#81218

Этот вопрос уже давно поднимается на различных форумах, посвящённых силовой электронике.
Реальная выгода от Корректора Коэффициента Мощности (ККМ) очевидна:
1) Ток, потребляемый сети, например, в сварочном аппарате, уменьшится раза в полтора. Без ККМ прцентов тридцать - доля реактивной составляющей тока. Приходилось наблюдать, как немецкий аппарат с корректором работал на удлинителе 20 м, когда ни один из простых аппаратов не работал. Это свойство хорошо в деревне при плохой сети.
2) Расчёт силового трансформатора, выбор транзисторов и охлаждения в источнике питания
без ККМ производится, исходя из 250 В постоянного напряжения после выпрямления сетевого, а с корректором - исходя из 380 В.
Схемотехника и элементная база в этой области хорошо отработана, просто у нас ещё не востребована в должной мере, но законы уже подготовлены и скоро будут приняты. И будет как в Европе, где источники питания без ККМ запрещены.
Надо просто брать и делать.
А если кто - нибудь пробовал это делать, просьба поделиться опытом

.Здесь находится статья, в которой, по мнению авторов, ККМ обладает всеми нужными и положительными свойствами. Вот только как работает, не совсем понятно. Может подскажете, работоспособная ли там заложена схема для сварочных аппаратов, или все слишком сложно в реализации?

2Виктор-2
Кстати и у Володина на сайте есть ссылки на IR , где есть расчеты всякого рода силовых штучек. зашел, зарегистрировался полазил, посмотрел, оч интересно.
И у него лежит там пример расчета PFC на 4 квт. По мощи как раз для сварочника.
Надо будет посерьезнее проштудировать

2Multik
У меня после пробных испытаний сварочника-косаря сложилось впечатление, что у него реальный кпд, с учетов косинуса, ну процентов 60 -70, не более. Прикидывал по счетчику.
Но так ли все это выйдет красиво с ККМ? Законы диалектики подсказывают что не бывает такого. Выползут проблемы в других местах.
Вот мне видится что токовые нагрузки-проблемы ключей, трансформируясь переползут в трансформатор. А именно, было 310 вольт, станет 400. Посему индукция выростет на 30 процентов, больше витков надо, или поднимать частоту.
Мах напруга на концах первичке тоже выростет, изоляция нужна прочнее.

Регистрация: 29.10.2005 Запорожье Сообщений: 218

2Multik
Так может показометр глючит? Он ведь наверное расчитан на сдвиг фаз от индуктивности (емкости). А вот с мостом все что через него пройдет назад не вернется. Конечно на подводящих проводах действующий ток больше. Но это не из-за реактивности, а потому что P=I^2*R. Имеетмя ввиду мощность потерь в подводящих проводах. Вот поэтому не следует увлекаться наращиванием емкости после моста.

2wiha
Показометр нипричем, если на длинной сети c КММ аппаратик варит, а без него - Х.
У меня то дома сеть неплохая, приходилось делать удлиннитель на 30 метров. Даже боди билдинг варил. Там кпд подозреваю вообще процентов 30 -40

Регистрация: 07.02.2006 Ростов-на-Дону Сообщений: 135

2Виктор-2
по поводу статьи.

  1. на входе выпрямитель с удвоением напряжения(какой же тут ККМ они ж индуктивность перенесли за выпрямитель?).
  2. далее обычный полумост.
  3. в выпрямителе кондерчик (который на верно и реализует их "фишку")

На удвоителе будет вольт 700 (какие транзисторы надо в полумост?)
Возврат энергии индуктивности рассения - без комментариев.
Мягкое переключение ключей при работе на емкосную нагрузку????
и последнее: через кондерчик рис.4 будет течь ток нагрузки (для сварки это ампер 100-150).

К стати, ток который течет через ключ в режиме выпрямителя имеет инверсное направление, по этому в схеме можно применять только полевики.
Да и синхронное выпрямление (когда диоды параллелятся ключами или заменяются ими) имеет смысл только при малых выходных напряжениях

2k_p
Присоединяюсь, синхронное выпрямление это для бустеров , что для всяких мелких аккумов. Нам это ни к чему.
А что ты думаеш насчет того PFC что 4 квт на IR1150 ? реально такое или п.. шь ?
По идее эти дядьки с IR не должны врать.
Вот где б найти парочку этих 1150 и попробовать.

Регистрация: 29.10.2005 Запорожье Сообщений: 218

Еще по поводу корректора. Мостик нужен из шустрых диодиков ампер на 50. И частоту не меньше 100кГц, иначе дроссель будет как транс.

