Puterea reactiva

[Vizitator]

Am facut o simulare cu Tina a circulatiei curentului ractiv de la o sursa semipunte. Am pus baterii in loc de redresor pt a simplifica lucrurile.

 

 

Si experimental pe o sursa flyback unde se vede amplitudine de 0,5V pe 0,33 ohm din sursa mos si doar  50mV tot pe o rez de 0,33 ohm in serie cu sursa de alimentare care reprezinta consumul activ, adica pierderile pe dioda de recuperare, mos si rezistenta din sursa(plus infasurari).

Editat Iunie 10, 2018 de Vizitator

[Marian]

 

20 hours ago, miticamy said:

Marian, am creat un topic special cu puterea reactiva tocmai ca urmare a interventiilor tale aici. Puterea reactiva nu se consuma si nu ai cum sa o vezi in retea. Cred ca faci o confuzie cu sarcina reactiva conectata direct la retea cum ar fi motoarele de CA sau condensatoarele din lampile cu neoane. Orice sursa in comutatie vede ca generator de intrare electroliticul de sute-mii microfarazi care la randul lui este separat de retea prin filtrul de intrare care este recomandat la sursele de acest tip. Ia aminteste-ti de circuitul rezonant LC ideal de la ora de fizica. Citez dintrun curs Facultatea Iasi:

Concluzie: La rezonanţă au loc oscilaţii neamortizate ale energiei între bobine şi condensatoare. În acest regim nu are loc schimb de energie între surse şi câmpul electromagnetic al circuitului. Sursele furnizează energie numai rezistoarelor în care se produc efecte Joule-Lentz.

Ce se intampla in circuitul nostru in gol nu se transmite in retea in afara de ce se disipa pe radiatoare si rezistentele din dumping.

 

 

Nu tin neaparat sa am ultimul cuvant, si va respect prea mult sa-mi permit o discutie in contradictoriu cu dvs, insa nu mi se pare ok sa fiu retrogradat la nivelul unui elev.

Probabil nu am reusit sa ma fac inteles, si daca e asa atunci vina imi apartine, pentru ca dvs discutati despre una eu despre alta.

Nu m-ati convins cu acel topic deoarece nu ati facut acolo o comparatie directa intre 2 variante de semipunte normala din retea in care singura variabila sa fie valoarea inductantei primarului, respectiv un test cu o inductanta mare si unul cu inductanta foarte mica ( adica intrefier ). 

Dvs discutati despre circuitul rezonant LC si intensitatea in sine a curentului tras din retea fata de cel de varf prin semikconductori, in timp ce eu am atras atentia asupra inductantei primarului, si a diferentei curentului tras din retea cu inductanta primar mare si mica, nu m-a interesat niciodata curentul prin semiconductori.

 

Oricum pana nu as face un astfel de test comparativ, nu pot vorbi decat din instinct, motiv pentru care accept faptul ca ma pot insela.

Si instinctul imi spune ca inductanta primarului da impedanta lui la frecventa de lucru ( plus rezistenta ohmica, dar aia e fixa, deci nu conteaza in comparatie ).

Si impedanta primarului la frecventa de lucru, da, sau influenteaza oricum intr-o buna masura, curentul de mers in gol tras din retea. 

Cu cat impedanta e mai mica, cu atat curentul de mers in gol este deci mai mare. 

 

SI da, sursa vede ca generator electroliticii, dar nu si pe varfurile sinusoidelor din retea, acolo ele depasesc valoarea tensiunii de pe conzi si polarizeaza direct diodele puntii alimentand astfel atat pulsurile trase de tranzistori, cat si incarcarea electroliticilor. Cu cat inductanta primarului este mai mica, cu atat varfurile de curent prin tranzistori sunt mai mari, si cu atat mai mari sunt si varfurile trase din retea pe perioada aia scurta dintre varfurile semialternantelor. Sau cel putin asa vad eu lucrurile, si n-are legatura cu circuitul rezonant LC in sine.

Sigur, asa cum am spus, accept faptul ca se poate totusi sa ma insel, si daca este asa atunci nu-mi ramane decat sa-mi cer scuze pentru insistenta. 

