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  ...... 42 43 44  ...... 196 197 198 199 Next>> новая тема

Автор Сообщение

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 783
Добавлено: 16-11-2010 10:33
Все я прекрасно понял, аргентинец, пошел немного другим путем.
Сделал на МК сервопривод, который управляет зазором сердечника этого дросселя.
====

Еще посмотрите рекомендации где и какие схемы согласования нужно применять в зависимости от "коэффициента не состыковки" индуктор/инвертор

гроссмейстер
Группа: Участники
Сообщений: 170
Добавлено: 16-11-2010 11:38
аргентинец, пошел немного другим путем.
Сделал на МК сервопривод, который управляет зазором сердечника этого дросселя


И зачем мне, аргентинец с МК, если у меня простейшая аналоговая схемка, будет управлять мощностью.

Вы по принципу - настоящие герои всегда идут в обход



магистр
Группа: Модераторы
Сообщений: 4243
Добавлено: 16-11-2010 13:25
ksv, я вот подумал, что можно ещё несколько не так сделать модель. Представим весь радиатор в виде трехмерной матрицы точек. Каждая точка будет обладать своей теплоемкостью и начальным запасом тепловой энергии. Также каждая точка может отдавать и получать энергию из соседних точек в соответствии с описанными законами. При этом цвет точки меняется от синего к красному. Ну вот както так в кратце новая идея выглядит. Думаю это не сложно описать математически и реализовать программно!? Вот всеже мне не понятно почему все эти ансисы весят по 3 гига!? Что там программировать так много можно? Или то просто такие программисты? Вот раньше в экзечину несколько килобайт впихивали демки 3Д суперкрасивые... там наоборот поражаешся, как можно это все так впихнуть.

In, как продвигаются успехи с моделированием?

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 783
Добавлено: 16-11-2010 13:38
jab

Вот всеже мне не понятно почему все эти ансисы весят по 3 гига!?

ты знаешь у меня иногда тоже возникают такие вопросы
Раньше и перфокарт на все хватало И работало не хуже, так как учился в Новочеркасске, а там только 5 НИИ на космос и оборонку работали, не считая всех остальных институтов, КБ.......

мастер
Группа: Участники
Сообщений: 102
Добавлено: 16-11-2010 15:01

мастер
Группа: Участники
Сообщений: 102
Добавлено: 16-11-2010 15:08
Мощьность выделяемая на кристалле 100 Вт. Без термических сопротивлений? Сброшу скороть воды в системе охлаждения вечером.

магистр
Группа: Модераторы
Сообщений: 4243
Добавлено: 16-11-2010 17:16
In, судя по картинке можно предположить, что самая горячая область в центре пластины. Но направление воды в одну сторону. Значит центр нагрева должен быть смещен в сторону выхода воды и выходящая трубка должна быть соответственно горячее входящей, а не одной температуры. Разве не так?

магистр
Группа: Модераторы
Сообщений: 1481
Добавлено: 16-11-2010 18:57
To jab
В ПРИНЦИПЕ Вы правильно рассуждаете.
Представим весь радиатор в виде трехмерной матрицы точек. Каждая точка будет обладать своей теплоемкостью и начальным запасом тепловой энергии.
Эта матрица точек с установленным отношением соседства обычно называется "сеткой". Начальный запас тепловой энергии - это начальная температура.
Также каждая точка может отдавать и получать энергию из соседних точек в соответствии с описанными законами.
Здесь один закон - уравнение теплопроводности. В случае непрерывного пространства - это дифференциальное уравнение в частных производных. В дискретном случае (как у Вас) - это разностная схема. Ее можно понимать упрощенно как большую систему алгебраических уравнений. Число уравнений равно числу узлов сетки.

"На пальцах" (и несколько упрощенно!) суть выглядит так. Обычно рассматривают не только точки (узлы), а еще некоторые объемы вокруг них, которые называются ячейками. Все пространство разбивается на множество таких ячеек. Узлы (точки) находятся в центрах этих ячеек. В этих же узлах задается температура. Потоки тепла через границы ячеек пропорциональны разности температур в соответствующих узлах. Суммируя (естественно, со знаком!) все тепловые потоки через грани границы ячейки мы получим скорость изменения температуры в узле (центре ячейки). И так - для каждой ячейки. Естественно, все эти величины должны рассчитываться "согласованно".

Граничные ячейки рассчитываются несколько иначе - с учетом граничных условий. На границах обычно задается либо какое-то распределение температуры, либо тепловые потоки, либо их комбинация.

При этом цвет точки меняется от синего к красному. Ну вот както так в кратце новая идея выглядит.
Вы можете привязать цвет точки просто к текущей температуре этого узла.

Думаю это не сложно описать математически и реализовать программно!?
Для простых геометрий (например, для прямоугольной области), однородного материала и простых граничных условий задачи действительно очень просты. Их даже студенты легко решают.

Вот всеже мне не понятно почему все эти ансисы весят по 3 гига!? Что там программировать так много можно? Или то просто такие программисты?
Проблемы начинаются когда рассматривается теплообмен в сложных геометриях с неоднородными средами, тепловыми источниками и с непростыми граничными условиями . Там резко возрастает сложность и объем расчетов, применяются более сложные алгоритмы и т.п.

В принципе, работа полумоста тоже очень просто выглядит издалека: подавай себе положительные импульсы на затворы попеременно и все. А как начнешь реализовывать - начинают вылезать нюансы. Также и в моделировании.

Вот раньше в экзечину несколько килобайт впихивали демки 3Д суперкрасивые... там наоборот поражаешся, как можно это все так впихнуть.
3D демки никогда не используют реальное моделирование (даже обычной ньютоновой динамики частиц там нет, не говоря уже о более сложных моделях). У них цель - показать графические возможности системы, качество и скорость визуализации. Поэтому в демках обычно используются очень простые динамические модели, редко имеющие хоть какое-нибудь отношение к физике.

А вот 3D пакеты, которые корректно моделируют физическую реальность (например, для кинематографа) - это монстры еще те... Пакет для трехмерных тепловых расчетов для них - это так. Мелочь пузатая. Простенькие ДОСовские утилиты!

PS

У In что-то не так с граничными условиями. Скорее всего используется что-то очень простое - типа заданной температуры на входном и выходном штуцерах. Причем, одинаковой.

