نحوه طراحی و محاسبات مدارهای منابع تغذیه سوییچینگ و کوره القایی

[عباس جبراییلی]

پاسخ : نحوه طراحی و محاسبات مدارهای منابع تغذیه سوییچینگ و کوره القایی

هر چند مشخصات مبهم است یعنی کدام ولتاژ و کدام جریان ولی با فرض 25 کیلو ولت و 2 امپر-و دیوتی سایکل 10 درصد در حداکثر توان--ورودی برق 3 فاز--شما میتوانید از توپولوژی هاف بریج و یا فول بریج رزونانسی استفاده نمایید--لازم بذکر است مشخصات داده شده مبهم است و مشخص نشده که این تغذیه برای کدام قسمت لیزر مورد نیاز است برای قسمت تریگ فلش لامپ یا برای تیوب لیزر؟زیرا فکر نمیکنم زمانهای رایز تایم و فال تایم مربوط به دو سر تیوب باشد که در اینصورت روشهای دیگری باید استفاده شود که در هر صورت نیاز به ولتاژ بالا خواهد بود ولی مقدار ان بستگی به مشخصات تیوب و لامپ فلش خواهد داشت.

[mohamad_ara]

پاسخ : نحوه طراحی و محاسبات مدارهای منابع تغذیه سوییچینگ و کوره القایی

در لیزر های با ماده فعال گازی tea co2 در طول تیوب باید ولتاژ به گاز القا شود و گاز را بر انگیخته کند و نیازی به لامپ فلش نیست(لامپ فلش مربوط به لیزر جامد nd yag می باشد)
سوالی که دارم این است که برای تغذیه اولیه ترانس خطی با این توان لازم است یا با روش ارزانتری می توان تغذیه کرد.
igbt هایی که در قسمت قبل ذکر شد اگر با جریان بالا و ولتاژ مربوطه با گیت درایو ترانسفورمر و پالس ژنراتور سوئیچ شود می تواند نتیجه را حاصل کند یا شما پیشنهاد بهتری دارید؟
چه هسته ای برای ترانس با این توان مناسب است؟
درایوری که با این کار کند چیست؟

[sina_javan]

پاسخ : نحوه طراحی و محاسبات مدارهای منابع تغذیه سوییچینگ و کوره القایی

با سلام خدمت استاد جبراییلی .
برای گرم کردن یک قطعه کار از جنس فلز کوار (kovar) استوانه ای به قطر 2 سانتی متر و ضخامت حدود 3 میلی متر از روش القایی استفاده کردم که عکسش در زیر نشان داده شده است.
;

ایرادی که پیدا کردم این است : وقتی جریان ورودی را با آمپرمتر کلمپی میخوانم حدود 25 آمپر از از برق تکفاز میکشد. (حدود6 کیلووات). البته یک مقدار به آمپرمتر هم مشکوکم چون جریان ورودی احتمالا هارمونیک فرکانس بالا دارد و این آمپرمتر که فرکانس کاریش به 20 کیلوهرتز نمیرسد، به احتمال خیلی کم جریان را در این فرکانس ها اشتباه بخواند) . ولی با وجود این توان ورودی زیاد، باز هم دمای قطعه کار به 1400 درجه نمیرسد که بخواهد ذوب شود. در صورتیکه این قطعه برای رسیدن به این دما نهایتا به 200 وات توان نیاز دارد. اصلا نمیفهمم این همه توان کجا میره؟!!
یک نفر به من جوابی داد که اصلا علم و سوادم بهش نمیرسه و برای روشن شدن موضوع گفتم آنرا از شما بپرسم. به من گفت که:
از انرژی ای که به کویل میدهی علاوه بر تلفات قطعه کار و خود کویل بخشی از انرژی به صورت امواج رادیویی در فضا پخش میشود! مثل فرستنده رادیویی که مثلا 2 مگاوات انرژی را به یک آنتن میدهند و این انرژی عظیم به صورت امواج رادیویی پخش میشود که هر دستگاه رادیو را در اطراف روشن کنی آن سیگنال پیام را دریافت میکند !! ولی من هیچوقت در مقالات مربوط به کوره القایی و کویل آن هیچ حرفی در این مورد نشنیده ام و هر وقت میخواستند بازدهی کویل را بررسی کنند فقط تلفات کویل و قطعه کار مطرح بود.
در هر صورت اصلا نمیفهمم چرا از 6 کیلووات حتی 200 وات هم به بار نمیرسه ؟ و آیا اگر فرکانس را بالا ببرم درصد توانی که از کویل به بار منتقل میشود بیشتر میشود؟ یعنی طبق تجربیات شما، به ازای توان ثابتی که از اینورتر به کویل منتقل میشود درصد انرژی تحویل داده شده به بار تابع فرکانس هست یا نه ؟

