Отговори на тема  [ 141 мнения ]  Отиди на страница Предишна  1 ... 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10  Следваща
Домашен ФЕЦ 
Автор Съобщение
Ранг: Почетен член
Ранг: Почетен член

Регистриран на: Пет Апр 13, 2018 3:00 pm
Мнения: 794
Местоположение: София
Мнение Re: Домашен ФЕЦ
Направих симулация и на полу-мост.
Както се очакваше, мощността падна значително
/всъщност, 4 пъти, като предсказва и теорията/:
При 200 волта:
10KHz -84W
15KHz -126W
20KHz -167W
25KHz -209W
30KHz -252W
35KHz -296W
40KHz -341W
Но за сметка на това, кпд се вдигна почти на 95%,
със същите транзистори. /Което също е нормално/.


Пет Дек 03, 2021 1:44 pm
Профил
Ранг: Форумен бог
Ранг: Форумен бог

Регистриран на: Нед Фев 26, 2006 5:52 pm
Мнения: 9154
Местоположение: Добрич
Мнение Re: Домашен ФЕЦ
al_at написа:
Много е важно да се оцени вътрешното съпротивление
на панелите. Аз съм го приел за 1 ом.


Значи мен ме интересуват загубите в самия контролер, защото не искам той да се пече в собствен сос...
Загубите в панелите, кабелите, както и от кофти MPPT не са толкова фатални.

Грубата ми сметка за DC загуби е:
1) входен филмов кондензатор 5mR
2) Рамо на мост - два транзистора по 70mR
3) индуктивност - 15mR
4) сериен кондензатор 10mR
Общо с грешката да кажем 200mR. Това спрямо 16 ома товар излиза приличните 1.3%. С грешката да кажем 1.5%
Динамичните зависят от транзисторите и от честота. Ако не греша в сметките както казах при 20kHz са 4*2=8W.
Това при 160V, което значи 8W загуби при 415W на изхода. Иначе казано 2% загуби. Общо станаха 3.5%
Допълнително за управлението и драйверите ще трябват още поне 5W. Така общите загуби станаха минимум 5%. Това на хартия, на практика е ясно че няма да се постигне 95% кпд. Но по-големият проблем е ниската мощност...


Пет Дек 03, 2021 2:22 pm
Профил
Ранг: Почетен член
Ранг: Почетен член

Регистриран на: Пет Апр 13, 2018 3:00 pm
Мнения: 794
Местоположение: София
Мнение Re: Домашен ФЕЦ
Вътрешното съпротивление на панела е важно за пулсациите на тока и напрежението
и определянето на входния кондензатор. А решението за мощността за съжаление
е само hard switching. Преди малко моделирах твърдо превключване с полумост
и мощността веднага скочи над 500 вата при всички честоти
/т.е. не може да се управлява с честота, трябва или ШИМ или при пълен мост -
фазово управление на двете рамена - което си е пак ШИМ при твърдо превключване/.
П.С. LTspice работи под Линукс с Wine, и аз съм го пробвал на времето, но твърде много
други неща не работят както трябва /вкл. и Алтиум/ и затова карам с Виндовс:
http://www.zen22142.zen.co.uk/ltspice/install.htm
П.С. Пълен мост с твърдо превключване L=1uH, C=22uF, 160V, 1300W изходна мощност.
П.С. Трябва да се коригира в LTspice файла редът за смятане на входната мощност, както следва:
.meas Pin AVG -V(Vin)*I(Vph) FROM dt+(N-1)*T TO dt+N*T


Прикачени файлове:
HardSwFullBridge.jpg
HardSwFullBridge.jpg [ 228.21 KiB | Прегледано 547 пъти ]
Пет Дек 03, 2021 2:42 pm
Профил
Ранг: Форумен бог
Ранг: Форумен бог

Регистриран на: Вто Фев 06, 2007 7:44 pm
Мнения: 1646
Местоположение: Пловдив
Мнение Re: Домашен ФЕЦ
Като гледам проекта трайно се преориентира само към "соларен бойлер".