Для водяного радиатора одного уравнения теплопроводности наверное недостаточно. Не знаю, можно ли обойтись какими-нибудь простыми граничными условиями на границе жидкость-железяка? Вряд ли. Скорее всего придется более корректно рассчитывать динамику и нагрев теплоносителя и теплообмен между ним и железякой. Возможно, здесь я ошибаюсь, но мне так кажется. Какая-нибудь более простая, но адекватная модель пока в голову не приходит.


гроссмейстер
Группа: Участники
Сообщений: 170
Добавлено: 16-11-2010 19:07
Вставлю свои 3копейки, проверенные практикой.
На трубке с пластинами 10транзисторов---все расположены последовательно, расход воды 360л/час (100гр/сек) при перегреве (разница входящей и выходящей температуры воды) 10гр, уносит больше 400дж (вт*сек).
То есть 40вт с корпуса, перегрев кристалла в корпусе TO-247 с прокладкой ---слюда и паста, меньше 1вт/гр не получалось .
То есть относительно трубки с водой +40град.С
При том, первые корпуса (со стороны холодной воды) бывали горячей , чем последние.
Зависило от таких мелочей, как снятая фаска в крепежном отверстии, от кол-ва пасты и самое главное----от "прямоты" корпуса, часто легкая пришлифовка на стекле давала снижение температуры на 20-30гр.
Мерялось все термопарой на каждом корпусе, при пропускании через каждый корпус 3,5А постоянного тока и напруге в 12в.

ЗЫ: Чисто для смеха, 1мм слюды и пасты=0,5м меди (по толщине)

магистр
Группа: Модераторы
Сообщений: 1481
Добавлено: 16-11-2010 19:29
ЗЫ: Чисто для смеха, 1мм слюды и пасты=0,5м меди (по толщине)
Ух ты! Неужели правда? Кстати, если память не изменяет, у алмаза высокая теплопроводность (как у меди). Вот из чего прокладки нужно делать!

гроссмейстер
Группа: Участники
Сообщений: 170
Добавлено: 16-11-2010 19:42
ЗЫ: Чисто для смеха, 1мм слюды и пасты=0,5м меди (по толщине)
Ух ты! Неужели правда? Кстати, если память не изменяет, у алмаза высокая теплопроводность (как у меди). Вот из чего прокладки нужно делать!


Правда, хотя не сам лично проверял, но натурный эксперимент на моих глазах провели.

Насчет алмаза, слышал---но не в одном справочнике не нашел , все на уровне слухов, "дядя Вася из соседнего гаража сказал" (С) встречал от 500 до 2600Вт/(м·K), в разных источниках, не являющихся-физическими справочниками...

С другой стороны помню, для кремния бльше 150Вт/(м·K) при температуре 20гр по Цельсию и
и больше 4000Вт/(м·K) при температуре 20-30 по Кельвину!!!

магистр
Группа: Модераторы
Сообщений: 1481
Добавлено: 16-11-2010 20:11
Посмотрел. У алмаза теплопроводность даже в несколько раз выше, чем у меди! См., например, табличку в википедии. При сравнительно низких температурах (комнатных) он очень хороший изолятор!

гроссмейстер
Группа: Участники
Сообщений: 170
Добавлено: 16-11-2010 20:49
Посмотрел. У алмаза теплопроводность даже в несколько раз выше, чем у меди! См., например, табличку в википедии. При сравнительно низких температурах (комнатных) он очень хороший изолятор!


Дык в том и вопрос, при каких условиях ?
Он у кремния в 10раз лучше меди , при 20К или -250С.
А при 20-100С, в 40раз хуже...
Да и алмазную пластину получить, дороже автомобиля будет или десятка приличных авто?.
А вот бескорпусный транзистор, посадить на медную трубку с водой, наверное реально?

магистр
Группа: Модераторы
Сообщений: 4243
Добавлено: 16-11-2010 21:28
А может нуего нафиг? Все эти наноуглеродные технологии! Может дешевле IGBT модуль с десятикратным запасом по току!? Чот процесс не движется у меня опять. Блин.

мастер
Группа: Участники
Сообщений: 102
Добавлено: 17-11-2010 00:49
Расход воды 0,06 кг/с.





магистр
Группа: Модераторы
Сообщений: 1481
Добавлено: 17-11-2010 12:25
Конечно, с алмазом это шутка. Пока они используются только в очень дорогих экспериментах. Это я просто для того, чтобы "растормозить" фантазию и знать куда стремиться. Вот табличка для справки.

Коэффициент теплопроводности некоторых
материалов, Вт/м*К

1. Слюда (поперек слоев)____0.24
2. Вода (при 0 гр)__________0.56
3. КПТ-8____________________0.7-0.8
4. Стекло, ситаллы__________1
5. Лед______________________2.22
6. Поликор (Al2O3)__________25-30
7. Индий____________________80
8. Алюминий (чистый)________200-230
9. Медь_____________________380-400
10. Алмаз____________________1000-2600

Даже вода лучше слюды тепло проводит!!! Нужно, все-таки, раздельные радиаторы ставить на ключи и не заморачиваться со слюдой и прочими развязками.

А еще лучше вообще переходить на тепловые трубки. Вот несколько ссылок для "затравки":

Где взять тепловые трубки?
Самодельные гибкие тепловые трубки
Тепловые трубки своими руками
Тепловая трубка своими руками, дома, "на коленке"

Похоже с помощью тепловых трубок можно сравнительно просто решить проблему охлаждения и гальванической развязки ключей инвертора. Мне кажется это гораздо перспективнее обычного водяного охлаждения. Не так ли?

Где-то прочитал, что с жидким литием мощность теплоотвода тепловых трубок достигает 25 кВт/ кв.см. !!!! Это, конечно, для высоких температур. Но впечатляет!

магистр
Группа: Модераторы
Сообщений: 4243
Добавлено: 17-11-2010 12:45
Забыли ещё сказать, что теплопроводность оксида алюминия Al2O3 98-99% в районе 27-34. Но я вот прокладок тоньше 1мм не видял. А слюду и 0.1 есть. Тут нужно наверно комплекс свойств учитывать, а не только одну теплопроводность. Коэффициенты разные типа термического расшире, диэлектрическая проницаемость, поляризация и т.д. Он же не просто тепло должен проводить, а он ещё и под напряжением и под нагрузкой зажатый. Так что действительно придется "растормозить" фантазию.

