Диммер для мощной индуктивной нагрузки

alex6002 · 12.08.2011, 15:25

Регулятор с фазовым управлением. Нагрузка - первичная обмотка трансфоматора сварочного полуавтомата. Что тиристорные регуляторы плохо работают на индуктивную нагрузку - знаю.. Алгоритм работы регулятора такой - 2й канал Ацп - ловит 0 на синусоиде и при появлении оного в зависимости от напряжения на 1м АЦП ( потенциометр - задатчик задержки) выдает импульс на затвор симистора.. Если регулятор выведен в 0 - задержка минимальная и равна некоему установленному в программе значению, чтобы симистор включать с некоторой задержкой от перехода через 0.. При активной нагрузке (резистор) эта начальная задержка равна 20-100 мкс. При индуктивной нагрузке, чтобы регулятор корректно работал, эту задержку пришлось опытным путем увеличить до 3500мкс... Как понимаю, индуктивность сдвигает фазу по току на некоторое значение, (для каждой индуктивности свое) и мой датчик нуля этот сдвиг не ловит… Как сделать, чтобы не нужно было настраивать на каждый трансформатор? Например, если трансформатор тока как датчик поставить ? Хотя хочется без катушек..

jump · 12.08.2011, 16:47

а что мешает поставить датчик холла с усилителем по току или программируемый от melexis?

avp94 · 12.08.2011, 17:26

Сообщение от alex6002

При активной нагрузке (резистор) эта начальная задержка равна 20-100 мкс. При индуктивной нагрузке, чтобы регулятор корректно работал, эту задержку пришлось опытным путем увеличить до 3500мкс... Как понимаю, индуктивность сдвигает фазу по току на некоторое значение, (для каждой индуктивности свое) и мой датчик нуля этот сдвиг не ловит…

Простите, но не понял, задержка чего относительно чего?
Дело скорее в том, что для тиристоров (наверное и для симисторов тоже) есть понятие ток удержания. Это такая величина тока через тиристор, когда при снятии управляющего (открывающего) напряжения последний не имеет права закрыться, если меньше - то может. Для управления индуктивной нагрузкой применяют или пачку импульсов или "широкий" импульс длительностью достаточной для нарастания тока в нагрузке до величины тока удержания. В Вашей схеме имеется оптрон, поэтому проблема решается легко: формируйте импульс управления во времени от "нужного" момента времени до следующего нуля.

E97 · 12.08.2011, 21:02

Не буду вдаваться в подробности, почему нужно давать давать длительный импульс для открытия симистора.
Чтобы этого избежать, попробуйте зашунтировать электроды симистора конденсатором. Попробуйте пленочный конденсатор 47..100нФ 630В.

alex6002 · 13.08.2011, 10:32

Сообщение от avp94

Для управления индуктивной нагрузкой применяют или пачку импульсов или "широкий" импульс длительностью достаточной для нарастания тока в нагрузке до величины тока удержания. В Вашей схеме имеется оптрон, поэтому проблема решается легко: формируйте импульс управления во времени от "нужного" момента времени до следующего нуля.

Мужики, да в курсе я.. все учтено...По другому спрошу - вот условная диаграмма ...
Посмотрите, насколько смещены запускающие импульсы при индуктивной нагрузке.
Регулятор по идее (при том, как расположены импульсы на 2х нижних) вообще не должен корректно работать... А он работает и вполне прилично..
Я предположил, что здоровенная индуктивность сдвигает фазу по току (в зависимости от величины индуктивности), и что правильнее брать сигнал перехода через 0 не по напряжению, а по току... И спрашиваю вашего совета..
А какой датчик холла конкретно можно было бы попробовать?

avp94 · 14.08.2011, 08:57

Сообщение от alex6002

Я предположил, что здоровенная индуктивность сдвигает фазу по току (в зависимости от величины индуктивности),

Верно, но только не фазу по току, а фазу тока

. На второй снизу картинке, как предполагаю, изображено время подачи импульса напряжения, начиная с которого ток не увеличивается, хотя импульс управления двигаете влево. Так вполне может быть - определяется индуктивностью. Самая нижняя картинка не лезет ни в какие ворота, такого в установившемся режиме не может быть. Проверить это легко: формируйте один управляющий импульс на каждый полу период, длительностью от желаемого момента включения до перехода напряжения через ноль (получится переменной длительности).

Цитата:

и что правильнее брать сигнал перехода через 0 не по напряжению, а по току... И спрашиваю вашего совета..

Сигнал по переходу через ноль тока в цепи брать абсурд, Вы же его сами (этот момент перехода) регулируете. Единственный "стабильный" сигнал - это напряжение сети

.

azim_mg · 14.08.2011, 09:32

Сообщение от alex6002

Как понимаю, индуктивность сдвигает фазу по току на некоторое значение, (для каждой индуктивности свое) и мой датчик нуля этот сдвиг не ловит… Как сделать, чтобы не нужно было настраивать на каждый трансформатор? Например, если трансформатор тока как датчик поставить ? Хотя хочется без катушек..

Немного не так: любая индуктивность, независимо от ее величины, сдвигает на 90 град - ток отстает от напряжения.
Поскольку нет чистых индуктивностей - любая катушка (за исключением сверхпроводящих) имеет какое-то активное сопротивление, то на практике этот угол несколько меньше 90 градусов. Задача осложняется тем, что в зависимости от величины и характера нагрузки на вторичной обмотке трансформатора этот угол между напряжением и током первичной обмотки меняется в широких пределах - почти от -90 до +90 градусов, для сварочного трансформатора, думаю, в пределах 0 ... 90 градусов. Вдобавок, при изменении нагрузки изменяется и величина тока в первичной обмотке трансформатора. Далее могут начаться проблемы, связанные с величиной тока удержания тиристора, изменением этой величины в широких пределах в диапазоне рабочих температур, разбросом этой величины от одного к другому экземпляру, а также связанные с появлением подмагничивания из-за того, что тиристоры в паре не всегда работают одинаково. Расчет работы тиристора на первичную обмотку трансформатора в общем случае намного сложнее, чем на активную нагрузку, скажем, какой-нибудь ТЭН.

VladimirIvan · 14.08.2011, 09:57

В полуавтоматах, в которых управление включением трансформатора реализовано на тиристорах я сразу их меняю на реле. На тиристорах нет устойчивого горения дуги.

azim_mg · 14.08.2011, 10:19

Правильно сделанный тиристорный регулятор позволяет стабилизировать ток дуги, реле - нет (только включать и выключать, т.е. это будет уже не диммер, говоря по-русски, не регулятор).

strnikol · 14.08.2011, 12:30

Лет 12 разрабатываю регуляторы с СИФУ, в том числе и на индуктивную нагрузку, любой мощности. Длительность сигнала управления тиристора до 500 мкс. При работе на индуктивную нагрузку нужно учитывать, что ток отстает от напряжения реально до 30 градусов. И тиристор как прибор токовый закрывается когда ток переходит через ноль. А происходит это тогда когда напряжение на тиристоре уже поменяло знак, т.е на другой полуволне. В основном проблемы и происходят при мах. мощности.
Постольку открытый тиристор попросту говоря не дает открыть второй тиристор шунтируя его. Поэтому сигнал управления должен быть достаточно длительным, до трех мс. Я обычно контролирую момент закрытия тиристора путем включения трансформатора параллельно тиристорам. Сигнал управления не подается на открытия тиристора, при смене знака синусоиды, пока не закроется открытый тиристор, а он как я уже говорил закроется тогда когда ток поменяет направление.
Дополнительные затраты зато нет проблем.