Добрый день, уважаемые эксперты!
Нужно экспертное мнение по поводу правильности выбота схемы выпрямителя (а может проблема и в другом) для запуска двигателя.
Имеется стартер. Напряжение питания 28 В. Ток потребления в момент старта порядка 1000 А. Выпрямитель собран по прилагаемой схеме.
В принципе, все запускается и двигатель раскручивается, но есть одно "но". В момент старта напряжение на доли секунды проваливается до 10-11 В. Затем оно через 1,5-2 с входит в норму, но вот этот провал фиксируется и вызывает неодобрение со стороны потребителя.
Опыт изготовления источников питания на могучие токи есть. К расчету и изготовлению транса вопросов быть не должно. Но единственно, что все выпрямители работают на гальванике. Так проблем нет. Если и есть (провалы), для них это было не важно. А вот тут возникла такая проблема.
Что можете сказать уважаемые эксперты по этому поводу? Не тот выпрямитель, не та элементная база? Или вообще все должно быть не так? Может кондер тысяч на 200-300 мкФ по выходу поцепить?
Да, еще. Тиристорами управляет схема на основе микроконтроллера. Скорость реакции хорошая и можно увеличивать. Но...уменьшается время восстановления напряжения после наброса тока, а провал остается
Есть нечто подобное на аналоговой схеме управления. И у нее провал несколько поменьше. Вольт до 13-14.
Пока хотелось бы услышать мнение по выбору силовой части.
И еще. Конечно есть провал и по первичному питанию. Сеть при запуске просаживается до 190-195 по каждой фазе. Вторички на ХХ показывают по 29 В относительно середины. Есть второй источник. У него на ХХ по 35 В. Но реакция на нагрузку аналогичная.
С уважением.

DANTIST, где прилагаемая схема то?

Пардон, дженльмены, только вспомнил, что схему-то не прикрепил!

DANTIST, следующий вопрос: В каком объеме вы знакомы с электротехникой?

Не совсем понятен вопрос. С 3-х фазной системой электропитания не сильно близко знаком. Не было нужды. Хотя изготовил 3-х фазный инвертор. В смысле 3-х фазное питание.
Выпрямитель Миткевича от Ларионова отличу. Знаю, что такое фазное и линейное напряжение, треугольник и звезда.
Что еще имеется ввиду под словом объем? Прочитал много литературы по 3-х фазным выпрямителям.
Изучал электротехнику в ХАИ. Что еще? Подстанции не проектировал. Экспертом себя в этой области не считаю.

Объем - подразумевалось в объеме профтехучилища, техникума или института, по электротехнической профессии или нет... Ну да ладно, переделайте в представленной схеме выпрямитель по схеме Ларионова, и будет вам счастье