магистр
Группа: Модераторы
Сообщений: 1481
Добавлено: 17-11-2010 13:48
Да забыл - добавил в табличку. Но они такие хрупкие! У меня есть керамика (поликор) толщиной 1 мм. Металлизированная с одной (есть и с двух) сторон. С ней еще как-то можно работать. Было несколько пластинок 0.5 мм. Пробовал. Все покололись. Некоторые сразу, некоторые потом. Одно слово - недышинеплюй! Нужно как-нибудь попробовать на мягкий металлический подслой положить (индий или, накрайняк, сплав Вуда). Я, правда, по глупости в них еще и дырки сверлил. Они, конечно, сильно ослабляли пластинки. Да и давление от винтов сильнее как раз в зоне отверстия. Конечно, на скобах здесь будет получше. Нужно будет еще раз попробовать. Если получится, то тепловой контакт гораздо лучше слюдяного будет.

гроссмейстер
Группа: Участники
Сообщений: 170
Добавлено: 17-11-2010 13:51
Если есть вода, для индуктора или закалки, то грех---ее не применить,
ведь остается добавить медной трубки и чуток листовой.

Если нет воды, обычные радиаторы с "размазыванием" вентиляторами, тепла по корпусу, если он большой,
или выдуванием из оного, если размеры не позволяют.
Ну или чего позволят финансы и фантазия .
Не забываем-трансы, кондеры и пр, могут тепла давать больше, чем ключи .
ТО ksv
Гальваническая развязка без подкладок, кто бы спорил , сильно снижает температуру кристаллов при прочих равных.

магистр
Группа: Модераторы
Сообщений: 1481
Добавлено: 17-11-2010 14:28
Да просто стереотипы "давят". Для полумоста всего-то два радиатора. Диоды ведь тоже "правильно" устроены (при антипараллельном включении катоды к стоку идут). Никто же не мешает поставить два небольших радиатора с кулерами (один над другим) вместо одного большого. Разве что "болтать" их будет от 0 до Uпит.

To jab
Кстати, получается, что 0.1 мм слюда имеет приблизительно такое же тепловое сопротивление, что 10 мм поликор. Так что 1 мм поликор уже в 10 раз лучше 0.1 мм слюды будет работать. Думаю, со слюдой в любом случае "завязывать" нужно.

магистр
Группа: Модераторы
Сообщений: 4243
Добавлено: 17-11-2010 19:06
ksv, Вы меня заинтересовали тепловыми трубками! Сейчас вот изучаю. Весьма занятно!

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 783
Добавлено: 17-11-2010 19:28
Не претендую на достоверность, по памяти....
перед тепловыми трубками по эффективности идет пленочное охлаждение

магистр
Группа: Модераторы
Сообщений: 4243
Добавлено: 17-11-2010 19:56
Хм.. а как можно сделать самому порошковое напыление в тепловую трубку?


ООО!!! Эврика! Наверно можно из активированного угля сделать обмазку внутренней поверхности. Нужно правда придумать будет ещё типа способ спекания, чтоб оно не "текло" в трубке в процессе её работы, но думаю это решаемо.

З.Ы. Интересно, а можно обойтись без вакуумного насоса, если в трубке просто закипятить воду до момента пока трубка наполнится паром!? Потом зажать трубку и остудить. В результате пар конденсируется и образуется разряженность. Это типа из курса народной медицины про банки на спине..

З.Ы.Ы. Я вот думаю, что если в капилярну обмазку добавить что-то типа амиачной силитры немного, то увеличивая гигроскопичность состава можно наверно повысить капилярный эффект!?

гроссмейстер
Группа: Участники
Сообщений: 170
Добавлено: 17-11-2010 21:16
Когда баловался с тепловыми трубками,вставлял обычный фитиль от спиртовки и заливал водку. Нагревал в водяной бане и загибал свободный сплющеный конец, пропаивая. Работала.

Моделировал, полумост с разделенными обмотками, прекрасно подходит для последовательного резонанса. Буду делать макет для выяснения, нужны-ли снабера.

ЗЫ: Если возникнут вопросы, отправляю к автору: http://multikonelectronics.com/subpage.php?p=8&i=11

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 350
Добавлено: 17-11-2010 22:30
Это что, push-pull чтоли? Ссылка не работает.
Если да, то есть маленькая проблемка - напряжение на ключах там удвонное питающее.

Зы Что-то вы тут с этим охлаждение эта, как-то нездорово носитесь.
Будто космический корабль какой делаете

магистр
Группа: Модераторы
Сообщений: 4243
Добавлено: 17-11-2010 22:42
Зы Что-то вы тут с этим охлаждение эта, как-то нездорово носитесь.

Просто увлекательно оказалось.

гроссмейстер
Группа: Участники
Сообщений: 170
Добавлено: 17-11-2010 22:47
http://multikonelectronics.com/subpage.php?p=8&i=11

Выдели верхнюю строку
и вставь, в адресную строку обозревателя.

Нет не пуш-пул, напруга на ключе, не выше питания.
Можно и полный мост с разделенными обмотками, фактически 2*косых, связанных магнитопроводом, обмотки в противофазе.
Основное достоинство-нет сквозных токов.

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 350
Добавлено: 17-11-2010 23:12
Ну сквозные токи в общем-то не проблема, ради которой стоит что-то выдумывать. Я из-за них страдал только когда явный косяк в настройке был. Не в ту сторону дед-тайм.
Это больше к снабберам относится. Их так возможно несколько проще делать - хотя тоже сомнительно. Что мешает сделать две лишние катушечки в 10 витков в снаббере в обычном полумосте?

А если у тебя труЪ резонанс и переключение в нуле - так вообще ничего не надо и снабберов тоже.

Делай лучше мост. Нагрузка на ключи там приличная даже при моще до 3 кВТ - самое место мосту.

