Trafo de Nobreak SMS Net Station 600va

wconrado · 24 de fevereiro de 2015

Olá pessoal gostaria de tirar algumas dúvidas com vocês sobre este Trafo do No-break SMS Net Station 600va pois tenho a intenção de usá-lo em um projeto futuro para construir um no-break online, tenho basicamente estas dúvidas;

1º Gostaria de saber até quantos amperes ele fornece no secundário.

2º Esse no-break fornece uma saída em onda quadrada ou senoidal?

3º Como é feito a etapa de inversão deste no-break usando somente 1 Trafo, não teria que ter outro Trafo para fazer 12v para 110v?

4º Já sei quais são os fios do primário e secundário porém estou um pouco confuso sobre a funcionalidade dos mesmos e qual a função de cada um deles no no-break?

albert_emule · 24 de fevereiro de 2015

1º Gostaria de saber até quantos amperes ele fornece no secundário.

Isso é muito relativo.

A princípio a potência máxima que se poderia tirar dele seria de uns 420 watts.

Porém quando em modo bateria, isso cai para menos de 300 watts, por causa da onda retangular PWM (Não é senoidal) e ainda assim este trafo foi projetado para ficar trabalhando na onda retangular PWM, pelo tempo da autonomia que a bateria interna dá, ou seja: Uns 10 minutos na potência máxima.

Este trafo não suportaria trabalhar com onda retangular PWM 60hz na potência máxima por muito tempo. Começa a feder a queimado, o verniz dos fios internos.

2º Esse no-break fornece uma saída em onda quadrada ou senoidal?

Fornece uma saída em onda retangular PWM em 60Hz:

Ao mesmo tempo que mantem a tensão de nível DC da onda estabilizada em +-5% através dos relés (160V referente ao topo da onda), mantem a tensão RMS em 115Vac na carga quando é do tipo resistiva. Este controle RMS pela largura dos pulsos não surte muito efeito em cargas capacitivas em cargas indutivas.

3º Como é feito a etapa de inversão deste no-break usando somente 1 Trafo, não teria que ter outro Trafo para fazer 12v para 110v?

Este é do tipo interativo.

A etapa de potência está instalada numa bobina de fios mais grossos no próprio trafo. Estas bobinas são de 7,5+7,5Vac.

Chama-se transformador push pull:

Quando tem rede presente, a etapa de potência encontra-se desligada.

A tensão em corrente alternada que se forma alí nas saídas das bobinas, não causam problemas nos mosfets.

Quando falta energia, o microcontrolador espera um tempo de uns 3 microssegundos, para dar tempo de relé de entrada se abrir, e então aciona o PWM para os mosfets.

Quando a energia chega, o microcontrolador sincroniza a freqüência do PWM com os 60Hz da rede, desliga o PWM, espera 3 microssegundos (Tempo do relé atracar a rede) e então desliga o PWM dos mosfets.

É o chamado no-break interativo.

Cá pra nós, funciona muito bem. Só precisaria ser senoidal.

Existem no-breaks industriais de 40Kva que funcionam neste modo para economizar energia.

Veja um modelo de no-break SMS senoidal, que opera em modo interativo:

A onda com distorção é a onda da rede elétrica, depois de ter passado pelo trafo.

A onda perfeita é a onda gerada pelo circuito interno do no-break,

Pinhed · 24 de fevereiro de 2015

@wconrado, por gentileza dê uma olhada em:

Nobreak - é realmente a salvação, do faller :

http://forum.clubedohardware.com.br/forums/topic/827485-no-break-realmente-%C3%A9-a-salva%C3%A7%C3%A3o/

Ou acesse:

Tudo o que você precisa saber sobre No-breaks no canal do CDH : https://www.youtube.com/?gl=BR&hl=pt

albert_emule · 24 de fevereiro de 2015

Este no-break gera esta onda senoidal com um PWM de 15Khz:

O trafo e a etapa de potência difere deste seu num detalhe:

Primeiro que tanto a etapa de potência como o trafo, trabalham em full bridge.

