piątek, 10 stycznia 2025

Laboratorium zaawansowanej elektroniki i automatyki 139

Laboratorium zaawansowanej elektroniki i automatyki 139

 Wszyscy sąsiedzi Polski mieli lub mają energetykę jądrową.
W 2009 roku premier Donald Tusk obiecywał, że pierwsza polska elektrownia jądrowa będzie na pewno pracować najpóźniej za 11 lat czyli w 2020 roku. Ober budowniczym był niekompetentny partyjny kolega Tuska Aleksander Grad, który brał z publicznej kasy 110 tysięcy ( tamtych złotych ) miesięcznie. Nic nie zrobiono.
 Po 16 latach od tamtego wydarzenia teraz ten sam premier Tusk ( o 16 lat starszy ) zapowiada, że pierwsza polska elektrownia atomowa ruszy za 12 lat czyli w 2036 roku.
Elektrowni raczej nie będzie bowiem energia z niej byłby szalenie, zabójczo droga. W kabaretowej realizacji polskiego rządu, giga korupcyjny  "Atom" to finansowa beczka bez dna.
Komisja Europejska może nie wydać zgody na ogromną pomoc publiczną  z uwzględnieniem określonych przez nią zasad. To jest właśnie  farsowa polska "niepodległość"

 Marzeniową elektrownie ma zbudować wielokrotnie zbankrutowany koncern Westinghouse umoczony w giga korupcje. Peryferyjny Kapitalizm Zależny, dostępny w Google Books:
„Zbudowana na Filipinach na aktywnym uskoku tektonicznym przez amerykański koncern Westinghouse siłownia nuklearna Bataan ma liczne dyskwalifikujące defekty techniczne i prawdopodobnie nigdy nie będzie uruchomiona. Aktualny jej koszt to blisko 3 mld USD. Istnieją plany przebudowy siłowni na konwencjonalna elektrownie cieplną. Jako ze elektrownia stoi nieużywana od lat i niszczeje, możliwe jest też jej złomowanie. Przydatność starych urządzeń staje się bowiem wątpliwa. Westinghouse przyznał, ze zapłacił 17 mln prowizji przyjacielowi kleptokratycznego prezydenta Marcosa”

Skaldowie:
"Czy kto widział, jak biegnie króliczek ulicą?
Czy to widział kto,
Czy to widział kto?
W naszym mieści szukali
Króliczka ze świcą,
Aż dopadli go,
Aż znaleźli go... Ho, ho! Ho, ho! Ho, ho!

Zniknął za rogiem i przepadł jak szyszka.
Ale nie płaczmy, bo
Ale nie płaczmy, bo
Nie o to chodzi, by złowić króliczka,
Ale by gonić go,
Ale by gonić go,
Ale by gonić go!

Czy kto widział, jak dobrze tej małej w czerwonym?
Czy to widział kto,
Czy to widział kto?
Kto nie widział, niech w oknie podniesie zasłony,
A zobaczy ją, a zobaczy ją... Ho, ho! Ho, ho! Ho, ho!

Zniknie za rogiem czerwona spódniczka.
Ale nie płaczmy, bo
Ale nie płaczmy, bo
Nie o to chodzi, by złowić króliczka,
Ale by gonić go,
Ale by gonić go,
Ale by gonić go!

Czy wędrował kto drogą, co słońce odchodzi?
Czy wędrował kto,
Czy wędrował kto?
Kto ciekawy, zapraszam do starej mej łodzi,
A zobaczy to, a zobaczy to... Ho, ho! Ho, ho! Ho, ho!

Zniknie za wodą twarz fantastyczna.
Ale nie płaczmy, bo
Ale nie płaczmy, bo
Nie o to chodzi, by złowić króliczka,
Ale by gonić go,
Ale by gonić go,
Ale by gonić go!

Czy kto widział, jak biegnie króliczek ulicą?"
 
