Kirjoittaja Aihe: Paneelin ja lämmitysvastuksen väliin säädin IGBT:llä  (Luettu 10407 kertaa)

juhe

  • Tulokas
  • *
  • Viestejä: 27
Ennestään on tuo MPPT säädin suoraan vastukseen ketju: http://ilmaisenergia.info/foorumi/index.php?topic=1736.0, mutta jos saman tekee itse ja rajoittaa paneelilta lähtevää virtaa PWM:n kanssa. Kytkentä periaatteellisella tasolla on aika yksinkertainen, ainakin jos paneelin jännitteen koittaa pitää nimellisessä tehollisessa jännitteessä.

IGBT:n ajurin suunnittelu vaatii jonkin verran lueskelua. Tämä näytti hyvältä lähtökohdalta http://www.powerguru.org/driver-circuit-structures/
Paneelin suuntaan tulee kela ja kondensaattori, jotta kytkentä ja katkaisu virtoja saa suodatettua vähemmäksi. Vastuksen suuntaan pörinöillä ei ole ihan yhtä isoa merkitystä, kun lyhyempi johto, mutta joku pieni kondensaattori sen rinnalla kanssa voisi olla syömässä korkeampia kytkentä piikkejä. Taajuus voisi olla jotain 30 kHz tai yli ettei sitä kuule, mutta toisaalta halvemmat ja hitaammat transistorit pysyy hyvin vauhdissa mukana (+ suunnittelu ehkä helpompaa). Toisaalta oma pieni ja halpa kännykkään liitettävä skooppi ei pärjää paremmin matalissa taajuuksissa. Ilman skooppia ei tiedä yhtään mitä pörinöitä se kytkentä aiheuttaa, jotain kontrolia pitää olla.

Helpompi jos löytyisi tuohon valmiin näköinen kytkentä, niin ei tarvitse samaa keksiä uudelleen.

En sitten tiedä paljonko paneelin virran rajoitus tuo lisää tehoa heikommassa säteilyssä, mutta kokeilemalla sitten selviää.

kotte

  • Aktiivijäsen
  • ***
  • Viestejä: 1161
Vs: Paneelin ja lämmitysvastuksen väliin säädin IGBT:llä
« Vastaus #1 : 04.04.18 - klo:21:02 »
Paneelin suuntaan tulee kela ja kondensaattori, jotta kytkentä ja katkaisu virtoja saa suodatettua vähemmäksi.
En tuon perusteella ymmärrä, mitä tarkoitat, mutta paneelista saatavan hyödyn maksimoimiseksi on pitää paneelin ylitse vaikuttava todellinen jännite oikealla tasolla (käytännössä lähellä nimellisjännitettä) joka hetkenä. Kytkentäjärjestys on siis 1) ensin konkka paneeli rinnalle (oikeastaan paneelilta virtaa johtavan estodiodin jälkeen), 2) sen jälkeen kela, js 3) lopuksi PWM-katkoja ennen kuormavastusta.

tengu

  • Aktiivijäsen
  • ***
  • Viestejä: 569
Vs: Paneelin ja lämmitysvastuksen väliin säädin IGBT:llä
« Vastaus #2 : 04.04.18 - klo:22:46 »
Säädin, mikä itsellä oli käytössä, lähestyi asiaa vähän toisella tapaa ja toimi hieman kuin säätövastus. Aina oli yksi vastus kiinni kun tehot oli melkoiset tuolta paneliryhmästä..  V2 oli suunnitteilla missä oli optolla erotettu nuo hullut jännitteet mutta en saanut koskaan aikaan tehtyä kun vaihtui invertteri ja MK2 tilalle.
3x25 tyhjiöputkea. 2,1kw PV verkossa Zeverlution 2000S. 1,2Kw PV panelia verkossa Sunny Boy 1200 SB. 240w verkossa AEConversion. 500w verkossa Envertech. 2000L varaaja+60L tulistus kv:lle. MK2PVRouter omakäytön maksimointiin.