Dentro da bobina tem uma espécie de calço feito com algumas chapas empilhadas, que parecem terem sido cortadas de pernas centrais de lâminas EE (Lamina que faz o trafo).

Este calço não fecha o campo magnético tal como faz as lâminas EE do trafo.

Isso causa uma elevação da indutância de dispersão, feita de forma proposital, para que ocorra este efeito mostrado no gráfico verde da foto.

Elevar a indutância de dispersão, é igual a colocar um indutor de alguns mH em série com a bobina do trafo.

wconrado · 26 de fevereiro de 2015

Muito obrigado albert_emule pela resposta detalhada e esclarecedora tirou todas minhas duvidas, obrigado ao Pinhed também, que Deus os abençoe.

albert_emule · 26 de fevereiro de 2015

Eu só errei num detalhe hehehe:

Não são 3 microssegundos.

São 3 milissegundos, o delay que o microcontrolador dá, para dar tempo do relé se abrir ou fechar.

Um relé de 10V por 10A, se abre em 8 milisegundos e fecha em 5 milisegundos ou até um pouco menos.

Ele se abre por mola, e se fecha pela força do campo eletromagnético.

albert_emule · 27 de fevereiro de 2015

@wconrado

Os Online não fazem estas comutações.

Existem dois tipos de on-lines básicos:

Os de dupla conversão

e os de Tlipla conversão

Os de dupla conversão são assim:

É um projeto mais simplificado, porém estes só podem usar no mínimo 16 baterias em série, 192V DC.

A tensão do barramento vermelho, que alimenta o inversor senoidal, precisa estar numa tensão DC alta o suficiente para ser modulada em PWM.

Este mesmo barramento recebe tensão de 160V DC quando a rede está ausente e as baterias estão quase se esgotando, 310V DC com rede normal, e 356V quando a rede está muito alta, com 15% acima do normal.

O polo positivo das baterias tem um diodo.

A placa que carrega as baterias e independente.

E tem os de tripla conversão:

Este permitem usar quantidades de baterias menores. No mínimo 2 baterias 24V, porém é um projeto muito mais complexo.

Veja que ele tem um conversor a mais:

É usado este conversor DC/DC pois a tensão das baterias é baixa. Geralmente entre 24V a 72V DC. Uma tensão baixa assim não conseguiria fazer o inversor funcionar adequadamente.

Por isso é usada uma fonte chaveada que eleva de 24V para no mínimo 200V DC.

Daí o inversor é alimentado com esta tensão, e sai onda senoidal de 115Vac.

Veja um exemplo de projeto de um no-break tripla conversão:

http://la2i.com/meel/gilson07nobreak.pdf

Veja outra topologia chamada de conversão Delta:

1-O Chamado de "Main Inverter" é um inversor bidirecional. Com rede presente é um retificador controlado, capaz de carregar o banco de baterias e ao mesmo tempo alimentar o inversor Delta.

2-Com rede ausente, ele torna-se um inversor normal, com tensão de saída estabilizada que alimenta as cargas.

A chave de tudo é o transformador mais o inversor delta.

Este transformador tem a relação de 5 para 1. Quando circula 105A na bobina P, na bobina S circula 21A.

O inversor delta é um compensador de corrente:

Quando o no-break está em rede, o main inverter é só um retificador controlado, daí o inversor delta pega a energia deste retificador, transforma para AC e injeta na bobina "S" de forma sincronizada.

O inversor Delta é complexo:

Ele é capaz de controlar a impedância na bobina S do transforador, de uma forma que a bobina P funciona como um regulador série para as cargas, mantendo a tensão estabilizada e muito provavelmente também seja capaz de corrigir distorções harmônicas.

Se analisarmos melhor, veremos que existe aí o no-break de dupla conversão que estamos acostumados, onde existe um conversor AC/DC e em seguida outro DC/AC. Porém eles usaram um truque com um transformador compensador, onde os conversores assumem apenas 20% da potência, sendo que a rede assume o resto. Por isso dá mais eficiência. Perde menos na etapa de potência.