 Tylko w części krajów świata budowana jest energetyka jądrowa.
 Globalna mapa cen gazu ziemnego pokazuje jak dużo zarabia się na eksporcie gazu z USA do Europy i Azji. LNG po przewiezieniu przez ocean jest nawet ponad 5 krotnie droższy ! Polska nie jest  dopuszczona do tych lukratywnych interesów. Tak nas traktuje “najważniejszy” sojusznik !
W świecie udział energii z PV i z wiatraków podwyższa cenę energii.  Zielona energia bardzo silnie destabilizuje system energetyczny. Jednocześnie z rosnącymi średnimi cenami zwiększają się czasy występowania ujemnych cen energii na giełdzie.
 Zielona energetyka wymaga mocnej rozbudowy sieci przesyłowych i dystrybucyjnych.
 Według „Financial Times” rośnie sprzeciw lokalnych społeczności w Wielkiej Brytanii przeciwko budowie nowych napowietrznych linii przesyłowych.
Podnoszone są przez społeczności kwestie związane z ingerencją w lokalne ekosystemy, wywłaszczeniami terenów rolnych, a także z negatywnym wpływem na walory krajobrazowe, co szkodzi turystyce. Przeciwnicy planowanych projektów postulują, aby linie napowietrzne zastąpić kablowymi. National Grid odpowiada, że jest to możliwe tylko  w niektórych przypadkach, ale sieci kablowe są od pięciu do dziesięciu razy droższe w budowie niż napowietrzne.
Dlatego gdyby wszędzie nowe sieci napowietrzne miałyby zostać zastąpione podziemnymi kablami oznaczałoby to o wiele dłuższą, a przede wszystkim droższą budowę linii przesyłowych. Wysokie koszty takiej infrastruktury musiałyby później zostać uwzględnione w rachunkach odbiorców energii. Trwają próby spychania kosztów na słabszych uczestników gry!

Francja jest pogrążona w historycznym kryzysie gospodarczym, społecznym, finansowym i politycznym, w którym prezydent Emmanuel Macron odegrał istotną rolę - napisał dyrektor redakcji "Le Figaro"

Nawet bez uwzględnienia różnych potężnych kosztów polski węgiel jest najdroższy w świecie. Najniższa w świecie wydajność, wydobycie nawet z poziomu 1200 metrów, gigantyczne pensje, mafia węglowa no i związkowcy Solidarności czyli gangrena.
 Znacznie tańszy jest nawet bardzo drogi gaz ziemny.
Jak doliczyć przeróżne dotacje do wydobycia, wysokie wcześniejsze emerytury, 5 letnie urlopy przed emeryturą, likwidacje kopalń i ochronę zdrowia od zanieczyszczeń to wychodzi że spora cześć Polaków pracuje na PANÓW górników !
 W Polsce trwa w najlepsze wyścig w dziedzinie głupoty.
 Wicepremier i minister cyfryzacji Krzysztof Gawkowski zapowiada że "Polska ma stać się liderem w budowaniu Fabryk AI" AI to prawdopodobnie Anty Inteligencja po treningu sieci neuronowej próżnią i super czystą wodą. Naukowcy zostali już zastąpieni partyjnymi kolegami wyrzuconego już ministra Dariusza W. Mają oni „dyplomy” Collegium Tumanum.
Razem w kompleksie z fabryką AI rząd wybuduje mennice bitcoinów i wytwórnie produktów bankowych.
 Wcale nie dziwi spot UE o Polsce: jabłka, wiśnie, świeczki i drewniane okna.
Brzmi jak reklama średniowiecznego skansenu.
To i tak sukces na tle furmanki z pijanym woźnicą zacinającym zabiedzonego konia.

 Propagandowe PKB liczone jest obecnie w świecie według wytycznych UN SNA 1993 roku (United Nations System of National Accounts – UNSNA lub SNA). Zalecają one wliczanie w PKB wszelkich usług a w tym samo - wynajmowanie sobie własnego mieszkania (!), grzywien... ale też prostytucji, handlu narkotykami, szmuglu i wszelkiej nielegalnej działalności rynkowej. Ale tylko część państw to robi i samooszukuje się.
Wikipedia: Zastrzeżenia wobec SNA
System Rachunków Narodowych zalecany przez ONZ posiada według niektórych ekonomistów i statystyków różne wady. Najważniejsze z nich to:
    Nie jest spójny z innymi statystykami, m.in. statystyką przedsiębiorstw czy statystyką budżetową
    Nie pozwala na pełną ocenę rozmiarów aktywności gospodarczej, gdyż nie uwzględnia działalności produkcyjnej wykonywanej w ramach gospodarstwa domowego, poza tym nie rozwiązano w ramach systemu problemu szacunków wartości realnych wartości dodanej jednostek nierynkowych
    Nie charakteryzuje poprawnie poziomu dobrobytu ani nie uwzględnia w rachunkach degradacji środowiska naturalnego i emisji zanieczyszczeń
    Zawarte w nim definicje zużycia pośredniego i spożycia końcowego są niewłaściwe
    Zasada zaliczania wydatków na ochronę zdrowia do wydatków podnoszących poziom życia gospodarstw domowych jest wątpliwa
    Zawarta w nim definicja akumulacji jest niedokładna