Ларионовы тоже разные бывают. Есть треугольник, есть звезда. Я так понимаю, Вы имели ввиду 3-х фазный мост Ларионова.
Может торопиться пока не стоит? Все-таки эта схема выбрана неспроста. В отличии от звезды Ларионова здесь через тиристоры ток течет 1/3 от нагрузочного, а там 1/1,2. Практически вся гальваника работает на таких схемах.
Да и переделать ее не совсем просто. Включая переделку блока управления тиристорами. Но это, конечно, мелочи, по сравнению с тем, что уберется просадка.
В принципе, можно обойтись и малой кровью по переделке: перекоммутировать обмотки, собрать мост Ларионова, вместо 3-х тиристоров поставить 3 диода (чтобы сохранить управление). Частота пульсаций уменьшится в 2 раза. Но то не страшно. Вот по поводу коэффициента пульсаций пока не знаю.
А откуда такая уверенность, что нам будет счастье? Вы уже имели опыт работы выпрямителя с таким характером нагрузки? Извините, за нескромный вопрос, конечно.
В книгах мне так и не попалось описание выходной характеристики со стартерной нагрузкой. Может не те книги читал... Одни тезисы, никаких толковых разъяснений. В сети одно и тоже на всех сайтах. Одни и те же рисунки, один и тот же текст...
Может посоветуете что-то толковое почитать на эту тему. Может, что-то из раннего. Современные авторы ничего для понимания не дают.
Есть "Электротехнический справочник" Энергоатомиздат, 1986 г. Том 2. Электротехнические изделия и устройства. Мне показалось, что он рассчитан на хорошо подготовленных читателей.
Была мысль регулировать по входу, но сказали, что это такой геморой, что лучше туда не соваться. Только на рисунках все просто.
Радикальное средство - это аккумулятор по выходу. Не большой. А/h на 30-40. Но опять проблемы с обслуживанием и т.д.
Можно, конечно, сделать инвертор. Преобразовать 3 фазы 50 Гц в 3 фазы, например в 400 (или 1000) Гц, застабилизировать переменку и на выходе поставить небольшой транс с выпрямителем. Тогда точно будет счастье. Буржуи, в принципе, так и делают. Довольно дорогое изделие получается.
Но это на будущее. Надо пока эту беду побороть.
Да, профессия в институте была не электротехническая. Конструирование и производство радиоэлектронного оборудования летательных аппаратов. Примерно этим и занимаюсь все время с 1982 года. Только не конструирую и произвожу, а обслуживаю и ремонтирую.

Есть еще вот такой вариант выпрямителя.
Не могу понять, что это собрано.
Похоже, тема очень специфическая. Экспертов в этой области всего один.
Здесь блок-схема преобразователя частоты буржуйская. Как один из вариантов.

Я думаю, что предложение сделать мост Ларионова из-за того, что в вашей схеме через обмотки трансформатора ток проходит только в одном направлении, что приводит к подмагничиванию сердечника и на больших тока вероятно это способствует просадке напряжения. В это объяснение хорошо подходит восстановление напряжения при возврате на ХХ, когда железо по тиху возвращается к норме.
Вторая схема по принципу похожа на двухполупериодный выпрямитель со средней точкой, когда в один полупериод работает одна половина обмотки, а в другой другая.

По поводу взятия аналога схемы для гальваники. Я не являюсь специалистом в области гальваники, но могу предположить, что там важна сила тока, проходящая через ванну, а не напряжение. Поэтому работа трансформатора в режиме насыщения (как работают трансформаторы тока) там приемлема.

Не очень хорошо понял, причина физическая или психологическая:

То есть запуск стартера даёт положительные результаты при любой погоде, только некий "потребитель" веществ вдруг против?
Этот нехороший потребитель тупо прицепил контроль напряжения на зажимы 28 В и грозит санкциями за провалы?

Поставьте RC-цепочку в цепь контроля напряжения "потребителем", мотивируя необходимостью защиты от импульсных перенапряжений. Тау выберите более 2 секунд.
А выбор типа силовой схемы - очень дорогой вариант. И он не поможет. Пусть он даже будет "звезда-обратнаязвезда с уравнивающимреактором".

Мне кажется, что на крайней блок-схеме картинка какого-то большого УПСа, но никак не стартерного БП.


Добавил: А схема похожа не Миткевича.

RomanD, причина (или следствие) и физическая и психологическая. При напряжении питания ниже 12 В электронный блок выдает сигнал. Загорается табло и запуск должны прекратить.
Эту проблему (сигнализацию)можно решить и без RC цепочек. А вот провал останется...

Зачем так сложно? Достаточно 3 полных моста параллельно.
Не поможет - в смысле провал останется в любом случае?

Не, это не УПС. Это АХА. Или HOBART. Инверторный преобразователь 3 ф 50 Гц в 3 ф 400 Гц. Аэродромный источник питания.
А крайняя схема - ХЗ, что такое. Я не понял. Но судя по работе, эффективнее нашей. Просадка меньше. Но там и габаритная мощность транса несколько поболее.

