Знаток
Регистрация: 02.06.2006
Адрес: Vilnius, Lithuania
Сообщений: 1,766
Репутация: 106
|
Схему включения во что?
Если он сам по себе, то схема соответствует принципу действия - силовые выводы симистора включаются в разрыв силовой цепи, а на СД подается управляющий ток для включения. |
||
Оценка
|
Новичок
|
По ТУ управляющий ток должен быть импульсным.
Вопрос в том, как синхронизировать импульсы управления с переменным напряжением коммутации. Может есть какаято типовая схема управления. Нагрузкой семистора является трансформатор. |
||
Оценка
|
Знаток
Регистрация: 02.06.2006
Адрес: Vilnius, Lithuania
Сообщений: 1,766
Репутация: 106
|
А в каких это ТУ указано, что ток управления должен быть обязательно импульсным - ссылку на такое утверждение можно получить?
Представим даже, что это действительно так или что это желательно с точки зрения экономичности схемы управления - способность многослойных ПП приборов включаться "с фиксацией" даже коротким импульсом вместо постоянного сигнала известна и часто используется, но и в этом случае в принципе не обязательно (хотя и желательно по причине помехоподавления) синхронизировать момент включения с напряжением сети. Единственное требование - это чтобы длительность импульса управления была достаточна для включения с учетом времени перехода сетевого напряжения через ноль - если слишком короткий импульс управления попадет именно на этот момент, включения может и не произойти. Ну а если все-таки надо полностью "окультурить" процесс включения, то можно и специально синхронизировать время подачи управляющего импульса с напряжением сети - есть даже случаи, когда этот делать просто необходимо, например при фазовой регулировке. (я пока не понял, нужна ли она в данном случае или трансформатор надо просто включать и выключать) Но насколько мне известно, типовых схем для этого не существует, т.к. они всеже будут слишком различны в разных условиях применения. В самом простом случае для питания цепи СД можно использовать не постоянное отфильтрованное, а выпрямленное и пульсирующее напряжение - в таком случае ток управления может появиться только при достижении этим напряжением некоторой величины, однако это не устраняет возможности включения при любом достаточном напряжении, например в середине или в конце полупериода, если сигнал от схемы управления появится именно в такой момент, поэтому полностью "мягкого", без перегрузок и создаваемых помех процесса включения таким простым способом не получить - для этого надо применять более сложные схемы, устраняющие возможность прохождения сигнала управления через СД после того, как сетевое напряжение превысило оптимальное. В журнале "РАДИО" и других было немалое количество схем "регуляторов мощности, не создающих помех", где можно познакомиться с примерами реализации подобной функции включения тиристора или симистора в определенный момент относительно изменения сетевого напряжения. |
||
Оценка
|
Новичок
|
Сайт http://element.zp.ua/support/info_catalogue.php
PDF http://element.zp.ua/info/rus/7tso142%20neu.pdf Трансформатор необходимо просто коммутировать, с минимальными потерями. Кроме того необходимо сохранить гальваническую развязку. Как в этом случае синхронизировать импульс управления с синусоидой сети. Если использовать трансформатор для развязки, временные диаграммы импульсов изменятся или нет? |
||
Оценка
|
Новичок
Регистрация: 05.05.2007
Сообщений: 20
Репутация: 17
|
Некоторые ссылки, для размышления,
http://www.irls.narod.ru/rlbt/ecnt01.htm http://www.silabs.ru/pubs/Stat_064.pdf |
||
Оценка
|
Знаток
Регистрация: 02.06.2006
Адрес: Vilnius, Lithuania
Сообщений: 1,766
Репутация: 106
|
Хорошо, будем исходить из рекомендации, изложенной в описании оптосимистора:
Цитата:
Режим цепи управления: импульс тока трапецейдальный, Io=500 mA, tg=100 мкс, длительность фронта не более 0,5 мкс, сопротивление источника управления не более 50 Ом
Цитата:
Трансформатор необходимо просто коммутировать, с минимальными потерями.
Обычно под "коммутацией с минимальными потерями" на переменном токе понимается включение нагрузки в самом начале каждого полупериода сетевого напряжения. Это вполне правильно в случае активной или емкостной нагрузки, но как ни странно, далеко не оптимально в случае индуктивной нагрузки, например такой, как трансформатор. Об этом в отдельном рассказе ниже, из которого становится ясно, что для обеспечения минимальных потерь и максимальной надежности при разном характере нагрузки лучше всего постепенно увеличивать подаваемое на нее напряжение в каждом полупериоде сетевого напряжения до максимума, уменьшая время задержки от начала полупериода до подачи управляющего импульса на силовой коммутатор, как это например сделано в регуляторе мощности с плавным пуском (см. первую ссылку от Bret в предыдущем сообщении в этой теме). При использовании этой схемы надо учесть, что она спроектирована исходя скорее из типовых, а не гарантированных параметров силового оптосимистора, да и способ регулировавания при плавном запуске с помощью полевого транзистора, включенного не в качестве регулируемого источника тока, а скорее повторителя регулирующего напряжения (при малых значениях его может просто не хватить для запуска однопереходного транзистора, поэтому т.наз. "плавный пуск" может и не быть таким уж плавным!), на мой взгляд не является оптимальным, но сама общая идея вполне правильная. Цитата:
Кроме того необходимо сохранить гальваническую развязку. Как в этом случае синхронизировать импульс управления с синусоидой сети.
