть на осциллографе только форму напряжения - видеть только половину картины.
Обычный ТТ врёт из-за разделительной ёмкости.
Тиглю наплевать на ZVS. Это нужно ключам. И ток надо мерить там.

магистр
Группа: Модераторы
Сообщений: 1481
Добавлено: 16-09-2011 18:47
To ShN

А в чём отличие одного от другого при 6мкф?
Тем, что срабатывает не от нуля, а от какого-то уровня выше нуля (точно не помню, но порядка 40-50В). При таком напряжении питания инвертора амплитуда свободных колебаний уже достаточна для того, чтобы компаратор сформировал прямоугольники из сигнала тока. Не уверен что правильно понял вопрос... Если не об этом - объясните что имеется в виду.

=======================

НЕХ, я сейчас пытаюсь найти неисправность, проявляющуюся одинаково как с бутстрепным драйвером, так и с другим (с ГДТ). Поэтому, честно говоря, пока не вижу особого смысла что-то менять в драйвере. Это только увеличит неопределенность. Вот когда проблема "зафиксится", тогда и займусь подчистками/зачистками.

Вот только не понял - где Вы там ZVS нашли? Объяснили бы. В обсуждаемой конструкции и включение и выключение ключей происходит в нуле тока (ZCS). Не бывает одновременно ZCS и ZVS в одной топологии.Только если чередовать, например, выключение по ZCS, а включение - по ZVS. Но здесь совсем не тот случай. Поэтому Ваши рассуждения про ZVS просто непонятны.

гроссмейстер
Группа: Участники
Сообщений: 235
Добавлено: 16-09-2011 18:56
После 116 страниц обсуждения, не ожидаю таких вопросов...
ZCS - практика инверторов тока, у нас инвертор напряжения.
Ключ ДОЛЖЕН закрываться ДО спада тока до 0. Иначе не будет самокоммутации. А открываться, когда напряжение на ключе = 0 (ток течёт через внутренний диод).
И скорость включения не критична - затворный резистор увеличиваем, что избежать проблем с рассасыванием в диодах при промахах частоты.
Причина неудач в слишком резком открытии ключей во время протекания тока через диоды. [/B]

магистр
Группа: Модераторы
Сообщений: 1481
Добавлено: 16-09-2011 19:15
Я, конечно, не очень силен в терминологии силовой электроники. Но интересно. Как Вы думаете, на картинке переключение ключей происходит в нуле тока или нет?

гроссмейстер
Группа: Участники
Сообщений: 235
Добавлено: 16-09-2011 19:19
Из картинки - не понять, масштаб не тот. Интересует фронт/спад напряжения, 50нс в клетке.
Легко видно характер нагрузки по картинке напряжения на затворе. Покажите её.

магистр
Группа: Модераторы
Сообщений: 1481
Добавлено: 16-09-2011 19:24
Вот на нижнем затворе:


На верхнем показать?

гроссмейстер
Группа: Участники
Сообщений: 235
Добавлено: 16-09-2011 19:28
Сразу видно, что дело плохо.
По маленьким иголкам на затворе. В правильном режиме ZVS их нет.
Это пролезание через ёмкость коллектор-затвор.
Повысьте чуть частоту генератора или уменьшите резонансную контура.
Иголки пропадут. Вместе с подрывами.

магистр
Группа: Модераторы
Сообщений: 1481
Добавлено: 16-09-2011 19:31
Ну 50 нс/дел нет. Вот 100 нс/дел. Подойдут? Это - фронт и спад напряжения на нагрузке (желтое) и ток (голубое). Т.е. относится к первой осциллограмме (которые выше).


============================
Повысьте чуть частоту генератора или уменьшите резонансную контура.
Иголки пропадут. Вместе с подрывами.
Не пропадают. Не знаю что Вы называете подрывами. Если "бякушки" слева (на фронтах) - то это плато Миллера. Растянутые осциллограммы с затвора показать?

Но мне, все-таки хотелось бы уяснить терминологический вопрос. Это - ZCS или что?

гроссмейстер
Группа: Участники
Сообщений: 235
Добавлено: 16-09-2011 19:37
На второй картинке напряжения чувствуется момент выключения верхнего ключа, но напряжение само не опускается, а должно !!!
Ток или мал, или =0, или уже течёт в диод.
Току должно хватать на перезарядку выходной ёмкости закрытых ключей за dead-time. Без этого - или дохлые ключи или дополнительный тепловые потери.

