Управление Igbt Транзистором

[georgii007]

Есть регулятор мощности, на микроконтроллере, для линейного электродвигателя на тиристоре (работает на одной полуволне, с изменением момента открытия тиристора)

Нужно перевести его на IGBT транзистор, (с регулированием момента открытия и закрытия транзистора, также на одной полуволне)

Напряжение стандартной сети 220, ток максимальный 100 А, подскажите пожалуйста какой транзистор лучше взять, и схемку управления для него, желательно с гальванической развязкой МК и сети (на оптопаре, как я представляю)

Изменено 15 февраля, 2012 пользователем georgii007

[Реклама]

Реклама: ООО ТД Промэлектроника, ИНН: 6659197470, Тел: 8 (800) 1000-321

[Seriyvolk]

Задачка крайне интересная, но в данном случае, если есть непреодолимое желание использовать IGBT, то проще будет разработать схему с нуля. Тиристор то только открыть надо, потом он сам закроется, как полуволна закончится (в нуле тока, между прочим), а открытие и закрытие IGBT придётся жёстко синхронить с сетью (особенно сложно организовать в такой схеме закрытие в нуле, причём в нуле тока, как ни крути - нагрузка индуктивная). Все эти меры необходимы для того, чтоб не переплачивать за более мощные ключи, которые при таких токах смогут работать в хард-свитче.

Развязка управления от сети делается просто - один специальный трансформатор (GDT) и пару деталей.

Изменено 14 февраля, 2012 пользователем Seriyvolk

[Реклама]

20% скидка на весь каталог электронных компонентов в ТМ Электроникс!

Акция "Лето ближе - цены ниже", успей сделать выгодные покупки!

Плюс весь апрель действует скидка 10% по промокоду APREL24 + 15% кэшбэк и бесплатная доставка!

Перейти на страницу акции

Реклама: ООО ТМ ЭЛЕКТРОНИКС, ИНН: 7806548420, info@tmelectronics.ru, +7(812)4094849

[georgii007]

переход на IGBT я делаю именно для для возможности управления, как открвтием так и ЗАКРЫТИЕМ "ключа", прогмамму планирую доработать для этих целей (это уже дело другое).

[Реклама]

Выбираем схему BMS для корректной работы литий-железофосфатных (LiFePO4) аккумуляторов

 Обязательным условием долгой и стабильной работы Li-FePO4-аккумуляторов, в том числе и производства EVE Energy, является применение специализированных BMS-микросхем. Литий-железофосфатные АКБ отличаются такими характеристиками, как высокая многократность циклов заряда-разряда, безопасность, возможность быстрой зарядки, устойчивость к буферному режиму работы и приемлемая стоимость. Но для этих АКБ, также как и для других, очень важен контроль процесса заряда и разряда, а специализированных микросхем для этого вида аккумуляторов не так много. Инженеры КОМПЭЛ подготовили список имеющихся микросхем и возможных решений от разных производителей. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[Seriyvolk]

А симистор, не?

[georgii007]

как я понимаю симистор - это два титистора, тока в одном корпусе, и он тоже закрывается тока в нуле тока.

[Mahno]

А двигатель это полностью устраивает

[Seriyvolk]

как я понимаю симистор - это два титистора

Всё правильно понимаете Управление с ноля и до максимума.

Георгий, вы себе представляете, хоть примерно - что такое разорвать индуктивную нагрузку при токе 100 ампер? А выбросы куда потом девать будем стоамперные? И всё это 100 раз в секунду...

А вообще, для более предметного разговора, неплохо было бы узреть хоть кусок нынешней схемы и узнать, чем конкретно вызвано желание перейти на схему с "регулированием момента открытия и закрытия транзистора, также на одной полуволне"

вот IGBT

Изменено 15 февраля, 2012 пользователем Seriyvolk

[georgii007]

В схеме предусмотрен обратный диод VD5 который позволяет току протекать через двигатель и через этот диод , после закрытия ключа. (т.к ток в индуктивности не может исчезнуть мгновенно)

Двигатель линейный, т.е. ударный, работает с периодом от 1 - 10 секунд.(по одной полуволне 1 раз в 1-10 секунд)

Переход на "закрываемый" ключ вызван Преподавателем, и дальнейшими планами перевести этот движок на питание от "супер-конденсатора"(но об этом я пока сильно не замарачиваюсь)

Изменено 15 февраля, 2012 пользователем georgii007

[Seriyvolk]

В схеме предусмотрен обратный диод VD5 который позволяет току протекать через двигатель и через этот диод , после закрытия ключа.