магистр
Группа: Модераторы
Сообщений: 1481
Добавлено: 18-11-2010 05:37
To vnv
http://multikonelectronics.com/subpage.php?p=8&i=11
Честно говоря, так и не понял зачем это нужно для индукционного нагрева. В задачах ИН мы итак имеем резонансную нагрузку и просто "правильное" переключение ключей моста/полумоста уже даст мягкий режим. Другое дело, когда на выходе транса выпрямитель и неконтролируемая активная нагрузка и/(или!) ШИМ. Там нужно постараться, чтобы сделать резонанс/квазирезонанс. Собственно таким системам и посвящена статья. Или я что-то недопонял?

To N_N
Что-то вы тут с этим охлаждение эта, как-то нездорово носитесь.
Нормально носимся. Надоел гул вентиляторов. Да и помпа с радиатором для водяного охлаждения тоже не прибавляет эстетизма системе. А тепловые трубки - изящное, бесшумное и очень эффективное решение проблемы охлаждения элементов с локальным перегревом. В данном случае это ключи. Кроме того, тепловые трубки позволяют сделать очень компактный монтаж силового модуля. Что очень полезно для высокочастотных схем. Да ведь и просто интересно. Не так ли?

To jab

Вообще-то капилляры для тепловых трубок - штука вторичная. В первых экспериментах на них можно и не тратить время. Они нужны только для того, чтобы перемещать конденсат в нужном направлении (например, горизонтально или вообще против силы тяжести). Более того, в общем случае они ухудшают показатели тепловой трубы. Если есть возможность организовать компоновку так, чтобы конденсат сам стекал в зону испарения (например, стационарная машинка), то лучше обойтись без капилляров. Можно поставить трубку вертикально. Так чтобы конденсат сам спокойно стекал по стеночкам. Транзисторы внизу, холодильник сверху. Диаметр трубки нужно подобрать такой, чтобы конденсат не перекрывал все сечение трубы. Иначе булькать будет. И гораздо хуже работать.

А вот максимально возможное вакуумирование - очень важно. Это нужно и для понижения температуры испарения воды, и для устранения пузырькового кипения, которое может сильно ухудшить эффективность испарителя. А так получается фактически пленочное кипение. Ну и, естественно, воздух мешает току пара от испарителя к холодильнику. Там лучше режим свободно-молекулярного течения пара. А с воздухом будет гораздо менее эффективный - диффузионный.

С транзисторами-то более-менее понятно, как использовать тепловые трубы. Нужно просто пробовать. Я вот на досуге размышлял о том как сделать эффективный испаритель для самого индуктора. Пока красивого решения еще не придумалось. Сильно распределенная система. Зато там запас по температуре гораздо больше, чем для полупроводников. Вон vnv говорит, что до 3 кВт вообще не пускает воду в индуктор. Может действительно перейти от трубок (в индукторе) к шинкам? Пусть хоть до красного каления греются. Лишь бы не окислялись сильно и не расплавились. Хотя на повышенных частотах все равно весь ток в скин-слое будет течь. Вот задачка-то забавная получается.

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 783
Добавлено: 18-11-2010 09:12
Вон vnv говорит, что до 3 кВт вообще не пускает воду в индуктор


В термопластах температура в основном стабилизированная 140 гр, в этом узле не нужно охлаждения. У нас 700-2000

Есть индуктора с воздушным охлаждение, e-nik где-то уже выкладывал фото, конструкция довольно простая, да еще и повышает термический КПД установки

В моём ассортименте есть такая штука - камеры вакуумные дугогасительные (КДВ), это сама контактная группа на пускателях, два контакта смыкаются размыкаются в вакууме. Рассматривал частичное производство этого узла. Получается ОСНОВНОЕ в этой проблемме --УДЕРЖАНИЕ вакуума длительное время.
Это требует применение спец материалов, припоев .......
Наверно правильнее будет приобрести трубку -- если для работы, а не для увлечения

гроссмейстер
Группа: Участники
Сообщений: 170
Добавлено: 18-11-2010 09:28

Ну сквозные токи в общем-то не проблема, ради которой стоит что-то выдумывать. Я из-за них страдал только когда явный косяк в настройке был. Не в ту сторону дед-тайм.
Это больше к снабберам относится. Их так возможно несколько проще делать - хотя тоже сомнительно. Что мешает сделать две лишние катушечки в 10 витков в снаббере в обычном полумосте?


To vnv
http://multikonelectronics.com/subpage.php?p=8&i=11
Честно говоря, так и не понял зачем это нужно для индукционного нагрева. В задачах ИН мы итак имеем резонансную нагрузку и просто "правильное" переключение ключей моста/полумоста уже даст мягкий режим. .


Для меня, как раз сквозные токи, самая большая проблема.

В идеальной схеме с идеальными ключами, наверное сквозных токов нет.
Но на практике, соберите простейшую схемку с автогенератором, а проще возмите любую КЛЛ, запитайте от пониженного напряжения и гляньте ток в эммитерном резисторе (он почии всегда там стоит) скопом.
Обязательно увидите, после спада полусинусоиды до нуля, резккий всплеск импульса тока от 0,5 до 1,5мксек.
Не забываем, переключение тока в нуле происходит при максимуме напряжения.
Этот всплеск и есть сквозняк. ИМХО он от неидельности как ключей так и пазитных емкостей и индуктивностей схемы.
Притом, все равно какое "Мертвое время" выставлено ---он будет.
Ключ закрыт, вернее оба, но ток идет через встроенный или внешний диод и у него тоже есть время восстановления.
К примеру что мы имеем,:
50кгц -открытый ключ, на нем полусинус с 5А(ампл) 10мкс при падении пусть пару вольт,
то есть 10вт в аплитуде, да еще делим на 2, и получим среднеквадратичных около 3вт. ВСЕГО.

А вот сквозняк, пусть даже в 3ампера (в реале может быть и 10-20) при напряжении даже 300в (а оно в реале, опять выще з-за выброса паразитов индуктивности) даст нам 600-4000вт целую мксек.
И даже поделив на период в 20мксек мы получим 30вт потерь.
Сравни активных около 3вт, от сквозняка 30вт.

От типа ключей и деад-тайма, практической завсимости нет.
Контроллер фазы переключения, (о котором упоминал) позволяет найти минимум сквозняка и держать его в "допустимом"-наименьшем для всех элементов схемы.
Но уничтожит совсем -невозможно.

