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开始制作1000W/1800W工频正弦波逆变器---待续

 

开始制作1000W/1800W工频正弦波逆变器

    工频逆变器的特点是:

1.在小功率时,造价高于高频机。

2.重量和体积都要比同功率的高频机大很多。

3.效率比高频机要低一点。

4.可靠性比高频机要高,不太容易坏。

5.带负载能力,特别是冲击性负载的能力,比高频机要好。

6.过载和短路保护比高频机容易做点。

    因为在近20年前,做过方波的工频机,解决了当时的频繁停电时的带来的不便,所以,对工频机还是有一定的感情,现在,想做N台正弦波的工频机。方案设计时,定为24V1800W和48V3600W二种,但我现在手头没有48V的大功率电源,也不想去买4个大电瓶,所以,只好先做24V的机器,功率因变压器而定,一台是1000W,再一台是1800W。

  大功率管决定用RU190N08,因为,这管子我前段时间买了一批,还没有用完。24V1800W,用190N08一共12个,全桥方案,流过每个管子的平均电流大约不到15A,应该说,余量是比较大的了。

    PCB已经到了,打了4套样,用了500元左右,哈哈,没有办法,做逆变器象中了毒,戒不掉了。

原先以为,正弦波的工频机应该比高频机简单一些,但真正做起来,一点也没有比高频的简单,你看一下,PCB上密密麻麻的元件,就头大了,保护电路,稳压电路,软启动,隔离电源,一样也不能少。

 

这是PCB反面的照片,留了12MM宽的锡槽,因为1800W时,每个半桥的电流高达45A左右。

 

1000W的变压器已经来了,是在淘宝上定做的,环形的,有8.1公斤重,做工非常好,当然,价格也是好的,花了450元RMB。

1800W的变压器还没有到。

 

这次做工频机,驱动板用的是纯硬件的,有二种驱动板,一种是用3525的驱动板,前次贴子里已介绍过了,一种是不用3525,直接用LM339做比较的,二种板子,性能差不多。输出端还是用TLP250,每个250推三个190N08,经试验好象没有欠激的现象。

 

这是驱动板的反面:

 

下面是已经焊好的功率板,照了几张照片贴上,因为光线不好,所以照片拍得我自已都不太满意,只能看个大概吧。

 

 

 

反面的锡槽上,堆了大约1-1.5MM厚的焊锡。为了防止PCB拱起,这次用了2MM厚的板子,拱起现象比1.6的要好很多,但还是有一点,我是焊好后等冷却后,用手压一下,整形过的。

 

下图是散热板,长228MM,宽140MM,是去年做1000W高频机时购进的,当时我嫌它基板部分太薄,没有用,这次只得用它了,省得再花钱去买。上面有18个M3的螺孔,我花了近二个小时攻出来的,我最不喜欢做的事,就是钻孔,打螺孔等。但没有办法的,自已不做不行,没有人帮你做。

 .

 

这是第一次上电时的情景:

我没有装散热板,用一台稳压电源调到24V当电源,输出端接了一个300W、24/380的变压器,接了一个200W的灯泡。

一次性开机成功,看到了输出的220V正弦波。

 

这次没有接反馈稳压,先试试而已,发现波形很好,一点干扰和毛剌都没有。

 

在带200W灯泡时,失真度为0.84%,而空载时,失真度在0.7%以下,可见,我的驱动板指标还是比较高的。近一个多月的辛苦总算没有白费。

 

 

待续

 

 

 

 

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2010-12-09 13:00

 

    今天装上了散热板,再插上驱动板,整机外形就是这个样子了。下午抽时间,挂1000W变压器试试。

 

 

 

 

 

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2010-12-09 13:01

占位

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qghqgh
LV.6
4
2010-12-09 13:37
@萧山老寿
占位

