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FORO TÉCNICO => Electrónica de potencia => Mensaje iniciado por: juancitoq en 03 de Noviembre de 2020, 20:41:22
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Estimados,
Estoy tratando de realizar un inversor de Corriente Continua a 220V 50 Hz con una potencia estimada de 4KW.
El proyecto surge a partir de modificar un generador diésel el cual entrega una tensión de 115v @ 200Hz y una potencia de 3,7 KW a 3000rpm y lograr que su salida sea de 220V @ 50 Hz
Para aumentar su nivel de tensión reconfigure el bobinado del estator y logre que entregue 230v pero como el rotor es de 8 polos realizado con imanes permanentes este sigue entregando 200Hz a su salida.
Por lo tanto lo único que se me ocurre para solucionar este problema es realizar un inversor de tensión ya que no es viable modificar el rotor.
Para esto encontré unos módulos que había adquirido hace un tiempo egs002 el cual consta de un integrado EG8010+ ir2110
este modulo resuelve toda la electrónica necesaria para generar la onda sinusoidal pura.
La misma onda sinusoudal se genera por medio de un puente H que trabaja a 325volts DC
para realizar dicho puente H dispongo de dos modulos de igbt que saque de unas UPS de gran potencia SKM200GB123D de la firma SEMIKRON.
Mi pregunta es si es posible manejar las compuertas de estos IGBT´s con los driver de compuerta Ir2110 o si es necesario realizar esto con transformadores de impulso.
Otra cuestión es si me recomiendan el uso de estos IGBT o si es mejor utilizar varios Mosfet irf840 en paralelo.
Si alguien trabajo alguna vez con igbt y puede orientarme seria de gran ayuda.
Saludos y gracias.
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Hola, y si quitas pares de imanes permanentes del rotor?
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Hola, y si quitas pares de imanes permanentes del rotor?
Hola Robert76,
Gracias por tu pronta respuesta.
Lo pensé pero no es factible ya que perdería eficiencia el generador y mecánicamente no es posible
Pensé en construir un nuevo rotor de dos polos, pero de ser así, la distribución de los bobinados del estator no permiten que se sumen las corrientes en fase.
El generador trabaja a lazo abierto,no dispone de un circuito regulador de tensión (AVR) ya que su rotor no es una bobina sino un imán y no hay control sobre el campo magnético del mismo.
Por todas estas desventajas es que me anime a querer construir un inversor, ya que es mas fácil controlar todas las variables (Corriente, Tensión, Frecuencia).
Ademas este seviria para cualquier otra fuente de energía
Muchas gracias.
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El realizar un inversor creo que será la mejor opción debido a la situación que enfrentas.
Te pongo un video de alguien que realizó un inversor con un módulo que usa ese circuito que mencionas.
Espero te sirva de base para la realización de tu inversor.
elreypic.
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Tendrias que cambiar las rpm para variar la frecuencia. Disminuir a 1/4 para que te de 50Hz.
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Pero seguramente ese motor está estudiado para que entregue el máximo par a 3000 rpm. Si lo baja de rpm va a tener un par muy limitado y menor eficiencia, por lo tanto menos capacidad de extraer potencia de él y por lo tanto tendrá un motor desaprovechado.
La única forma es hacerle el inverter.
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El realizar un inversor creo que será la mejor opción debido a la situación que enfrentas.
Te pongo un video de alguien que realizó un inversor con un módulo que usa ese circuito que mencionas.
Espero te sirva de base para la realización de tu inversor.
elreypic.
Hola elreypic2,
Muy bueno el inversor que realizo esta persona, la placa muy profesional, el tema es que no quiero trabajar con transformadores elevadores de tensión, sino que quiero modular directamente un bus dc de 330V.
el modulo en cuestión es fantástico para realizar esto, mi problema radica en que nunca use transistores IGBT y no se si es posible manejar las compuertas de los mismos con los driver´s IR2110 que estan integrados en los modulos.
saludos y gracias
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Tendrias que cambiar las rpm para variar la frecuencia. Disminuir a 1/4 para que te de 50Hz.
Gracias Yoshua por tu aporte, pero como bien dice remi04
Pero seguramente ese motor está estudiado para que entregue el máximo par a 3000 rpm. Si lo baja de rpm va a tener un par muy limitado y menor eficiencia, por lo tanto menos capacidad de extraer potencia de él y por lo tanto tendrá un motor desaprovechado.
La única forma es hacerle el inverter.
y ademas de perder rendimiento si el generador gira a 1/4 de su velocidad este entrega 1/4 del potencial.
gracias a ambos
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Muy bueno el inversor que realizo esta persona, la placa muy profesional, el tema es que no quiero trabajar con transformadores elevadores de tensión, sino que quiero modular directamente un bus dc de 330V.
el modulo en cuestión es fantástico para realizar esto, mi problema radica en que nunca use transistores IGBT y no se si es posible manejar las compuertas de los mismos con los driver´s IR2110 que estan integrados en los modulos.
saludos y gracias
Definitivamente es posible manejar los IGBT con los IR2110. Esto puede ser usados para mosfet o IGBT.
Lo primero que necesitas hacer es una convertidor DC-DC buck (reductor) para bajar el voltaje al deseado y luego de ahí puedes usar el módulo para generar la señal senoidal.
Obviamente lo que te he colocado es una referencia, no es el diseño que necesitas, obviamente no lo vas a encontrar por ahí en el internet, tú tienes que diseñarlo basado en otros diseños y ese es muy buen punto de inicio.
Saludos,
elreypic.
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El motor diesel tendria que andar a su velocidad de regimen, lo que haces es con un par de poleas o engranajes es disminuir la velocidad de rotación del alternador haciendo que varie su frecuencia de salida.