juhe

  • Tulokas
  • *
  • Viestejä: 27
Vs: Paneelin ja lämmitysvastuksen väliin säädin IGBT:llä
« Vastaus #3 : 05.04.18 - klo:07:35 »
Säädin, mikä itsellä oli käytössä, lähestyi asiaa vähän toisella tapaa ja toimi hieman kuin säätövastus. Aina oli yksi vastus kiinni kun tehot oli melkoiset tuolta paneliryhmästä..  V2 oli suunnitteilla missä oli optolla erotettu nuo hullut jännitteet mutta en saanut koskaan aikaan tehtyä kun vaihtui invertteri ja MK2 tilalle.
Joo, tuo olisi helpompi näiden pörinöiden suhteen + siinä pärjää ilman skooppia. Noita samaisia IGBT transistoreita voisi käyttää kytkiminä (releiden tapaan), kun toimivat hyvin myös reilusti alle 30 kHz taajuuksilla (aika monet 600V IGBT kaiketi aika hyvin pääsee 30 kHz asti ilman suurempaa kytkentä häviötä, kuten tämä http://www.vekoy.com/product_info.php?cPath=40_177&products_id=26731 ). Tässä vaiheessa vielä niin alussa että suunnitelmia ehtii vaihtamaan  :) ja vähän kerrassaan miettiessä tuossa menee aikansa.

juhe

  • Tulokas
  • *
  • Viestejä: 27
Vs: Paneelin ja lämmitysvastuksen väliin säädin IGBT:llä
« Vastaus #4 : 05.04.18 - klo:07:41 »
En tuon perusteella ymmärrä, mitä tarkoitat, mutta paneelista saatavan hyödyn maksimoimiseksi on pitää paneelin ylitse vaikuttava todellinen jännite oikealla tasolla (käytännössä lähellä nimellisjännitettä) joka hetkenä. Kytkentäjärjestys on siis 1) ensin konkka paneeli rinnalle (oikeastaan paneelilta virtaa johtavan estodiodin jälkeen), 2) sen jälkeen kela, js 3) lopuksi PWM-katkoja ennen kuormavastusta.
Paneelin suuntaan on LC suodin, kuten tuossa oli sanottu. Sille voisi laskea alipäästön rajataajuuden. Pienillä resistansseilla ne taajuudet nousee ylemmäksi ja "rautanaulasta" väännetty kuristin saattaa myös olla iso (= kallis). Kunhan saa jonkun tasoisen suunnitelman että voi arvioida tuloksia ennen kytkentöjä.

Ilmaisenergia.info

Vs: Paneelin ja lämmitysvastuksen väliin säädin IGBT:llä
« Vastaus #4 : 05.04.18 - klo:07:41 »

kotte

  • Aktiivijäsen
  • ***
  • Viestejä: 1161
Vs: Paneelin ja lämmitysvastuksen väliin säädin IGBT:llä
« Vastaus #5 : 05.04.18 - klo:10:10 »
En tuon perusteella ymmärrä, mitä tarkoitat, mutta paneelista saatavan hyödyn maksimoimiseksi on pitää paneelin ylitse vaikuttava todellinen jännite oikealla tasolla (käytännössä lähellä nimellisjännitettä) joka hetkenä. Kytkentäjärjestys on siis 1) ensin konkka paneeli rinnalle (oikeastaan paneelilta virtaa johtavan estodiodin jälkeen), 2) sen jälkeen kela, js 3) lopuksi PWM-katkoja ennen kuormavastusta.
Paneelin suuntaan on LC suodin, kuten tuossa oli sanottu. Sille voisi laskea alipäästön rajataajuuden. Pienillä resistansseilla ne taajuudet nousee ylemmäksi ja "rautanaulasta" väännetty kuristin saattaa myös olla iso (= kallis). Kunhan saa jonkun tasoisen suunnitelman että voi arvioida tuloksia ennen kytkentöjä.
Edelleenkin ihmettelen, mihin LC-suodattimella pyrit. Paneelia ei nimittäin pidä pyrkiä kuormittamaan tasaisella virralla, vaan tasaisella (ja optimoidulla) jännitteellä. Tuo vaatii erittäin epälineaarisen suodattimen (siis ensiksi estodiodi, sitten kondensaattori ja tämän jännitteen perusteella ohjattu pwm-katkoja ja kuristin) ja rajataajuus on periaatteessa hyvin korkea (ei missään mielessä alipäästösuodatin). Muutoin paneelin tuotosta jää auttamatta osa käyttämättä.