Схема с разделением обмоток, уменьшает его достаточно сильно.
Пример-каждая обмотка на своем сердечнике, и охват обеих вторичкой (Ксв=0,95)-снижает в десяток раз!
и сравнивает активные и динамические потери (в симуляторе).

магистр
Группа: Модераторы
Сообщений: 4243
Добавлено: 18-11-2010 09:38
ksv, это Вы погорячились по поводу шинок и красного каления. Чем выше температура индуктора - тем больше его сопротивление и как следствие больше в нем потерь и хуже показатели добротности контура. В общих чертах, у нас потери идут уже не в болванку(деталь нагреваемую), а в индуктор. Этого нужно избегать, как по мне. Другое дело, если индуктор оставить всеже трубкой, а рядышком поставить расширительный бачек с водой на уровне выше индуктора или на ровне с ним, то можно заполнить систему обычной водой и под воздействием обычной конвекции добиться течения воды в трубке без использования помпы. Получается в индукторе вода нагревается и нагретая поднимается в расширительный бачек в верх сливается, а холодная берется с дна и подводится с низу индуктора. Пока в бачке есть вода, индуктор не перегреется выше 100 градусов по Цельсию. А ведь можно из системы немного откачать воздух, а бачек оснастить ребрами для обдува вентилятором.

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 783
Добавлено: 18-11-2010 09:43
Обязательно увидите, после спада полусинусоиды до нуля, резккий всплеск импульса тока от 0,5 до 1,5мксек.

Это лечиться очень просто - работой чуть выше резонанса, в пределах деадтайма и установкой защиты от емкостного тока.
Примените драйвера с защитой от сквозняка и будете спать спокойно или по аналогии с компьютерными блоками питания

магистр
Группа: Модераторы
Сообщений: 1481
Добавлено: 18-11-2010 09:47
To komrad.isaev

Есть индуктора с воздушным охлаждение, e-nik где-то уже выкладывал фото, конструкция довольно простая, да еще и повышает термический КПД установки
В последнее время мысли все время возвращаются в это русло... Если вдруг вспомните где - дайте знать, пож. Интересно посмотреть конструкцию.

В моём ассортименте есть такая штука - камеры вакуумные дугогасительные (КДВ), это сама контактная группа на пускателях, два контакта смыкаются размыкаются в вакууме. Рассматривал частичное производство этого узла. Получается ОСНОВНОЕ в этой проблемме --УДЕРЖАНИЕ вакуума длительное время.
Это требует применение спец материалов, припоев .......
Да в КДВ такая проблема понятна. Но в таких камерах гораздо более жесткие требования к вакууму, да и условия эксплуатации суровые: при возникновении разрядов (искры, дуги) возможно сильное газовыделение. В тепловых трубах все попроще. И разрядов нет и требования к вакууму гораздо ниже.

Думаю на уровне миллиметров рт.ст. хватит вполне. Соображения простые, "на пальцах". Давление насыщенного пара воды при комнатной температуре около 20 мм.рт.ст. Если радиатор будет работать при более высоких температурах - еще больше. Возьмем для оценки рабочую температуру около 50 гр. Там давление водяного пара будет около 100 мм.рт.ст. Поэтому если парциальное давление остаточного воздуха будет на уровне нескольких единиц мм.рт.ст. (скажем, 5 мм.рт.ст), то настолько процентов остаточный воздух и будет мешаться. Фигня, короче. А вакуум несколько мм.рт.ст. обычная расклепка и пайка обычным припоем будет держать вечно.

Хотя приобрести трубки конечно было бы проще. Если б они еще и метражом продавались! Вон в приведенных ссылках (выше) парни их из кулеров выдергивают. В принципе - тоже вариант.

To jab
Конечно погорячился! Тем более, на высоких частотах шинка не спасет. Просто мне в одном варианте придется полностью отказаться от воды. Вот и размышляю предварительно . В принципе думал о чем-то похожем, что Вы предлагаете. Но еще пока не активно.

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 783
Добавлено: 18-11-2010 09:51
Если вдруг вспомните где - дайте знать, пож. Интересно посмотреть конструкцию.

Или здесь на форуме, или на флайбэке. самое маловероятное это на чипе в закрытой теме.
Может jab утебя память получше? Недавно было самому интересно хотел еще раз глянуть но лень было копошить стока инфы
==========

суть конструкции такова, ПРЯМОУГОЛЬНЫЕ пластины ( с вырезами) набираются типа гармошки, перекладываются Миканитом, выступающие края охлаждаются

магистр
Группа: Модераторы
Сообщений: 4243
Добавлено: 18-11-2010 09:53
vnv, а это занятная идея! Если я правильно конечно понял!? Допустим у нас один колебательный контур, который мы раскачиваем не классическим полумостом или мостом через трансформатор, а двумя отдельными однотактниками с своими отдельными трансформаторами, но с общим управлением от одной схемы!? В принципе наверно можно даже и на одном трансформаторе намотать две обмотки, но это ухудшит потокосцепление и трансформатор надо габаритней. Вот меня интересует момент, когда транзистор в таком однотактнике закрыт и ток течет в обратку тем самым создавая потенциал в первичке. Какова его амплитуда будет и не повредит ли это ключам. В общем было бы не плохо смоделировать такую схему и промакетировать. Будете пробовать?

komrad.isaev, на flyback были картинки индуктора.
ksv, по поводу "парни их из кулеров выдергивают.". Я вчера пробежался по сайтам обзорным этих самых теплотрубчатых радиаторов, где тестировали их по разным параметрам, а также указывали на них примерные цены. В общем цены на нормальные трубчатые радиаторы в пределах 50-90$. У меня чот это сильно отбило желание их покупать и курочить на трубки. Проще наверно попробовать собрать самодельные трубки пусть даже с меньшей эффективностью, но их можно поставить больше и будет дешевле в разы!

магистр
Группа: Модераторы
Сообщений: 1481
Добавлено: 18-11-2010 10:06
To jab. Скорее всего на закрытом ключе выскочит двойное напряжение питания. Я недавно делал похожий эксперимент (натуральный, с реальными трансами). Так и есть. Просто с одним парнем обсуждали старую идею агрегирования инверторов с общим управлением и работающим на один контур индуктора. Т.е. вторичный виток (с индуктором и конденсаторами) у них общий. Так что, похоже, что идея не работает.