да - это ZCS, но для нашего инвертора непригодно. Поднимайте частоту. Может ток в контуре маловат - увеличьте, подняв питание силы.

Результат подрывов на предыдущей странице в виде горсти горелых деталей.

НИКАКОГО МИЛЛЕРА в режиме ZVS НЕ БЫВАЕТ !!! Принципиально.

(нет заряда ёмкости затвор-сток - к моменту подачи напряжения на затвор, на стоке уже 0)

магистр
Группа: Модераторы
Сообщений: 1481
Добавлено: 16-09-2011 19:57
Вот растянутые осциллограммы с затвора нижнего ключа. Фронт и спад. Пусть уж будут здесь. Для полного комплекта.



PS
При изменении частоты (как увеличении, так и уменьшении) картинки качественно не изменяются. Меняются только фазы напряжения по отношению к току. Ключи - IGBT. У MOSFET-ов поведение другое (выше/ниже резонанса). Но об этом - уже как-нибудь в другой раз.

мастер
Группа: Участники
Сообщений: 106
Добавлено: 16-09-2011 20:10
To ksv
Вам не кажется, что осциллограмма напряжения на затворе (правая картинка - иголки на "нуле")свидетельствует о недостаточно низком выходном сопротивлении драйвера. Что не приветствуется.
Это старые картинки? Или Вы так и не увеличили напряжение питания?

А одновременно осциллограммы затворов для верхнего и нижнего транзисторов можно?

гроссмейстер
Группа: Участники
Сообщений: 235
Добавлено: 16-09-2011 20:15
Прокомментирую картинки.
Левая - включение ключа.
Сначала растет напряжение на затворе, при превышении порогового начинает расти ток коллектора (жаль мы его не видим). Потом закрывается диод оппозитного ключа, ток коллектора уменьшается, начинается спад напряжения на коллекторе(на затворе плато), напряжение упало до 0, продолжается заряд затвора.

Правая - выключение.
Спад напряжения на затворе, затем через dead-time открывается оппозитный ключ и фронт напряжения на коллекторе пролезает через ёмкость коллектор-сток.

Эти рисунки характеризуют НЕ оптимальный и опасный режим работы.

Должно быть так:
Опускаем напряжение на затворе до окончания тока, транзистор закрывается, напряжение на стоке плавно растет (до 25 Вольт выходная ёмкость MOSFET велика, порядка 10нанофарад), затем растёт резвее, проходит полпитания и при достижении на втором полевике менее 25 Вольт, скорость изменения снова уменьшается. Остатки уменьшающегося тока нагрузки протекают через внутренний диод. На стоке U=-0,5 Вольт. Пора подавать напряжение на затвор. Просто заряжаем входную ёмкость. Никаких иголок и миллеров.

магистр
Группа: Модераторы
Сообщений: 1481
Добавлено: 16-09-2011 20:17
ShN, не знаю. По времени эти иглы совпадают с моментом открывания верхнего ключа. Возможно, это - заряд через емкость коллектор-затвор. Т.е. "злой дядька Миллер". Попробую после выходных увеличить резисторы в затворах. Сейчас - стоят по 10 Ом, зашунтированные диодами Шоттки для быстрого разряда затворов. По осциллограммам видно, что эти диоды работают. Спад покороче фронта.

Я только начал работать с IGBT. Опыт пока нулевой. Вот и эти осциллограммы снял уже вечером перед уходом с работы на всякий случай. Чтобы на досуге попялиться и подумать. Ну вот пригодились в разговоре с HEX

гроссмейстер
Группа: Участники
Сообщений: 176
Добавлено: 16-09-2011 20:34
Hi ksv
Вот именно эти "иголочки" могут ложным образом открыть
нижний ключ.Они есть и в затворе верхнего при открытии нижнего
Драйвер на GDT или IR2110,либо на 3 транзисторах (от HEX
которого он так и не показал да и ладно...)их не убьёт.
Их убьёт TD350 от ST Вывод 9 CLAMP Пожалуйста прочтите про него .
Я развожу.. сделаю платку драйвера и вышлю
Чиркните адрес в личку


гроссмейстер
Группа: Участники
Сообщений: 235
Добавлено: 16-09-2011 20:43
Никаких иголочек не должно быть в принципе !
В оптимальном режиме с частотой чуть выше резонансной при достаточном токе нагрузки им неоткуда появиться.
В моей поделке при раскладе как на картинках, заряд затвора будет происходить через резистор в 470 Ом !!! Это нештатный режим.(заряжать затвор через такой резистор безопасно даже для старого MOSFET, а через 10 Ом при незакрытом внутреннем паразитном диоде - смерть ключу)
В правильном режиме - заряд затвора сразу при опускании стока к 0.