[Mahdi_Vaziri]

پاسخ : نحوه طراحی و محاسبات مدارهای منابع تغذیه سوییچینگ و کوره القایی

با سلام خدمت استاد جبراییلی .
برای گرم کردن یک قطعه کار از جنس فلز کوار (kovar) استوانه ای به قطر 2 سانتی متر و ضخامت حدود 3 میلی متر از روش القایی استفاده کردم که عکسش در زیر نشان داده شده است.
;

ایرادی که پیدا کردم این است : وقتی جریان ورودی را با آمپرمتر کلمپی میخوانم حدود 25 آمپر از از برق تکفاز میکشد. (حدود6 کیلووات). البته یک مقدار به آمپرمتر هم مشکوکم چون جریان ورودی احتمالا هارمونیک فرکانس بالا دارد و این آمپرمتر که فرکانس کاریش به 20 کیلوهرتز نمیرسد، به احتمال خیلی کم جریان را در این فرکانس ها اشتباه بخواند) . ولی با وجود این توان ورودی زیاد، باز هم دمای قطعه کار به 1400 درجه نمیرسد که بخواهد ذوب شود. در صورتیکه این قطعه برای رسیدن به این دما نهایتا به 200 وات توان نیاز دارد. اصلا نمیفهمم این همه توان کجا میره؟!!
یک نفر به من جوابی داد که اصلا علم و سوادم بهش نمیرسه و برای روشن شدن موضوع گفتم آنرا از شما بپرسم. به من گفت که:
از انرژی ای که به کویل میدهی علاوه بر تلفات قطعه کار و خود کویل بخشی از انرژی به صورت امواج رادیویی در فضا پخش میشود! مثل فرستنده رادیویی که مثلا 2 مگاوات انرژی را به یک آنتن میدهند و این انرژی عظیم به صورت امواج رادیویی پخش میشود که هر دستگاه رادیو را در اطراف روشن کنی آن سیگنال پیام را دریافت میکند !! ولی من هیچوقت در مقالات مربوط به کوره القایی و کویل آن هیچ حرفی در این مورد نشنیده ام و هر وقت میخواستند بازدهی کویل را بررسی کنند فقط تلفات کویل و قطعه کار مطرح بود.
در هر صورت اصلا نمیفهمم چرا از 6 کیلووات حتی 200 وات هم به بار نمیرسه ؟ و آیا اگر فرکانس را بالا ببرم درصد توانی که از کویل به بار منتقل میشود بیشتر میشود؟ یعنی طبق تجربیات شما، به ازای توان ثابتی که از اینورتر به کویل منتقل میشود درصد انرژی تحویل داده شده به بار تابع فرکانس هست یا نه ؟