В общем цены на нормальные трубчатые радиаторы в пределах 50-90$. У меня чот это сильно отбило желание их покупать и курочить на трубки. Проще наверно попробовать собрать самодельные трубки пусть даже с меньшей эффективностью, но их можно поставить больше и будет дешевле в разы!
Да, действительно дороговато получится. Сделать проще. Тем более (я Вам сегодня уже об этом писал) можно на первых порах обойтись без капилляров.

магистр
Группа: Модераторы
Сообщений: 4243
Добавлено: 18-11-2010 10:14
ksv, я вот тоже подумал про тяни-толкай и двойную амплитуду напряжения на закрытом ключе. Но какбы это не мешает работе идеи!? Идея то будет работать, но при 900 вольтовых ключах или при сниженном напряжении питания!? В общем тут надо моделировать и эксперементировать, чтоб понять, где найдем, а где потеряем.

гроссмейстер
Группа: Участники
Сообщений: 170
Добавлено: 18-11-2010 10:48
Обязательно увидите, после спада полусинусоиды до нуля, резккий всплеск импульса тока от 0,5 до 1,5мксек.

Это лечиться очень просто - работой чуть выше резонанса, в пределах деадтайма и установкой защиты от емкостного тока.
Примените драйвера с защитой от сквозняка и будете спать спокойно или по аналогии с компьютерными блоками питания


К сожалению, и Комп.БП, и в КЛЛ и в других резонанс и квази-резонвнсных схемах, я этот всплеск наблюдаю и он не зависит от типа ключей, биполяр-мосфет-ИЖБТ.
И даже симулятор, если ввести в него паразитные индуктивности и емкости, показывает всплеск близко к реалу.

Если не жалко, дайте схемку, где это "вылечено"-желательно проверив, что ЭТО соответствует действительности.

vnv, а это занятная идея! Если я правильно конечно понял!? Допустим у нас один колебательный контур, который мы раскачиваем не классическим полумостом или мостом через трансформатор, а двумя отдельными однотактниками с своими отдельными трансформаторами, но с общим управлением от одной схемы!? В принципе наверно можно даже и на одном трансформаторе намотать две обмотки, но это ухудшит потокосцепление и трансформатор надо габаритней. Вот меня интересует момент, когда транзистор в таком однотактнике закрыт и ток течет в обратку тем самым создавая потенциал в первичке. Какова его амплитуда будет и не повредит ли это ключам. В общем было бы не плохо смоделировать такую схему и промакетировать. Будете пробовать?


Наверное правильно.
Представим два косых (уверен Вы их хорошо знаете), на общем сердечнике, двойным проводом намотаны обмотки, сверху вторичка.
Управляются "косые", от одного генратора в противофазе.
Это мост с разделенными обмотками.
Полумост отличается, тем что к ср.точке питания, образованной конденсаторами фильтра, подключается верхний прямоход и нижний.
(в верхнем индуктивность к эмитеру-истоку, а в нижнем к коллектору-стоку).
Выбросы размагничевания с верхнего идут через фиксирующий диод на землю, а с нижнего в +питания (который вдвое-выше половины ).
Амплитуды напряжений в обмотках не "подключенных" к питанию, равны но противоположны по знаку, ток (размагничевания?) идет через фиксирующие диоды.
При использовании двух трансов с общей вторичкой (что интересно, пробовал и последовательно и паралельное включение) интересней особенно при включении вторичек последовательно.
К сожалению МС9, плохо моделирует сердечники,(часто выкидывает ошибки, а включив просмотр индукции-полный тормоз , попробуйте в "свечке", вы ведь ею пользуетесь.
Потому, как сложилось впечатление, что при последовательных вторичках, сердечник во время паузы, не только размагничевается до нуля, но и загоняеться в пртивоположную рабочему ходу индукцию, что дает надежду на снятие удвоенной мощи с него.

магистр
Группа: Модераторы
Сообщений: 1481
Добавлено: 18-11-2010 11:26
To jab

Как идея, - конечно. Но удвоенное напряжение на ключе - это все-таки дорогая плата. Особенно при высоких частотах.

To vnv

Обязательно увидите, после спада полусинусоиды до нуля, резккий всплеск импульса тока от 0,5 до 1,5мксек.
Не забываем, переключение тока в нуле происходит при максимуме напряжения.
Этот всплеск и есть сквозняк. ИМХО он от неидельности как ключей так и пазитных емкостей и индуктивностей схемы.
Притом, все равно какое "Мертвое время" выставлено ---он будет.
Ключ закрыт, вернее оба, но ток идет через встроенный или внешний диод и у него тоже есть время восстановления.
Извините, но что вы понимаете под "сквозняком"? Обычно под сквозным током понимается ток, который течет через одновременно открытые ключи в плече моста или в полумосте. Это связано с конечным (ненулевым) временем закрытия ключей. Для их устранения и вводится некоторая задержка в открытии второго ключа по отношению к первому. Ну тот самый dead-time. А Вы говорите о токах, которые текут через возвратные диоды и паразитные емкости (в том числе и разряд емкости затвора). Dead-time здесь как-то вроде бы вообще не при чем. Чему тут удивляться. Это просто особенности самого процесса закрытия/открытия ключей. Может быть имеет смысл остановиться на конкретной схеме и ее обсудить предметно? Иначе просто непонятно о чем идет речь. Или может быть тот, кому понятно, объяснит поподробнее?


гроссмейстер
Группа: Участники
Сообщений: 170
Добавлено: 18-11-2010 11:45
To jab

Как идея, - конечно. Но удвоенное напряжение на ключе - это все-таки дорогая плата. Особенно при высоких частотах.