магистр
Группа: Модераторы
Сообщений: 1481
Добавлено: 16-09-2011 20:46
Добрый вечер, rost!

Хотя у меня уже ночь.

Да. Это, конечно, интересный драйвер. Вы уже про него говорили. Я читал datasheet. Не очень глубоко, но про "Active Miller clamp function" помню. Эти иглы конечно нужно "зачистить". Попробую после выходных "консервативными" методами. Ну а если не получится - давайте тогда думать.

Приятных выходных всем!

=======================================
PS

HEX
В оптимальном режиме с частотой чуть выше резонансной им неоткуда появиться.
Я отключал АПЧ и "гулял" по частоте и выше и ниже. От внешнего генератора сигналов. Ничего качественнно не меняется. Да и не должно, если это Миллер. Уже писал же.

гроссмейстер
Группа: Участники
Сообщений: 235
Добавлено: 16-09-2011 20:50
Только не надо "зачищать" картинку через цепь затвора. Это не убережет ключи.
Просто поднимите частоту выше резонансной. Всё само выправится.

Ток в цепи нагрузки должен быть достаточным - на холостом ходу картинка не меняется.

гроссмейстер
Группа: Участники
Сообщений: 176
Добавлено: 16-09-2011 20:55
To НЕХ
Вам бы консультантом в ST

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 783
Добавлено: 16-09-2011 20:58
rost
вы просили выложить хоть что-то...
такое пойдет?
25 кВт


мастер
Группа: Участники
Сообщений: 106
Добавлено: 16-09-2011 20:58
To ksv
Всё опять вернулось к драйверу. Это правильно. Если обнаружено слабое место, его, по моему, надо устранять сразу. Попытка вернуться к варианту когда всё работало может затянутся. В том-то и дело, что вчера оно могло работать, а сегодня нет.
TD350 - это хорошо, но может для начала хотя бы КТ973?

мастер
Группа: Участники
Сообщений: 106
Добавлено: 16-09-2011 21:17
To HEX
Поясните пожалуйста, когда вы говорите
В моей поделке при раскладе как на картинках...

какую топологию Вы имеете в виду?
Что у Вас - инвертор тока? инвертор напряжения? тип контура?

гроссмейстер
Группа: Участники
Сообщений: 235
Добавлено: 16-09-2011 21:24
всё тот же полумостовой инвертор напряжения с последовательным контуром.
на представленных рисунках - работа на частоте равной или чуть меньше резонансной. Это плохо для ключей.
то, что картина на затворе не меняется при перестройке частоты ниже/выше резонансной - наглая ложь.

Переключение напряжения на выходе полумоста должно происходить при выключении транзистора, а не при включении. Это происходит при индуктивном характере нагрузки и при достаточном выходном токе за время dead-time. Без этого - дополнительные динамические потери, нагрев ключей и проблемы с драйверами, приводящие к краху.

Драйвером можете поставить хоть DEIC420 - конец ключей будет такой же, пока не поднимете частоту процентов на 5.

гроссмейстер
Группа: Участники
Сообщений: 176
Добавлено: 16-09-2011 21:27

To komrad.isaev
Да что Вы доспехами трясёте я же не о том
где схемы и ваши 12 защит
Но всё-таки покажу а это мой на 40квт


магистр
Группа: Участники
Сообщений: 783
Добавлено: 16-09-2011 21:34
на 40 и полумост на мицубиши ?
=============================
ааа, там еще второй этаж, не доглядел.

Скромненько
=======
На счет схем...... а Вы сама скромность

гроссмейстер
Группа: Участники
Сообщений: 176
Добавлено: 16-09-2011 21:36
komrad.isaev
Это мост.Один модуль сверху другой снизу

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 783
Добавлено: 16-09-2011 21:39
могу приложить только схему монтажа
только вы ошиблись на этом 26 каналов защит

===================
rost
а за чем на демпферах выпрямителя такие мощные резюки?
я фото своих плат управления уже выкладывал, при чем давно
====================
Что-то ваш 40-киловатник сильно отличается, от преобразователей, которые Вы делали в молодости на пару сотен ватт, наверно стареете лень одолевает
На Вашей "силе" сказывается близкорасположенность кытая

магистр
Группа: Модераторы
Сообщений: 1481
Добавлено: 17-09-2011 04:19
Еэх! ЕвропЭец Вы наш 26-канальный! Ну никак не можете обойтись без пикировочек!