Так двигатель постоянного тока? Иначе как тогда в него попадёт вторая полуволна переменного напряжения? (Получаетя, что он шунтирован диодом)

Насколько я понял - речь идёт о стабилизации оборотов?

[chip-chip]

А ширина импульса какая? И форма его? Диаграммку бы приложить по времени....

(Насколько я понял - речь идёт о стабилизации оборотов?)

Насколько я понял - двигатель линейный, т.е. перемещается по прямой, только скачками через 1-10 сек.

Вот и интересна форма напряжения в момент перемещения.

Изменено 15 февраля, 2012 пользователем chip-chip

[Seriyvolk]

Дошло. Если имеем дело с довольно большой длительностью импульса управления (полуволна сетевого, например) - однозначно оптодрайвер, с током в затвор не менее 10 ампер.

А если кормить двиг постоянкой - можно и шимом тягать , например, как в схеме ниже, главное обеспечить симметричность отпирающих и запирающих импульсов. 

Изменено 15 февраля, 2012 пользователем Seriyvolk

[georgii007]

да, чёт я маловато вводных дал...

Двигатель ударный (получается постоянного тока), с пружиной. Когда подаём напряжение он работает (ударяет) до упора, убираем напряжение он под действием пружины возвращается в исходное положение.

Форма импульсов прямоугольная, длительность в пределе полупериода (1-10 мс)

Изменено 15 февраля, 2012 пользователем georgii007

[chip-chip]

Ну вот у нас электромагнит получился!!!! Тут не Шим нужен, а схема форсирования напряжения на электромагните! Можно и на IGBT собрать, конденсатор помощнее.... Я думал для линейного двигателя привод.... И токи для этого дела какие-то сказочные.... Поподробнее с диаграммами! Мало данных . Расстояние перемещения и скорость посчитать бы... А то на сверхзвук смахивает...

Изменено 15 февраля, 2012 пользователем chip-chip

[Seriyvolk]

Тогда, я думаю, это должно устроить.

[georgii007]

Ну вот у нас электромагнит получился!!!! Тут не Шим нужен, а схема форсирования напряжения на электромагните! Можно и на IGBT собрать, конденсатор помощнее.... Я думал для линейного двигателя привод.... И токи для этого дела какие-то сказочные.... Поподробнее с диаграммами! Мало данных . Расстояние перемещения и скорость посчитать бы... А то на сверхзвук смахивает...

Про движок я много сказать не могу (незнаю), это разработка моего руководителя, (и патент имеется). Ход около 5 См, сила удара примерно 500 кгс

В инете есть упоминание о подобном движке вот:

Двигатели линейные электромагнитные импульсные ЛЭМД (силовые головки) для прессов электро-магнитных ПЭМ… (малогабаритных прессов-молотов) - прессовка кабельных наконечников, вырубка плат, слюды, пластмасс, выводов РЭА..., крепление фурнитуры на текстильных и обувных изделиях, уплотнение формовочных смесей… (резка, вырубка, вытяжка, клепка, пробивка, чеканка, клеймение, гибка, правка, раз-вальцовка, запрессовка, формовка и другие технологические операции ПЭМ):

- ЛЭМД-641А (=220 В, 250 Вт, усилие до 300 кГс, ход ползуна 35 мм, F до 400 ход/мин, масса ~ 7,1 кГ )

Изменено 15 февраля, 2012 пользователем georgii007

[chip-chip]

Как пример в данном случае может и устроит. Но нам придется подавать в начале импульса повышенное напряжение для преодоления усилия пружины.