2wiha
А это почему мостик из шустрых диодов ?
Вот насчет частоты согласен, и разрядный диодик непростой нужен.
И еще неясно как это все поведет в условиях быстропеременной нагрузки
Вот если найду1150 непременно попробую

Виктор-2 написал :
.Здесь находится статья, в которой, по мнению авторов, ККМ обладает всеми нужными и положительными свойствами. Вот только как работает, не совсем понятно. Может подскажете, работоспособная ли там заложена схема для сварочных аппаратов, или все слишком сложно в реализации?

Эта фишка уже года два, как там висит. За всё это время я не нашёл в интернете ничего похожего.
Многое при внимательном рассмотрении кажется сомнительным. Ну а уж для сварника эта штука точно не пройдёт. Через конденсаторы на выходе 160 А гнать не реально.

2sam_soft

Я один раз косого сделал по Barmaley'ю. У меня тоже сложилось впечатление, что КПД не более 70%.
Но дубовость схемы всё же подкупает. Поэтому я и открыл у Валентина тему "Повышение эффективности косого моста":

2sam_soft

Однозначно в первичке должно быть больше витков, но более тонким жгутом.
На практике проблемы с изоляцией возникают нри напруге более 600 В.

2wiha

Есть такие приборы, которые измеряют коэффициент мощности нагрузки. Вот они и показывают, что КМ сварника без корректора на уровне 70 %. Просто показывают, и ничего не объясняют. Мне кажется Sam_soft грамотно объяснил при помощи Фурье.

sam_soft написал :
2k_p

А что ты думаеш насчет того PFC что 4 квт на IR1150 ? реально такое или ...?
По идее эти дядьки с IR не должны врать.
Вот где б найти парочку этих 1150 и попробовать.

Во-первых, где найти парочку 1150 ты знаешь. Правда, я у них приобрёл десяток UC3854. Потому, что в инете по ней больше всего наработок. Просто бери и делай. Но я хочу сделать с мягким переключением, типа одной из схем, приведённых в статье:

все схемы из статьи есть на сайте Дельты здесь:

и здесь:

К сожалению, рекомендации по использованию SiC -диодов не по карману.

Регистрация: 07.02.2006 Ростов-на-Дону Сообщений: 135

Мне кажется что с выключением ключа все нормально - снабер получется не хилый, а проблемы восстановления бустерного диода можно решить малюсеньким насыщающимся дроселем последовательно с диодом.

Судя по токам в ККМ, крутиться в голове мысля: раз уж ключики получаются на приличный ток, то может объединить ключи ККМ и инвертора, получим солидный ключик. Уменьшаем коэфф. трансформации инвертора и питаем его постоянкой с большими пульсациями скажем от 100 до 320.
За счет этого диоды входного фильтра будут работать большую часть периода и коэфф. мощности возрастет.

Регистрация: 07.02.2006 Ростов-на-Дону Сообщений: 135

2sam_soft
Я думаю, что работать будет, но некоторые цифры приводят меня в уныние. типа мах тока в 110А или датчика на 0.009 Ом. Понятно, что они перезаложились но видать подводные камни выталкивают на такие жуткие цифири(я про ток конечно).

k_p написал :
2sam_soft
Я думаю, что работать будет, но некоторые цифры приводят меня в уныние. типа мах тока в 110А или датчика на 0.009 Ом. Понятно, что они перезаложились но видать подводные камни выталкивают на такие жуткие цифири(я про ток конечно).

Придётся, видимо, разделить этот ток на два транзистора. 55А не так уж и страшно.

k_p написал :
Судя по токам в ККМ, крутиться в голове мысля: раз уж ключики получаются на приличный ток, то может объединить ключи ККМ и инвертора, получим солидный ключик. Уменьшаем коэфф. трансформации инвертора и питаем его постоянкой с большими пульсациями скажем от 100 до 320.
За счет этого диоды входного фильтра будут работать большую часть периода и коэфф. мощности возрастет.

По моему там на одной из схемок что Muiltik указал есть топология похожего девайса, PFC с интегрированным ZVS прямоходом.
А может я ошибся.

А вообще то, Multik наверно прав, время дубовых простых инверторов проходит. Где-то читал , что у загнивающих даже законодательно заставляют ставить PFC на питатели мощнее толи 200 то ли 300 ват.
Неохото конечно связываться со сложными системами, простому челу это не просто поднять все. Подогревает только то что элементная база развивается и помогает

Регистрация: 03.12.2005 Владивосток Сообщений: 7671

2wiha
///Так может показометр глючит?