先生做事很严谨,值的晚辈们学好习。另外据我做工频的经验,5KW以内滤波电容不需要这么大。否则通电瞬间电流会很大的。有时候空开都会跳。只要电池线尽量短就行了。

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2010-12-09 13:48
@萧山老寿
占位
我的天哪,回来晚了,没有坐到沙发,呵呵。这又是个强帖啊!
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2010-12-09 14:46
@qghqgh
先生做事很严谨,值的晚辈们学好习。另外据我做工频的经验,5KW以内滤波电容不需要这么大。否则通电瞬间电流会很大的。有时候空开都会跳。只要电池线尽量短就行了。
QGHQGH兄言之有理,我用得太大了,开机有点冲击,哈哈。
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2010-12-09 14:47
@lizlk
[图片]我的天哪,回来晚了,没有坐到沙发,呵呵。这又是个强帖啊!
谢谢师傅捧场啊!!
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qghqgh
LV.6
8
2010-12-09 15:20
@萧山老寿
谢谢师傅捧场啊!!
我们这里打样板一般300元搞定。您的太贵啦。
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shayu1000
LV.8
9
2010-12-09 15:28
好强大
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2010-12-09 15:48
仪器真多。太专业了。
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wlzcwlzc
LV.6
11
2010-12-09 16:36
@萧山老寿
    今天装上了散热板,再插上驱动板,整机外形就是这个样子了。下午抽时间,挂1000W变压器试试。[图片] [图片] [图片]   
老寿先生,我估计您的这个机子是不会再出现在淘宝的上叫卖了,太有技术含量了,600W的那个机子比较好仿,建议这次PCB文件不要在放在这里了,
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2010-12-09 16:46
确实漂亮!这哪里是逆变器,简直就是艺术品!
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2010-12-09 16:51
@学做鱼机
仪器真多。太专业了。

正在学习

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2010-12-09 16:56

终于能回复了。

请问老寿先生,这次的驱动板看是6.0版本的,这个版本的是50HZ正弦和三角波用比较器的吧,应该和上次用3525的不同。

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35956911
LV.8
15
2010-12-09 19:07
@萧山老寿
    今天装上了散热板,再插上驱动板,整机外形就是这个样子了。下午抽时间,挂1000W变压器试试。[图片] [图片] [图片]   
恭喜,算得上是2010年对电源网的共献,你那1000瓦高频机也拆了,这样吧,把那两个变压器也拆了卖给我好了,我绕不好!请人绕又很贵!呵呵!我对工频没兴趣,太大了没地方藏!
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z760622
LV.4
16
2010-12-09 19:49
@宛东骄子
终于能回复了。请问老寿先生,这次的驱动板看是6.0版本的,这个版本的是50HZ正弦和三角波用比较器的吧,应该和上次用3525的不同。
老寿你的环形变压器用的是A类的铁芯还是B类的。A类的可以用于SPWM因为铁芯是用一整条硅钢片卷成的。B类的铁芯硅钢片是有断头的。用于市电正弦波是没有问题的。一但用于SPWM是不能正常工作的。
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在路上.
LV.6
17
2010-12-09 22:35

laoshou师傅,拜读你的贴很久了,今天有看见你的大作,忍不住注册一个号,跟你交流一下,向你学习。

  我也做工频机,不过是个菜鸟,嘿嘿。

  我做工频机遇到空载电流比较大的问题,哎。。。一直想把那解决一下,希望LAOSHOU师傅指点指点。

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xingliu2001
LV.1
18
2010-12-09 22:49

我是菜鸟,第一次听说还有工频正弦波逆变器。

搬个凳子学习!

“1.在小功率时,造价高于高频机。”

问个问题:在多大功率上造价会低于高频机,分界线是在多少功率?

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AIBA90000
LV.4
19
2010-12-09 22:55
@在路上.
laoshou师傅,拜读你的贴很久了,今天有看见你的大作,忍不住注册一个号,跟你交流一下,向你学习。 我也做工频机,不过是个菜鸟,嘿嘿。 我做工频机遇到空载电流比较大的问题,哎。。。一直想把那解决一下,希望LAOSHOU师傅指点指点。
顶laoshou师傅,您逆变器太棒了!
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2010-12-10 10:39
@z760622
老寿你的环形变压器用的是A类的铁芯还是B类的。A类的可以用于SPWM因为铁芯是用一整条硅钢片卷成的。B类的铁芯硅钢片是有断头的。用于市电正弦波是没有问题的。一但用于SPWM是不能正常工作的。
谢谢Z760622兄提醒,我还真不知道环变铁芯还有A类B类之分,我挂上去试试看。
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2010-12-10 10:41
@xingliu2001
我是菜鸟,第一次听说还有工频正弦波逆变器。搬个凳子学习!“1.在小功率时,造价高于高频机。”问个问题:在多大功率上造价会低于高频机,分界线是在多少功率?
我没有认真算过这二种机器的成本差别,我记得上次看过钟工一个贴子,他说在10KW以上,高频机的成本优势不明显了,只有体积和重量的优势了。
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在路上.
LV.6
22
2010-12-10 12:08
@萧山老寿
我没有认真算过这二种机器的成本差别,我记得上次看过钟工一个贴子,他说在10KW以上,高频机的成本优势不明显了,只有体积和重量的优势了。