А точно 250 Вт? Тогда ток получается 1.135А???? Зачем IGBT?

ССЫЛКУ БЫ!

Изменено 15 февраля, 2012 пользователем chip-chip

[Seriyvolk]

Вот, нарыл: "Питание ЛЭМД осуществляется импульсами постоянного напряжения 100-200 вольт от сети через выпрямительное устройство или от емкостного накопителя. Время срабатывания ЛЭМД в зависимости от приложенного напряжения 0,3 – 10 миллисекунд."

Первоисточник.

[georgii007]

изначально руководитель дал мне схемку(прилагается внизу), которую он выпросил по блату у когото, и дал мне для повторения и написания программы под неё.

Как я понял сдесь нет никакой форсировки напряжения , и руководитель мне пока про это ничего не говорил. Сказал что "для лучшего управления движком, надо бы сделать чтоб и закрывать можно было" пока так, но если есть разумные предложения по форсировке тоже учту.

Как пример в данном случае может и устроит. Но нам придется подавать в начале импульса повышенное напряжение для преодоления усилия пружины.

А точно 250 Вт? Тогда ток получается 1.135А???? Зачем IGBT?

ССЫЛКУ БЫ!

http://www.pp-s.ru/clon/index.php?go=Content&id=403 38 пункт, но это не мой движок, АНАЛОГ.

Ну и про 100А это как я понял в точке максимума. (а может и преувеличил, хотя наврятли), Но мне сказал расчитывать на этот максимальный ток

Изменено 15 февраля, 2012 пользователем georgii007

[chip-chip]

Смоделируй схему в Протеусе. Откуда знать как ведет себя прошивка. Исходника то нет? А потом можешь применить что либо из вышеуказанного. Конденсатор накопительный в цепи питания не забудь. Сеть то в импульсе столько ампер выдать не может. Вместо полевика на схеме поставь вот это и выход с него на IGBT.

Изменено 15 февраля, 2012 пользователем chip-chip

[Seriyvolk]

 Если не развязка по сети, так схема в пинципе довольно простая получится. Выпрямитель сети, фильтр сглаживающий норм. ёмкости (чтоб импульс тока отдал хороший), IGBT один хороший + драйвер прям к нему UCC37322, например. А дальше драйвером рули как хочешь!

chip-chip, у этой схемки всё-же есть недостатки. Если снимать с неё нормальные фронты - некоторые детали греться будут сильно. Уж лучше интегральный драйвер.  

По поводу 100 ампер - тупо померять сопротивление обмотки привода, и разделить на него напругу питания, закон Ома никто не отменял. Очень грубо хватит оценить порядок токов управления.

Изменено 15 февраля, 2012 пользователем Seriyvolk

[chip-chip]

Все таки лучше форсировать напряжение на ЭМ, чем делать схему питания на ток 100 ампер. Насчет драйвера согласен. Но не мы же заказчики...

Изменено 15 февраля, 2012 пользователем chip-chip

[georgii007]

Интегральный драйвер это конечно отлично, но его ещё найти надо, у нас в городе магазинов радиодеталей немного.

Блин Ток управления 10 А както не радует... это трансформатор ставить надо...

И какое примерно соотношение тока управления и тока на выходе?

[Seriyvolk]

Так в данном случае 310 вольт уже можно рассматривать, как форсированное напряжение

[georgii007]

Так в данном случае 310 вольт уже можно рассматривать, как форсированное напряжение

Согласен, куда ещё выше?!

[chip-chip]

А без трансформатора никак! Тебе же тех.задание выполнить надо - тогда использую транзисторную схему и радиаторы под транзисторы посчитай. И транзисторы высокочастотные используй. Драйвера навряд ли по другой схемотехнике сделаны. Примерно - открой даташит на IGBT и узнаешь ток управления при твоем выходном токе.

Про форсированное напряжение - напряжение номинальное допустим 50в, а на форсаже в течении 1 мсек - 250в. Накопительный конденсатор такие параметры спокойно выдаст.

Изменено 15 февраля, 2012 пользователем chip-chip