Dimensionamento Condensatore Raddrizzatore Trifase A Ponte

[Alessandro Annese]

Ciao a tutti..sono nuovo nel forum,spero possiate aiutarmi.

Sto effettuando delle simulazioni su un raddrizzatore trifase a ponte,avente in ingresso lato AC una terna trifase a 230/400 V a 400 Hz,in uscita lato DC una tensione di 630 V. La potenza complessiva sul carico,puramente resistivo, è pari a 90 KVA

Sapete darmi qualche dritta su come poter dimensionare la capacità del condensatore di livellamento ? (formule ecc..)

Grazie mille!

[Mirko Ceronti]

Benvenuto fra noi Alessandro

Dunque dunque....fammi capire....400 Hz ?

Direi proprio che il condensatore di filtro non Ti serve affatto....e per fare cosa ?

Su una resistenza per giunta ?

Già il raddrizzatore trifase a ponte ha un ripple residuo ridicolo.

Poi, 400 x 1,41 fa 564 Volt, per cui da dove sbucano quei 600 ?

Inoltre senza condensatore avresti 400 x 1,36 = 544 Volt ossia solo 20 volt efficaci in meno.....

Dicci di più

Saluti

Mirko

[Alessandro Annese]

Ciao Mirko,grazie per la risposta!

Allora in pratica si tratta di un lavoro di tesi... ho a che fare con un convertitore composto da 3 ponti ad IGBT (ogni ponte ha 6 IGBT) tra di loro collegati in parallelo. Inizialmente è stato progettato per effettuare la conversione inversa,cioè da DC (appunto 630 V) a AC,230 V 400 Hz trifase.

Io ora sto cercando di far funzionare il convertitore da raddrizzatore,utilizzando lo stesso schema ,ovviamente però togliendo l'alimentazione in DC e mettendo un carico con un condensatore.. il mio dilemma è come dimensionarli.

Vorrei postare la foto dello schema..come posso fare?

[Mirko Ceronti]

[Alessandro Annese]

Ecco,questo è lo schema principale. A destra abbiamo l'alimentazione in alternata 230 V 400 Hz trifase,mentre a sinistra il lato DC con il carico resistivo e la capacità.

Come si può notare dallo schema ci sono 3 blocchi IGBT Conv1,IGBT Conv2 e IGBT Conv3 in parallelo tra di loro. All'interno di ciascun blocco c'è il ponte a IGBT.

a,b,c indicano le 3 fasi in ingresso al ponte,mentre le 2 polarità + e - rappresentano le uscite in continua dal ponte. Ecco l'immagine

In pratica tutto ciò simula una conversione all'interno di un impianto aereo. il generatore rappresenta una sbarra AC,l'uscita va poi ad alimentare,ovviamente con dei trasformatori, le apparecchiature che funzionano in continua. Spero di essere stato chiaro

[Mirko Ceronti]

Beh...intanto ho capito che non avevo proprio capito niente....

Pensavo si stesse parlando di un comune raddrizzatore a diodi, e non ad IGBT

Saluti

Mirko

Anzi....forse non ho ancora capito..... ....(ottimo)

Ma....i diodi intrinseci agli IGBT non fanno loro già da ponte diodi trifase, rendendo quindi inutile la presenza del transistor in parallelo a loro stessi ?

a,b,c indicano le 3 fasi in ingresso al ponte,mentre le 2 polarità + e - rappresentano le uscite in continua dal ponte

Quindi un ponte da "Inverter trifase" usato al contrario giusto ?

entro con le 3 fasi, e poi pilotando opportunamente i Gate degli IGBT dovrei ottenere l'uscita in continua giusto ?
Epperò.....i diodi intrinseci non se ne staranno di certo zitti.....

Modificato: 2 luglio 2014 da Mirko Ceronti

[Alessandro Annese]

Quindi un ponte da "Inverter trifase" usato al contrario giusto ?

entro con le 3 fasi, e poi pilotando opportunamente i Gate degli IGBT dovrei ottenere l'uscita in continua giusto ?

Esattamente.

Epperò.....i diodi intrinseci non se ne staranno di certo zitti.....

Cosa intendi?

[tesla88]

Mirko , spero di non dire una boiata , ma credo che sia un po' la stessa cosa che avviene con gli azionamenti / drive / inverter per motori , quando usati in parallelo su sistemi DC Bus , in genere tu alimenti il DC Bus esternamente e l'azionamento comanda lo stadio di uscita che in genere è formato appunto da 6 IGBT che comandano il motore , quando un motore va in frenatura rigenera corrente che tramite gli IGBT (ma in realtà credo appunto tramite i diodi del IGBT ) contribuisce ad alimentare il DC Bus.