برای اندازه گیری جریان سیستمهایی که از یکسوساز تو ورودیشون استفاده میکنن و pfc ندارن باید از امپرمتر های ترو ار ام اس استفاده بکنید. امپر متر های معمولی پیک جریان رو اندازه گیری و سپس تقسیم بر رادیکال دو میکنن و نمایش میدن. وقتی شما از یکسوساز در ویودی استفاده یکنی پیک جریان خیلی بالاتر از میزانیه که دارید مصرف میکنید. اون 25 امپر خیییلی بیشتر از جریانیه که عملا دارید میکشید از شبکه.
من خودم همیشه برای اینکه بفهمم سیستمم جقدر جریان میکشه یک تقسیم مقاومتی روی ولتاژ خازنهای دی سی لینکم میزنم (واسه اینکه اسکوپ اسیب نبینه) و با اندازه گیری میزان ریپل ولتاژ و زمان دشارژ خازنها و با توجه به اینکه ظرفیت خازنها رو هم میدونم جریان رو به دست میارم. روش ساده و کم هزینه ایه. امتحان کنید.

[عباس جبراییلی]

پاسخ : نحوه طراحی و محاسبات مدارهای منابع تغذیه سوییچینگ و کوره القایی

برای تولید ولتاژ بالا از همان روش هاف بریج رزونانسی استفاده کنید و سپس ولتاژ بالای ایجاد شده را با یک سوییچ و در دیوتی سایکل مورد نظر به دو سر تیوب دهید یعنی یک منبع تغذیه سوییچینگ فرکانس بالا که فرمانهای ان با شکل موج مورد نظ شما ترکیبand شده باشد

[عباس جبراییلی]

پاسخ : نحوه طراحی و محاسبات مدارهای منابع تغذیه سوییچینگ و کوره القایی

ایا در کوره مورد نظ فیلتر ورودی قرار داده اید؟ایا مدار در فرکانس رزونانس قرار دارد؟معمولا این حالت زمانی بوجود میاید که از رزونانس فاصله زیادی وجود داشته باشد و توان برگشتی یا راکتیو به دلیل اختلاف فاز ولتاژ و جریان در مدار تانک ایجاد خواهد شد این توان برگشتی بیشتر در مقاومت داخلی خازنهای موجود مانند خارنهای فیلتر و یکسو کننده تلف خواهد شد .منظور از فاصله زیاد لزوما به معنای اختلاف بیش از 20 درصد نیست بلکه اگر ضریب کیفیت مدار بابا باشد این فاصله زیاد به حدود کمتر از دو درصد هم میرسد.بهتر است در صورت امکان شماتیک مدار قدرت را قرار دهید.

[sina_javan]

پاسخ : نحوه طراحی و محاسبات مدارهای منابع تغذیه سوییچینگ و کوره القایی

مدار من یک نیم پل ساده است و با توجه به شکل موج جریان کویل که سینوسی کامل است قطعا در فرکانس رزونانس قرار دارم. در ورودی آن فیلتر قرار نداده ام. برق شهر پس از یکسوشدن توسط یک خازن فیلتر صاف میشود و میرود به سمت اینورنر. آمپرمتر من ترو آر ام اس خوان است. در شبیه سازی هم که نگاه میکنم با داشتن یک کیلوآمپر در این کویل باید در قطعه کار حدود دو کیلووات تلف شود و طبق محاسبه حدود 200 وات کافی است تا این قطعه را ذوب کند اما اصلا نمیدانم چرا با داشتن حدود یک کیلو آمپر جریان کویل که با سی تی خوانده ام باز هم این قطعه کار ذوب نمیشود!!
در مورد اینکه بخشی از توان به صورت امواج رادیویی پخش شود و به صورت گرما در قطعه یا کویل ظاهر نشود نظری ندارید؟

[عباس جبراییلی]

پاسخ : نحوه طراحی و محاسبات مدارهای منابع تغذیه سوییچینگ و کوره القایی

وجود شکل موج سینوسی برای جریان لزوما به معنای رزونانس نیست.مدار میتواند خارج از رزونانس هم جریان سینوسی داشته باشد.