 W bloku państw RWPG stosowano "leninowski" system MPS ( Material Production System bez dużej części usług ) i Dochodu Narodowego. Po przejściu na PKB możliwe było ukrycie skali transformacyjnej  dewastacji gospodarki !
W pierwszej chińskiej próbie przekształcenia MPS w SNA w 1985 roku przyjęto absurdalnie niski 13% udział usług. Chińscy przywódcy  uważali że trzeba pomniejszać obraz gospodarki Chin aby nie wystraszyć Zachodu.

 Gospodarka Chin jest mocno zróżnicowana. Obok silnych sektorów nowoczesnych i ultranowoczesnych są jeszcze sektory dość prymitywne i to one dołują średnie wskaźników. Mimo spektakularnego rozwoju Chiny dopiero  będą  krajem rozwiniętym albo gdy rozwój opadnie popadną w stagnacje niczym Japonia.
Reżim rządzący Chinami jest stabilny i przewidywalny. Od prymitywnej, brutalnej, skorumpowanej dyktatury Mao dzielą go lata świetlne. Biorąc pod uwagę liczbę więźniów i zasądzane kary reżim bardzo złagodniał czyli się ucywilizował.
W chińskim „rządzie” nie brakuje jednak niekompetencji i korupcji. Z korupcją władze twardo wojują ale nie jest to sprawa prosta. Ale w biznesie jest dużo świetnych, wykształconych i wysoce kompetentnych osób.
 Chiny mają  cztery razy więcej ludności niż USA.  
 W 2023 roku Chiny wyprodukowały dwa razy więcej energii elektrycznej niż USA czyli per capita mają połowę tego co Amerykanin.  
Wyprodukowały 13 razy więcej stali i 22 razy więcej cementu. Wielkość budownictwa infrastrukturalnego, przemysłowego i mieszkaniowego przerosła resztę świata.  
Chińskie stocznie wykonały 52% światowej produkcji pojemności statków a w USA 0.2%. W 2023 roku Chiny wyprodukowały 30,2 mln pojazdów a USA  10,6 mln.
Chińczycy  kupili 434 miliony smartfonów a Amerykanie 144 miliony.  Chiny spożywają dwa razy więcej mięsa i osiem razy więcej owoców morza niż USA. Chińczycy wydali dwa razy więcej na towary luksusowe niż amerykańscy klienci.
Chińczycy odbyli 3 miliardy podróży koleją dużych prędkości a USA nie ma takiej kolei. Chińczycy odbyli 685 mln dalekich podroży koleją a  Amerykanie 28 milionów.
Chińscy podróżnicy odbyli 620 milionów lotów a Amerykanie 819 milionów lotów.
 
W zachodnim PKB dominują usługi. Wyjaśnienia wymaga Jakość usług.
 W Chinach u fryzjera masz gratis wodę butelkowaną i talerze owoców. Tablet z internetem do oczywistość.
 W restauracji standardowo dostajesz gorący ręcznik i luksusową toaletę. W USA 99% populacji nie może skorzystać z takiej luksusowej restauracji bo jest za biedne.
Chińskie firmy technologiczne obniżyły ceny modeli wielojęzycznych (LLM) praktycznie do zera.
 
Na chińskim rynku samochodowym trwa zacięta cenowa wojna - walka o przeżycie koncernów. Cena samochodu Hyundai Sonata spadła z 42 000  do 17 000  dolarów.  Ci którzy nie obniżyli cen wypadają z rynku ! Europejskie koncerny nie wiedzą co robić ! Z zysków wypracowanych w Chinach europejskie koncerny finansowały zakup części do produkcji samochodów w Europie !
Brutalne wojny cenowe trwają też w innych branżach.

