Форум РадиоКот

Нужно сделать инвертор с постоянки 12v на переменное 220v 50гц. Мощность не ниже 6 кВт. Должен быть легким, с высоким кпд, не запредельно сложным. Эксплуатироваться будет на яхте. По возможности надо предусмотреть реверс устройства (заряд акб 4х12v@240a/h, кислотные стартерные).
Нагрузка планируется разнообразная, от ТЭНов до электромоторов. Интересуют решения как для отдельных узлов, так и всего устройства в целом.
На таких мощностях, если я правильно понимаю, надо использовать в выходных каскадах синтез огибающей посредством ШИМ? Можете показать как это реализовать?
Помогите с этой задачкой Коты и Кошки?

Даже если не на 12V, а на 48V точно не будет легким и маленьким на 6кВт.....Одни питающие провода нужны толще сварочных)

SWKOT писал(а):Даже если не на 12V, а на 48V точно не будет легким и маленьким на 6кВт.....Одни питающие провода нужны толще сварочных)

Согласен. Имеется устройство от фирмы Vetus весом в 9кг, и размерами 400х280х180, выходная мощность 5кВт, питание подводится как раз такими "сварочными" кабелями (105кв.мм.) При работе почти не греется, характерный гул 50гц отсутствует (что и натолкнуло на мысли о ШИМ). Доступа к внутренностям нет. Стоит оно больше 4к$.
Купить его не могу, потому прицеливаюсь на самостоятельную реализацию. Кстати, как вариант, можно силовые модули сделать на 3кВт, и запаралелить их.

Думайте думайте, ток будет грести при максимуме мощности 500А
Не хило...

Тогда можно посмотреть цены на UPS для серверного оборудования, у них есть входы для внешних батарей. Цены должны быть меньше. А что за необходимость питать ТЕНы от аккум? Знакомый обогревает гараж дизельным отопителем от фуры.

SWKOT писал(а):Тогда можно посмотреть цены на UPS для серверного оборудования, у них есть входы для внешних батарей.

Тяжелые, и не видел ни одного UPS-а с питанием от 12v. Питание инвертора идет от штатных аккомуляторов яхты, соединять их последовательно возможности нет.

SWKOT писал(а):Цены должны быть меньше. А что за необходимость питать ТЕНы от аккум? Знакомый обогревает гараж дизельным отопителем от фуры.

Этот инвертор-зарядник используется на большой парусной яхте. Отсюда растут требования к весу и габаритам. С электроэнергией на борту проблем нет, есть проблемы с качественной переменкой 220v. Нужен чистый синус, мощность озвучена выше. По поводу ТЭН - на борту есть водонагреватели по 2.2квт каждый. Комфорту хочется

UPS тяжелые т.к. внутри батареи, электроника там меньшая часть веса.
Если нет возможности брать 48V задача усложняется многократно...
Я бы начал с питания тэнов, им без разницы на форму напряжения, на каждый по преобразователю 2.2 кВт 12V в 220V постоянного тока. А для остальных нужд готовое решение на меньшую мощность должно быть дешевле.

UPS однофазные, на мощность до 5kVA, это 3500 Вт - это максимум..
Выше - только трёхфазные модели..
..
Как вариант решения задачи могу предложить, запараллеливание
по входу и выходу, например 500 Вт блоков-модулей..
Для большей ремонтопригодности, можносделать модульную конструкцию, с горячей заменой модулей..
..
Чуть позже найду описание одной схемы - с похожими характеристиками, но там по моему аккумы на большее напряжение..
..
Вобще, странно как-то на яхте - питание от аккумулятора, да на такую мощность..
Там есть двигатель, на яхте?

Надо делить цепи и делать несколько преобразователей... Иначе будет много проблем, как с расчётом конструкции, так и с реализацией.

Например найти сердечник под импульсный транс будет ой как непросто под такие мощности... Да и с намоткой будут проблемы большие. И это только одна самая очевидная проблема...