Това с КПД-то на преобразувателя - добре, но не е ли по-важно да се помисли в друга посока - например какво е слънчевото лъчение по нашите географски ширини - средно дневно почасово (за всеки ден от годината), при статично ориентирани панели (оптимално и неоптимално поради монтажни ограничения) какъв е усреднения дневен почасов добив от тях при единица инсталирана панелна мощност и след това като се знае дневния профил на консумацията на вода - да оптимизираме обема на бойлера, мощността на нагревателя, броя и вида на соларите така, че да получим максимален средногодишен добив и използване на соларна енергия с бърза възвръщаемост и минимална инвестиция.
(егати и изречението дето се получи :D )

Преди години бях попадал на такива симулатори (даже и онлайн), в които можеше да се зададе всичко това и те да изкарат резултата от заданието. (Едната програмка май беше немска.) Едната програмка беше като P-SPICE, но за соларните инсталации. Чертаеш схема на соларната инсталация (тогава ме интересуваха водните соларни системи) с библиотечни компоненти (които можеше да си ги правиш), задаваха се геогравски координати на инсталацията и др. параметри и тя изкарваше почасов дневен, и усреднени дневни, месечни и годишен резултат на различни параметри, като при почасовия даже изчисляваше кога (в колко часа) диференциалния терморегулатор ще включва и изключва циркулационната помпа ...

Предполагам сега има такива програмки и за PV солари.

Та да не се окаже накрая, че 4 статични солара с подходящата мощност дори и без регулатор ще вкарват средно годишно почти толкова енергия в 3кW бойлер, колкото и с регулатор, защото времето в което ще генерират "смислена" мощност е само 3-4 часа средно дневно, а през останалото време регулатора би вкарал незначително повече мощност в бойлера ...


Пет Дек 03, 2021 4:27 pm
Профил
Ранг: Форумен бог
Ранг: Форумен бог
Аватар

Регистриран на: Вто Яну 20, 2009 10:54 pm
Мнения: 10766
Местоположение: "Занзибар"
Мнение Re: Домашен ФЕЦ
Нещо подобно се опитвам да обясня, нищо че е по Бонговски и без графики/калкулатори, ама но на доста съм се нагледал, дори в Тубата.
И все пак: ако е само за топло - електричеството е излишно! Ако е за електричество - контакт нямаш ли си в къщата?!


Пет Дек 03, 2021 4:35 pm
Профил
Ранг: Форумен бог
Ранг: Форумен бог

Регистриран на: Нед Фев 26, 2006 5:52 pm
Мнения: 9154
Местоположение: Добрич
Мнение Re: Домашен ФЕЦ
@al_at, още веднъж благодарско! Успях да го подкарам и да си поиграя ;–)

Емо, осветеността варира страшно много. Днес примерно данните ми за село показват, че е бил един доста слънчев ден. Въпреки, че максимумът е само 348W/m2.
За ноември пикът е бил на 2-ри - 928W/m2. Това е страшно голям пик. За сравнение през октомври максимумът е бил само 760. Но въпреки невероятния пик на 2-ри ноември, за деня средната стойност е доста по-ниска от днешната.
Ако трябва да избирам за каква осветеност да се оптимизира системата, просто не виждам каква трябва да е тя. Каквато и стойност и да избереш, поне през половината време няма да е оптимално. Просто Слънцето е непредсказуемо и всеки ден е шарен.
От друга страна фотоволтаиците са капризни. Ако да кажем заложа товар като за 300W осветеност, то никога няма да получа повече от 300W, щото те почти не си променят напрежението. Ако заложа товар като за 900W, то само в летни и само слънчеви часове ще ползвам 900W. Когато свети на 300W аз ще ползвам само 1/9 от тях. Демек в ден като днешния ще имам 9 пъти по-малко топла вода.
А е глупаво да се компенсира с мощност, щото за 1000лв фотоволтаици и да кажем 200-300лв MPPT, може да получиш същата енергия каквото от фотоволтаици за 3000лв без MPPT.
Както да е, всеки може да се съмнява в думите ми. Ако искате мерете, смятайте, но аз трябва да намаля философстването. Ако искам някога да го завърша тоя контролер ;-)


Пет Дек 03, 2021 5:51 pm
Профил
Ранг: Форумен бог
Ранг: Форумен бог

Регистриран на: Вто Фев 06, 2007 7:44 pm
Мнения: 1646
Местоположение: Пловдив
Мнение Re: Домашен ФЕЦ
Идеята ми пак е за AC синусоидален ток и напрежение през нагревателя.

Относно контролера - ако се използва мостова топология захранена от солара (товара включен между 2 полумоста), има възможност динамочните загуби в единият полумост да се минимизират значително, като той щрака с 50Hz, а другия щтрака с 10,20 или .. KHz.