Na Zachodzie i w USA od ćwierć wieku jest praktycznie stagnacja produkcji. PKB pompowane jest rosnącą ceną podstawowych usług: czynszu, opieki zdrowotnej, edukacji i opieki nad dziećmi.
Z cen (po uwzględnieniu inflacji ) wynika że amerykańska opieka zdrowotna i uniwersytety są teraz dwa razy "lepsze" niż były w 2000 roku ! Realnie jednak amerykańskie gospodarstwa domowe nie uzyskały lepszej opieki zdrowotnej, edukacji, mieszkalnictwa i opieki nad dziećmi !
 Po co praktykowane jest oszukańcze pompowanie statystycznego PKB ?
-Dla legitymizacji władzy i pacyfikowania narracją mediów złych nastrojów społeczeństw gdy większość społeczeństwa z „rosnącego” PKB nie ma nic
-Dla nabicia w butelkę wierzycieli - krajów produktowych na niespłacalny dług. Po sztuce z konfiskatą własności Rosji chętnych z krajów produktowych (!) na nabycie zachodniego długu jest coraz mniej.


Archiwum EnergoPatent. Wyzwalana SG
 Iskrownikiem jest świeca zapłonowa w silniku spalinowym i odrzutowym lub rakiecie.
 Samogasnącym iskrownikiem w energetyce niskich napięć (także trakcja 3 KVdc ) jest Jacob's ladder czy iskrownik rożkowy.
 Iskrowniki chronią linie telekomunikacyjne. Iskrownik można wykonać ścieżkami na płycie drukowanej PCB.
 Iskrownik toleruje dowolnie dużą stromość narastania prądu wyładowania i bardzo duże impulsy prądu. Jego katalogowa żywotność określona jest sumarycznym ładunkiem Q jaki może on przepuścić w swoim życiu. Podawana jest też całką Joula dla maksymalnego pojedynczego impulsu.
Powszechnie używane powietrzne iskrowniki są tanie ale mało stabilne. Mają asymetryczną charakterystykę. Natomiast iskrownik SG ( SG – Spark Gap ) w obudowie ceramicznej wypełnionej odpowiednim gazem jest stabilniejszy ale w miarę przyjętego ładunku trochę zmienia się jego napięcie działania. W lepszych SG materiał elektrod ma szczątkową ilość pierwiastka radioaktywnego.  Repertuar produkcji ceramicznych SG jest szeroki a część jest dedykowana tylko do konkretnych zastosowań. Iloraz masy największej SG do najmniejszej przekracza 200 razy.
Część iskrowników ma trzecią elektrodę do wyzwalania.
Wyzwalane ceramiczne iskrowniki używane są w głowicach jądrowych zamiast krytronów i innych szybkich lampowych przełączników dużych prądów .

 W telewizyjnych nadajnikach dużej mocy na zakres UHF stosowane są drogie klistrony. Jest to duża lampa elektronowa z falą bieżącą używana głównie w zakresach mikrofalowych  Mają one duże wzmocnienie i są liniowe. Do tego telewizyjnego zadania nadawczego są wymarzonym elementem. Zasilane są dość wysokim napięciem. W każdej lampie elektronowej pracującej z wysokim napięciem istnieje ryzyko wewnętrznego przebicia. Prawdopodobnie w co drugim kineskopie TVC wysokiej jakości  wystąpi w ciągu życia wyładowanie a w marnej jakości kineskopie wystąpi ono wielokrotnie. Stąd konstrukcja elektroniki TVC musi te niebezpieczne zwarcia tolerować.
Gdy zaczyna się z klistronem dziać coś niepokojącego przy pomocy wyzwalanej SG momentalnie zwierane jest jego napięcie zasilania.