[sina_javan]

پاسخ : نحوه طراحی و محاسبات مدارهای منابع تغذیه سوییچینگ و کوره القایی

ممنون . من برای تشخیص فرکانس رزونانس از این روش هم استفاده کردم که آهسته فرکانس کلیدزنی را کاهش دادم و تغییرات جریان کویل را زیر نظر گرفتم. در نقطه ای که دامنه جریان ماکزیمم شذ و بعد از آن شروع به کاهش میکرد فهمیدم که فرکانس رزونانس است.
در مورد اتلاف توان به صورت رادیویی نظری ندارید؟ اظلاعات الکترومغناطیسی من در این زمینه ضیعیف است اما یک چیزهایی یادم میاد که مثلا در یک سری شرایط خاص میگفتند که قانون KCL نقض میشود. فکر کنم این اتفاق در فرکانس های خیلی بالا می افتد نه 25 کیلوهرتز

[عباس جبراییلی]

پاسخ : نحوه طراحی و محاسبات مدارهای منابع تغذیه سوییچینگ و کوره القایی

اتلاف توان بصورت امواج نیز وجود دارد ولی فکر نمیکنم که به این شدت باشد و مقدار ان در فرکانسهای کمتر از یک مگاهرتز هرتز بسیار کم است و در حقیقت قابل چشم پوشی و همانطور که گفتید قوانین کیرشهف زمانی نقض میشوند که ابعاد قطعات بسیار بزرگتر از طول موج امواج باشد که در این فرکانسها اتفاق نمیافتد.اتلاف توان به شکل مقاومت اهمی اتفاق میافتد و در حقیقت زمانی است که ابعاد قطعه نسبت به کویل کوچک باشد و حجم کمتری از کویل توسط قطعه اشغال شده باشد و یا قطعه از جداره کویل فاصله زیادی داشته باشد که در اینحالت ضریب کیفیت مدار خیلی زیاد شده و بیشتر جریان عبوری از کویل باعث داغ شدن مقاومت اهمی خود کویل خواهد شد و درصد کمی از میدان مغناطیسی ایجاد شده به قطعه خواهد رسید .ایا امکان دارد عکس واضحتری از کویل و قطعه درون ان را اپلود نمایید؟عکسی که گذاشته اید کمی عجیب بنظر میرسد برداشت من از عکس یک کویل پنکیک و قطعه در میان ان است.

[ebismps]

پاسخ : نحوه طراحی و محاسبات مدارهای منابع تغذیه سوییچینگ و کوره القایی

با سلام خدمت استاد جبراییلی .
برای گرم کردن یک قطعه کار از جنس فلز کوار (kovar) استوانه ای به قطر 2 سانتی متر و ضخامت حدود 3 میلی متر از روش القایی استفاده کردم که عکسش در زیر نشان داده شده است.
;