Detto questo, sto litigando con un sistema in CAN open, PLC Forum è la mia pausa caffè , quindi se ho detto una ca***ta perdonatemi

[Mirko Ceronti]

Daccordo Andrea, ho perfettamente capito il Tuo ragionamento...

Però.....in quel caso il motore che per inerzia è oltre la velocità di sincronismo, rigenera una corrente alternata trifase, che attraverso i diodi di ricircolo in parallelo ai finali diventa continua sul bus DC.

Dal bus DC, la tensione in eccesso che ne alzerebbe il valore massimo mandando in "DC Over Voltage" l'inverter, viene zavorrata a più miti consigli dalla resistenza di frenatura pilotata dal chopper di frenatura....e fin qui tutto chiaro.

Però Alessandro mi pare che dica, che la corrente continua la ottiene dall'alternata in ingresso sui tre morsetti a b c (che solitamente sono un'uscita nel caso degli inverter) pilotando con una legge di commutazione ben precisa (senz'altro in zero crossing) i Gate degli IGBT, in modo da ottenere con commutazione pilotata/forzata, quello che già naturalmente farebbero i diodi in parallelo ai transistori....cioè a cosa servono gli IGBT e le loro accensioni pilotate con legge di commutazione ben definita, quando i diodi comunque faranno già il loro mestiere (degli IGBT) e senza tanti circuiti di commutazione accessoria....

Ovvero, se mentalmente cancello il simboli degli IGBT da quel disegno, io mi rimango comunque 6 diodi (quelli di ricircolo) collegati a ponte di Graetz trifase che già svolgono il mestiere di ponte raddrizzatore nei confronti dell'alternata in ingresso.....

Inoltre :

Inizialmente è stato progettato per effettuare la conversione inversa,cioè da DC (appunto 630 V) a AC,230 V 400 Hz trifase.

Ancora mi è oscuro come possano da 400 volt trifasi scappar fuori 630 volt continui.

Saluti

Mirko

[tesla88]

Ma infatti secondo me vuole studiare il circuito nelle due modalità , ovvero nel primo caso alimenta il lato DC , comanda gli IGBT opportunamente sfasati e genera un trifase in uscita , ora vuole studiare il funzionamento inverso , ovvero se applica un trifase all'uscita , dovrebbe ritrovarsi tensione DC sul bus, anche secondo me lì sono i diodi a lavorare ...

la tensione in eccesso che ne alzerebbe il valore massimo mandando in "DC Over Voltage" l'inverter, viene zavorrata a più miti consigli dalla resistenza di frenatura pilotata dal chopper di frenatura....

Mi riferivo a un sistema con più azionamenti parallelati sul DC Bus , in genere si fa su sistemi dove abbiamo motori che funzionano in contemporanea e dove quando un motore recupera gli altri fanno da carico , ovvero il DC Bus non sale più di tanto in tensione, diciamo che la potenza che andrebbe dissipata sulla resistenza di frenatura finisce sul DC Bus comune e "aiuta" ad alimentare gli altri motori, spero che sia chiara come spiegazione , per me è semplice perchè ne vedo una al giorno

Modificato: 2 luglio 2014 da tesla88

[Mirko Ceronti]

Ma infatti secondo me vuole studiare il circuito nelle due modalità , ovvero nel primo caso alimenta il lato DC , comanda gli IGBT opportunamente sfasati e genera un trifase in uscita

Eh, però sul lato DC (nel disegno) c'è un carico non un generatore, comunque se è così allora il tutto assume contorni più definiti, (a parte i 630 volt)

ovvero il DC Bus non sale più di tanto in tensione, diciamo che la potenza che andrebbe dissipata sulla resistenza di frenatura finisce sul DC Bus comune e "aiuta" ad alimentare gli altri motori, spero che sia chiara come spiegazione

Oh beh sì sì...la mia era solo una banalizzazione del concetto, ma va bene, anzi...è molto meglio, così l'energia in eccesso invece di perderla in calore, la riutilizzi

Ai tempi d'oro....ne vidi anch'io.....

Saluti

Mirko

[Mirko Ceronti]

E quindi quello che mi ha detto Alessandro alla mia domanda nel messaggio N° 6

entro con le 3 fasi, e poi pilotando opportunamente i Gate degli IGBT dovrei ottenere l'uscita in continua giusto ?