Zaletą szeregowej kompensacji indukcyjności sieci energetycznej jest jej automatyczność. Jej wadą są destrukcyjne drgania subharmoniczne.
Trakcja kolejowa „25KVac” jest sekcjonowana skutkiem czego po chwilowej przerwie w dostawie energii do transformatora w jadącej lokomotywie, na izolowanym odcinku trakcji,  jest on znów zasilany. Prąd rozruchu transformatora z rdzeniem żelaznym zależy od magnetyzmu szczątkowego rdzenia i kąta fazowego załączenia napięcia. Prąd rozruchu może być ogromny co zdestabilizuje system szeregowej  kompensacji. Na schemacie  pokazano schemat kompensacji szeregowej dla kolejowej trakcji „25KVac”
Włączone szeregowo z kondensatorami kompensacji dławiki ograniczają prąd zwarcia kondensatorów przez wyłącznik MB.
Równoległy do SG dławik (pokazana z nim szeregowa rezystancja to czasem rezystancja uzwojenia dławika ) skutkiem nasycenia rdzenia przy wolno zmiennym napięciu ( także sub-harmoniczne ) na kondensatorze eliminuje powolne drgania i często opanowuje zakłócenie powstałe na sekcjonowanym odcinku trakcji. Gdy za duży jest prąd dławika lub zadziała iskrownik prąd z przekładnika TT uruchamia MB eliminujący na chwilę kompensacje szeregową i gaszący łuk w SG. MB musi też zadziałać przy zwarciu aby ograniczyć prąd zwarcia.
Rozwiązanie ze sterowaną – wyzwalaną trzecią elektrodą SG byłoby o wiele lepsze.
 Kompensacja szeregowa w połowie długości linii  jest rozwiązaniem dla bardzo długiej, potężnej  linii przesyłowej NN. Potężny SG  równoległy do kondensatora musi tu być wyzwalany już w prewencyjnym momencie początka rozwijania się drgań subharmonicznych.
Temat szeregowej kompensacji omówiono osobno i lepszym kluczem jest w tym zastosowaniu „tyrystor”.     

 Utrata komutacji tyrystorowego invertera VSI bez zabezpieczenia oznacza Zwarcie zasilacza mogące prowadzić do zniszczenia tyrystorów.  Tylko oporność ESR kondensatora elektrolitycznego oraz indukcyjność dławików i indukcyjność obwodu ograniczają impuls prądu zwarcia. Część „zwieranych” kondensatorów elektrolitycznych stopniowo traci pojemność i trwałość.
W momencie utraty komutacji i zwarcia przez VSI ma nastąpić ochronne – ratunkowe wyzwolenie równoległej do zasilacza SG. Szybko narastający prąd zasilania – zwarcia di/dt płynący przez uzwojenie pierwotne transformatorka wyzwalającego SG wytworzy wystarczający impuls HV dla SG. Rozwiązanie jest więc bardzo proste.
Przepływający przez SG ładunek może zmniejszyć wyzwolony odciążający Tyrystor jak Crowbar. Odpowiedni układ wyzwalania tego tyrystora już omawiano. Układ jest prosty i tani.  

 Masowo stosowane tanie, miniaturowe zapłonowe transformatorki HV ( typowo 70:2000 zwoi ) z walcowym rdzenikiem ferrytowym stosowane są w Zapalarce do kuchni gazowej ( alternatywna w ręcznej zapalarce metoda piezoelektryczna ) i fotograficznej Lampie błyskowej wyzwalanej zresztą bardzo podobnie ( pośrednio przez szkło rurki ) jak SG ! Klucz rozładowujący kondensator przez uzwojenie pierwotne transformatora HV jest mechaniczny lub tyrystorowy.

Pasmo przenoszenia takiego transformatorka HV jest często zbyt wąskie i tam gdzie wymagana jest szybsza reakcja uzwojenie wtórne musi mieć znacznie  mniej zwoi a rdzeń ferrytowy większy przekrój.
Dla awaryjnego bezpieczeństwa pożarowego transformatorka,  sygnał z transformatora HV  do elektrody zapłonowej SG może podany przez równoległy ochronny dwójnik RC. W niewielkim stopniu podnosi on wymagane napięcie HV.   