Daca o sa am timp o sa fac eu insumi un test comparativ ca sa vad daca inductanta foarte mica in primar creste curentul de mers in gol tras din retea, daca nu va fi asa atunci voi reveni aici cu scuzele de rigoare catre @Maxente, Dvs @miticamy, Leco, si restul...

Editat Iunie 26, 2018 de Marian

[Vizitator]

Cred ca trebuia sa raspunzi pe topicul specializat, aici incarcam inutil. Comparatia cu circuitul rezonant era pt a intelege ca energia reactiva circula intre bobine si condensatori. Adica la semipunte iei energie din condensatorul de filtraj si o acumulezi in inductanta de magnetizare a primarului si apoi o returnezi aceluiasi condensator electrolitic. Acel curent nu este resimtit la valoarea de varf de catre retea pt ca este mediat de filtrul de retea. Ca sa nu mai spun ca se recomanda folosirea unui cond nepolarizat sa zicem de 1uF cat mai aproape de tranzistori. De ce se facea asta? Pai tocmai ce am spus, fiecare inductanta de pe traseul drena MOS......retea de alimentare se opune cererii noastre de curent de inalta frecventa. Unele inductante "e bune", adica cele din filtrul de retea pt ca nu lasa comutatia de inalta frecventa sa intre in priza si sa asculti la radio testele sursei. Alte inductante "e rele", adica cele ale traseelor si electroliticului pt ca ele produc caderi de tensiune la frecvente mari si "mananca" din tensiunea ce ajunge efectiv la tranzistori, deci in primarul trafului micsorand randamentul general. Daca ar fi asa cum spui ca un curent de 100kHz sa ajunga in cablul de alimentare pe care il introduci in priza nu s-ar mai intelege nimic la radio si tv, calculatoarele s-ar reseta cand ti-e lumea mai draga. Ai desfacut atatea surse ATX si stii ca chinezismele au loc pe cablaj de filtru retea dar nu e montat nimic. Te rog sa-mi spui daca ai intalnit un chinezism cu PFC activ fara filtru de retea. Eu nu am intalnit si fi sigur ca nu ar putea fi folosite pt ca PFC-ul extrage direct din retea, nu mai are electroliticul mediator. Chiar daca ar scapa curent de inalta frecventa in retea nu ar ajunge pana la furnizor sa-l deranjeze. Nu ar putea trece de primul traf coborator de tensiune si oricum acesta este la sute de metri-kilometri distanta de consumator si inductanta liniilor si-ar face treaba. Motorul lucreaza cu 50Hz si energia magnetica inmagazinata este returnata retelei cu aceeasi frecventa deci este resimtita prin trafuri pana la centrala electrica. Bateriile de condensatori locale fac acelasi lucru ca si cond. de 1uF de decuplare locala din surse: creaza un rezervor local in care energia magnetica returnata gaseste un refugiu si tinand cont si de inductantele de pe traseu foarte putina mai ajunge la generator facand ceea ce se numeste imbunatatirea factorului de putere.

Deci nu conteaza ca avem inductanta mare sau mica la traf, cu masuri de preventie specifice curentul de magnetizare nu ajunge la priza. Testele astea imi mananca mult timp si nu este nicio lauda ca am 850 lei pensie, trebuie sa mai repar si cate un radio cu 5 lei sa pot cumpara cirese pt ca nu am gradina ca alti colegi. Dar o sa refac testul cu sonda de curent chiar pe cablul de alimentare sa vedem diferenta cand avem filtru de retea si cand nu.

[Marian]

Nu ne intelegem, asa ca am facut testul ala.

 

Am luat o placa de sursa ATX la care aveam toata partea de secundar defrisata, dar aveam partea de control cu strictul necesar pentru 494 cu umplere maxima. 

Am inseriat alimentarea placii cu un filtru de retea, am lipit pe placa doar primarul unui traf de ATX la care am masurat in prealabil 8,3mH.

Am conectat alimentarea catre retea prin 2 clesti crocodili ( dupa filtrul de retea ) si am pus pe unul din el clestele ampermetru setat pe 2A:

 

Curentul de mers in gol tras direct din retea ( ca asta ma intereseaza ), l-am masurat la 40mA.

