INVERTER 400hz

[roberto burdese]

La necesità di disporre di alimentazione alla frequenza di 400hz per apparati surplus, è di lunga data anche se non molto diffusa perchè abbastanza particolare. Apparati con questa necessità sono principalmente di uso aeronautico dove i pesi sono importanti. Difatti partendo dai generatori per arrivare agli utilizzatori, passando dai 50 hz della rete ENEL ai 400 hz, a parità di potenza, il risparmio in peso ed ingombro è notevole. Agli esperti la quantificazione. Per ritornare alle nostre necessità, all'inizio la risolvevo con inverter rotanti. Pesanti e rumorosi. Ultimamente ho trovato delle soluzioni allo stato solido che mi forniscono 115v 400hz 250 V/A (250W su carico resistivo). Sembra che questo valore di potenza sia un "livello" standard. Purtroppo ho un paio di apparati che richiedono una tensione trifase e quì le cose si complicano.(scarsa reperibilità). Al momento uso un inverter rotante che come dice anche Ugo, fà un rumore infernale. Tempo fà ho provato un inverter allo stato solido per variare la velocità dei motori elettrici. Costo modesto, risultato disastroso. Ho cercato di capire che cosa tirasse fuori in fatto di "forma d'onda" ma non sono riuscito ed ho abbandonato. Bisognerebbe vedere se gli inverter degli impianti fotovoltaici che forniscono una sinusoide perfetta a 50 HZ, siano utilizzabili modificandoli a 400hz.(e quelli sono anche trifasi). "BR"

[ik5nxd]

Anche con il TRC-75 abbiamo questo problema.
L'uso degli inverter per motori potrebbe essere la soluzione, però bisogna schermarli e filtrarli bene.
Questo tipo di inverter è stato usato da Gary, un radioamatore australiano, per il TRC e con risultati
soddisfacenti, logicamente usando tutti i filtri del caso.
Però secondo lui il meglio sono i convertitori rotanti, dato che danno una forma d'onda
sinusoidale sono molto robusti e non creano interferenze.
Inoltre sono immuni da ritorni di radiofrequenza e reggono bene il carico impulsivo di un tx in ssb.

Per il TRC abbiamo il suo inverter, il PP-2352, ma anche questo mi crea dei problemi.
Genera infatti dei transienti di commutazione che creano armoniche fino ai 7 Mhz.
Il problema penso di risolverlo aggiungendo dei filtri passa basso all'uscita trifase, come sono nel case CY-2600,
io però non uso il case dato che ho dovuto rifare completamente il cablaggio per poterlo portare in casa, come potete vedere sul mio spazio su qrz.com.

Per il futuro contiamo di fare degli esperimenti con un inverter per motori, interponendo però un trasformatore di isolamento fra primario e secondario, dato che per ora tutti gli inverter visti hanno l'uscita a triangolo mentre il TRC deve essere alimentato da un generatore trifase a stella, cioè con il neutro verso massa.

Per coincidenza oggi ho comprato un inverter rotante da 250 VA, sono curioso di provalo.
Ciao a tutti.

[IK0QDQ]

quando non avevo l'inverter della MRC-95 feci esperienza nella costruzione di un inverter monofase 400Hz.
Il risultato delle innumerevoli prove fu che, alla fine, costruire una "cosa semplice" per poi filtrare, ripulire ecc. ecc. diventa più complicato e costoso ma sopratutto è molto difficile.

Altra esperienza (ma sono trascorsi almeno 30 anni), fu quella di realizzare un inverter trifase per un mio collega con il pallino per i giroscopi di provenienza aeronautica. Soluzione: tre amplificatori audio, un trasformatore trifase e un generatore a sfasamento. Risultato ottimo, sta ancora funzionando egregiamente.

Ultimo esperimento recente (si fa per dire la realizzazione di un generatore monofase da 200W costruito usando un booster audio recuperato vicino ad un cassonetto ed un oscillatore sinusoidale a transistor (gentilmente regalato da BR). Inconveniente fondamentale: alimentazione a 12 V.

Con la componentistica oggi a disposizione, realizzare un amplificatore audio a mosfet, in classe D con rendimenti del 90 % da circa 500/600 W alimentatato da rete 230V non dovrebbe essere complicato.
Il trasformatore è facile da riavvolgere su nuclei di recupero. Un generatore capace di fornire tre sinusoidi sfasate esattamente di 120° può essere fatto con metodi più moderni del vecchio amplificatore a sfasamento.

Da notare che con questo sistema si risolverebbero tutti i problemi di alimentazioni , compreso quello di avere una sorgente a 80 volt 1500 Hz per gli apparati inglesi come il GEE (basta fare trasformatore e generatore opportuni). Per l'alimentazione da 230 e per il filtraggio presumo si possa usare materiale di recupero da alimentatori per computer.