Причина низкого (0,6..0,7) КМ ИБП без ККМ проста.
Прежде всего надо иметь в виду, что отбор мощности из сети возможен ТОЛЬКО током, чья частота совпадает с частотой сети (И фаза, но это сейчас неважно - фаза первой гармоники входного тока ИБП без ККМ ПОЧТИ совпадает с таковой для напряжения сети). Любая гармоника - есть реактивная мощность, представь себе баланс энергий, увидишь, что по сути гармоники тока просто колеблют энергию туды-сюды.
Импульсы токоотбора из сети - это первая гармоника + высшие. Высшие, мы знаем, энергию НЕ передают, они её колеблют. А на действующий ток проводов сети - влияют исправно. В итоге отношение действующего тока сети к действ. значению первой его гармоники - велико. Т.е. провод этот греется раза в 2 (при даже высоком КМ=0,7071) больше, чем при наличии идеального (без потерь) ККМ. И слабая сеть тоже проседает больше - энергия нагрева проводов ведь должна откуда-то браться... и от чего-то отниматься?

Регистрация: 29.10.2005 Нижний Новгород Сообщений: 1366

Я раньше тоже интересовался ККМ применительно к сварочнику. Достаточно быстро понял, что единственная нормальная топология - это обычный boost-PFC. Все остальное - полная лажа. Однокаскадные топологии вообще не годятся вследствие токовых перегрузок транзисторов и сложностей с управлением.
Микросхемы - IR1150 или UC3854.
По прикидкам получалось, что для сварочника с выходным током 150А максимальный ток в транзисторе PFC составляет примерно 50А.

Регистрация: 07.02.2006 Ростов-на-Дону Сообщений: 135

Multik написал :
Придётся, видимо, разделить этот ток на два транзистора. 55А не так уж и страшно.

и еще с десяток на неидентичность ключей и вот их уже трое .

Регистрация: 29.10.2005 Новочеркасск Сообщений: 542

Дроссель здоровенный надо, Е65 не хватает. Че думаете насчет железного?

Регистрация: 07.02.2006 Ростов-на-Дону Сообщений: 135

_SERGEY_ написал :
Дроссель здоровенный надо, Е65 не хватает. Че думаете насчет железного?

не покатит. Режим работы граничный.

2ALL
Досмотрелся, там в примере 110А получается потому, что диапазон входных напряжений от 85В.
Если взять нормальный для наших сетей 180-250, то максимальный ток около 40А!!! Так, что ручонки зачесались, на выходных буду рыскать на базаре мож что подвернется из контроллеров.

2k_p
Я когда пересчитывал после регистрации, у меня тоже около 40а выходило. это вполне терпимо. Никак не мог понять почему у вас с Multikom 110 а . И резистор 0.025 вышел. Ну а дроссель и диод это пока как то под вопросом.
Ставить еще один Е70 - громоздко сильно. А менее вряд ли что поможет. Да у частоты тут немелкие нужен хороший феррит. строчники на 100 кгц не потянут. А N87 как раз для этого

Положим что ентот ККМ заработал как надо и все чики - брики, ничего не горит и не взрывется. Сколько микрофад емкости можно выбросить, если можно конечно? Или сколько микрофарад для косого моста и джентельменского выходного тока в 150 ампер минимально потребуется?
Может экономия на электролитах будет по габаритам и массе сопоставима с дросселем ККМ. Кое какую скидку на ККМ и по моней это наверно даст. Лично я ставил электролиты не самые дешевые, на 105 градусов.

_SERGEY_ написал :
Дроссель здоровенный надо, Е65 не хватает. Че думаете насчет железного?

Почему здоровенный? Нужно к выпрямленному напряжению сети сделать добавку до 400 В. Пусть у тебя минимальное выпрямленное будет 200 В (141 переменного), тогда корректор должен добавить к сети половину общей выходной мощности.

Я посмотрел, ребята из Дельты всё уже до нас хорошо продумали, и вычислили, что самая хорошая из придуманных ими схема вот такая:



Аж три раза опубликована.
Попробовал прикинуть, как это будет выглядеть в натуре, получилось примерно так (пришлось повернуть боком, а то не лезет):

По моим понятиям, не сильно и страшно. Нарисовал по максимуму - на двух транзисторах впараллель. Выбросить будет легче, чем добавлять. И лично я склонен размазать тепло в пространстве, а не концентрировать в одном месте.
Управление - под UC3854A - у неё внутри стоят стабилитроны на 22 В и на 7,5 В, поэтому из обвески выброшены.