 

Am deslipit traful de pe placa si i-am adaugat un "intrefier" compus din 2 bucati de smirglu suprapuse intre partea "I" de miez si restul, si am strans cu banda ca sa fie compact si am masurat cam 300uH. Am conectat cu ceva fire scurte bornele la placa, am conectat din nou alimentarea si:

 

Am gasit 128mA curent de mers in gol tras acum din retea. 

 

Pentru verificare am scos intrefierul, am pus "I"-ul la loc asa cum a fost si l-am strans cu banda, si am retestat:

 

Rezultatul a fost un curent de mers in gol mult mai mare la inductanta primar mica, fata de varianta originala ( inductanta mare ). 

O sa incerc sa ajustez intrefierul sa am si 190uH ( sau ceva de genul ), dar probabil risc sa stresez prea mult tranzistorii. 

 

Daca doriti pun si osciloscopul la lucru, o sa confirme exact acelasi lucru.

Inductanta asa mica in primar se traduce in curent de mers in gol tras din retea, mai mare ( mult mai mare ) cu filtru cu tot, si chiar si mai mare cu PFC activ inclus.
 

Editat Iunie 26, 2018 de Marian

[Marian]

LE: @maxente dupa ce se lamureste treaba asta daca doresti pot muta discutia asta in topicul ala al D-lui Miticamy, ca sa nu ramana offtopicul aici.

Cum doresti asa fac.

[[i_unit]]

Poti masura curentul pe alimentare, cu osciloscop si sonda de current?

[Marian]

Nu am sonda de curent dar am improvizat una cu un traf de curent, este cel pe care am facut testul comparativ pus pe forum cu ceva timp in urma, cu 50 de spire versus 100 de spire.

Am pus sarcina 47R/3W pe secundarul de 50 de spire si am pus osciloscopul pe ea. 

 

Varianta fara intrefier:

 

Conform unei aritmetici simple, ar fi o medie de putin sub 80mV varf pe 47R, adica undeva pe la 1,6mA varf in secundarul trafo de curent, si deci putin peste 80mA varf la curentul tras din retea.

 

Varianta cu intrfierul despre care am vorbit anterior:

 

264mV varf, sau 5,6mA varf in secundarul trafo de curent, si 280mA varf curent din retea ( cifre aproximate ).

Valorile exacte in sine nu conteaza prea mult, ceea ce am dorit sa subliniez este diferenta dintre cele 2 cazuri, una care nu este doar incontestabila, dar este si foarte mare.

 

Am ajustat intrefierul pana am masurat 212uH in primar, si am testat asa si am gasit cam 250mA cu clestele ampermetric pus in acelasi loc, dar dupa cateva secunde curentul incepuse sa creasca, lent dar constant si la scurt timp si-a facut aparitia si un zgomot suspect, semn ca e prea mult pentru primarul ala. 

 

Asta am dorit sa spun, se merge intr-un extrem neobservat si neasumat in cautarea cvasi-rezonantei perfecte, si ce se castiga la pierderi in comutatie, se pierde la curent de mers in gol tras din retea ( si implicit putere, mai cu seama daca ai si pfc activ ). Au mai spus-o si altii, si am dovedit-o si eu acum, puterea in gol consumata din retea de catre o astfel de sursa este mai mare, chiar mult mai mare decat la comutatia hard, deci la puteri mici, randamentul unei astfel de surse poate fi mai mic decat la cele HSW, puterea aia consumata in gol din retea este constanta si nu se reduce odata cu cresterea sarcinii ci se insumeaza cu ea, deci ai de castigat la comutatie soft ca sa compensezi asta... Sigur, se poate ridica frecventa la cateva sute de khz ( asa cum am observat ca se recomanda prin anumite lucrari ), si acolo 2-300uH inductanta primar, nu mai este asa putin...

 

In fine, m-am facut sper eu inteles, deci nu voi mai insista. 

Maxente sa-mi zici daca vrei sa mut discutia de aici si se face.

 

LE: Spuneam intr-o postare anterioara ca pe varfurile sinusoidelor de la retea, varfurile de curent trase de tranzistori sunt din diodele puntii, si deci din retea.