tengu

  • Aktiivijäsen
  • ***
  • Viestejä: 569
Vs: Paneelin ja lämmitysvastuksen väliin säädin IGBT:llä
« Vastaus #6 : 05.04.18 - klo:10:11 »

Joo, tuo olisi helpompi näiden pörinöiden suhteen + siinä pärjää ilman skooppia. Noita samaisia IGBT transistoreita voisi käyttää kytkiminä (releiden tapaan), kun toimivat hyvin myös reilusti alle 30 kHz taajuuksilla (aika monet 600V IGBT kaiketi aika hyvin pääsee 30 kHz asti ilman suurempaa kytkentä häviötä, kuten tämä http://www.vekoy.com/product_info.php?cPath=40_177&products_id=26731 ). Tässä vaiheessa vielä niin alussa että suunnitelmia ehtii vaihtamaan  :) ja vähän kerrassaan miettiessä tuossa menee aikansa.

Minulla oli 4khz ja ferriittejä melko läjä välissä. Muutama skoopin kuva löytyi koneeltakin vielä.

Edit: Ja säädin oli ihan vastuksen vieressä eli piuhat ei ollut kuin ehkä 30-50cm.

3x25 tyhjiöputkea. 2,1kw PV verkossa Zeverlution 2000S. 1,2Kw PV panelia verkossa Sunny Boy 1200 SB. 240w verkossa AEConversion. 500w verkossa Envertech. 2000L varaaja+60L tulistus kv:lle. MK2PVRouter omakäytön maksimointiin.

juhe

  • Tulokas
  • *
  • Viestejä: 27
Vs: Paneelin ja lämmitysvastuksen väliin säädin IGBT:llä
« Vastaus #7 : 06.04.18 - klo:09:58 »
Minulla oli 4khz ja ferriittejä melko läjä välissä. Muutama skoopin kuva löytyi koneeltakin vielä.

Edit: Ja säädin oli ihan vastuksen vieressä eli piuhat ei ollut kuin ehkä 30-50cm.
Perustoiminta tuossa näyttää lähelle sitä mitä oma suunnitelma on. Varmaan kannattaa omaankin laittaa yksi vastus suoraan kiinni, niin hiukan pienenee tehotransistorin kuorma ja virrat. Kun teen pienemmillä jännitteillä, niin virrat voi olla isompia tai ainakin koitan valita komponentit niin että myöhemmin on marginaalia kasvattaa. Alkuun pärjäisin tuollakin MOSFETillä.

Säädin ilmeisesti on sopivan pehmeästi nostamassa ja laskemassa MOSFETin (IRFPC60) avautumista ja sulkemista, kun isompia piikkejä ei näy skooppikuvissa. Tuo IR2104 näkyy löytyvän ainakin Elfan listoilta. Parempi se ostaa kuin tehdä sama itse erilliskomponenteilla (mitä vielä äsken suunnittelin). IGBT:n kohdalla on näkynyt suositusta sulkea ohjaus (gate) -8 V:llä eikä nollalla. Periaatteessa se onnistuu myös tuon piirin kanssa kun piirin max VCC on 25V. Pitää vain järjestää 15V ja -8V (tai ehkä käytännnössä -5V riittäisi).

Kun on keloja ja isoja virtoja, niin jotenkin pitäisi osata arvioida milloin ne ferriittisydämiset kelat kyllästyy... Ilmakelaisella se ei tule vastaan, mutta onhan sitten isompia.

tengu

  • Aktiivijäsen
  • ***
  • Viestejä: 569
Vs: Paneelin ja lämmitysvastuksen väliin säädin IGBT:llä
« Vastaus #8 : 06.04.18 - klo:20:05 »

Säädin ilmeisesti on sopivan pehmeästi nostamassa ja laskemassa MOSFETin (IRFPC60) avautumista ja sulkemista, kun isompia piikkejä ei näy skooppikuvissa. Tuo IR2104 näkyy löytyvän ainakin Elfan listoilta. Parempi se ostaa kuin tehdä sama itse erilliskomponenteilla (mitä vielä äsken suunnittelin). IGBT:n kohdalla on näkynyt suositusta sulkea ohjaus (gate) -8 V:llä eikä nollalla. Periaatteessa se onnistuu myös tuon piirin kanssa kun piirin max VCC on 25V. Pitää vain järjestää 15V ja -8V (tai ehkä käytännnössä -5V riittäisi).