Во вторых переменка тенам совсем не к чему например...
А оборудование которому нужна переменка, возможно, проще подыскать в исполнении с питанием от 12v.

Не всегда имеет смысл пытаться искать решение проблемы "в лоб".
Попробуйте подробнее описать что за потребителей вы хотите подключать на 220в переменки?

RoboCat..
пока отвечаешь на мой вопрос, насчёт наличия двигателя на яхте,
посмотри в качестве примера рисунок в прикреплении..
И поищи в инете две статьи по названиям:
1. Низковольтный преобразователь постоянного напряжения с широким коэффициентом передачи по напряжению.
2. Design of a 10 kW Inverter for a Fuel Cell

щас я те всю охоту отобью...
6кВт выход
переведем на вход при грубом прикиде КПД в 0,8 - получим 7,5кВт
1500Вт у тебя будет печка из твоего инвертора
7,5кВт переведем в амперы от батарей - 630А потребление, прикинь размеры феррита, тут тебя даже ETD59 не спасёт, и прикинь как ты 630амперным проводом будешь выполнять обмотку, это ни много ни мало 35-40 квадратов!!!

у меня есть пдфка на 160А*ч батарею, та весит 56кг. Пропорцией можно прикинуть массу батареи на 240А*ч - будет 85кг. 85кило на 4 штуки - выйдет 350 килограмм. у тя яхта потонет к "беням

если у тебя 630 ампер ток, на 4 батареи это будет 160А с каждой. При емкости в 240А/ч твоя махина протянет 30-40 минут, успеешь только посрать и подтереться

вывод - не парься и купи дизель-генератор на 6,5кВт с заправленным баком весит 80кг. На 11 литрах он протянет тебе 18 часов! Стоит в пределах 60.000р - немецкая, 30.000 - китайская. Недешево, но зато самоделка твоя если "бнет в море - будешь сидеть без света и тепла...

... ну а тем более, если тебе нужна переменка на выходе, на 6кВт, то всё надо пересчитать на вольт-амперы. 6кВт это будет 8,5кВА на выходе, это будет 10,6кВА на входе, это будет почти 900 ампер от батарей, это будет 230А с каждой батареи, и это будет 20-30 минут работы на полной мощности и 2кВт тепловых потерь в воздух... увы...

МитяРа писал(а):Как вариант решения задачи могу предложить, запараллеливание по входу и выходу, например 500 Вт блоков-модулей..
Для большей ремонтопригодности, можносделать модульную конструкцию, с горячей заменой модулей..

По всей видимости так и придется делать.

МитяРа писал(а):Вобще, странно как-то на яхте - питание от аккумулятора, да на такую мощность..
Там есть двигатель, на яхте?

Двигатель есть, и не маленький. Мощность навешенных на него генераторов порядка 4кВт. Но он не всегда работает. В те моменты когда он не работает - работает этот инвертор. 6кВт - Пиковая потребляемая мощность бортового оборудования. Номинал держится на уровне 0.6-1.0кВт (освещение, навигационные системы, системы жизнеобеспечения, холодильники).

Старый ржавый электронщик писал(а):щас я те всю охоту отобью...

Я почемуто ждал такого поста. Отвечу по порядку.

Старый ржавый электронщик писал(а):6кВт выход
переведем на вход при грубом прикиде КПД в 0,8 - получим 7,5кВт
1500Вт у тебя будет печка из твоего инвертора
7,5кВт переведем в амперы от батарей - 630А потребление, прикинь размеры феррита, тут тебя даже ETD59 не спасёт, и прикинь как ты 630амперным проводом будешь выполнять обмотку, это ни много ни мало 35-40 квадратов!!!

