Likrikta 3-fas 400V 63A

[rikkitikkitavi]

En aktiv PFC av step up typ, så din dc bus hamnar på 7-900V .

[xxargs]

Nifelheim: '2' (drosseln) i din bild är extrem viktig bit i PFC - PFC kan utföras på flera sätt, både passivt och med elektronik - här med en drossel med luftgap och rejäl kärna så att det tål massiva DC-komponentströmmar utan att mättas och slutar att vara induktiv. - faktum är att det är lättare att filtrera passivt vid stora anläggningar i jämförelse filtrera av en vit-led lampa på 1.5 Watt för samma kvoter mellan huvudfrekvenser och dess övertoner.

drosseln i figuren är så 'tung' att den blockerar hårt för frekvenskomponenterna i ripplet (typ 300 Hz och dess multiplar) och ser till att dra ström genom halvledarna även om momentana spänningen på inkommande är långt ifrån sin toppspänning - kort sagt drosseln är godståget som håller det hela rullande även om dragkraften i loket periodiskt är borta. - med 3-fas är det också enklare att filtrera (= kräver mindre drosslar) än om man skulle ha 1-fas i och med högre frekvens på pulserna efter likriktarbryggan...

Svanted: Man måste göra det på olika sätt, batterier tål heller inte pulsning i 50Hz takt och högre vid laddning utan vill ha 'slät' likström vid laddning om de skall hålla lägre - och måste lösas med reservoarkonding och PFC-kretsar, efterföljande switchare etc. därför är det inget man lite snabbt slänger ihop i garaget med 6 dioder och en reservoarkonding i herrstorlek om man skall hantera 63 Ampere i fasström - med småelektronik (under 200 Watt) kan man fula sig ordentligt med 'slarviga kopplingar' och tidigare hade man dessutom trafo mellan vars läckinduktans slätar över ganska mycket av störningarna från kopplingen med diodbrygga med glättningskondensator efter.

[svanted]

filterdrosslar måste väl sitta innan likriktaren, det är ju där som strömmen ska hållas konstant.

[Tranzorb]

Jag tror vi avser olika 'PF'

Ja, jag tror det också. I min värld, kraftsystem 10-400kV, är PF endast ett mått på fasvridning mellan spänning och ström.
PFC är här frågan om att förhindra vridningen, normalt med shuntkondesatorer vid lasten men även seriekopensering på långa transmissionsledningar förekommer.
Sedan finns krav på EMC men dessa behandlas separat och blandas normalt inte ihop med PF.

Alltid kul att lära sig något nytt.

-T

[prototypen]

filterdrosslar måste väl sitta innan likriktaren, det är ju där som strömmen ska hållas konstant.

Nej, filterdrosseln ska sitta efter likriktaren för att minska rippel spänningen och därmed även strömmen.
Drosslar på AC sidan förvärrar bara fasvridningen och ger spänningsfall.

Protte

[svanted]

på vilket sätt kan den påverka att strömmen tas ut på spänningstopparna?
i fallet 3 fas likriktare tas ju ström ut max 60° per halvperiod och per fas utan glättningskonding,
med konding mindre beroende på storleken.
med en riktigt stor drossel efter likriktaren kan ju strömmen på dessa 60° hållas konstant,
iofs belastas ju generatorn konstant i änden, men per fas åt gången, men det måste ju fortfarande skapa distorsion på enskilda faser på elnätet..

[rikkitikkitavi]

Före likriktaren är det en ren AC ström, och drosselns serieimpedans ger hela spänningsfallet

Efter likriktaren är det en DC+AC ström, vars toppvärde är detsamma

DC kompomenten ger inte spänningsfall utom I*R

På samma sätt måste drosseln vara större för DC sidan för magnetfältet växlar aldrig polaritet, och därför ligger remanensen kvar och snor tillgänglig fluxdensitet

[xxargs]

Jag tror vi avser olika 'PF'

Ja, jag tror det också. I min värld, kraftsystem 10-400kV, är PF endast ett mått på fasvridning mellan spänning och ström.
PFC är här frågan om att förhindra vridningen, normalt med shuntkondesatorer vid lasten men även seriekopensering på långa transmissionsledningar förekommer.
Sedan finns krav på EMC men dessa behandlas separat och blandas normalt inte ihop med PF.

Alltid kul att lära sig något nytt.

-T

Den PF du pratar om är det som betecknas normalt med cos(fi)=0.x och innan man började med likriktare med begränsad öppningstid/led-tid långt mycket mindre än en halvperiod och cos(fi) var samma sak som effektfaktor i svensk språkbruk.