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¿Y comprar uno no es una opción?
https://es.rs-online.com/web/p/inversores-de-potencia-dc-ac-de-instalacion-fija/1793324/
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En cuanto al uso de IGBT, sobretodo esos, tienes que considerar usar un voltaje positivo para encender y voltaje negativo para apagar. normalmente +15V y -15V respectivamente. los IR2110 pueden usarse pero tendria que modificarse el circuito tipico que se usa en los modulos EG-8010. También consideraria proteger esos IGBT con circuitos de desaturación u otro, pero esos modulos no los usan.
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¿Y comprar uno no es una opción?
https://es.rs-online.com/web/p/inversores-de-potencia-dc-ac-de-instalacion-fija/1793324/
Ojo que no es onda sinusoidal pura. Es modificada.
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El motor diesel tendria que andar a su velocidad de regimen, lo que haces es con un par de poleas o engranajes es disminuir la velocidad de rotación del alternador haciendo que varie su frecuencia de salida.
Hola Yoshua,
Esta descartada la modificación mecánica, el eje del generador se conecta de manera directa al motor, poner un reductor o poleas no es posible, ademas si el generador gira a 750rpm este solo genera 60 V.
gracias
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¿Y comprar uno no es una opción?
https://es.rs-online.com/web/p/inversores-de-potencia-dc-ac-de-instalacion-fija/1793324/
Hola Picuino, seria una opción pero me entusiasma la idea de hacerlo, ademas tampoco vi ninguno que se alimente de 325VDC la mayoria usa 12v, 24v o 48v
Gracias
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En cuanto al uso de IGBT, sobretodo esos, tienes que considerar usar un voltaje positivo para encender y voltaje negativo para apagar. normalmente +15V y -15V respectivamente. los IR2110 pueden usarse pero tendria que modificarse el circuito típico que se usa en los modulos EG-8010. También consideraria proteger esos IGBT con circuitos de desaturación u otro, pero esos modulos no los usan.
Hola uZYNQ gracias por la info, estuve indagando un poco en el tema y encontré una nota de aplicación de farnell en la cual apunta al manejo de medio puente H con ir2110 y usando IGBT, tanto de apagado con impulso negativo como apagado con 0V (o mejor dicho curtocircuitando el gate con el emisor sin necesidad de fuente negativa)
voy a estudiar un poco los diagramas y ver que puedo hacer,
De todas formas vi muchas aplicaciones que trabajan con transformadores de disparo, es mas en este foro leí un comentario que decía que un driver de calidad que trabaje a mas de 60V deberia trabajar con trafos en lugar de ir2110. esto me dejo pensando.
me gustaría saber que opinas al respecto.
saludos y gracias
PD: dejo el link de la AN por si alguien quiere verla.
http://www.farnell.com/datasheets/2254418.pdf (http://www.farnell.com/datasheets/2254418.pdf)
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Como te habrás dado cuenta en el vídeo que te compartí el inversor usa un puente H y la carga del puente es el devanado del transformador. Y la alimentación del puente H son los 12, 24 o 48 volts. Pues en tu caso lo que usarías sería el voltaje de 325 Vdc que obtienes de rectificar la señal de tu generador y quitas el transformador ahora las dos terminales del puente H sería la salida directa de tu inversor en el que colocas las carga, que puede ser un motor, lámparas incandescentes, etc.
El hecho de que los ejemplos que ves tengan transformador no significa que en tu caso lo tengas que usar, ese es el caso más común de los inversores.
Pero entonces como crees que funcionan los inversores trifásicos? Estos convierten fuentes de 110 vac monofasico a 220 vac trifasicos que se usan para realizar variadores de velocidad en motores trifasicos.
No entiendo el por qué simplemente porque el inversor propuesto es de 12, 24 o 48 v dc, con transformador elevador para obtener los 220 ac signifique para ti que no te sirva.
Si tu ya tienes el voltaje 325 vdc eso inmediatamente te dice que ya no necesitas el transformador, simple, o no?
Obviamente necesitas usar IGBT o mosfet que sean capaces de soportar el alto voltaje y manejar la corriente necesaria de salida o en su caso colocar varios mosfet o IGBT en paralelo.
Mira la hoja de datos del módulo egs002 y en las primeras páginas te muestran un esquemático en el cual usan un puente H alimentado de 400 volts!
Espero esto te sea de ayuda.
Elreypic
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De todas formas vi muchas aplicaciones que trabajan con transformadores de disparo, es mas en este foro leí un comentario que decía que un driver de calidad que trabaje a mas de 60V deberia trabajar con trafos en lugar de ir2110. esto me dejo pensando.
me gustaría saber que opinas al respecto.
Se puede usar driver o transformador, cada uno tiene sus ventajas y desventajas. Pero para un driver de calidad para IGBT no se utilizan la fuente bootstrap sino convertidores dc/dc para las fuentes positivas y negativas que generan el voltage de compuerta y se usan driver que tiene circuitos de desaturación para protección de los IGBT como te habia comentado.
Por otro lado, Si revisas el datasheet de los IGBT SKM200GB123D puedes ver que los tiempos de conmutación son especificados usando VGE=+15 y VGE=-15, y en la nota 3 te indica que uses VGEoff= -5V ... -15V.
- Tienes que ingresar para ver archivos adjuntos -
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Fijate por aca que tenes un esquema completo de una UPS con IGTB
https://www.microchip.com/DevelopmentTools/ProductDetails/PartNO/Digital-Pure-Sine-Wave-UPS
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Aquí está un trabajo que realizaron tres estudiantes de ingeniería. En donde presentan un inversor de onda senoidal.
Es muy interesante. Recomendado.
http://m.wpi.edu/Pubs/E-project/Available/E-project-042507-092653/unrestricted/MQP_D_1_2.pdf
elreypic.