现在机器调试到哪一步了?方便给以下你空载,效率,保护测试参数吗?

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2010-12-10 16:40

元器件布局很有美感,很讲究,外在美;性能也好,内在美。

板子整体个性十足!

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2010-12-10 20:25
@在路上.
现在机器调试到哪一步了?方便给以下你空载,效率,保护测试参数吗?

    我昨天挂300W、24/380方形变压器时,空载电流约470MA,其中辅助电源辅助电路等占去150MA,变压器约320MA;效率没有细测,约84-85%,带灯泡失真度0.84%。

    今天试了1000W、17/300的环形变压器,情况很不好,空载电流近4A;效率不到70%,失真度约1.3%。变压器发热严重,比用300W变压器还热,不可思议。

    我分析原因大概是:

1.变压器的铁芯不好;或者伏匝数太低了,因为我测了17V端的电感量,只有2MH左右,这是空载损耗大的原因。

2.因为环形变压器漏感很小,所以导致滤波不好,我用300W方变时,滤波电容为225时失真最小,而用1000W环变时,电容要用到二个475失真度还在1.3%左右。

现在,主要是要解决变压器的问题,身边没有一家变压器厂家能放心的。逆变器的变压器太难搞定,线径要尽可能粗;伏匝数只能高于设计值,不能低于设计值;铁芯一定要用高矽的;铁芯窗口要大,否则绕不下。

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2010-12-10 21:04
@萧山老寿
   我昨天挂300W、24/380方形变压器时,空载电流约470MA,其中辅助电源辅助电路等占去150MA,变压器约320MA;效率没有细测,约84-85%,带灯泡失真度0.84%。   今天试了1000W、17/300的环形变压器,情况很不好,空载电流近4A;效率不到70%,失真度约1.3%。变压器发热严重,比用300W变压器还热,不可思议。   我分析原因大概是:1.变压器的铁芯不好;或者伏匝数太低了,因为我测了17V端的电感量,只有2MH左右,这是空载损耗大的原因。2.因为环形变压器漏感很小,所以导致滤波不好,我用300W方变时,滤波电容为225时失真最小,而用1000W环变时,电容要用到二个475失真度还在1.3%左右。现在,主要是要解决变压器的问题,身边没有一家变压器厂家能放心的。逆变器的变压器太难搞定,线径要尽可能粗;伏匝数只能高于设计值,不能低于设计值;铁芯一定要用高矽的;铁芯窗口要大,否则绕不下。
这里绝对不能用环形变压器,必须用EI的变压器,用环形变压器你永远也做不好
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z760622
LV.4
26
2010-12-10 22:17
@萧山老寿
   我昨天挂300W、24/380方形变压器时,空载电流约470MA,其中辅助电源辅助电路等占去150MA,变压器约320MA;效率没有细测,约84-85%,带灯泡失真度0.84%。   今天试了1000W、17/300的环形变压器,情况很不好,空载电流近4A;效率不到70%,失真度约1.3%。变压器发热严重,比用300W变压器还热,不可思议。   我分析原因大概是:1.变压器的铁芯不好;或者伏匝数太低了,因为我测了17V端的电感量,只有2MH左右,这是空载损耗大的原因。2.因为环形变压器漏感很小,所以导致滤波不好,我用300W方变时,滤波电容为225时失真最小,而用1000W环变时,电容要用到二个475失真度还在1.3%左右。现在,主要是要解决变压器的问题,身边没有一家变压器厂家能放心的。逆变器的变压器太难搞定,线径要尽可能粗;伏匝数只能高于设计值,不能低于设计值;铁芯一定要用高矽的;铁芯窗口要大,否则绕不下。
那天我把正规工频逆变变压器的图片上传一下。让你们看看变压器是怎么绕的
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在路上.
LV.6
27
2010-12-10 23:51
@萧山老寿
   我昨天挂300W、24/380方形变压器时,空载电流约470MA,其中辅助电源辅助电路等占去150MA,变压器约320MA;效率没有细测,约84-85%,带灯泡失真度0.84%。   今天试了1000W、17/300的环形变压器,情况很不好,空载电流近4A;效率不到70%,失真度约1.3%。变压器发热严重,比用300W变压器还热,不可思议。   我分析原因大概是:1.变压器的铁芯不好;或者伏匝数太低了,因为我测了17V端的电感量,只有2MH左右,这是空载损耗大的原因。2.因为环形变压器漏感很小,所以导致滤波不好,我用300W方变时,滤波电容为225时失真最小,而用1000W环变时,电容要用到二个475失真度还在1.3%左右。现在,主要是要解决变压器的问题,身边没有一家变压器厂家能放心的。逆变器的变压器太难搞定,线径要尽可能粗;伏匝数只能高于设计值,不能低于设计值;铁芯一定要用高矽的;铁芯窗口要大,否则绕不下。

