INDUCTION HEATING

Индукционный нагрев для всех.
Текущее время: 18 авг 2017, 16:37

Часовой пояс: UTC + 3 часа [ Летнее время ]




Начать новую тему Эта тема закрыта, вы не можете редактировать и оставлять сообщения в ней.  [ 1 сообщение ] 
Автор Сообщение
 Заголовок сообщения: Реактивная мощность конденсаторов
СообщениеДобавлено: 14 апр 2013, 15:37 
Не в сети

Зарегистрирован: 17 фев 2013, 21:57
Сообщений: 10878
Иногда нужно побыстрому прикинуть реактивную мощность батареи конденсаторов для ИН. В данной статье попробую обьеденить опыт участников форума ИН. Дабы не плодить публикации на эту тему, буду дополнять/исправлять эту в процессе дальнейшего обсуждения.

Итак, попробую что-то написать. Можно взять сухую теорию из учебников и продублировать, но эту информацию можно найти и без моего участия. Куда более интересно может оказаться информация из первоисточника, от коллег по конструированию ИН. Их опыт обязательно пригодится и не должен пропасть даром. Понаписано уже достаточно много и среди всего этого разнообразия становится проблематично найти нужное. Попробую выделить отдельные посты участников форума, с минимумом моего вмешательства в текст. Получится своего рода коллективная  подборка информации по теме.

e-nik

Я считаю примерно так:
1. Считаем реактивную мощность, которую нужно пропустить через конденсатор, по формуле
P= U*U/ (2*R)= pi*F*C*U*U
U- напряжение на конденсаторе, амплитудное.
R- сопротивление конденсатора, реактивное R= 1/(2*pi*F*C)
Q- тангенс
Получаем требуемую реактивную мощность.
Реактивную мощность умножаем на тангенс диэлектрика (0.01- полистерен, полиэтилентерфталат,
0.0008 -для полипропилена выше 100 кГц,
0.0005- для полипропилена выше 10 кГц,
0.0001, для полипропилена ниже 10 кГц.
Получаем требуемую активную мощность. Далее если
-если активную мощность делим на допустимую мощность рассеяния конденсатора получаем количество конденсаторов.
-если активную мощность делим на количество конденсаторов получаем мощность рассеяния одного конденсатора.

Если пользоваться током, а не напряжением то формула перевода I= 2*pi*F*C*U (закон Ома для реактивной цепи Smile )

Теперь самое главное.. Мало кто указывает габаритную мощность конденсатора. Я нашел только у Остравы..
Там табличка есть с размерами корпусов, их тепловым сопротивление и допустимой мощностью рассеяния..

Ссылки

http://www.es-ostrava.cz/pdf/katalog_cz ... KP365N.pdf - формула
http://www.es-ostrava.cz/index.php?page ... mp;lang=cz - мощность рассеяния корпуса


Пример1. для расчета для определения сходимости результатов.

К78-2 2000В-0.015мкФ размер 27*8*14 запустим на 100кГц
По данным производителя (PDF c сайта ЭЛКОДа):-360В - амплитудного или 255В действующего

По моим расчетам из P= pi*F*C*U*U
U= sqrt (P/(pi*F*C))= sqrt ((Pдор/Q)/(pi*F*C))
Pдоп допустимая мощность из таблицы с сайта
7*16*24 => 0.4Вт
Подставляя в формулу данные получим - 326В - амплитудного или 231В действующего

Пример 2.
К78-2 1000В-0.0033мкФ размер 20*8*11.5 запустим на 50кГц
По данным производителя (PDF c сайта ЭЛКОДа):-1000В - амплитудного

По моим расчетам из P= pi*F*C*U*U
U= sqrt (P/(pi*F*C))= sqrt ((Pдор/Q)/(pi*F*C))
Pдоп допустимая мощность из таблицы с сайта
7*16*24 => 0.4Вт
Подставляя в формулу данные получим - 1111В - амплитудного (ограничено номинальным напряжением)

Прикидочные расчеты и справочная информация по конденсаторам WIMA и EPCOS методике дают разброс до 20%. И, если есть справочная информация по конкретному типу конденсатора, то для окончательных расчетов лучше пользоваться ей.