Edoardo

[roberto burdese]

Porgo un quesito circolare riguardo agli inveter per ridurre i giri dei motori elettrici ad induzione variando (riducendo) la frequenza di alimentazione. Premessa: se io prendo un trasformatore costruito per lavorare a 400hz e lo collego ad una eguale tensione a 50 hz, come minimo mi salta l'automatico al contatore , se al contatore ci sono le "zeppe", dopo pochi secondi mi salta l'impianto di casa per cortocircuito. Allora come giustifico che un motore che è costruito per funzionare a 50 hz, alimentato a 20 o 30 hz per ridurne i giri, non faccia saltare tutto in aria ? Avanti gli esperti. "BR"

[ik5nxd]

nell'inverter per motori per prima cosa si imposta la frequenza e i dati di targa del motore.
quando gli vari la frequenza l'inverter mantiene tensione e corrente nei limiti del motore.

Se prendi un trasformatore per 400 hz e lo colleghi alla rete a 50Hz per non far saltare tutto devi ridurre la tensione a cui lo alimenti.
Grosso modo devi ridurla di 8 volte, quindi circa 28 V.
anche la potenza logicamente sarà circa un ottavo di quella che il trasformatore può erogare a 400Hz.
Questo perché la tensione in un avvolgimento è data
V = 4,44* f*N*Φ
dove f è la frequenza, N il numero delle spire e Φ il flusso.
Spero di essere stato chiaro, eventualmete possiamo approfondire.

73

[IK0QDQ]

A quanto già chiaramente spiegato da Andrea, aggiungerei un particolare: non è semptre vero che un trasformatore calcolato per lavorare a 50 Hz lavori bene anche a 400 Hz. Dipende dal materiale con cui è costruito il nucleo. Infatti se a bassa frequenza le perdite nel ferro con poca laminazione, possono essere tollerate, con l'aumentare della frequenza aumentano. Quindi se si vuole far lavorare un motore (o un trasformatore) in un range di frequenza da 50 a 400 Hz, le dimensioni del nucleo vanno calcolate per la frequenza più bassa e la qualità del materiale (permeabilità e spessore dei lamierini) va scelta per la frequenza più elevata.

Edoardo

[IK0MOZ]

Tempo fa volevo utilizzare un trasformatore studiato per 400 Hz a 50 Hz, bovinamente sono andato a verificare su un abaco di un vecchio libro di radiotecnica e ho notato che in un avvolgimento da 1 H la sua reattanza a 400 Hz è maggiore di 3000 Ohm mentre a 50 Hz sta intorno a 300 Ohm. A prescindere da tutto ho accantonato l'idea..... MOZ

[IK0QDQ]

Per quanto ne so io, i regolatori di velocità dei motori trifase, sono tutti realizzati con circuiti non sinusoidali ma ad onda a scalini. Mentre ad un motore ad induzione la presenza di numerose armoniche non procura nessun fastidio, sappiamo tutti per esperienza che tipo di guai questa alimentazione riesce a creare nei nostri apparati.
Nella MRC-95, c'è un filtro per rendere sinusoidale la forma d'onda che alimenta l'accordatrore d'antenna.
Personalmente ho avuto per le mani cinque di questi accordatori: due avevano il filtro bruciato.
BR, conosce la difficoltà che ho avuto a riparare il primo.
Pertanto la mia esperienza suggerisce di scartare questo approccio al problema.

Ditemi dove sbaglio.............

Edoardo

[IW1FQG]

Con la componentistica oggi a disposizione, realizzare un amplificatore audio a mosfet, in classe D con rendimenti del 90 % da circa 500/600 W alimentatato da rete 230V non dovrebbe essere complicato.
Il trasformatore è facile da riavvolgere su nuclei di recupero. Un generatore capace di fornire tre sinusoidi sfasate esattamente di 120° può essere fatto con metodi più moderni del vecchio amplificatore a sfasamento.

Da notare che con questo sistema si risolverebbero tutti i problemi di alimentazioni , compreso quello di avere una sorgente a 80 volt 1500 Hz per gli apparati inglesi come il GEE (basta fare trasformatore e generatore opportuni). Per l'alimentazione da 230 e per il filtraggio presumo si possa usare materiale di recupero da alimentatori per computer.

Edoardo

D'accordo in tutto e per tutto.
Aggiungo che, per quanto ne so, esistono anche inverter per pilotaggio motori AC che generano un'onda sinusoidale funzionando in PWM: un po' come gli amplificatori audio in classe D. Secondo me la strada da seguire è questa. Molto meno oneroso filtrare un PWM a 20 kHz che tentare di smussare i gradini di un'onda qualsi quadra a 400 Hz.

[IW1FQG]

Tempo fa volevo utilizzare un trasformatore studiato per 400 Hz a 50 Hz, bovinamente sono andato a verificare su un abaco di un vecchio libro di radiotecnica e ho notato che in un avvolgimento da 1 H la sua reattanza a 400 Hz è maggiore di 3000 Ohm mentre a 50 Hz sta intorno a 300 Ohm. A prescindere da tutto ho accantonato l'idea..... MOZ

E' ragionevole, infatti, per la reattanza vale X = j omega L ovvero: modulo(X) = 2 pigreco F L.
Quindi se dividi per 8 la frequenza, anche la reattanza viene divisa per 8. A parità di tensione applicata, la corrente che transita diventa 8 volte più grande, e qui salta l'automatico di Roberto (e non solo il suo ...) oppure si brucia il trasformatore.