Iata-le, sunt mici dar sunt acolo asa cum am zis ( sunt masurate cu filtrul de retea in circuit ):

 

 

 

Editat Iunie 26, 2018 de Marian

[Vizitator]

Pune niste date de la clestele ampermetric. Masoara RMS? Masoara valori de varf?

[Marian]

Testul meu vrea sa sublinieze diferenta, nu valorile exacte.

Apoi am pus oscilograme, alea zic si rms si varf, si confirma intocmai ce am spus.

Nu vad ce mai poate fi neclar...

[Vizitator]

Imi pare rau ca insisti pe ceva ce singur ai spus ca este intuitiv si ignori total ce am spus eu plus oscilogramele.

Prima greseala facuta de tine, nu poti masura curent de 50Hz cu traf de ferita. Cand cineva a intrebat de ce nu poate folosi un miez de ferita pt traf de retea a fost luat de multi peste picior. Am spus si ai fost de acord in stilul tau personal ca traful de curent este tot un traf de tensiune, mintea omului il interpreteaza altfel pt usurinta intelegerii aplicatiei lui. Pai daca este asa de ce nu folosesc ferita ca traf de tensiune la 50Hz dar o folosesc pt traf de curent. Ai vazut ca eu cu o sonda profesionala TEK am folosit o rezistenta sa masor curentul de retea. Repet ce am mai spus, diferenta de consum masurata de tine este puterea disipata de tranzistori/ diode/ rezistente in cazul cu inductanta mai mica pt ca sunt fortate de vehiculeze un curent mai mare, partea pur inductiva a curentului se va plimba doar. Efectele active ale unui curent sunt aceleasi si daca acesta este reactiv pt ca tot niste electroni se plimba. Hai ca am pus si eu sonda de curent pe firul de alimentare de la retea dar nu pt a masura componenta de 50Hz (oricum sonda ar da eroare mare) ci pt a vedea daca curentul de zeci de kHz pe care sonda i-ar detecta fuge catre retea. Si daca prin MOS avem 1,8Av (1A/div canal 2)prin firul de retea nu se vede nici urma din acesta desi sonda este pusa pe 50mV/div.

[Marian]

D-le Miticamy, ca ma contraziceti este una, dar ca o faceti intr-un mod ironic ( si nu doar o data ) este dezamagitor!

E problema dvs ca nu intelegeti ce vreau sa arat, mama ei de diferenta pe care nu o vedeti...

Clestele ampermetric poate masura 50hz ( pentru asta e facut ), n-are nici un fel de importanta daca masoara rms sau varf, ce conteaza este ca testul s-a facut fix in aceleasi conditii si cu acelasi aparat de masurat, singura variabila a fost inductanta mult mai mica, si rezultatul a fost un curent mai mare in gol tras din retea. 
Nu ma intereseaza sa intru in detalii referitor la procesele fizice ce duc la efectul asta, conteaza realitatea simpla, inductanta mai mica egal curent mai mare din retea in gol. 
 

Cu asta chiar inchei, e clar ca sustinem cam acelasi lucru dar in moduri si atitudini diferite:

31 minutes ago, miticamy said:

Repet ce am mai spus, diferenta de consum masurata de tine este puterea disipata de tranzistori/ diode/ rezistente in cazul cu inductanta mai mica pt ca sunt fortate de vehiculeze un curent mai mare

 

 

PS: Am mutat discutia aici.

 

 

Editat Iunie 26, 2018 de Marian

[maxente]

Ar fi interesant de vazut si consumul in gol la sursele din amplificatoare ca cele masurate de @[i_unit] 

[Vizitator]

Pai eu mai am varsta si rabdarea ta? Puterea disipata in plus de circulatia unui curent reactiv mare poate fi nesemnificativa fata de castigul datorat unei comutatii soft.

[iop95]

Un curent efectiv mai mare evident ca produce pierderi ohmice mai mari si de comutatie (daca nu e soft sw) mai mari.

La LLC trebuie facut un compromis intre valoarea minima Lm care da curentul la mers in gol si raportul Lm/Lr care da castigul al f<fo.

Nu uitati ca la LLC frecventa nu este fixa.

Pentru a reduce curentul in gol, frecventa de lucru in gol este de regula 1.5 - 3 ori frecventa de rezonanta, ceea ce implica o reducere semnificativa a curentului. La aceasta se adauga modul burst.