Kun on keloja ja isoja virtoja, niin jotenkin pitäisi osata arvioida milloin ne ferriittisydämiset kelat kyllästyy... Ilmakelaisella se ei tule vastaan, mutta onhan sitten isompia.

Eiköhän tuommoinen ohjauspiiri IR2104 tai vastaava hoida homman ihan yhdellä jännittelllä.   Noilla tehoilla vähänkin hidas pulssin nousu/lasku (ilman kunnon ohjainpiiriä) Fetille niin lämpenee julmasti ja nopeaan on toimintasavu hukassa. Silti kun 2kw ajettiin tehoa läpi niin suurin siili mitä sopi + puhallin oli tarpeen.  Galvaanisesti pitäisi olla ehdottomasti erotettu eli tuo minun proto on vähän sellainen "pellepeloton" esimerkki miten ei saisi kytkeä...
3x25 tyhjiöputkea. 2,1kw PV verkossa Zeverlution 2000S. 1,2Kw PV panelia verkossa Sunny Boy 1200 SB. 240w verkossa AEConversion. 500w verkossa Envertech. 2000L varaaja+60L tulistus kv:lle. MK2PVRouter omakäytön maksimointiin.

juhe

  • Tulokas
  • *
  • Viestejä: 27
Vs: Paneelin ja lämmitysvastuksen väliin säädin IGBT:llä
« Vastaus #9 : 13.04.18 - klo:06:50 »
Eiköhän tuommoinen ohjauspiiri IR2104 tai vastaava hoida homman ihan yhdellä jännittelllä.   Noilla tehoilla vähänkin hidas pulssin nousu/lasku (ilman kunnon ohjainpiiriä) Fetille niin lämpenee julmasti ja nopeaan on toimintasavu hukassa. Silti kun 2kw ajettiin tehoa läpi niin suurin siili mitä sopi + puhallin oli tarpeen.  Galvaanisesti pitäisi olla ehdottomasti erotettu eli tuo minun proto on vähän sellainen "pellepeloton" esimerkki miten ei saisi kytkeä...
Etsin jonkun aikaa sopivaa piiriä tekemään suoraan käyttöjännitteitä 90V..100V DC:stä, mutta ehkä varmempi tehdä muuntajan kautta? LM5008 on periaatteessa siihen sopiva, mutta jos kuorma häviää ja on aurinkoinen keväinen päivä, niin mennään kolmella "24V" paneelilla yli speksien.

Varmempaa käyttää käyttöjännitteiden tekoon muuntajaa jossa on muuntosuhde lähellä 3:1. 230V/2x24V ei ole ihan sitä, mutta ehkä riittävän hyvä. On ainakin standardiosa, että löytää helposti. Ensiöpuolelle pitää tehdä joku "pumppu" ja taitaa onnistua aika vähillä osilla itse tehden. NE555 ja sille fetti. 200 mA riittää sopivan kokoisen tehoFETin ohjaukseen, kun ei se tavallinen muuntaja isoja taajuuksia siedä??

Vastuspuolella osa vastuksesta voi olla rautaputkessa. Sitä voi lämmittää induktiivisesti?

tengu

  • Aktiivijäsen
  • ***
  • Viestejä: 569
Vs: Paneelin ja lämmitysvastuksen väliin säädin IGBT:llä
« Vastaus #10 : 13.04.18 - klo:08:52 »

Etsin jonkun aikaa sopivaa piiriä tekemään suoraan käyttöjännitteitä 90V..100V DC:stä, mutta ehkä varmempi tehdä muuntajan kautta? LM5008 on periaatteessa siihen sopiva, mutta jos kuorma häviää ja on aurinkoinen keväinen päivä, niin mennään kolmella "24V" paneelilla yli speksien.