Наконец мы увидели Ваше детище в действии. От всей души поздравляю!

Мечта сбывается? Вспоминая Ваши давние "ужжжастики", явно виден впечатляющий прогресс.

Чем собираетесь сразить наповал многочисленных конкурентов? Параметры, сервисные функции и т.п. Ну что будет в рекламной брошюре? Надеюсь, это не закрытая информация. Иначе - кто же купит?

====================================

To ShN

Всё опять вернулось к драйверу. Это правильно. Если обнаружено слабое место, его, по моему, надо устранять сразу.
Эти иглы не слабое, это - критическое место. Осциллограммы получены при 50 В питании инвертора. Эффект Миллера зависит от скорости роста напряжения на ключе при его закрытии. Поэтому при сетевом напряжении, когда иглы возрастут в несколько раз, "сквозняк" фактически гарантирован.

Возможно Вы немножко неправильно меня поняли по поводу моего нежелания проводить комплекс мероприятий с драйверами. Я просто всегда стараюсь не делать НЕОСОЗНАННЫХ шагов.

В данном случае иглы нужно убирать однозначно потому что они явно видны, они обязательно возрастут в штатном режиме, влияние их на работоспособность аппарата критично, причина их в общем-то понятна и методы борьбы известны.

TD350 - это хорошо, но может для начала хотя бы КТ973?
Активных методов много в литературе описано. Классика. Но попробую сначала пассивные. Если уж не получится - поставлю p-n-p в затворы, или полевички. В TD350, насколько я понял, полевик для этой цели стоит.

========================

PS

Я вот подумал, что новичкам в силовой электронике возможно будет полезно, если я проведу это проектирование "пошагово" с выкладыванием и обсуждением всех промежуточных результатов. Да и у самого будет лишний повод почитать и подумать дополнительно на эту тему. Вот ZCS при помощи HEX обсудили. Теперь с Миллером поразбираемся. И так далее. Возможно это и будет первый шаг к той коллективной книжке, о которой говорил rost.

магистр
Группа: Модераторы
Сообщений: 1481
Добавлено: 17-09-2011 06:43
Вот собрал в кучку. Для тех, кто считает себя новичками в силовой электронике...

Первый шаг отладки инвертора после сборки и промежуточных испытаний отдельных узлов. Схема - в начале предыдущей страницы. Только транзисторы поставлены IRGP50B60PD1. Фотография макета - в конце той же предыдущей страницы.

0. Моем руки.
1. Включаем при пониженном напряжении питания силовой части инвертора. В данном случае - постоянка 50В подключается вместо сети. Полярность, естественно, не важна.
2. АПЧ отключено (разрыв сразу на 14 ноге IC3). На шину Clock подаем меандр от внешнего генератора сигналов. Амплитуда 4-5 В.
3. Ток берем с TT1, а напряжение - с точек коллектор-эмиттер VT2 или просто на клеммнике нагрузки.
3. Настраиваемся точно на резонанс с нагрузкой (по максимуму амплитуды колебаний тока или, лучше, по ZCS).
4. Смотрим на осциллограммы. Для данной конструкции они приведены ниже.
5. "Погуляем" по частоте выше-ниже резонанса (+- пару десятков кГц). Смотрим как все изменятся. В данном случае я не обнаружил никаких качественных изменений в осциллограммах, кроме, естественно, нарушения ZCS.



Итак, глядим в осциллограммы и видим (как минимум?) полтора "косячка", которые нужно поправить:
1. Эффект Миллера. Обусловлен паразитной емкостью коллектор-затвор. Заряжает затвор при резком возрастании напряжения на коллекторе. Пичок пока не опасный. Но при переходе к нормальному напряжению питания возрастет выше порогового. Результат - сквозные токи. Эффект обязательно нужно подавить.
2. Напряжение на верхнем ключе маловато. Еще не критично, но желательно поднять. Здесь особо думать не надо - надо увеличить питание драйвера с 12 до 15 В.

А вот фронты напряжения на нагрузке не коротковаты?

=======================
В качестве отправной точки на эту тему можно почитать здесь:

1. Управление изолированным затвором IGBT. Основные положения, Часть 1
2. Управление изолированным затвором IGBT. Основные положения, Часть 2

Ну а после выходных сразу же поборемся со "страшным дядькой Миллером".