To vnv

Обязательно увидите, после спада полусинусоиды до нуля, резккий всплеск импульса тока от 0,5 до 1,5мксек.
Не забываем, переключение тока в нуле происходит при максимуме напряжения.
Этот всплеск и есть сквозняк. ИМХО он от неидельности как ключей так и пазитных емкостей и индуктивностей схемы.
Притом, все равно какое "Мертвое время" выставлено ---он будет.
Ключ закрыт, вернее оба, но ток идет через встроенный или внешний диод и у него тоже есть время восстановления.
Извините, но что вы понимаете под "сквозняком"? Обычно под сквозным током понимается ток, который течет (минуя нагрузку!) через одновременно открытые ключи в плече моста или в полумосте. Для их устранения и вводится некоторая задержка в открытии второго ключа по отношению к первому. Тот самый dead-time. А Вы говорите о боках, которые текут через возвратные диоды и паразитные емкости (в том числе и разряд емкости затвора). Dead-time здесь вообще не при чем. Чему тут удивляться. Может быть имеет смысл остановиться на конкретной схеме и ее обсудить предметно. Иначе просто непонятно о чем идет речь.


Ну я тоже не пойму, о каком "удвоенное напряжение на ключе" пытаются сказать . В полумосте и мосте с разделенными обмотами или без, к ключам приложено напряжение питания (не вдаваясь в ненужные тонкости) То есть одинаковое и не зависит от того разделены обмотки или нет.

Сквозняком (общаясь на работе с различными специалистами), принято называть, любой ток через верхнее и нижнее плечо ключа, идущий мимо нагрузки (через оба ключа).
Одновременно открытые ключи (или находящиеся в активном состоянии)-частный случай. Особенно, когда это касается, паразитного диода-транзистора внутри ключа.

Схема, Схема,
давайте возьмем любую. Самая простая (из работающих) у КЛЛ, 90% они по одной принципиальной схеме с небольшим отличием в номиналах.
Резонансный полумост с запуском от динистора, с управлением от токового транса, с переключением в "нуле" тока.
Годиться?
Их рабочих миллиарды. Посчитал у меня дома сейчас, 27шт исправных и 17 на разборку-ремонт.
Что будем обсуждать? Поможете убрать эти "всплески" ?

магистр
Группа: Модераторы
Сообщений: 4243
Добавлено: 18-11-2010 11:48
vnv, двухтранзисторный однотактный прямоход (косой полумост) известен конечно, но в нем ток идет одновременно через 2 ключа, что удваивает потери. При этом ток во вторичке (да и в первичке) течет в одну сторону. Если мы из этой стандартной схемы выкинем вторичку с однонаправленным током и диодом, а земеним на резонансный контур, то получим что? Это уже не классический однотактный прямоход, а тяни-толкай + дополнительный последовательный транзистор с дополнительными потерями.

я как посмотрю, мы тут все любители велостроители!

.. получается какбы тотже самый велосипед, только педали со стразами. .. и руль не трубка, а шинка.

гроссмейстер
Группа: Участники
Сообщений: 170
Добавлено: 18-11-2010 12:03
vnv, двухтранзисторный однотактный прямоход (косой полумост) известен конечно, но в нем ток идет одновременно через 2 ключа, что удваивает потери. При этом ток во вторичке (да и в первичке) течет в одну сторону. Если мы из этой стандартной схемы выкинем вторичку с однонаправленным током и диодом, а земеним на резонансный контур, то получим что? Это уже не классический однотактный прямоход, а тяни-толкай + дополнительный последовательный транзистор с дополнительными потерями.

я как посмотрю, мы тут все любители велостроители!

Угу , только забываем? или спецом умалчиваем , что в полумосте один открытый ключ на половине питания, а в мосте теже 2 ключа на полном.
"скажи, брат в чем истина" (С) разница в энергетике, от разделения обмоток? От кол-ва ключей? Нужного сечения провода?
В чем вообще разница, кроме прямого соеденения, верхнего и нижнего ключа в обычном полумосте, или их-же соеденения через две обмотки в "разделенном"?

ЗЫ: я не агитирую , просто нападки за удвоенное напряжение и пр., не соответствуют дейсвительности.
Честнее написать, "мне ЭТО , не интересно" .

магистр
Группа: Модераторы
Сообщений: 1481
Добавлено: 18-11-2010 12:03
To vnv

Я чуть-чуть откорректировал свой предыдущий пост. Так все-таки будет понятней что непонятно .

Насчет удвоенного напряжения на ключе - это я писал jab-у. Это связано с тем, что если вторичка у различных ключей общая, то на первичке закрытого ключа может наводится эдс, такого же порядка, как и напряжение питания, и суммироваться с тем напряжением, которое в данный момент приложено к закрытому ключу (тоже питание). Ну как в push-pull-е, например.


Что будем обсуждать? Поможете убрать эти "всплески" ?
Чтобы помочь нужно понять проблему. Выделить ее "в чистом виде". Для начала вопрос: если мы сильно увеличим dead-time. Так чтобы все переходные процессы закончились. Т.е. открыли один ключ, подержали и закрыли. И все. Второй - не открываем. Что происходит?

Дополнение

Тут вот пока сочинял ответ, Вы еще написали
что в полумосте один открытый ключ на половине питания,
Это как? На закрытых ключах и в мосте и в полумосте почти питание, а на открытых - почти ноль. Это на нагрузке АМПЛИТУДА половинная в полумосте потому что другой ее конец прицеплен к средней точке.

гроссмейстер
Группа: Участники
Сообщений: 170
Добавлено: 18-11-2010 12:49
Чтобы помочь нужно понять проблему. Выделить ее "в чистом виде". Давайте попробуем. Для начала вопрос: если мы сильно увеличим dead-time. Так чтобы все переходные процессы закончились. Т.е. открыли один ключ, подержали и закрыли. И все. Второй - не открываем. Что происходит?

С удовольствием, тем паче, не оффтоп.
В резонансных схемах-это болезнь. Не только для меня , но и спецов много круче.
В реале, таких измерений провести не могу.

В МС9, открывается один ключ на 8мкс, период 22мкс
в момент открытия всплеск до 1,2а в течении 0,1мкс
Затем нарастание с 0-0,35а (8мкс)
при закрытии через оба ключа (закрытый оппозитный ключ) 135ма (0,08мкс)
Через 1,5мск, второй всплеск 80ма (2мкс) в обоих ключах!
Начиная с 22мкс (окончание периода) полусинусоиды 25ма с периодом 11мкс,(через оба ключа) затухают на 27 периоде.
Расчетные параметры контура -период (30мс).