(Няма да го чертая, защото мисля, че схемата се разбира каква е.)

На изхода на високочестотния полумост се свързва LC филтър с кондензатора свързан към маса и товара след него, а другия извод на товара се свързва към нискочестотния полумост.

PWM-а на високочестотния полумост се модулира с 50Hz синхронно с педесетте херца на нискочестотния полумост. MPPT ще се реализира с промяна на дълбочината (коефициента) на модулацията.

Така ще имаме пълно използване на напрежението на солара, схема с 4 силови транзистора, динамични загуби само в 2 от тях и AC синусоидален ток и напрежение през товара (т.е. минимални смущения през кабелите към бойлера)

Но ако се върнем на сметките - от 4 солара по 450W (1.8kW) и 3kW бойлер, максималната мощност към бойлера без повишаване на напрежението (директно свързване) ще е 1.6kW. (Т.е преоразмеряване или запас = 200W)
Oт 5 солара по 450W (2.25kW) и 3kW бойлер, максималната мощност към бойлера без повишаване на напрежението (директно свързване) би трябвало да е 2.5kW, но заради соларите тя ще е ограничена на 2.25kW. (недостиг от 225W, поради което ще трябва да има степдаун регулатор).


Пет Дек 03, 2021 7:56 pm
Профил
Ранг: Форумен бог
Ранг: Форумен бог

Регистриран на: Вто Фев 06, 2007 7:44 pm
Мнения: 1646
Местоположение: Пловдив
Мнение Re: Домашен ФЕЦ
Едно допълнение към предишният ми пост.

Модулиращият сигнал за PWM-ма на високочестотния полумост може да не е синосуида, а правоъгълен сигнал с "достатъчно заоблени" фронтове. Т.е. форма близка до правоъгълната с ниво на платото отговаряшо на желаната изходна мощност, а не до синосуидата.
И всичко това - за да няма нужда от големи кондензатори на входа паралелно на солара (както спомена sthx по-рано).


Съб Дек 04, 2021 9:56 am
Профил
Ранг: Почетен член
Ранг: Почетен член

Регистриран на: Пет Апр 13, 2018 3:00 pm
Мнения: 794
Местоположение: София
Мнение Re: Домашен ФЕЦ
Една идея - досега сметките бяха вързани за бойлер 3KW /това отговаря на 16 ома товар/.
Направих симулация за бойлер 6KW /8 ома товар/.
Намалих бобината до 10uH, защото се получаваше разтрептяване и твърдо превключване при 40KHz.
Кондензаторът е същият - 220nF. Симулацията пак е на 160 волта.
При 40KHz, мощността вече е 1550 вата, а при 20KHz - 800 вата. Т.е. ще се получи доста по-добро
използване на панела. Предполагаем недостатък - входният кондензатор. Не съм симулирал
пулсациите на входния ток и напрежение, но със сигурност ще са по-големи и ще трябва повече
енергия от входния кондензатор. Е, и разбира се, по големи токове, по яки транзистори, бобина и кондензатор.
И някое радиаторче на транзисторите.
Смятам, бойлерът ще е по-евтината част от системата / или да се смени нагревателят на съществуващия/.
П.С. ГРЕШКА!!!
Бях направил една тъпа грешка - забравил съм да сменя стойността на съпротивлението на бойлера във формулата
за смятане на мощността. Странното е, че при намаляване на резистора два пъти, мощността практически не се вдига.
И при 6KW бойлер /8 ома/, мощността при 40 KHz e 800W, при 20KHz - 400W.
Ще трябва да изследвам на какво се дължи това.


Съб Дек 04, 2021 5:27 pm
Профил
Ранг: Почетен член
Ранг: Почетен член

Регистриран на: Пет Апр 13, 2018 3:00 pm
Мнения: 794
Местоположение: София
Мнение Re: Домашен ФЕЦ
Обясних си ефекта.
При 8 ома товар, кондензаторът С2=220nF, не успява да прехвърли достатъчно енергия към товара.
Увеличих C2=470nF, което при 40KHz е на границата между soft и hard switching и всичко си дойде на място.
Ето резултатите /160 волта, 8 ома товар/:
10KHz - 426W
15KHz - 628W
20KHz - 823W
25KHz - 1012W
30KHz - 1193W
35KHz - 1358W
40KHz - 1497W