=======================

PS

e-nik, вчера я еще ставил между 50 вольтовым блоком питания и инвертором дроссель на 14.5 мГн. Хотел поискать какие-нибудь аномалии в работе PDM при питании от "индуктивного" источника. Поиграл с пристрастием и широко, но никаких аномалий не обнаружил. Кроме очевидной при мгновенном сбрасывании PDM со 100% до 0% подскакивает напряжение на конденсаторе фильтра. Оценка по емкости и потребляемому тока давала скачок около 10В, в эксперименте тоже получалось около 10 В. Так что пока никаких новых чудес, связанных с работой PDM при высокой индуктивности источника не обнаружил.

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 783
Добавлено: 17-09-2011 09:11
ksv
Ну вы то же не отстаете
Изучив и проанализировав требования заказчиков и "интересующихся", пришел к выводу: никаких экранчиков, никаких сенсорных панелей операторов, пленочных панелей, никаких МК !!! Может это где-то там, но у нас...... Упор на простоту и на противодолбо..бизм.
"Интересующиеся" Хохлы как всегда отличаются своей оригинальностью::: Надо установку но по цене в два раза дешевле чем китайская, пускай она горит чуть ли не каждый день, мне лучше к Вам приехать отремонтировать. Вполне устроит просто шасси без корпуса. Лишь бы работала и плавила 3-4 кг нержавейки, при мощности 3-4 кВт, за 10-15 минут.
реальный разговор с предпринимателями с Артемовска
По интересующим народ мощностям.... отнюдь это не мощность до 4 кВт. Когда начинал делать печь для ювелиров, моноблок до 4 кВт, 2-3 кг, думал к этой продукции будет максимальный интерес, вариант "бюджет" планировал от 1000 баксов, оказалось это далеко не так. Даже дело не в стоимости, если покупатель реальный, то его как раз интересует в первую очередь качество и последующий сервис чем цена.
Реальные деньги в ИН крутятся только в промышленности ( от 100 кВт и выше), а остальное это больше хобби чем заработок.
=================
rost
Позвольте еще полюбопытствовать:
назначение установки УЗ или ИН ?
планируемый способ регулировки мощности ?
Я вижу модули на 200 А или даже выше, можно уточнить ампераж модулей и рабочую частоту установки?
Хотел прикинуть что из них можно выжать по максимуму.
====================
выписка чисто из рекламной брошюры, по просьбе ksv
"
Преобразователи частоты для индукционного нагрева. Транзисторные: диапазон работы от 50 Гц до 1 МГц, ламповые до 30 МГц.
Наш девиз: «Если у Заказчика есть бюджет и потребность в установке индукционного нагрева — значит наша обязанность сделать эту установку согласно бюджета и технологических требований Заказчика».
Поставка по СНГ, таможенная очистка, сервисный центр в России.
Мощность и частотный диапазон работы: согласно технологических требований Заказчика.
Автоматический режим работы: с несколькими характеристиками нагрева, двухконтурная регулировка: ПИД по температуре + стабилизатор мощности.
Так же имеется режим работы с ручной регулировкой и стабилизатором мощности.
Диапазон регулировки мощности, плавно от 0 до 100%
Защиты: 26 каналов

Монтаж системы управления: SMD
Силовая часть: используются комплектующие Европейского производства и мировых лидеров в области силовой электроники. Закупка производится в официальных представительствах.
Контактор: SIEMENS, Германия.
Автоматические выключатели: Mueller, Германия.
Элементы ручной коммутации (кнопки): LOVATO, Италия.
Силовые модули и интеллектуальные драйвера управления модулями IGBT SEMICRON
Конденсаторы ELECTRONICON
Сигнальные и силовые провода: термостойкие, с двойной изоляцией.
Низкоиндуктивный монтаж и силовая разводка.
Преобразователь собран в герметичном шкафу, что позволяет устранить попадание пыли и грязи во внутрь. Это особенно важно при использовании в загрязненных помещениях.
"
К печам еще добавляю про трансформаторы: сердечник из аморфного железа, провода литцентдрат

гроссмейстер
Группа: Участники
Сообщений: 235
Добавлено: 17-09-2011 15:02
to ksv
Рекомендованные статьи по управлению IGBT к резонансному инвертору имеют косвенное отношение, так как рассматривают коммутацию, связанную с закрыванием диода, характерную для частотного привода электродвигателя. Нам же надо обойти диоды - их роль при правильном ZVS минимальна.