Ну и по номинальному напряжению.
Лучше использовать конденсаторы меньшего напряжения, но большее количество штук. Должна уменьшится индуктивность и ток через ножку конденсатора.
И еще.. Никто не видел что конденсаторы К78-2 и другие на большое напряжение имеют посередине перетяжку? Это последовательное соединение внутри одного корпуса двух конденсаторов.. Со всеми вытекающими последствиями.



ksv

Давайте я Вам расскажу как можно грубо, но быстро "прикинуть" сколько конденсаторов нужно поставить в батарею. Этот вопрос много раз обсуждался, но проще рассказать, чем искать какие-нибудь ссылки. Может это как-то смягчит горечь утраты...

1. Итак, нам нужно греть нагрузку с мощностью P, например 1 кВт. Берем добротность Q, скажем, 10. Точнее Вы ее можете измерить только сами, например, по ширине резонансного пика контура. Но 10-15 - это нормально для такой "среднепотолочной" оценки. Отсюда получаем реактивную мощность, которая гуляет в контуре Pr = Q*P = 10 кВт (ее измеряют в кВАР, но здесь это не важно). Вот на такую реактивную мощность должна быть рассчитана конденсаторная батарея.
2. На мощных конденсаторах это значение обычно указывают. Но как оценить реактивную мощность самодельной батареи? Поступаем так. У любых конденсаторов есть потери. Они выражаются коэффициентом, который называется "тангенс угла потерь". Для полипропиленовых конденсаторов этот коэффициент обычно порядка 0.001 и меньше. Один конденсатор, такой, как в Вашей батарее, рассеивает от 0.5 до 1 Вт тепла. Берем для верности 0.5 Вт и делим это число на тангенс угла потерь. Получаем реактивную мощность, которую может прокачивать один конденсатор батареи: 0.5/0.001 = 500 Вт (ВАР).
3. Теперь поделим наши 10 кВАР, которые должна держать батарея на мощность, которую может прокачать один конденсатор 0.5кВАР и получаем 10/0.5 = 20. Т.е. даже для одного кВт нужна батарея, содержащая штук 20 конденсаторов!

Обратите внимание, что это как бы "оценка снизу". Реально и потери больше (при повышенных частотах) и добротность могла быть повыше, да и мощность, скорее всего, Вы решили выдать поболее, чем 1 кВт. Вот Ваши бедные 27 конденсаторов и перетрудились...
=================================
PS
Всегда проверяйте батарею. Если конденсаторы неприятно теплые, горячие - хотя бы обдув поставьте.

Некоторая полезная теоретическая информация:
Тангенс угла диэлектрических потерь

Тангенс угла диэлектрических потерь - отношение мнимой и вещественной части комплексной диэлектрической проницаемости. Изображение
Потери энергии в конденсаторе определяются потерями в диэлектрике и обкладках. При протекании переменного тока через конденсатор векторы напряжения и тока сдвинуты на угол Изображение где δ - угол диэлектрических потерь. При отсутствии потерь δ = 0. Тангенс угла потерь определяется отношением активной мощности Pа к реактивной Pр при синусоидальном напряжении определённой частоты. Величина, обратная tg δ называется добротностью конденсатора. Термины добротности и тангенса угла потерь применяются также для катушек индуктивности и трансформаторов.

Мощность постоянного тока

Так как значения силы тока и напряжения постоянны и равны мгновенным значениям в любой момент времени, то среднюю мощность можно вычислить по формулам:
Изображение

Мощность переменного тока

В переменном электрическом поле формула для мощности постоянного тока оказывается неприменимой. На практике наибольшее значение имеет расчёт мощности в цепях переменного синусоидального напряжения и тока.

Для того, чтобы связать понятия полной, активной, реактивной мощностей и коэффициента мощности, удобно обратиться к теории комплексных чисел. Можно считать, что мощность в цепи переменного тока выражается комплексным числом таким, что активная мощность является его действительной частью, реактивная мощность - мнимой частью, полная мощность - модулем, а угол φ (сдвиг фаз) - аргументом. Для такой модели оказываются справедливыми все выписанные ниже соотношения.

Активная мощность

Единица измерения - ватт (W, Вт).