Съб Дек 04, 2021 8:33 pm
Профил
Ранг: Форумен бог
Ранг: Форумен бог

Регистриран на: Нед Фев 26, 2006 5:52 pm
Мнения: 9154
Местоположение: Добрич
Мнение Re: Домашен ФЕЦ
Мощността е ясна. При LCR резонансната честота беше 1/2*sqrt(LC) и при тая честота импендансът на LC-то е най-малък. Отношението на тоя импенданс и съпротивлението на нагревателя дава и максималната мощност.
В случая обаче индуктивността ми е нужна само за ограничаване на тока при включване и донякъде като филтър. Но може да е значително по-ниска и тогава схемата си става по-скоро RC верига. При достатъчно висока честота, импендансът на кондензатора става незначителен и все едно имаме директно включено съпротивление. Демек при 160V може да се изкара почти 1600W върху 16 ома. Но разбира се ще имаме доста твърдо превключване и се губи идеята на схемата.
Свалянето на съпротивлението ще вдигне двойно активните загуби, ще вдигне и смущенията. Според мен не е добра идея.
Ако се заиграваме с нагреватели, по-интересно решение е с двоен нагревател. По принцип има такива стандартни за повечето бойлери. Идеята е единия нагревател да се свърже преди входа. Тогава той и входния кондензатор образуват прекрасен RC филтър. Освен това през нашия регулатор вече минава само мощността на втория нагревател. Или половината ако са еднакви. Демек 50% от мощността се преобразува с 100% кпд. Проблемът е, че двата нагревателя реално стават последователно свързани и отново имаме проблем с максималната мощност. Между другото максимална мощност ще се получава, когато регулатора се държи като късо. Демек вторият нагревател е шунтиран и цяла мощност е върху входния.
Тази заигравка с два нагревателя може да се прави независимо от вида на конвертора. Може и други игри да се правят с два или три нагревателя (трифазен).
Въпросът е, че все пак някакъв контролер трябва... При LCR т.е. ZCS имаме проблем да се постигне пълна мощност. И не по-малкия проблем са големите пулсации. Ако забравим тия два проблема е супер лесен за управление и в целия диапазон мощности. И кпд-то му е високо в целия диапазон. Но пусто диапазона му е орязан отгори и бръмчи кофти...
Тия дни ще си поиграя да симулирам класически контролер да видя какво ще се получи. Лесно ли се вкарват модели в този спайс? То за ориентир и наличните стават, ама ми се ще да са малко по-близко до частите дето имам намерение да поръчвам...


Нед Дек 05, 2021 6:00 pm
Профил
Ранг: Почетен член
Ранг: Почетен член

Регистриран на: Пет Апр 13, 2018 3:00 pm
Мнения: 794
Местоположение: София
Мнение Re: Домашен ФЕЦ
Изпуснал си пи във формулата-> Fr=1/(2*pi*sqrt(LC))
При L=10uH и C=470nF, Fr=52KHz, т.е. превключването е меко.
То при тази схема, резонансната честота е максималната, при която
все още има меко превключване. Нагоре от нея се втърдява.
Идеята с последователен нагревател е доста свежа и екстравагантна,
но в единия нагревател ще е постоянен ток.
При два /или три/ нагревателя може да се направи дву /или три/ фазно управление.
Само да не се окаже, че на нагревателите не са изведени всички краища, а имат обща точка.
Модели в LTspice се вкарват лесно, но не съм го правил скоро и съм го позабравил.
Ще трябва да си го припомня.
Опитах да направя класическо трифазно управление с 6 транзистора и свързване триъгълник,
но при тази схема не е възможно. Получава се умножаване на честотата и твърдо превключване.
Трябват много транзистори - 4 независими пълни моста, което да се управляват с 60 градуса
фазова разлика. Тогава входният кондензатор може да намалее драстично.


Нед Дек 05, 2021 8:22 pm
Профил
Ранг: Форумен бог
Ранг: Форумен бог

Регистриран на: Нед Фев 26, 2006 5:52 pm
Мнения: 9154
Местоположение: Добрич
Мнение Re: Домашен ФЕЦ
al_at написа:
Идеята с последователен нагревател е доста свежа и екстравагантна,
но в единия нагревател ще е постоянен ток.