Это конечно смешно, но из того апокалипсиса что Вы тут нарисовали не наблюдается абсолютно ничего. Ну кроме потребления с 12v под 500а в пике нагрузки. Повторю еще раз, есть устройство заводского изготовления, яхтенное, с габаритами 400х280х180 и весом 9 кг. Я давно не верю в чудеса, особенно когда вижу вполне работающий девайс.

Старый ржавый электронщик писал(а):у меня есть пдфка на 160А*ч батарею, та весит 56кг. Пропорцией можно прикинуть массу батареи на 240А*ч - будет 85кг. 85кило на 4 штуки - выйдет 350 килограмм. у тя яхта потонет к "беням

У меня эти аккомуляторы есть в наличии, ПДФ-ки на них нету Вес каждой батареи с электролитом 89кг. Все вместе около 400кг. Это штатные батареи яхты. Полное водоизмещение яхты 19.2 тонны.

Старый ржавый электронщик писал(а):если у тебя 630 ампер ток, на 4 батареи это будет 160А с каждой. При емкости в 240А/ч твоя махина протянет 30-40 минут, успеешь только посрать и подтереться

Надеюсь я правильно понял что Вы сказали. Мне будет достаточно и 20-30 минут, после этого автоматика запустит ДГ.

Старый ржавый электронщик писал(а):вывод - не парься и купи дизель-генератор на 6,5кВт с заправленным баком весит 80кг. На 11 литрах он протянет тебе 18 часов! Стоит в пределах 60.000р - немецкая, 30.000 - китайская. Недешево, но зато самоделка твоя если "бнет в море - будешь сидеть без света и тепла...

Спасибо за совет. Резервирование предусмотрено. Задачка состоит в создании устройства. Если удастся решить ее, получим неплохой, масштабируемый девайс...

МитяРа писал(а):RoboCat..
пока отвечаешь на мой вопрос, насчёт наличия двигателя на яхте,
посмотри в качестве примера рисунок в прикреплении..
И поищи в инете две статьи по названиям:
1. Низковольтный преобразователь постоянного напряжения с широким коэффициентом передачи по напряжению.
2. Design of a 10 kW Inverter for a Fuel Cell

Огромное спасибо! Сейчас поищу и почитаю. По приложенной схеме - надо мне понять как она работает... Особенно выход.

bsyomov писал(а):Надо делить цепи и делать несколько преобразователей... Иначе будет много проблем, как с расчётом конструкции, так и с реализацией.

Хочу решить задачку "в лоб", не трогая бортовое оборудование и разводку его питания.

bsyomov писал(а):Например найти сердечник под импульсный транс будет ой как непросто под такие мощности... Да и с намоткой будут проблемы большие. И это только одна самая очевидная проблема...
Во вторых переменка тенам совсем не к чему например...
А оборудование которому нужна переменка, возможно, проще подыскать в исполнении с питанием от 12v.

Нежелательно вносить изменения в бортовой комплекс оборудования. Там все очень непросто, поверьте.

bsyomov писал(а):Не всегда имеет смысл пытаться искать решение проблемы "в лоб".Попробуйте подробнее описать что за потребителей вы хотите подключать на 220в переменки?

Бытовое оборудование (видеосистемы, освещение), хлебопечка, стиральная машина, навигационный комплекс, системы кондиционирования, водонагреватели, холодильники.

RoboCat, видишь ли в чем дело... Та фирма, которая за 4к$ делает устройства, которые хочешь повторить ты, наверняка не зря просит за них такую сумму. Там может быть всё что угодно, и обмотка двухмиллиметровой фольгой, и до полусотни транзисторов на всё устройство, и еще много чего.

Я думаю, ты хоть не считаешь, что та контора как-то обходит известные принципы конструирования ИИП? Может, её преобразователи Божьей силой питаются? нет? Ну а раз так, стало быть обмотку на полтысячи ампер она как-то выполняет. И тебе от этого тоже никуда не деться, если всё-таки соберешься.