А не проще на выход поставить б/у аккумуляторы? Он как раз и выдаст пусковой пиковый ток, не будет "издевательств" над сетью и тиристорами

Чтобы ограничить зарядный ток аккума после пуска от выпрямителя, аккум нужно подключить через мощный диод (В200 или побольше), зашунтированный резистором, для получения подзарядки, когда выпрямитель стоит на ХХ

Судя по тематике, в месте применения устройства нет недостатка в б/у аккумуляторах

Да хвост с ним, с провалом.
Если обмануть электронный блок, будет всё работать или нет?

Или проблема в силовой части; к примеру квакнуло одно их плеч выпрямителя?

Аккумулятор рассматривался, конечно, как вариант. Но это не выход. Его поставить особо некуда. Да и не валяются они повсюду, хоть и тематика авиационная.

В схеме есть тиристоры, на них сделайте плавный запуск двигателя. И провала не будет и всему оборудованию, включая двигатель, будет легче. А на выходе трансформатора в момент пуска измеряли? Кто виноват выпрямитель или трансформатор. Трансформатор не может под такой нагрузкой обеспечить необходимое напряжение, может мощности не хватает или с ним проблемы.

Не, блок обманывать не нужно. Просто его переключат на аккумулятор. И всем будет хорошо.
На счет квакнуло, вопрос интересный. Но дело в том, что есть два аналогичных источника и оба ведут себя одинаково. Хотя проверить можно.


Процесс запуска трогать нельзя. Там все сделано до нас.
По поводу падения напряжений,- замеряли, конечно. На всем падает. Есть результаты замеров. И на обмотке падает и на тиристорах и на силовых кабелях и на разъеме. Не хватает скорости реакции ОС на бросок тока. Есть еще такая примочка, называется компенсация падения напряжения на кабеле. Но это несколько усложняет схему. Да и как оно еще себя поведет при снятии нагрузки. Будет бросок напряжения. Тоже плохо.
Нужно еще поэкспериментировать со схемами выпрямления. И параллельно собирать инвертор. Иначе, удачи не видать.

Тогда увеличивайте мощность трансформатора. Кладите более толстые провода. 1000 А 28 вольт при таких параметрах трудно будет получить малое падение напряжения. Нужны толстые и короткие провода.

Ясный перец, что это нужно сделать. Пока, думаю, можно сделать следующее. Попробовать обойтись, так сказать, малой кровью. Соединить полуобмотки параллельно - увеличится сечение. И собрать 3-х фазный мост Ларионова. Если не менять схему управления, (что не быстро) то можно оставить 3 тиристора, остальные 3 заменить диодами. Нужно заменить тиристоры на более могучие. Хотя бы на 500 амперные. А это уже проблематично. Сейчас стоят 300 А. В 3-х фазном мосте при токе в нагрузке 1000 А, через выпрямители (и через обмотки) ток будет порядка 800 А. В Миткевиче - 300.

Насчет почитать.
Из старого и легкоусвояемого вспоминается Преображенский "Полупроводниковые выпрямители" из библиотечки электромонтёра.
Там основные схемы и соотношения есть. Ещё у того же Преображенского было что-то про выбор вентилей.

Напряжение вырастет. Пусковой ток тоже будет больше. Выдержит выпрямитель?

Мне попался "Справочник по наладке электроустановок и электроавтоматики" "Наукова думка", Киев, 1972 г. Под редакцией Васильева.


Да, конечно, тиристоры нужно будет поменять. Хотя бы на 500 А. 800 они выдержат в течение секунд 10-ти. Дольше не нужно. Вот только сложно найти хвостатые тиристоры на такой ток. Обычно выпускают таблетки.

Вырастет габаритное (возможное) напряжение, но к нагрузке то приложено уже отрегулированное. Почему должен пусковой ток увеличиться?

Это где прочитать можно? У меня есть сомнения, но возможно это я все забыл.