Vastuspuolella osa vastuksesta voi olla rautaputkessa. Sitä voi lämmittää induktiivisesti?

Omassa tein näppäränä kaverina ekan version niin että otin jännitteen suoraan paneleista. Heti ensimmäisen kerran savun hälvettyä laitoin 15V muuntajan suosiolla syöttämään ohjainta  8)

Induktiivisesti lämmittää vastusta??
3x25 tyhjiöputkea. 2,1kw PV verkossa Zeverlution 2000S. 1,2Kw PV panelia verkossa Sunny Boy 1200 SB. 240w verkossa AEConversion. 500w verkossa Envertech. 2000L varaaja+60L tulistus kv:lle. MK2PVRouter omakäytön maksimointiin.

juhe

  • Tulokas
  • *
  • Viestejä: 27
Vs: Paneelin ja lämmitysvastuksen väliin säädin IGBT:llä
« Vastaus #11 : 13.04.18 - klo:09:51 »
Omassa tein näppäränä kaverina ekan version niin että otin jännitteen suoraan paneleista. Heti ensimmäisen kerran savun hälvettyä laitoin 15V muuntajan suosiolla syöttämään ohjainta  8)

Induktiivisesti lämmittää vastusta??
Aamun kirjoituksen sanamuoto jäi kesken, kun piti lähteä eteenpäin.

Kun on vinkkejä laittaa betonin lämmityskaapelia lämmitysvastkseksi, niin kai sen samaisen kaapelin voisi kiertää vesijohtoputken ympärille? Riittävästi kierroksia ja jos kelan sydän vielä reagoi sopivasti magneettikenttään, niin lämpiäähän se vesiputki. Patteriverkoston putket on mustaarautaa ja siinä se muutaman sadan watin lämmitys vesiputkessa olisi helposti "jäähdytetty" (lämpö menee suoraan kiertoon). Kesällä tuota ei tarvitse ja se ei auta lämpimään käyttöveden lämmitykseen. Kupariputken ympärille kai pitää laittaa peltiä, jonka lämmittää induktiivisesti ja lämpö siirtyy sitten putken kautta veteen.

Muutenkin omassa systeemissä FETtien tuottaman lämmön periaatteessa voisi jäähdyttää suoraan veteen. Pitää vain laskea että FETit toimii vielä esim 120C lämötilassa tarvittavalla kuormituksella. 120C ei ole mikään tarkka luku. Jonkun verran kuumempina ne käy kuin on lämmitettävä vesi maksimissaan.

3x24V (3x270W) tehon vielä voisi kohtuudella jäähdyttää suoraan FETtien kautta, kun on vaikka 10 kpl niitä. Sillä teholla ei vielä erilliset lämmitysvastukset ole välttämättömiä :) Mieluummin kuitenkin tavallista kuparijohtoa sinne sarjaan. Kuorma saa olla myös induktiivisesti, jos se tekee systeemin yksinkertaisemmaksi.

Edit:
Valmiita ohjeita tuohon näkyy löytyvän, kuten https://www.homemade-circuits.com/solar-induction-heater-circuit/
Ainoa että hehkuvan kuumaksi ei tarvitse tehdä ja toisaalta ei haittaa vaikka se lämmittävä kela myös lämpenisi ja lämpö johtuisi veteen (joko suoraan tai hitaammin johtumalla). Oma tarkkuutensa tuossakin pitää olla ettei höyrystä johtoja väärässä paikassa. Esim. 3x270W paneelit riittää kuumentamaan yhden rautanaulan melko lämpimäksi...
« Viimeksi muokattu: 13.04.18 - klo:11:57 kirjoittanut juhe »

jolla

  • Aktiivijäsen
  • ***
  • Viestejä: 642
Vs: Paneelin ja lämmitysvastuksen väliin säädin IGBT:llä
« Vastaus #12 : 16.05.18 - klo:22:07 »
....... Noita samaisia IGBT transistoreita voisi käyttää kytkiminä (releiden tapaan), kun toimivat hyvin myös reilusti alle 30 kHz taajuuksilla (aika monet 600V IGBT kaiketi aika hyvin pääsee 30 kHz asti ilman suurempaa kytkentä häviötä, kuten tämä http://www.vekoy.com/product_info.php?cPath=40_177&products_id=26731 ). .....