для резонансной нагрузки - Общие проблемы снижения коммутационных потерь в инверторах напряжения

поставьте трансформатор тока в цепь стока/коллектора одного из силовых транзисторов - картина сигнала с него ниже/выше резонансной частоты весьма показательна.

мастер
Группа: Участники
Сообщений: 106
Добавлено: 17-09-2011 19:10
To ksv
Цитирую Ваш вопрос к HEX
Но мне, все-таки хотелось бы уяснить терминологический вопрос. Это - ZCS или что?

Кажется, вы так и не договорились друг с другом. А это определяющий момент дискуссии. Иначе каждый будет о своём...
Я бы так сформулировал:
Термины ZVS и ZCS могут использоваться по разному. А именно:
1. Как характеристика алгоритма формирования сигналов управления инвертором.
2. Как характеристика особенностей коммутации силовых транзисторов инвертора.

В первом случае имеется в виду параметр, который является определяющим при формировании сигналов управления.
Так, в инверторе напряжения это - ток, изменяющийся по синусоидальному закону. Напряжение (именно источником напряжения - лучше близким к идеальному - запитан инвертор с нагрузкой в виде последовательного резонансного контура) на ключах (нагрузке) имеет прямоугольную форму. Здесь именно момент времени, когда ток нагрузки (синусоидальный) пересекает ноль является основным информационным параметром для системы управления. Т.о. когда речь идёт о инверторе напряжения, применительно к системе управления используется термин ZCS (как бы говоря, пляшем от Zero Current Switching)

В инверторе тока это - напряжение, изменяющееся по синусоидальному закону. Ток (именно источником тока - лучше близким к идеальному - запитан инвертор с нагрузкой в виде параллельного резонансного контура) на ключах (нагрузке) имеет прямоугольную форму. Момент времени, когда напряжение (синусоидальное) на компенсирующем конденсаторе пересекает ноль является основным информационным параметром для системы управления. Т.о. когда речь идёт о инверторе напряжения, применительно к системе управления используется термин ZVS (как бы говоря, пляшем от Zero Voltage Switching)
Дуализм, однако...
Именно этими представлениями, судя по постам оперируете Вы (ksv).

Во втором случае речь идёт об особенностях коммутации силовых транзисторов инвертора.
Возможны различные варианты:
а) Режим ZCS - коммутация транзистора происходит при нулевом (или близком к нулю) токе, протекающем через него.
б) Режим ZVS - коммутация транзистора происходит при нулевом (или близком к нулю) напряжении, приложенным к нему.
в) Режим ZCS/ZVS - коммутация транзистора происходит при нулевых (или близким к нулю) напряжении и току.
Этой терминологией оперирует HEX.
Поправьте, если ошибаюсь.

На осциллограмме с напряжением затвора Вы говорите: "На затворе 9В. Желательно увеличить". И далее в тексте
Напряжение на верхнем ключе маловато. Еще не критично, но желательно поднять. Здесь особо думать не надо - надо увеличить питание драйвера с 12 до 15 В.

Позвольте с Вами не согласиться. Это ВАЖНО! Напряжение на затворе (именно на затворе, а не питание драйвера) должно быть 15В. Характеристики транзистора, в частности его сопротивление открытого канала (напряжение насыщения) даются при определённом уровне напряжения на затворе.
Не приучайте будущих читателей Вашей книги к неуважительному отношению к требованиям документации

гроссмейстер
Группа: Участники
Сообщений: 235
Добавлено: 17-09-2011 19:37
Да, надеюсь, не только в моём понимании :
ZVS = включение транзистора при нулевом напряжении на стоке.
Ни рассасывания заряда в диодах, ни сопутствующих "сквозняков" и нагрева от них, ни угрозы MOSFET через паразитные элементы структуры, ни потерь при разряде выходной ёмкости обоих ключей, ни сильных электромагнитных помех.
Изюминка генератора - как выбрать оптимальный момент выключения до перехода тока через 0.
Если слишком рано - велик ток, разрываемый ключем - динамические потери и высокая скорость dU/dt. Если поздно - напряжение на стоке может и не достигнуть 0: ток кончился, напряжение замерло - ключу придётся разряжать выходную ёмкость, а это нагрев.
Поэтому снаберы только мешают - повышают уровень необходимого тока при закрывании ключа.