ایرادی که پیدا کردم این است : وقتی جریان ورودی را با آمپرمتر کلمپی میخوانم حدود 25 آمپر از از برق تکفاز میکشد. (حدود6 کیلووات). البته یک مقدار به آمپرمتر هم مشکوکم چون جریان ورودی احتمالا هارمونیک فرکانس بالا دارد و این آمپرمتر که فرکانس کاریش به 20 کیلوهرتز نمیرسد، به احتمال خیلی کم جریان را در این فرکانس ها اشتباه بخواند) . ولی با وجود این توان ورودی زیاد، باز هم دمای قطعه کار به 1400 درجه نمیرسد که بخواهد ذوب شود. در صورتیکه این قطعه برای رسیدن به این دما نهایتا به 200 وات توان نیاز دارد. اصلا نمیفهمم این همه توان کجا میره؟!!
یک نفر به من جوابی داد که اصلا علم و سوادم بهش نمیرسه و برای روشن شدن موضوع گفتم آنرا از شما بپرسم. به من گفت که:
از انرژی ای که به کویل میدهی علاوه بر تلفات قطعه کار و خود کویل بخشی از انرژی به صورت امواج رادیویی در فضا پخش میشود! مثل فرستنده رادیویی که مثلا 2 مگاوات انرژی را به یک آنتن میدهند و این انرژی عظیم به صورت امواج رادیویی پخش میشود که هر دستگاه رادیو را در اطراف روشن کنی آن سیگنال پیام را دریافت میکند !! ولی من هیچوقت در مقالات مربوط به کوره القایی و کویل آن هیچ حرفی در این مورد نشنیده ام و هر وقت میخواستند بازدهی کویل را بررسی کنند فقط تلفات کویل و قطعه کار مطرح بود.
در هر صورت اصلا نمیفهمم چرا از 6 کیلووات حتی 200 وات هم به بار نمیرسه ؟ و آیا اگر فرکانس را بالا ببرم درصد توانی که از کویل به بار منتقل میشود بیشتر میشود؟ یعنی طبق تجربیات شما، به ازای توان ثابتی که از اینورتر به کویل منتقل میشود درصد انرژی تحویل داده شده به بار تابع فرکانس هست یا نه ؟

سلام
فلز کوار چه نوع فلزیه؟

[sina_javan]

پاسخ : نحوه طراحی و محاسبات مدارهای منابع تغذیه سوییچینگ و کوره القایی

سلام. این همان کویل است که یکی دو دور بیشتر دارد. کویل حلزونی و بار وسطش است


این هم اطلاعاتی در مورد این فلز:
https://en.wikipedia.org/wiki/Kovar

[عباس جبراییلی]

پاسخ : نحوه طراحی و محاسبات مدارهای منابع تغذیه سوییچینگ و کوره القایی

شکل قطعه و شکل کویل نسبت بهم نامناسب میباشند و بخاطر همین مسئله حجم زیادی از کویل خالی میماند.بهتر است کویل را متناسب با قطعه تغییر شکل دهید.یک کویل 2دور و یا 3 دور جوابگوی کار شما میباشد.و به تبع ان مدار تغییراتی خواهد داشت تا جریان بیش از اندازه از سوییچها عبور نکند.

[ebismps]

پاسخ : نحوه طراحی و محاسبات مدارهای منابع تغذیه سوییچینگ و کوره القایی

سلام
یک احتمال میتواند این گونه باشدکه بدلیل کم بودن زمان dead time ایجیبیتی های بالا وپایین برای لحظه ای باهم روشن شده وحالت cross conduction بوجود می اید که باالطبع باعث افزایش جریان ورودی و کاهش توان خروجی میشود.
اگرشکل موج کلکتور-امیتر سوییچها رو قرار بدهید مشخص خواهدشد.

[mohamad_ara]

پاسخ : نحوه طراحی و محاسبات مدارهای منابع تغذیه سوییچینگ و کوره القایی

باسلام
استاد از روش هاف بریج می خوام استفاده کنم برای تولید ولتاژ بالا 25 کیلو ولت 2 آمپر
توان ورودی را 60kw در نظر گرفتم که از سه فاز تامین میشه خوب برای یکسو ساز نیاز به 90000uf خازن هست و محدود کننده جریان در ورودی با دیود 5408 درسته؟چه خازن هایی را می تونم سری موازی کنم که تو بازار هست که به این ظرفیت برسم؟
برای قسمت سوییچ از LWH400G1207 و برای گیت درایو از sg3525 که به گیت درایو ترانسفورمر متصل است.
sg3525 تا 400khz درایو می کنه آیا سوییچ ها هم می تونن ساپورت کنن؟
مشکل اصلی من اندازه ترانسی که موجود باشه و نوع سیم و تعداد دور و ایزوله کردنشه ؟
اگه یه محبتی بفرمایید و راهنماییم کنید سپاسگزارم.در ضمن اگر چیزی را از قلم انداختم بفرمایید.
باتشکر