miten tuo kestää kytkimenä? kun tehonkestoksi ilmoitetaan 330W, vai tarkoitatko yhdelle panelille
kävisikö tuo minun 8*270W sarjoille kytkimeksi, ne on reilut 2kW/kpl

juhe

  • Tulokas
  • *
  • Viestejä: 27
Vs: Paneelin ja lämmitysvastuksen väliin säädin IGBT:llä
« Vastaus #13 : 17.05.18 - klo:08:45 »
miten tuo kestää kytkimenä? kun tehonkestoksi ilmoitetaan 330W, vai tarkoitatko yhdelle panelille
kävisikö tuo minun 8*270W sarjoille kytkimeksi, ne on reilut 2kW/kpl

Varmempi katsoa virran kesto ja myös tehon kesto 100 C:ssä kuin 25C -- riippuu miten sitä käyttää, mutta hyvä olla marginaalia. 100C lämpötilassa max virta on 50A ja teho 167 W. Kytkimenä käyttäessä transistorin yli jää max 2,5 V jännite (pdf:ssä pikkusen pienempiä lukemia, mutta ei ole suoraan 100C:tä ilmoitettu). Staattisen tilanteen teho transistorissa on 2,5V*50A = 125W. Noita kaikkia kahdeksaa ei voi laittaa rinnakkain, mutta 4rinnan x 2sarjaan jo voisi kelvata. Kaikki kahdeksan sarjaan tarkoittaa pientä virtaa ja pientä häviötä kytkimessä -- tehon kesto ei tule vastaan, kun tehonhukka voi olla 2,0V*10A=20W ja silloin transistorikin käy viileämpänä hyvällä jäähdytyksellä. Olemattomalla jäähdytyksellä ei kestä kytkimenä...

jolla

  • Aktiivijäsen
  • ***
  • Viestejä: 642
Vs: Paneelin ja lämmitysvastuksen väliin säädin IGBT:llä
« Vastaus #14 : 17.05.18 - klo:10:08 »
miten tuo kestää kytkimenä? kun tehonkestoksi ilmoitetaan 330W, vai tarkoitatko yhdelle panelille
kävisikö tuo minun 8*270W sarjoille kytkimeksi, ne on reilut 2kW/kpl

Varmempi katsoa virran kesto ja myös tehon kesto 100 C:ssä kuin 25C -- riippuu miten sitä käyttää, mutta hyvä olla marginaalia. 100C lämpötilassa max virta on 50A ja teho 167 W. Kytkimenä käyttäessä transistorin yli jää max 2,5 V jännite (pdf:ssä pikkusen pienempiä lukemia, mutta ei ole suoraan 100C:tä ilmoitettu). Staattisen tilanteen teho transistorissa on 2,5V*50A = 125W. Noita kaikkia kahdeksaa ei voi laittaa rinnakkain, mutta 4rinnan x 2sarjaan jo voisi kelvata. Kaikki kahdeksan sarjaan tarkoittaa pientä virtaa ja pientä häviötä kytkimessä -- tehon kesto ei tule vastaan, kun tehonhukka voi olla 2,0V*10A=20W ja silloin transistorikin käy viileämpänä hyvällä jäähdytyksellä. Olemattomalla jäähdytyksellä ei kestä kytkimenä...

kiitän vastauksesta, ymmärsin tehonkeston väärin
nämä ovat sarjassa elikkä kyseessä 250V jännite ja alle 10A virta
'hyllystä' löytyy irfpe50 ja irf450 satiaisia, nekin ilmeisesti käy sitten

Ilmaisenergia.info

Vs: Paneelin ja lämmitysvastuksen väliin säädin IGBT:llä
« Vastaus #14 : 17.05.18 - klo:10:08 »