(применительно к системе управления - вообще обхожусь без датчика перехода тока через 0, система понятия может не иметь когда этот момент наступил, но это не мешает находить резонансную частоту, следить за ней и выбирать оптимальный момент переключения транзисторов)

магистр
Группа: Модераторы
Сообщений: 1481
Добавлено: 17-09-2011 21:38
To ShN и НЕХ

Самое бессмысленное занятие - спорить об определениях, не дав самого определения. Приведите точное общепринятое определение терминов ZCS и ZVS, тогда и будет смысл анализировать разные топологии на предмет ZCS/ZVS.

А вообще-то речь шла об инверторе напряжения, работающего на резонансную нагрузку. В таких инверторах мы вроде бы всегда выключаем насыщенный транзистор, а включаем всегда транзистор на котором напряжение почти равно напряжению питания инвертора. Т.е. по выключению у нас всегда всегда почти(!) ZVS, а включение у нас всегда не ZVS. Или вы считаете, что транзистор сам включается и выключается когда сочтет нужным?

А я предпочитаю использовать термин "мягкое" переключение. Или переключение в нуле тока. Меньше вопросов возникает.

======================

To ShN

Напряжение на затворе (именно на затворе, а не питание драйвера) должно быть 15В. Характеристики транзистора, в частности его сопротивление открытого канала (напряжение насыщения) даются при определённом уровне напряжения на затворе.
Мне кажется Вы путаете условия, при которых нормируются параметры транзистора с допустимыми условиями его функционирования.Второе обычно гораздо шире. Если мощность двигателя Вашей машины нормирована при 6000 об/мин, то это совсем не повод гонять с такими оборотами. Долго просто не получится...

Не приучайте будущих читателей Вашей книги к неуважительному отношению к требованиям документации
Не знаю с чего Вы взяли что я это делаю. Наоборот - в этом вопросе я как раз и руководствовался datasheet на транзистор IRGP50B60PD1. Помимо условий при которых нормируются параметры прибора, в datasheet-е есть еще всякие графики. Посмотрите, например, на рис.8. Там изображена зависимость одного из важнейших параметров Vce от Vge. Из него Вы увидите, что при Vge выше 8В транзистор уже в насыщении (Vce дальше практически уже не меняется). Ну и еще другие графики посмотрите. После этого, возможно, Вы уже не будете требовать от людей подавать на затвор строго 15 В.

==============================

komrad.isaev, неужели Вы все это сами делаете? А название у фирмы есть и сайт?

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 783
Добавлено: 17-09-2011 21:51
есть
==========
можно я скромно промолчу

магистр
Группа: Модераторы
Сообщений: 1481
Добавлено: 17-09-2011 21:52
Ну и чему равно www? Интересно было бы взглянуть.

гроссмейстер
Группа: Участники
Сообщений: 235
Добавлено: 17-09-2011 22:11

А вообще-то речь шла об инверторе напряжения, работающего на резонансную нагрузку. В таких инверторах мы вроде бы всегда выключаем насыщенный транзистор, а включаем всегда транзистор на котором напряжение почти равно напряжению питания инвертора. Т.е. по выключению у нас всегда всегда почти(!) ZVS, а включение у нас всегда не ZVS. Или вы считаете, что транзистор сам включается и выключается когда сочтет нужным?

А я предпочитаю использовать термин "мягкое" переключение. Или переключение в нуле тока. Меньше вопросов возникает.


Всё с точностью до наоборот. "Мягкостью" и не пахнет.
Выключается транзистор по команде, а напряжение на выходе меняется само. Самоиндукция.

может Вы прикалываетесь надо мной ?
вроде азбучные истины...
теперь понятно, что мой дебют тут полгода назад - как об стенку горох...

СНОВА В ШКОЛУ

мастер
Группа: Участники
Сообщений: 106
Добавлено: 17-09-2011 23:33
To ksv
В таких инверторах мы вроде бы всегда выключаем насыщенный транзистор, а включаем всегда транзистор на котором напряжение почти равно напряжению питания инвертора. Т.е. по выключению у нас всегда всегда почти(!) ZVS, а включение у нас всегда не ZVS.

Это не соответствует действительности. Вернее, можно и так, но с печальными последствиями если не сразу, то в ближайшем будущем...

От HEX
Ключ ДОЛЖЕН закрываться ДО спада тока до 0. .... А открываться, когда напряжение на ключе = 0...

Это соответствует действительности.