Tyrystor i „GATT”
 Tyrystor jest tylko kluczem półsterowanym i powolnym. Pokrywa jednak zakres największych mocy a przy umiarkowanych napięciach proste jest jego wyzwalanie transformatorkiem bramkowym co jest istotną zaletą.  
 Zwykłego tyrystora nie da się wyłączyć ujemnym napięciem bramki ale ujemna polaryzacja bramki w fazie  wyłączania tyrystora może znacznie skrócić czas wyłączenia Tq. Informacja o tym nie jest często przez producentów podawana
Wpływ ujemnej polaryzacji bramki na prąd podtrzymania Ihold ( przekłada się to na Tq i tolerowane dv/dt ) mocno zależy od typu – konstrukcji tyrystora. W części typów wpływ jest niewielki ale w innych całkiem spory. Wiadomo o tym od dawna.
Dysponując dwoma zasilaczami możemy sporządzić taki wykres dla naszego tyrystora. Jeśli wpływ ujemnej polaryzacji bramki jest mały to jej stosowanie mija się z celem.
Część tyrystorów wykazuje anomalie i Ihold przy mocniejszej ujemnej polaryzacji bramki niż -5V zaczyna spadać. 
Traktując G-K tyrystora przy dużych prądach bramki jako szeregowy dwójnik DR z wielkości R wynika rozwinięcie struktury bramki na chipie. Mała R wskazuje na dobrą tolerancje di/dt.
 W starych tyrystorach bramka była boczno – punktowa ( duże R ) i tolerancja szybko narastającego prądu di/dt była słaba. W nowszych produktach bramka centralna podwyższa tolerowane di/dt. W tyrystorach szybkich (z reguły ASCR) bramka jest rozwinięta a w GTO jest rozwinięta znacznie mocniej. Pomiędzy ASCR a GTO jest „GATT” ale skrót ten nie jest często używany.
 Wykres z Branżowej Normy dotyczy czasu wyłączania krajowego tyrystora BTP129 w nominalnych dla niego warunkach testowych. 
Czas wyłączenia Tq tego tyrystora z Ugk=0 w warunkach testu wynosi 11 us. Przy Ugk=-10 V spada on do 3.5 us a przy Ugk=-35V do 1.4 us.
Można zatem powiedzieć że są to faktycznie Gate Assisted Turn-off Thyristor (GATT). Od 1975 roku GATT poświęcono trochę publikacji naukowych ale tyrystor z wymuszoną komutacją nie jest kluczem przyszłościowym.
W Branżowej Normie dotyczącej tego tyrystora  podano jednak że „Wartość dopuszczalna” ujemnego napięcia bramki wynosi Urg=-10V. Zwykle dla małych tyrystorów planarnych nie przekracza ono -15V.
Na schemacie odbiornika TVC Jowisz z tymi tyrystorami podano Amplitudę p-p napięć na bramkach tyrystora wybierania 20 V i komutacyjnego 7 V. Dodatnie napięcie na bramce wynosi około 2V czyli napięcia ujemne wynoszą szczytowo -5 i -18 V.
W zwykłych tyrystorach przyblokowany jest monolitycznym rezystorem G-K i efekt ujemnej polaryzacji bramki jest tam zwykle słaby. W tyrystorach asymetrycznych przyblokowana jest rezystorem anoda ( B-E składowego tranzystora PNP chipa ) i przy statycznym podaniu ujemnego napięcia G-K płynie znikomy prąd co jest bardzo korzystne ale tylko przy stosowaniu ujemnej polaryzacji bramki bowiem w innych wypadkach trzeba dać zewnętrzny rezystor Rgk.   
Wpływ ujemnego napięcia Ugk na skrócenie Tq i powiększenie tolerancji dv/dt zależy zatem od projektu tyrystora. W tyrystorach szybkich z rozwiniętą bramką szczególnie asymetrycznych ASCR wpływ ten bywa znaczny tak jak pokazano w BTP129 a nawet mocniejszy ale przy punktowej bramce wpływ jest ledwie zauważalny.

 Gdy K tyrystora połączona jest GND systemu podanie ujemnego napięcie na bramkę jest proste ( jak w TVC ) ale w przeciwnym razie konieczny jest izolowany Driver bramki (trochę podobny do driverów tranzystorów i GTO ), który na tle normalnie stosowanego prostego transformatorka bramkowego jest jednak złożony i drogi.
Zatem driver dostarczający ujemne napięcie bramki tyrystorowi ma sens dla dużego i drogiego tyrystora tam gdzie wymagany jest duży margines czasu wyłączenia Tq czyli bardzo pewna praca z wymuszoną komutacją.