Lui al 7 mi risponde :

Esattamente.

Per cui ancora qualcosa non torna.....

Attendiamo ulteriori chiarimenti, altrimenti siamo semplicemente di fronte ad un banale ponte di Graetz trifase, che lavora a 400 Hz, che pilota un carico resistivo da 90 Kw (e non Kva) e che per me ha bisogno di un condensatore in uscita come io ho bisogno di un ombrello quando fuori splende il sole

Saluti

Mirko

[Riccardo Ottaviucci]

come io ho bisogno di un ombrello quando fuori splende il sole

ci sono ombrellini da sole anche....

[Mirko Ceronti]

Sì.....è vero.....ma io non appartengo a quella sponda....caro Riccardo.... ....mi dispiace di averti deluso....

Modificato: 2 luglio 2014 da Mirko Ceronti

[Alessandro Annese]

Però Alessandro mi pare che dica, che la corrente continua la ottiene dall'alternata in ingresso sui tre morsetti a b c (che solitamente sono un'uscita nel caso degli inverter) pilotando con una legge di commutazione ben precisa (senz'altro in zero crossing)

In pratica per generare il duty cycle da inviare agli IGBT viene fatto un controllo in cascata...inizialmente viene fatto un controllo a monte della tensione,mandando in un nodo sommatore la tensione misurata sul plant (che dallo schema è quella che esce dal voltmetro Vdc ed entra nella porta 7) e un riferimento,appunto 630 V. Poi il segnale errore viene mandato in un regolatore PI. Successivamente,viene effettuato il controllo in corrente, nello stesso modo piu o meno. (è un pò complicato da spiegare,anch'io ho avuto difficoltà nel capirlo,dato che ho ricevuto il file da un mio amico che ha iniziato questo lavoro e si è occupato della conversione AC/DC).

Ma infatti secondo me vuole studiare il circuito nelle due modalità , ovvero nel primo caso alimenta il lato DC , comanda gli IGBT opportunamente sfasati e genera un trifase in uscita , ora vuole studiare il funzionamento inverso , ovvero se applica un trifase all'uscita , dovrebbe ritrovarsi tensione DC sul bus

Esatto.

Ancora mi è oscuro come possano da 400 volt trifasi scappar fuori 630 volt continui.

Questo era anche per me oscuro ma è un vincolo che ho,quindi devo far funzionare questo convertitore,inizialmente progettato come inverter,da raddrizzatore.

E' stato messo un carico resistivo solo per poter far funzionare il tutto da raddrizzatore,niente di più. Il mio quesito era proprio questo,dimensionare la resistenza e la capacità sul lato DC avendo il vincolo di tensione 630 V e di potenza 90 KVA.

In realtà il mio vero obiettivo è avere in uscita lato DC una tensione pari a 270 V oppure +-270 cioè 540 V (sono dei livelli di tensione standard che si sta cercando di realizzare all'interno di alcuni aerei di ultima generazione). Però adesso devo dimensionare il tutto con 630 V(procedo step by step per non incasinare il tutto),poi dovrò passare a 270 o 540 V.

[Livio Orsini]

Non è un argomento che si possa sviscerare in poche righe di un messaggio. L'argomento è piuttosto complesso e complicato. In genere i testi che trattano le problematiche degli inverters dedicano almeno un capitolo per lo studio dei problemi relativi alal rigenenrazione.

[Alessandro Annese]

Non è un argomento che si possa sviscerare in poche righe di un messaggio. L'argomento è piuttosto complesso e complicato. In genere i testi che trattano le problematiche degli inverters dedicano almeno un capitolo per lo studio dei problemi relativi alal rigenenrazione

Certo lo so benissimo. Ha per caso qualche libro da consigliarmi dove io possa trovare spunto alle mie risposte?grazie

Modificato: 2 luglio 2014 da Alessandro Annese

[Livio Orsini]

Sono in vacanza e la mia biblioteca è a 1500 km didistanza, titoli a memoria non ne ricordo. Però se fai una ricerca trovi parecchio materiale universitario sull'argomento.

[Alessandro Annese]

Sono in vacanza e la mia biblioteca è a 1500 km didistanza, titoli a memoria non ne ricordo. Però se fai una ricerca trovi parecchio materiale universitario sull'argomento.

Ho già cercato in lungo e in largo su internet ma senza grossi risultati. Grazie lo stesso e buone vacanze.