Men modern utrustning utan PFC-kretsar drar inte ström proportionell med spänningen (+ ev. fasförskjutning) utan drar strömmen olinjärt med spänningen vilket ger övertoner, hög krestfaktor etc.

Dagens PF avser både reaktiva spänningsförskjutning mellan spänning och ström _OCH_ avseende olinjaritet mellan ström och spänning och med detta skapade övertoner på strömsidan tillsammas. (detta vara inget som ens diskuterades 1980 - 1990 när switchade nätaggregat i produkter var relativt ovanliga och med liten effektförbrukande kvot gentemot totalförbrukning, det man ojade sig över på den tiden var låglastade elmotorer med kanske cos(fi)= 0.2 - 0.3 (märklast ofta satt till cos(fi)=0.7 men eftersom motorerna sälla dimensionerade till 100% lastgrad under drift utan var i området 0.5 ggr av märklasten så var effektfaktorn betydligt lägre i praktiken)

Nu har det här oklarheten vad PF är, förstås nyttjads flitigt av tex. lamptillverkare, elektroniska ballaster etc. och deras skrift med PF=0.98 avser fasförsjutningsströmmen cos(fi) - inte tagit med eller nämnt att faktiska övertonshalten inte är inkluderad i angivna 'PF'

Senare märkning skriver man inte ens ut 'PF' utan bara spänning och ström och effekt i Watt -och då kan man anta att det är RMS-ström som anges

Ett sätt att kolla detta är att titta på spänningen, strömmen och förbrukad effekt.

Det kan mycket väl stå 80 Watt, 1 Ampere, cos(fi) (men även PF) = 0.98 vid 230 Volt.

Men i själva verket är PF = 1 Ampere (mätt RMS) * 230 Volt = 230 VA och 80Watt / 230 VA = 0.347 - dvs PF = 0.347, inge alls orimlig värde för lysrörsarmaturer med elektronisk ballast.

Krestfaktorn - dvs. kvoten mellan momentana maximala peak-strömmen (vid tex. spänningstopp på perioden) och RMS-strömmen kan vara mellan 5-15 ggr vilket gör att det burrar lite otäckt när man drar till när den nya 10 A säkringen skruvas in för att den gamla gick sönder trots att den sammanlagda effektförbrukning ligger under 1 kW...

Och det värsta med den typen av dålig effektfaktor som modern elektronik utan PFC-krestar i sig ger - är att denna går inte kompensera bort med kondingar på samma sätt som man kunde göra i lysrörsarmaturer med drossel och glimmändare (och varenda fast monterad lysrörsarmatur har en sådan)!!


Vet att jag tjatat om den här bilden sedan tidigare - men så här här 'skitig' kan strömmen se ut på småel med enkel likritarbrygga med glättningskonding efter i tex en energisparlampa - lamptillverkar PF (som egentligen avser cos(fi)) så anges det 0.95 vilket det uppfyller med råge men i verkligheten ligger riktiga PF runt 0.3.

Peakströmmen är runt 180 mA vid spänningstopp medans RMS strömmen för 1.7 Watt vid 230 Volt i exemplet är 7.4 mA och kvoten (krestfaktorn) mellan 180mA peak / 7.4mA RMS är 24.3 ggr - många elmätare slutar att mäta rätt när denna är över 8 ggr vid märklast)

bad_PF_white_LED_1_7W_1.PNG

Strömmen leder bara ca 10 grader kring period-toppen och _inte_ i punkterna +/- 60 grader periodtoppen när dom andra enheterna på andra faserna har sina periodtoppar - det betyder att när man koppla en sådan last per fas i Y-koppling (230V apparater) så kommer inte den här strömtoppen att motsvaras av en delad strömtopp med motsatt polaritet på de andra enheterna och det blir utjämning (ingen ström i nolledaren) utan all ström kommer att gå i nolledaren och har man 3 laster fördelade över 3 faser och leddtiden på dioderna bara är 10-15 grader vid period-toppen så kommer det innebära att jordledaren måste hantera 3 ggr fasström med 3 ggr nätfrekvensen med samma strömmstyrka i topparna som peak-värdet och inte 'ingen ström alls' som det var tänkt.

---

ovanstående behandlar förvisso små förbrukare men parallellkopplar man en massa sådan så att det i slutändan motsvarar 63 Ampere RMS per fas så kommer man inse att det blir problem - speciellt på jordsidan vid Y-koppling... peakströmmen kommer vara astronomisk med typ 24 ggr högre än RMS strömmen, vilket blir 1512 Ampere, på nollsidan gånger 3...