你的频率是多少?做工频的是不是也要考虑一下趋附效应?

  我做的时候,24V的机器,变压器电压变比一般是13VAC、220VAC

   目前我做过的国产变压器的矽钢片都不怎么好,我试过用APC原装变压器来做,效果好很多,我想原因有两个,一是:APC的绕线是铜皮。二是,用的片比国产的好。

   工频机的主要损耗我个人理解是变压器,一个是涡流,再一个是线圈的直流阻抗。在空载的时候主要是涡流,这个与频率相关。带载,在大电流的时候线圈的直流阻抗损耗也很大。我发现变压器发热是由内像外,说明是线圈先发热,这个就是线圈的阻抗损耗。

   还有一点,我做的逆变器是变频,调宽的,可能与你们的有点不一样。

 

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正弦芯
LV.8
28
2010-12-11 07:47
@萧山老寿
   我昨天挂300W、24/380方形变压器时,空载电流约470MA,其中辅助电源辅助电路等占去150MA,变压器约320MA;效率没有细测,约84-85%,带灯泡失真度0.84%。   今天试了1000W、17/300的环形变压器,情况很不好,空载电流近4A;效率不到70%,失真度约1.3%。变压器发热严重,比用300W变压器还热,不可思议。   我分析原因大概是:1.变压器的铁芯不好;或者伏匝数太低了,因为我测了17V端的电感量,只有2MH左右,这是空载损耗大的原因。2.因为环形变压器漏感很小,所以导致滤波不好,我用300W方变时,滤波电容为225时失真最小,而用1000W环变时,电容要用到二个475失真度还在1.3%左右。现在,主要是要解决变压器的问题,身边没有一家变压器厂家能放心的。逆变器的变压器太难搞定,线径要尽可能粗;伏匝数只能高于设计值,不能低于设计值;铁芯一定要用高矽的;铁芯窗口要大,否则绕不下。

环形变压器不适合做逆变,我没有拆开过,听说里面的铁芯是卷绕的没有气隙,加高频调制方波很容易饱和。环形变压器在接市电的一瞬间,里面会发出咔咔的声音,冲击电流非常大。普通的EI型变压器也不是所有的都适合做逆变,有专门的逆变变压器,矽钢片的厚度和气隙都是有针对性的。

如果一定要用环形变压器,可以在初级串联一个大电流电感,能改善效果。江浙一带的厂家有这样做的。

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z760622
LV.4
29
2010-12-11 08:35
@z760622
那天我把正规工频逆变变压器的图片上传一下。让你们看看变压器是怎么绕的
正规的工频逆变变压器来了看图吧。初级是多股线绕的 
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shayu1000
LV.8
30
2010-12-11 08:41
@z760622
正规的工频逆变变压器来了看图吧。初级是多股线绕的[图片] 
看不清
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2010-12-11 09:25
@宛东骄子
元器件布局很有美感,很讲究,外在美;性能也好,内在美。板子整体个性十足!
漂亮!工艺是专业厂家级别的。
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