Паразитные-300пик у индуктивности 1,92мГн, 30нГн от питания и 15нГн, от средней точки транзисторов.
ЗЫ: чтобы полностью
В полумосте по питанию средн.точка 2 кондера, по 3мкф
посл.контур индуктивность 1,92мГн и послед. с ней кондер 12нф и резистор 10ом.

Еще, если убрать шаг рассчета (у меня стоял 1нс) "всплески" остаются- но реже, и период выростает до 24мкс,
автоматом? примерно как при шаге рассчета 1мксек. (1u)


To vnv
Тут вот пока сочинял ответ, Вы еще написали
что в полумосте один открытый ключ на половине питания,
Это как? На закрытых ключах и в мосте и в полумосте почти питание, а на открытых - почти ноль. Это на нагрузке АМПЛИТУДА половинная в полумосте потому что другой ее конец прицеплен к средней точке.

Это ответ jab на:
двухтранзисторный однотактный прямоход (косой полумост) известен конечно, но в нем ток идет одновременно через 2 ключа, что удваивает потери.

Речь (как я понял) была о потерях на открытых ключах.
Насчет удвоенного напряжения на ключах, проверить можно в любом симуляторе или модели, если на слово не верите.

магистр
Группа: Модераторы
Сообщений: 1481
Добавлено: 18-11-2010 13:59
To vnv

Что-то я вообще перестал понимать о чем речь. Возможно, что каждый имеет в виду что-то свое, а оно не полностью пересекается.

Ладно. Если нужно - давайте разбираться "более плотно". Интересно будет сделать еще одну итерацию в силовой электронике...

Давайте начнем с точной схемы, которую Вы моделируете, с номиналами и всеми используемыми "паразитами". Да и желательно чтобы модель ключей тоже была как-то понятна. Надеюсь, не трудно сделать и разместить картинку? Чтобы уже никаких неоднозначностей не было и все желающие смогли бы смоделировать и проверить эти эффекты сами.

гроссмейстер
Группа: Участники
Сообщений: 170
Добавлено: 18-11-2010 14:07
На чем сделать, на биполярах или мосфетах?
Результат будет одинаковый-управление разное.

магистр
Группа: Модераторы
Сообщений: 1481
Добавлено: 18-11-2010 14:10
Да все равно. Вы же на чем-то сейчас работаете. Ну давайте полевики. Управление разное почему?

магистр
Группа: Модераторы
Сообщений: 4243
Добавлено: 18-11-2010 14:14
vnv, не умалчиваем! Напротив! Уже устаю повторять, если честно.
Мост:
Имеем последовательно 2 IGBT ключа + обмотка трансформатора. Питание равняется 1U. Допустим ток первички составит 5А при напряжении 310В. Что получаем? А получаем, что этот ток в 5А одновременно протекает через 2 ключа и тем самым получаем мощность потерь в открытом состоянии равную напряжению падения на ключах умноженную на ток через них. Допустим напряжение падения у нас 1.5В. Что получаем? 1.5 * 5 = 7.5Вт на одном транзисторе, но вспоминаем, что их у нас два последовательно и того 7.5 * 2 = 15Вт.
Полумост:
Имеем параллельно тех же два IGBT ключа + обмотка трансформатора. Питание тоже 1U, но т.к. это полумост с средней точкой, образованной емкостями, то мы получаем 0.5U на ключи и обмотку. По этой причине, чтоб достич мощность равносильно мостовому включению, нужно пропустить ток в 2 раза больше чем в мостовом варианте. По этой причине берем ток 10А при напряжении 155В (это 0.5U - не забываем). Пока по мощностям сходится все да? Теперь о потерях на ключах! Во втором случае ставим такиеже IGBT с теми же параметрами падения 1.5В в открытом состоянии. В отличии от моста, у нас тут ток в 10А будет протекать не последовательно, а параллельно через этих два ключа, а следовательно будет примерно равномерно делиться на 2. В результате получаем тех-же 5А на один ключик, что и в первом случае. Потери будут сумарные такие же как и в случае моста.

Заключение:
При одинаковом количестве IGBT ключей что в мосте, что в полумосте, получаем одинаковые потери на них при одинаковых выходных мощностях. Спрашивается, это в каком это месте в мосту будет выигрыш по потере в ключах по сравнению с полумостом? А я вот отвечу, что выигрыш будет если применять не IGBT, а MOSFET транзисторы т.к. в них потери равны произведению квадрата тока на сопротивление перехода. Я использую IGBT транзисторы и мне совершенно не понятно зачем в мой адресс было написано:
Угу , только забываем? или спецом умалчиваем , что в полумосте один открытый ключ на половине питания, а в мосте теже 2 ключа на полном.

Если уж и пишите про какието потери в схема, то давайте действительно по порядку разбираться! Вы приводите схему, описываете потери (предпологаемые Вами), далее приводите макет или модель с замерами, далее приводите Ваш вариант решения вырисовывающейся проблемы тоже с макетом и замерами, а мы громко вам опладируем, если всё сростается как надо. А то получается испорченный телефон какойто.

З.Ы. Тот же велик, только колеса не последовательно, а параллельно установили.
З.Ы.Ы. Помнится както в середине этой темы я приводил картинки моделей полумостовой схемы в сравнении с мостовой, с графиками напряжений и токов. Правда я там не стал всё комментировать детально в надежде, что из графиков итак все понятно. Вот по ходу опять возвращаемся к данному вопросу и начинаем заново моделировать то, что было год назад.

магистр
Группа: Модераторы
Сообщений: 1481
Добавлено: 18-11-2010 14:32
Да. Давайте ВСЕ с картинками и СХЕМАМИ обсуждать, а то у меня уже складывается впечатление, что речь идет не о нашей вселенной, а о какой-то другой реальности со своей особой физикой.

Никого не хочу обидеть, но может сегодня просто день такой?

jab, а разве у IGBT омические потери не равны R*J^2 ? Мне до сих пор казалось что это достаточно фундаментальный закон природы. Или я что-то сегодня неадекватно воспринимаю реальность?

Страницы: << Prev 1 2 3 4 5  ...... 42 43 44  ...... 196 197 198 199 Next>> новая тема
Раздел: 
Gauss2k - gauss gun у тебя дома / Электроника и Электротехника / Индукционный нагрев металлов.

KXK.RU