У Вас транзистор открывается в момент времени, когда напряжение на нём максимально (или близко к тому). Отсюда и 150нс плато Миллера и всплеск на затворе закрытого транзистора, который Вы почему-то называете эффектом Миллера.
Согласен с HEX - смотрите напряжение на затворе при большем напряжении питания инвертора. Эффект изменения длительности плато Миллера при изменение частоты будет.
Варьируя величину индуктивной расстройки и времени Deadtime добивайтесь минимального плато Миллера как на фронте так и на спаде импульса напряжения на затворе. Коммутационные потери при этом будут минимальными. Всплеск на затворе закрытого транзистора исчезнет.
При этом, я продолжаю настаивать - драйвер должен быть "хорошим".
По поводу питания драйвера - убеждать не буду. "Опыт - сын ошибок трудных" - так, кажется?

магистр
Группа: Модераторы
Сообщений: 1481
Добавлено: 18-09-2011 04:50
Вы уж извините, ребята, но я не умею оперировать категориями типа "правильный-неправильный ZVS" или, "хороший-нехороший драйвер". Да я и не верю в продуктивность такого процесса. Есть физика, есть измеренные и описанные в datasheet-ах параметры приборов и т.п. Здесь я еще как-то могу рассуждать и что-то понимать.

По ZCS.
Я привел конкретные осциллограммы и задал конкретный вопрос: "ZCS это или что?". В конце концов получил конкретный ответ: "Да, ZCS". Все. Мой вопрос на этом как бы исчерпан. А затевать терминологический спор с гордыми и очень содержательными аргументами типа: "Иди почитай букварь, придурок" - это вы уж как-нибудь сами, пожалуйста. Меж собой.

===================================

Ладно, фихсним, с ZCS-ZVS. Будем разбираться с проблемами последовательно, по мере их возникновения в процессе работы.

Завтра поиграем с эффектом Миллера. Точнее - с пичками, совпадающими по времени с моментом открывания противоположного ключа полумоста. По всем признакам это - влияние емкости Cgc и резкого возрастания напряжения К-Э на анализируемом ключе. Вряд ли это просто наводка в измерительном тракте. Уровень сигнала достаточно большой.

--------------------------------
Примечание
Строго говоря под эффектом Миллера понимается эффект увеличения эквивалентной входной емкости прибора, вызванного паразитной емкостью между входом и выходом. Но в современной литературе этот термин часто используется более широко - Миллер "отвечает за весь базар", связанный с паразитной емкостью вход-выход, а не только за свое плато. Кстати, эта емкость тоже часто называется емкостью Миллера.
-------------------------------

Для начинающих "силовиков". Начнем решать проблему, пожалуй, вот с этой статьи:

1. Подавление эффекта Миллера в схемах управления MOSFET/IGBT

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 624
Добавлено: 18-09-2011 08:54
Если ток инвертора сдвинуть чуть правее напряжения инвертора, - иголки на затворах пропадут. В схеме с "отрицательной" задержкой это достигалось легко.

магистр
Группа: Модераторы
Сообщений: 1481
Добавлено: 18-09-2011 11:16
To vanderber
Если ток инвертора сдвинуть чуть правее напряжения инвертора, - иголки на затворах пропадут. В схеме с "отрицательной" задержкой это достигалось легко.
Сдвинуть фазу и здесь легко - просто чуть поднять частоту возбуждения или (в случае АПЧ) - просто скорректировать начальное значение счетчика, который насчитывает такты при измерении периода свободных колебаний. Но это - абсолютно бессмысленная операция. В индукционном нагреве мы имеем переменную нагрузку. Часто - с довольно непредсказуемым ее поведением в процессе нагрева. Ни одна система АПЧ не срабатывает мгновенно. Поэтому инвертор должен сохранять работоспособность при любой разумной расстройке частоты инвертора относительно резонансной частоты нагрузки. Причем, не только в сторону более высоких частот, но и в сторону низких. При этом, естественно (на время отработки АПЧ), будет снижаться эффективность инвертора, будет жесткий режим переключения и все остальные "прелести". Но никак не должны возникать аварийные режимы со сквозняками и бабахами.

Другими словам - эти пички (иглы) не должны появляться при любой расстройке.

Подход, который Вы предлагаете, вполне применим, например, к квазирезонансным преобразователям. Там соответствующие реактивности фиксированы и вполне контролируются. Все можно настроить раз и на века.

Но никак не для ИН!
ИМХО. Так что будем бороться с Миллером другими методами.

Страницы: << Prev 1 2 3 4 5  ...... 115 116 117  ...... 196 197 198 199 Next>> новая тема
Раздел: 
Gauss2k - gauss gun у тебя дома / Электроника и Электротехника / Индукционный нагрев металлов.

KXK.RU