Да, но с цената на един кур капан той може да не се прекарва през защитите. Т.е. ако защитата е след входния кондензатор, там токът е променлив и ако той спре, спира и постоянния ток. Не е най-красивото решение все пак. Просто обмислям всевъзможни щури идеи, не е казано че трябва да ги реализирам ;-)

Обмислих и варианта за BOOST с цел да се изкара повече мощност от панелите върху по-високоомен нагревател. За съжаление е почти нереализуемо решение.
Трябва да се вдигне много индукивността, иначе пулсиращия ток през нея става нечовешки. Най-високата индуктивност в дигито е 340uH и е доста скъпа. Но дори и с нея постигам малко над 1900W при 160V. С клизма може и до 2000W, но не повече.
При това пак ползвам "екстравагантна" идея - махнал съм изходния кондензатор на BOOST-a. Това позволява да се разкара и диода. Така схемата не може да работи в режим на токоограничаване. И нагревателят ще шуми. Но пък кпд-то е възможно най-добро, даже спайса го дава над 99%, ама не му вярвам...
Прикачени файлове:
boost.jpeg
boost.jpeg [ 156.19 KiB | Прегледано 313 пъти ]

Както се вижда пулсациите на входа са доста прилични. На изхода естествено не са за гледане ;-)
Въпросът е, че тия допълнителни 300W ще излязат доста скъпо. И сякаш по-добре без BOOST вариант. По-добре е да се подберат по-подходящи панели/нагреватели. В моя случаи панелите са 450W, ама са толкова само на хартия. При стандартни условия ги дават до 330W, или 1420W общо при 160V. Дори да изкарат повече имам запас до 1600W. Повече ще е супер невероятно и не си струва да го мисля.


Пон Дек 06, 2021 10:48 am
Профил
Ранг: Почетен член
Ранг: Почетен член

Регистриран на: Пет Апр 13, 2018 3:00 pm
Мнения: 794
Местоположение: София
Мнение Re: Домашен ФЕЦ
За по-коректно смятане на кпд, задавам временно много голямо N - от порядъка на 2000.
Формулата смята резултата в края на поредицата и тогава преходният процес е установен
и резултатът е по-истински. При boost-a има директна връзка към товара при
изключен транзистор. Това значи, че не можеш да регулираш под определена
мощност. При boost виждам единствено вариант да сложиш след него моста.
Но тогава ще трябва да добавиш и диод и да добавиш и кондензатор след
диода. Boost-a може да работи на по-висока честота, за да е по-малка бобината.
Трябва внимателно да се симулира този вариант, за да се видят предимствата
и недостатъците му.


Пон Дек 06, 2021 11:32 am
Профил
Ранг: Почетен член
Ранг: Почетен член

Регистриран на: Пет Апр 13, 2018 3:00 pm
Мнения: 794
Местоположение: София
Мнение Re: Домашен ФЕЦ
Последното, което измислих - три независими полумоста, с управление, дефазирано на 30 градуса.
И три нагревателя по 10 ома - това отговаря 3х5KW нагреватели - това ще е трудно за намиране.
Бобините са по 22uH, кондензаторите - 2x220nF.
Симулацията показва мощностите:
10KHz - 493W
15KHz - 725W
20KHz - 951W
25KHz - 1203W
30KHz - 1476W
35KHz - 1729W
40KHz - 1918W
кпд - 93%
Пулсациите на тока при 100uF кондензатор са в рамките на 500mA,
като се изключат едни остри пикчета, които не мога да си обясня.
Добавям и LTspice файла.


Прикачени файлове:
HalfBridgeX3.zip [3.52 KiB]
9 пъти
HalfBridgeX3.jpg
HalfBridgeX3.jpg [ 228.68 KiB | Прегледано 263 пъти ]
Пон Дек 06, 2021 9:18 pm
Профил
Покажи мненията от миналия:  Сортирай по  
Отговори на тема   [ 141 мнения ]  Отиди на страница Предишна  1 ... 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10  Следваща

Кой е на линия

Потребители разглеждащи този форум: 0 регистрирани и 2 госта


Вие не можете да пускате нови теми
Вие не можете да отговаряте на теми
Вие не можете да променяте собственото си мнение
Вие не можете да изтривате собствените си мнения
Вие не можете да прикачвате файл

Търсене:
Иди на:  
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group.
Designed by ST Software for PTF.
Хостинг и Домейни