Не знаю, что сказать по поводу первого. Пока принято мнение, что схема управления несколько тормознутая. Ускорить ее в данном исполнении не представляется возможным. Самое правильное было бы сделать инвертор и стабилизировать выход по первичке транса. Пока это будет делаться, поэкспериментируем с 3-х фазным мостом и с той схемой непонятной, что я показывал несколько раньше. Посмотрим, что они покажут в плане просадок. 3-х фазный инвертор вообще-то есть. На 45 кВА. Только нужно будет переделать транс. Сейчас он намотан на 3х208 В. Или поставить за ним другой 208х28.
По поводу токов через диоды можно посмотреть здесь. Только тут нет 3-х фазной двухполупериодной со средней точкой. Клещи показывали ток через тиристоры (во вторичках) 1/3 от тока в нагрузке.

По закону Ома
Так вроде как при провале в 11 вольт, пусковой ток 1000А. ТС нужно убрать этот провал следовательно напряжение будет выше. А сопротивление двигателя останется прежним. Следовательно пусковой ток возрастет, пропорционально росту напряжения. Как то так.

А, в таком свете да, это я почему-то связал следствие непосредственно с изменением схемы, а вы имели ввиду более стабильное напряжение в целом.
По поводу соотношения токов. В книге указан ток через обмотку, но в мостовой схеме через обмотку течет он в двуз направлениях, поэтому ток через диод(тиристор) не равен току через обмотку. Беглый просмотр гугла показал, что для мостового ток через диод =1/3*Iнагр. Но по хорошему надо подтвердить какой-нибудь литературой.
Логика открытия тиристоров в мостовой схеме и однополупериодной же не отличаются (или я ошибаюсь?). Т.е. вроде бы можно вашу схему превратить в мостовую перекоммутацией силовой части и добавлением трех диодов без изменения схемы управления тиристорами. По крайней мере сможете определить существует ли насыщение трансформатора, или регулятор действительно тормозит. А у вас есть возможность узнать какой угол открытия на тиристорах в момент времени между концом пуска и восстановлением напряжения до нормы?

Отличается. Нарушится синхронизация. Нужно будет сдвигать угол на 30° и заново синхронизировать каналы.

Может быть я не правильно понял формулу, но ведь там написано, что ток через вторичку в мосте равен 0,81 Iд. Работают по 2 диода. Две обмотки.
Да вообще, сложно там все. Открываются одновременно два диода с наиболее положительным и наиболее отрицательным в данный момент напряжением. Докторскую диссертацию защищать никто не собирается. Я просто думал, может у кого есть опыт работы с подобными устройствами.
Если нет, значит будем экспериментировать с разными схемами.

Перекоммутировать попробуем. С управлением сложнее. Можно оставить и старое. Только 3 диода нужно будет заменить тиристорами. Пока предположительно так. А там ХЗ, как оно пойдет.
Угол, конечно, можно глянуть. А напряжение восстанавливается до нормы еще задолго до окончания пуска. За 1,5-2 с оно уже в норме.

Через обмотку, не через диод.
Вот тут сравните рис 3.2 г) и е).

Да, нужно разбираться...
Вот здесь в реальном масштабе времени показано, как все происходило при запуске.

Ступеньки это дискретность измерений или это так скачками изменяется напряжение?

Измерение напряжения аппаратурой регистрации происходит с частотой 1 раз в 0,5 с. В начале каждой 1/2 с. За полсекунды много чего может измениться. Вот и получаются ступеньки. Для регистрации это не важно. Главное, чтобы напряжение не опустилось ниже 12 В.
Сложные процессы происходят в выпрямителе при изменяющейся нагрузке. Ток то скачком растет, то помалу уменьшается. А ОС старается вернуть выходное напряжение в норму.