Просто так вот, абстрактно, прикинь. Возьмём ферритовый сердечник Ш, примерный, у которого средний керн диаметром 30мм и катушка длиной 50мм. Если такой найдешь, он вполне вытянет при рационально выбранных плотности тока, частоте и охлаждении 10кВА. Сколько я там писал ток обмотки? 900А? На вентиляторном охлаждении выберем плотность тока 15А/кв.мм, это первичная обмотка будет 60 квадратов в сечении. При намотке медной лентой на всю ширину каркаса толщина ленты должна быть 60/50=1,2мм
Представь себе медную ленту 50мм шириной и 1,2мм толщиной, представь, как ты ее будешь гнуть (а ведь надо не сломать пластмассовый каркас)... Да, обмотка у тебя будет всего один-два витка, но зато каких!!! Подведи к трансформатору шины на 900А и посчитай, какими транзисторами и каким их числом ты сможешь накачивать 900А в сердечник, и во сколько они тебе выльются...

Меня не пугают трудности в плане создания такого монстра. Мне нужен совет бывалых, кто руками и головой пробовал создавать подобные устройства, отговаривать меня от этой затеи не нужно. Перед тем как задать вопрос здесь, в этой ветке, я просидел на форуме больше недели, прочитав и обдумав все что тут есть. Есть очень хорошие разработки и решения, и вполне можно использовать в этом инверторе. Пока что ясно стало одно - устройство должно быть модульным, масштабируемым, работать на принципе сложения мощностей. Для уменьшения габаритов и веса необходимо использовать ШИМ-синтез при формировании выходного напряжения. Собственно реализация такого выходного каскада и есть главная проблема. Со сложением мощности проблем практически нет, если заниматься им после выходных фильтров.
ps: По поводу фирмы которая делает хрень за 4к$ - есть понятие защиты инвестиций. Cisco в компьютерном мире занимается тем же самым... А по поводу медной ленты в обмотках - отжигайте ее перед намоткой. Лента шириной 60мм и толщиной 2мм будет гнуться как бумага. И всех делов...
pps: Если есть желание по отговаривать - давайте в личку наверное?

RoboCat.. приветствую..
Только сейчас заметил, из каких ты краёв..
Так-что - передавай привет Сахалину.. и Курилам, если бываешь там..
Служил мя в тех краях - славное было время, скучаю..
..
Подробнее отвечу чуть позже..
По поводу формирования "синуса" - прочти мой пос по ссылке:
http://radiokot.ru/forum/viewtopic.php?p=177104#177104
Описание устройства, про которое мя писал, пока не нашёл, но там 3фазный вход, точно помню.. Найду обязательно, сейчас времени нет..
..
А пока ещё такой вопрос: а вот 12 вольт аккумуляторы, это куча соединённая параллельно?

МитяРа писал(а):RoboCat.. приветствую..
Только сейчас заметил, из каких ты краёв..
Так-что - передавай привет Сахалину.. и Курилам, если бываешь там..
Служил мя в тех краях - славное было время, скучаю..

Передам

МитяРа писал(а):Подробнее отвечу чуть позже..
По поводу формирования "синуса" - прочти мой пос по ссылке:
http://radiokot.ru/forum/viewtopic.php?p=177104#177104
Описание устройства, про которое мя писал, пока не нашёл, но там 3фазный вход, точно помню.. Найду обязательно, сейчас времени нет..
..
А пока ещё такой вопрос: а вот 12 вольт аккумуляторы, это куча соединённая параллельно?

За ссылочку мерси Я ее отслеживаю
По аккумуляторам - каждая батарея соединена параллельно с остальными через мощные диоды шоттки (по паспорту 2300а). Заряд и контроль каждой батареи производится также через диоды, (вторая группа диодов). Конструктивно все собрано в настенной панели, в ней же находится коммутатор батарей. Попозже смогу прислать фотографии этих устройств, сейчас лодка на берегу, закрыта на зимнее хранение.