Transformatorki bramkowe mają izolacje i podwójny ekran co daje określone tłumienie zakłóceniowego skoku dV/dt wystarczające zaledwie do napięcia zasilania 1-3 KV. W systemie HVDC ze zwykłymi tyrystorami potężnej mocy konieczne jest stosowanie driverów i transmisja sygnału wykonana jest przez światłowód. Oczywiście lepszym rozwiązaniem jest znany od lat tyrystor sterowany światłem (lasera) LASCR ale wytworzenie potężnego tyrystora sterowanego światłem jest znacznie trudniejsze niż zwykłego. Małe LASCR są w optotriakach serii MOCxxxx
w obudowie DIL8(6).
Każdy driver klucza mocy składa się z:
A.Zasilacza ale nie dotyczy to zwykłego tyrystora wyzwalanego transformatorkiem
B.Układu transmisji sygnału
C.Wzmacniacza mocy
 Układ zasilacza zależy od wielkości poboru mocy z niego. Przy małym poborze mocy z wyjściowym sygnałem unipolarnym może to być tani układ Bootstrap dla Mosfeta i IGBT. W przypadku tyrystorów w systemie HVDC lub podobnym prądu – mocy dostarcza prad snubbera RC. W pozostałych wypadkach są to prostowniki zasilone z transformatora SMPS lub transformatora sieciowego 50 Hz.
Układ transmisji sygnału dla górnych kluczy niewielkich napięć wykonany jest na tranzystorku NPN o napięciu Uceo=350-450 V. Napięcie zasilania invertera nie powinno przekraczać 80% tego napięcia Uceo.
Sygnał może być do drivera podany małym transformatorkiem z podwójnym ekranem uzwojeń ale problemem jest zakłócenie od skoku napięcia dv/dt i izolacja. Ogranicza to napięcie zasilania invertera  do 1000-3000 V.    
Sygnał może być podany specjalnym transoptorem ale problemem jest zakłócenie od skoku napięcia dv/dt i izolacja. Ogranicza to napięcie zasilania invertera  do 1000-3000 V.    
Sygnał może być podany światłowodem do odbiornika optycznego (jak w transoptorze ) ale problemem jest zakłócenie od skoku napięcia dv/dt ale bardzo staranne ekranowanie odbiornika optycznego nie ogranicza  dv/dt i napięcia zasilania, które może w HVDC sięgnąć miliona voltów.    

Dla tranzystora Darlingtona statyczny Jb+ nie przekracza 5-10% Ic a chwilowy Ib- 50% Ic.
Dla tyrystora GTO statyczny (!) Ig+ nie przekracza 1% Ia a chwilowy Ig- 50% Ia.
Normalnie tyrystorowi podaje się tylko dodatni wyzwalający prąd bramki. Dla zmniejszenia czasu wyłączenia  Tq i polepszenia odporności dv/dt można podać bramce niewielki ujemny prąd aby napięcie na bramce spadło poniżej -10V. Ujemny prąd trzeba podać tylko wtedy gdy to ma sens co pozwala zaoszczędzić pobieranej z zasilacza energii.
Stosując driver (zamiast zwykłego transformatorka bramkowego ) oprócz ujemnej polaryzacji można podać duży i szybko narastający impuls włączający tyrystor Ig+ co jest bardzo korzystne dla  tyrystora w inverterze !
O ile prąd wyłączania bramką GTO może  być ogromny to ujemny prąd bramki wymagany dla GATT jest mały. Ponieważ temat driverów tranzytów bipolarnych a w tym Darlingtona, tyrystorów GTO i tranzystorów Mosfet szeroko omówiono osobno należy tu tylko zauważyć że driver „GATT” to mocno uproszczony driver do tranzystora bipolarnego.   
 
 W omówionym układzie zapłonu samochodowego użyto w  kluczu kaskodowym tranzystora mocy niskonapięciowego sterującego od strony katody tyrystor BTP129. Miedzy bramką Ty a zasilaniem +12V jest rezystor 47 Ohm na którym obserwujemy oscyloskopem prąd bramki.  Z normalnym kondensatorem 330 nF układu zapłonowego tyrystor wyłącza się bez ujemnej polaryzacji bramki. Po dodatkowym ograniczeniu napięcia na kluczu (warystor lub DZ mocy ) i zmniejszeniu pojemności kondensatora klucz działa z szybkością narastania napięcia nawet dv/dt  200 V/us ! Ujemne napięcie na bramce dochodzi do ca -6V ale z rozgrzanym tyrystorem jest trochę większe.  Napięcie to tutaj w procesie wyłączania ustala sobie sam tyrystor.   

 Minimalny wyzwalający ładunek podany do bramki tyrystora maleje wraz z rosnącym prądem impulsu bramki ale przy ekstremalnie dużym prądzie zaczyna bardzo powoli rosnąc. Takie duże prądy i krótkie czasy impulsu bramowego są realnie nieosiągalne. Ta więc duże impulsy prądu bramki są bardzo korzystne dla redukcji Eon tyrystora i zmniejszają pobór mocy z zasilacza drivera.
 Tradycyjnie szybkość  narastania prądu bramki ogranicza indukcyjność rozproszenia transformatora bramkowego. Ponieważ wymagana jest dobra izolacja i podwójny ekran jest ona słaba.
Duży i szybki wyzwalający impuls przede wszystkim skraca czas Td gdy prąd narasta do 10% wartości ustalonej przy dużym napięciu Uak gdy moc jest skoncentrowana na małym obszarze przybramkowym co obniża energie strat na załączenie Eon.