Sunt unele implementari, mai ales la phase-shift cu bobina saturabila, care are o valoare mare in gol si scade pe masura ce curentul creste... o alta tehnice de a reduce curentul in gol (creste randamentul in gol).

Daca regimul de gol este peste 90% e f posibil sa fie mai eficienta o sursa hard sw, dar pentru o sursa "normala" cu minim 50% factor de utilizare la sarcina nominala... LLC este sensibil mai eficienta.

O difererenta de un punct procentual in eficienta, mai ales la puteri mari, poate face diferenta intre a putea realiza sau nu o sursa respectiva, care sa acopere toate cerintele date.

In zona masinilor electrice sau aero/spatiale, un procent in eficienta este imens...

 

Legat de curentul reactiv, nu uitati ca este defazat fata de tensiune cu aproape 90º... deci nu prea are cum sa produca pierderi active aferente produsului Vds*Ids ci le majoreaza doar pe cele ohmice prin componenta totala a curentului efectiv. Acelasi lucru se intampla si pe reteaua de 230V, curentul efectiv trebuie redus la minim, fiind cel care produce pierderile ohmice; din acest motiv s-a reglementat PFC-ul la puteri peste 75W parca.

[Vizitator]

CITAT:     Legat de curentul reactiv, nu uitati ca este defazat fata de tensiune cu aproape 90º... deci nu prea are cum sa produca pierderi active aferente produsului Vds*Ids

 

Am mai avut noi contraziceri si la surse rezonante cu impartirea intre LC rezonanta serie si LLC rezonanta serie. Si la HB asimetric. Acum asta cu defazajul de 90^ prea e dat citat din carte. Defazajul de 90^ este pt tensiune sinusoidala. La tensiune "dreptunghiulara" este un defazaj in sensul ca intai se recupereaza energia magnetica, deci curentul trece prin dioda paralel chiar daca MOS-ul este deschis dar apoi urmeaza "incarcarea" miezului iar asta nu se poate decat daca MOS-ul este deschis. Asa ca acel curent triunghiular va produce pe Rds cadere de tensiune pana se blocheaza MOS-ul. Adica sa gandim dupa cunostintele din liceu cand avem oscilogramele in fata. MOS-urile din sursele flyback DCM nu disipa in conductie? Doar ca in blocare toata energia din miez este data sarcinii. La semipunte avem un fel de 2 FLY simetrice dar cu cedarea energiei inapoi la intrare si in fiecare semiperioada avem un ciclu cedare-acumulare pe timpul conductiei unui MOS. Pai chiar pe aceasta pagina am pus acum 2 ore oscilograma cu curentul prin MOS-ul de sus (jos este comanda MOS-ului de jos) unde se vede clar ca ce a acumulat miezul cand a condus cel de jos este acum un curent negativ(trece prin dioda MOs-ului de sus) si apoi apare curent pozitiv care are aceeasi amplitudine. Ar insemna ca cei 1,8A la varf sa nu produca disipatie pe Rds de 1 ohm al MOS-ului ca ne-a spus proful de liceu ca sunt defazate.

Marian: am pus amandoi oscilograme. Eu nu am filtru de retea si la un curent de 1,8Av sonda de curent nu vede nimic pe sensibilitatea de 50mA. Tu ai 500mVvv pe 50 ohm, deci 10mA in retea. La ce curent prin traf?  Reprezinta 10mA o valoare care sa cantareasca in alegerea tipului de sursa? La mine se vede condul de decuplare locala, cel albastru. S-ar putea ca acesta sa faca sa nu am curent de inalta frecventa prin firul de alimentare. Exact cum am spus, cu o proiectare riguroasa nu mai exista acel curent liliputan de care te legi si i-ai dat o importanta de crezi in final ca are cineva ceva cu tine. Si ce a spus @IOP de i-ai dat like am spus-o si eu intro forma de discutie in parc: nu se construiau milioane de surse LLC pline de bube doar daca vesticii sunt niste inapoiati care nu au auzit de Romania si de marele nostru forum de specialitate.

 

REVIN cu poza cond de decuplare locala:

Editat Iunie 26, 2018 de Vizitator
corectare greseli scriere