Регистрация: 29.10.2005 Владивосток Сообщений: 142

Multik написал :
Я один раз косого сделал по Barmaley'ю. У меня тоже сложилось впечатление, что КПД не более 70%. Но дубовость схемы всё же подкупает. Поэтому я и открыл у Валентина тему "Повышение эффективности косого моста

А у меня что-то меньше 90 процентов намерять не получилось, ну положим 90 наврядли, но 80-85 % - то должны быть, чтобы там было 60-70 процентов нет никаких причин... Ну не вижу я в упор прямо такого уж ломового нагрева даже старющих IRG4PC50U в косом, может потому что частота 30кгц а не ваши 40-50 или выше ... Без обид, но вы с самсофтом че, издеваетесь? По вашему если там кпд на 4-х кВтах 70%, что 1200вт должны в тепло уходить? Не смешите мои тапочки, ну ладно самсофту простительно, но от тебя слышать такие заявления странно ... А повышать эфективность, конечно надо, согласен, читаю с интересом.

2barmaley
Нет, не издеваемся. Я напротив сильно уважаю схемку , которую ты выложил и что ты выложил осцилки , не поленился, помог многим продвинуться в этом трудном деле. Есть конечно и там спорные моменты насчет транса на двух шашках но это все мелочи. Тут дело не в этом. Тепла рассеивает ватт 300 ну может трохе более вся эта кухня. Дело в реальном кпд, который учитывает и косинус и реактивы всякие. Вот тут точно реактива около киловата бегает туда сюда.
И эта фигня будет бегать не только в косом, но даже в самом навороченном мосте.
Я это давно понял, когда увидел что предохранители на 25а горят как красавцы, как только тока наворачиваеш под 150 а.

barmaley написал :
А у меня что-то меньше 90 процентов намерять не получилось, ну положим 90 наврядли, но 80-85 % - то должны быть, чтобы там было 60-70 процентов нет никаких причин... Ну не вижу я в упор прямо такого уж ломового нагрева даже старющих IRG4PC50U в косом, может потому что частота 30кгц а не ваши 40-50 или выше ... Без обид, но вы с самсофтом че, издеваетесь? По вашему если там кпд на 4-х кВтах 70%, что 1200вт должны в тепло уходить? Не смешите мои тапочки, ну ладно самсофту простительно, но от тебя слышать такие заявления странно ... А повышать эфективность, конечно надо, согласен, читаю с интересом.

Это как измерять. Если входную мощность измерять по постоянке, согласен, может 85% и получится.
Поверь на слово, много разных источников я видел, но чтобы при вытяжной вентиляции за три часа работы корпус нагревался до 60 градусов, первый раз увидел. Так что, может не 1200, а 600 Вт точно есть. (Именно поэтому я зауважал косого моста, другой бы при таких условиях отвалился).
Как я понял, Самсофт, имел ввиду КПД при измерении кажущейся входной мощности по переменному току, то есть, измерили отдельно ток, отдельно напряжение, и перемножили и подумали, что это правда. Я тоже имел это ввиду, речь же шла о ККМ.
Думаю, ты согласишься, что нагрузку на сеть косой делает такую, как будто имеет КПД 70 % ? Или у тебя и здесь всё здорово?
ЗЫ. Я рад, что ты читаешь с интересом, и согласен, что повышать эффективность надо. А то тут проскакивали мнения, что с эффективностью и так всё в порядке.
Пока отвечал, Sam_soft успел ответить раньше.

И еще, попутно про предохранители и автоматы всякие. Не ставьте автоматы в сварочники. ИМХО они только от пожара, нет в них никакого смысла, ну разве что как сетевой выключатель использовать можно в сварочнике. У меня 25амперный после счетчика отдельный на подвал, где я всей этой ботвой занимаюсь когда время есть. Его никогда не вышибало когда варил косым, а простые предохранители на 25а горят.
Ну а вот боди билдинг, тот через 10 см шва, на примерно таком же токе, вышибает автомат, и потом еще подождать трохе надо, а то сразу не включается.

Правильно ли понял, что речь идет о ?компенсации? реактивной составляющей тока инвертора, причем емкостной составляющей. Все, насколько я знаю, борются с индуктивной частью тока, даже конденсаторы под это дело применяют.
Для бытовой сети характерна активная нагрузка + небольшая индуктивная (двигатели холодильников и т.п.). Да вам Чубайс спасибо скажет!!
Сам постоянно пользуюсь 25м удлинителем. Провод примерно 1,5 квадрата. Проводил испытания на макс. токе 180А + стойка с 4 ИК лампами по 250Вт (ну не было другого света). Да нормально варит, тем более УОНИ 4мм - эти каризны к напряжению, падения напряжения не заметил. Проварил по длине шва 30 см, потом вышибло 16А автомат, поварил 10см опять вышибло, плюнул.
Копал, и продолжаю копать инфу про инверторы. Не могу припомнить упоминание про PFC. Чего только нет, а это не попадалось. Возможно плохо искал, а возможно что-то очень специальное.