Sprawdzenie
1. Każda linia długa ma rezystancje ( faktycznie impedancje bliską rezystancji ) falową. Przy napięciu nominalnym odpowiada jej moc naturalna obciążenia linii gdy linia nie generuje i nie pochłania mocy biernej. Przy mniejszym obciążeniu linia generuje moc bierną a przy większym pobiera moc bierną. Długie, słabo obciążone napowietrzne linie przesyłowe 400 KV generują w nocy za dużo mocy biernej i konieczne jest załączenie potężnych dławików dla obniżenia napięcia i ustabilizowania systemu.
 Decyzja o załączeniu /wyłączeniu potężnego dławika ma liczne konsekwencje i powinna być inteligentna.  Dławiki wyglądają prawie identycznie jak transformatory. Mają jednak  w kolumnach rdzenia pod uzwojeniem wiele szczelin co podnosi koszt wykonania i dławik jest drogi.
Dobroć Q wielkiego dławika może przekroczyć 500.
Dławiki takie trzeba w systemie elektroenergetycznym rozmieścić w optymalnych miejscach.
Linie kablowe NN prądu zmiennego generują ogromne ilości mocy biernej i konieczne byłoby rozmieszczenie na biegu linii wielu dławików co jest kosztowne i generuje straty energii. Toteż podmorskie linie przesyłowe NN są zawsze prądu stałego mimo iż stacje konwerterów AC/DC są drogie.   
Przesyłowe linie kablowe NN prądu zmiennego stosuje się zamiast napowietrznej linii NN do wprowadzenia energii w pobliże centrum wielkich bogatych metropolii ( duże zużycie energii i linie WN są za słabe ) gdzie grunt jest bardzo drogi. Linia kablowa NN umieszczona jest w specjalnym tunelu podobnym do tunelu metra. Liczone w miliardach koszty budowy nie robią w budżecie bogatej metropolii wrażenia a nie ma szpecących krajobraz linii NN zajmujących mnóstwo miejsca.  Jeśli potrzeba co określony dystans stosowany jest w podziemnej komorze dławik. Stacje NN/WN również są podziemne i tam też umieszczane są dławiki.

-Na rdzeń dławika pochłaniającego 200 MVAr mocy biernej na napięcie 400 KV użyto blachy o Bm=1.7 T. Jaki ma być przekrój rdzenia i jego wysokość ?     
-Ile ma być szczelin (o jakiej długości ) w każdej uzwojonej kolumnie rdzenia ?  
Należy użyć wszelkich narzędzi i informacji.

2.Elektrownia jądrowa całą dobę pracuje ze stałą  mocą P=1 GW. Pobór mocy odbiorców w ciągu doby zmienia się sinusoidalnie (+stały offset) i w ciągu dnia szczytowo jest  k=1.7 raza większy niż minimum nocne.
Sprawność współpracującego magazynu energii wynosi n=0.9
-Jaka ma być pojemność magazynu wyrażona w energii oddanej  ?
-Jakie są szczytowe moce magazynu w energii pobranej / oddanej ?
-Jaka część wytworzonej energii jest tracona w magazynie ?

5 komentarzy:

  1. '-Jaka ma być pojemność magazynu wyrażona w energii oddanej ?'
    Wychodzi że 2.7 GWh. To dużo ale nie tragicznie dużo.
    Ale taki magazyn to góra pieniędzy.

    OdpowiedzUsuń
  2. Razem w kompleksie z fabryką AI rząd wybuduje mennice bitcoinów i wytwórnie produktów bankowych.
    Ale jaja !!!

    OdpowiedzUsuń
  3. Rząd w najbliższym czasie planuje:1. zrobić z Owsiaka męczennika ( z Adamowiczem chwyciło), 2. w zw. z "rentą wdowią" kontynuować burzę o związkach partnerskich.

    OdpowiedzUsuń
    Odpowiedzi
    1. To tylko Show dla ciemnego luda.
      Zaraz otworzą sklepik Polska - wszystko do wyprzedaży.

      Usuń