А какая мощность вашего трансформатора? И какие его характеристики вам известны? А то может трансформатор впринципе мал для пуска? При пусковом токе 1000А и напряжении 28В получается пусковая мощность 28 кВт. Тут где-то тема была про пуск двигателя от трансформатора и выкладывали табличку с соотношением между мощностью двигателя и трансформатора при разных требованиях к просадке напряжения. Если не ошибаюсь там для смешанной нагрузки 30%. Если пусковой ток АД принять 7*Iном, то получается, что мощность вашего трансформатора ориентировочно должна быть 13 кВт. При большем отношении мощности нагрузки к мощности трансформатора будет бОльшая просадка напряжения. Возможно, что стартер был изначально расчитан на такой провал напряжения и в таком случае уменьшить провал можно быдет только увеличением мощности трансформатора. В любом случае применение мостовой схемы увеличит используемую мощность трансформатора, что хоть немного, но должно повысить напряжение в момент пуска.

Хотелось бы несколько приподнять минимальное напряжение при пуске. Вольта на 2-3, хотя бы.
Будем экспериментировать с выпрямителями. Потом отпишусь.
По поводу остальных вопросов в сообщении напишу чуть позже. Сейчас нет физической возможности обмерить транс.

Ну тогда и не обмеряйте. По факту уже посмотрите на сколько лучше получилось.

Здесь некоторые данные по трансу.
Размеры (стоит вертикально): ширина 340 мм, высота 300, набор 100. Окна 80х180 мм.
Первичка - 260 вит 5 кв Iхх=1,5 А, треугольник.
Вторичка - 22 вит, 30 кв.
Что-то я смотрю на эти данные и вижу, что он слабоват. Транс расчитывался на длительную нагрузку 200 А. 1200 А кратковременно до 10-15 с. Вот он кратковременно и держит, а за просадку никто особо и не подумал. Регулировка должна была все это вытянуть.
Транс нужно перематывать более толстым проводом. Желательно бы и железо поставить помощнее. Но это физически не получится.
Ну и выпрямитель попробовать другой применить.

Да, все забываю спросить. В документации практически везде вторичка мотается снизу. Это из каких-то электромагнитных соображений, или в плане охлаждения, или еще чего.
Конструктивно удобнее мотать первичку, а затем толстую вторичку. Просто обмотка не цилиндрическая.

Отсюда

С обмотками понятно. Вот только тяжело на прямоугольнике мотать шину. Цилиндр много места в окне займет.
А что можете сказать по трансу? Спроможен он выдать то, что требуется?

Ну да, как раз и оказывается, что нету за счет чего регулировка может скомпенсировать. Если я правильно понял, тот источник, который дает чуточку лучшее значение это и есть с трансом с Uхх = 35В. Вот у него есть совсем немного запаса за счет чего регулировать, поэтому и результат чуток лучше. На холостом ходу выпрямленное получается с нормальным запасом потому, что фильтр из конденсаторов приближает выпрямленное значение к амплитудному. А когда стартерный режим идет, то емкости уже не покрывают провалы.
А какой характер нагрузки этих источников питания? Может им вообще не нужен фильтр и они обойдутся просто пульсирующим выпрямленным напряжением? Диодам и тиристорам будет легче.



Я думаю, что на пару вольт оно поднимется на этом трансе при применении мостовой схемы. Ведь кроме большего использования мощности трансформатора у вас и напряжение выпрямленное будет линейное. Вы правда говорили, что нужно вместо диодов применить тиристоры, но мне кажется, что все, что вам нужно это 6 диодов(в сумме для двух половинок вторичных обмоток).

Что тут сказать? Есть 2 выпрямителя. У одного на ХХ 3 обмотки 2х29 В, у другого 2х35 В. Под нагрузкой ведут себя практически одинаково.
Кондеры отключать пробовали. Результат не очень порадовал. Появился фон от пульсаций. Запуск практически одинаковый. Теоретически без кондеров тиристоры должны быть открыты больше. И вроде как времени на реакцию должно быть меньше.

Ну я не знаю. Разная. От питания оборудования до запуска двигателя. Наибольшая - стартер. Индуктивно-активная, что ли. Кондеры убирать не нужно.

Если получится, в выходные будем пробовать разные варианты обмоток, выпрямителей. Посмотрим, что изменится.