Среднее за период Изображение значение мгновенной мощности называется активной мощностью: Изображение. В цепях однофазного синусоидального тока Изображение, где Изображение и Изображение - действующие значения напряжения и тока, φ - угол сдвига фаз между ними. Для цепей несинусоидального тока электрическая мощность равна сумме соответствующих средних мощностей отдельных гармоник. Активная мощность характеризует скорость необратимого превращения электрической энергии в другие виды энергии (тепловую и электромагнитную). Активная мощность может быть также выражена через силу тока, напряжение и активную составляющую сопротивления цепи r или её проводимость g по формуле Изображение. В любой электрической цепи как синусоидального, так и несинусоидального тока активная мощность всей цепи равна сумме активных мощностей отдельных частей цепи, для трёхфазных цепей электрическая мощность определяется как сумма мощностей отдельных фаз. С полной мощностью S активная связана соотношением Изображение
В теории длинных линий (анализ электромагнитных процессов в линии передачи, длина которой сравнима с длиной электромагнитной волны) полным аналогом активной мощности является проходящая мощность, которая определяется как разность между падающей мощностью и отраженной мощностью.

Реактивная мощность (Q)

Единица измерения — вольт-ампер реактивный (var, вар)
Реактивная мощность - величина, характеризующая нагрузки, создаваемые в электротехнических устройствах колебаниями энергии электромагнитного поля в цепи синусоидального переменного тока, равна произведению действующих значений напряжения U и тока I, умноженному на синус угла сдвига фаз φ между ними: Изображение (если ток отстаёт от напряжения, сдвиг фаз считается положительным, если опережает - отрицательным). Физически "реактивная мощность" - это, например, энергия, затрачиваемая на перемагничивание короткозамкнутой обмотки асинхронного двигателя при его работе, то есть ЛЮБОЙ асинхронный двигатель потребляет реактивную мощность из сети независимо от момента на своем валу. Реактивная мощность связана с полной мощностью S и активной мощностью Р соотношением: Изображение. Синхронные генераторы, установленные на электрических станциях, могут как производить, так и потреблять реактивную мощность в зависимости от величины тока возбуждения, протекающего в обмотке ротора генератора. За счет этой особенности синхронных электрических машин осуществляется регулирование заданного уровня напряжения сети. Для устранения перегрузок и повышения коэффициента мощности электрических установок осуществляется компенсация реактивной мощности.
Необходимо отметить, что величина sin φ для значений φ от 0 до плюс 90° является положительной величиной. Величина sin φ для значений φ от 0 до - 90° является отрицательной величиной. В соответствии с формулой Q = UI sin φ реактивная мощность может быть как положительной величиной (если нагрузка имеет активно-индуктивный характер), так и отрицательной (если нагрузка имеет активно-ёмкостный характер). Данное обстоятельство подчёркивает тот факт, что реактивная мощность не участвует в работе электрического тока. Отрицательное значение активной мощности нагрузки характеризовало бы нагрузку как генератор энергии. Активное, индуктивное, ёмкостное сопротивление не могут быть источниками постоянной энергии.
Модуль величины Q = UI sin φ приблизительно описывает реальные процессы преобразования энергии в магнитных полях индуктивностей и в электрических полях емкостей.
Применение современных электрических измерительных преобразователей на микропроцессорной технике позволяет производить более точную оценку величины энергии возвращаемой от индуктивной и емкостной нагрузки в источник переменного напряжения.
Измерительные преобразователи реактивной мощности, использующие формулу Q = UI sin φ, более просты и значительно дешевле измерительных преобразователей на микропроцессорной технике.

Полная мощность (S)

Единица полной электрической мощности - вольт-ампер (V*A, В*А)
Полная мощность - величина, равная произведению действующих значений периодического электрического тока I в цепи и напряжения U на её зажимах: S = U×I; связана с активной и реактивной мощностями соотношением: Изображение, где Р - активная мощность, Q - реактивная мощность (при индуктивной нагрузке Q > 0, а при ёмкостной Q < 0).
Векторная зависимость между полной, активной и реактивной мощностью выражается формулой: Изображение


Фото некоторых конденсаторных батарей:

Изображение
Изображение
Изображение
Изображение
Изображение
Изображение
Изображение
Изображение
Изображение
Изображение
Изображение
Изображение
Изображение
Изображение
Изображение
Изображение
Изображение
Изображение
Изображение
Изображение
Изображение
Изображение
Изображение


Вернуться к началу
 Профиль  
 
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Эта тема закрыта, вы не можете редактировать и оставлять сообщения в ней.  [ 1 сообщение ] 

Часовой пояс: UTC + 3 часа [ Летнее время ]



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 2


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Перейти:  
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group
Вы можете создать форум бесплатно PHPBB3 на Getbb.Ru, Также возможно сделать готовый форум PHPBB2 на Mybb2.ru
Русская поддержка phpBB