Synkron likriktare för pannkaksgenerator.

[Emil]

Hade en "fundering" på om det skulle gå att förbättra likriktarbryggan till
en pannkaksgenerator genom att använda sig av s.k. synkron likriktning.

Principen används i en del switchade nätaggregat så då slog mig tanken att
man kanske kan använda samma sak i en pannkaksgenerator genom att
lägga in en extra hjälplindning i varje fas, tråden kan vara tunn för
lindningen ska inte belastas med några högre strömmar.

Principen ser ni i pdf:en nedan.

Synkron likriktare för pannkaksgenerator.pdf

(17.78 KB) Nerladdad 415 gånger

Nu visar jag bara EN fas men hoppas ni förstår principen i alla fall

Fig 1: Normalfallet likriktning med en diod.

Fig 2: Hjälplindningen inkopplad, den styr en MOSFET så att den leder
i takt med "högströmslindningen". Fördelen är (till en viss gräns) mindre
spänningsfall. RDS (Resistansen Drain-Source) ska vara så låg som möjligt.
Givetvis måste MOSFET:en tåla max uttagbar ström också.

Fig 3: En "hybrid", blandning av de två kopplingarna.

Kommentarer önskas........

[Jonas L]

Intressant tanke. Jag får ha det i huvudet ett tag och se om jag kommer på något som skulle motarbeta principen. Rent instinktivt skulle jag hellre se att man använde strömriktningen än en extra lindning. Som det är nu gäller det att dessa verkligen stämmer överens. Men principen har potential...

Däremot ser jag ett stort fel i implementationen! Tänk på att MOSFET:en har en body-diod. Som du har vänt kopplingen kommer denna att kortsluta alltihop. En diod parallellt som du har gjort i Fig 3 är ett trevligt tillägg, men bara om det är en shottky.

[Emil]

Dioden tänkte jag på, de brukar orsaka en del förluster i spänningsomvandlare.
Dioden är rätt långsam, parametern "trr" storleksordning us (mikrosekunder).

Men annars var jag ute efter själva iden.

Borde gå att gjuta in t.ex. 3st hallgivare i statorn som håller
koll på vart magneterna är, så man får signaler som i sin tur
styr "MOSFET"-likriktaren.

Med lite extra komponenter skulle man kunna styra uteffekten
från generatorn så att den inte bromsar turbinen för hårt vid små vindhastigheter.

Med vanlig likriktare uppbyggd med dioder så går pannkaksgeneratorn
obelastad tills spänningen blir högre än batterispänningen
och sen stiger strömmen brant med ökad vindhastighet.

Problemet att att få pannkaksgeneratorn och vindturbinens "karakteristik"
att sammanfalla. Belastar generatorn för lite vid ökad vindhastighet så skenar verket,
och motsatsen blir att turbinen inte "går upp i varv" som den borde.

Om jag ska kalla regleringen för PWM vet jag inte men "nästan" i alla fall.

---------------------------------------------------------------------

Googla efter: synchronous rectification

Lite mer info:

http://www.national.com/vcm/national3/e ... ner112.pdf

http://en.wikipedia.org/wiki/Active_rectification

http://en.wikipedia.org/wiki/Synchronous_rectification

[Jonas L]

Jag tycker det hela spårar ur lite grann. Det blir plötsligt ganska mycket mer avancerat om man ska gjuta in sensorer och grejer. Ärligt talat så vinner man nog både tidsmässigt och prismässigt på att lägga några extra varv i lindningarna än att joxa med det där. Usch, nu var jag tråkig

Att göra en enkel styrning av effekten med detta kan gå, men jag ser nog hellre en styrd likriktare med thyristorer. Oavsett teknik så måste man ha en enkel funktion för att välja när man ska trigga thyristorn alternativt MOSFET:en. Nån riktig MPPT blir det ju inte, men man kanske kan få liknande funktion med en analog krets och lite joxande.

[Göran]

Intressant! Det här får ni gärna utveckla vidare.

[Karro]

Det kan kanske gå att få en MPPT på det viset genom att man switchar med generatorns lindningar som induktans? Svänghjulsverkan från vindturinen fungerar kanske också som "induktans".

[Jonas L]

Vilket av spåren vill du att vi ska utveckla?

Å ena sidan har det föreslagits en synkron likriktare för att minimera förlusterna. Detta är en enkel krets, men nyttan är inte så stor vid 24 V. På 12 V-system är det av väldigt stor betydelse, men vem kör 12 V om de vill ha verkningsgrad?

Å andra sidan så snackar vi styrning av budget-MPPT. Att switcha mot en hemmalindad generator är nog inget framgångsrecept. Dessutom är jag osäker på hur man skulle styra en sådan switchning. Då tror jag mer på mitt koncept med en thyristorlikriktare. Jag har inte använt tyristorer på så här låg spänning innan dock, så det kanske är en dålig idé p.g.a. spänningsfallet.

[Martin]

Det kan kanske gå att få en MPPT på det viset genom att man switchar med generatorns lindningar som induktans?

Det har testats av Flux i England. Jag kommer inte riktigt ihåg detaljerna men projektet lades ner. Bland annat pga att verket störde radio.

[Göran]

Går det att minska förlusterna är det intressant, oavsett hur man gör det. Mina kunskaper i elektronik är obefintliga, så jag kanske uttrycker mig dumt.