Цитата:
Если использовать трансформатор для развязки, временные диаграммы импульсов изменятся или нет?
(в правильно спроектированном трансформаторе) |
||
Оценка
|
Знаток
Регистрация: 02.06.2006
Адрес: Vilnius, Lithuania
Сообщений: 1,766
Репутация: 106
|
О включении индуктивной нагрузки в сеть переменного тока
Уже давно я обратил внимание на то, что иногда при включении в сеть мощных трансформаторов (примерно 0,5 - 2 кВт), например широко применяемых ЛАТР-ов, момент включения сопровождается достаточно громким звуком, исходящим из магнитопровода трансформатора (как будто по нему ударили кувалдой), и в этот же момент кратковременно пригасают горящие вокруг лампы, свидетельствуя о значительной перегрузке в сети.
Долгое время причина этого явления оставалась непонятной, и даже мои коллеги, к которым я обращался за идеями по этому поводу, не смогли предложить вероятные варианты объяснения, справедливо указывая на то, что подобного поведения можно было бы ожидать, если бы речь шла о мощной емкостной, а не индуктивной нагрузке, т.к. именно незаряженная емкость потребляет большой ток в момент подключения к источнику с большим напряжением, каким и может оказаться электросеть, если подключиться к ней в то время периода сетевого напряжения, когда переменное напряжение имеет большое моментальное значение (оно как известно может быть до 310 В в сети 220 В). Данное явление относительно емкости хорошо известно и понятно тем, кто неоднократно включал устройства с мощными импульсными БП, имеющими на входе фильтры большой емкости, такие как ТВ, мониторы, компьютеры и т.п., но казалось странным, почему подобное происходит и с индуктивностью? Однако при более пристальном анализе все прояснилось и объяснение даже оказалось достаточно простым и вполне логичным с точки зрения законов электротехники. Дело в том, что трансформаторы проектируются так, чтобы максимально экономично использовать имеющиеся в них материалы, в первую очередь магнитопровод, от которого в основном и зависят параметры трансформатора, такие, как масса, габариты, мощность, КПД. А пределом, до которого можно использовать магнитопровод в трансформаторе, является насыщение магнитопровода, при котором он перестает быть материалом с большой магнитной проницаемостью, обеспечивающей малые токи намагничивания при относительно небольшом количестве витков обмоток (это если сравнивать с безмагнитопроводным трансформатором). Для исключения насыщения магнитопровода индукция в нем, которая зависит от приложенного к обмоткам напряжения и его частоты (а точнее, длительности воздействия этого напряжения в каждом полупериоде), не должна превышать характерную для конкретного типа материала магнитопровода величину, называемую его индукцией насыщения. Однако для лучшего использования магнитопровода индукция в нем всеже выбирается достаточно близкой к максимальной, т.к. в этом случае можно применить обмотки с соответственно меньшим числом витков при том же напряжении, что позволяет уменьшить занимаемое обмотками место, массу и их внутреннее сопротивление и таким образом улучшить параметры всего трансформатора. Все это снановится понятно из формулы расчета индукции в магнитопроводе: B = U * t / w * S в которой B - индукция в магнитопроводе, U - приложенное к обмотке напряжение (постоянное или среднее значение за время действия однополярного импульса), t - длительность импульса, w - число витков обмотки, к которой прикладывается напряжение U, S - сечение магнитопровода. Ключевой момент здесь состоит в том, что в каждом полупериоде переменного напряжения в зависимости от его полярности индукция в магнитопроводе линейно изменяется с течением времени в соответствующую сторону, и в установившемся режиме в первую половину каждого полупериода индукция спадает от предыдущего максимального значения до нуля, и только во вторую половину полупериода опять нарастает до своего максимального значения, но уже в другой полярности (об этом обычно говорится "ток отстает по фазе от напряжения"), иначе говоря, в установившемся режиме происходит двустороннее намагничивание сердечника, при котором существует двойной запас по индукции насыщения, которого нет при одностороннем намагничивании, которое имеет место в начальный момент после включения. Хорошо, если по счастливой случайности момент включения оптимально расчитанной для работы в установившемся режиме индуктивности в сеть попадет на вторую половину полупериода переменного напаряжения - в таком случае за оставшееся до конца этого полупериода время индукция в магнитопроводе не успеет нарасти настолько, чтобы достичь величины индукции насыщения. Но если момент включения попадет на первую половину полупериода (наихудший случай - как раз на начало!), то к его концу (или даже почти во всей второй половине!) индукция достигнет своего максимального значения, после чего магнитопровод перестает действовать как таковой (он выполняет свою функцию только пока индукция в нем продолжает меняться по хотябы близкому к линейному закону) - его магнитная проницаемость и соответственно индуктивность нагрузки резко падают, ток намагничивания резко повышается, и нагрузка в худшем случае становится равной только активному сопротивлению соединяющих проводов и проводов обмотки. Вот как возникает перегрузка, приводящая к пригасанию ламп, подключенных к той же сети, а также к ударным звукам из магнитопровода из за его чрезмерного насыщения (этот процесс в развитии можно наблюдать прислушиваясь к работе трансформатора, особенно с недостаточно хорошо скрепленным сердечником, при изменении напряжения на его первичной обмотке с помощью ЛАТР-а, и особенно в диапазоне 220-250 В). Таким образом нетрудно понять, что в случае оптимизированной под параметры сети переменного тока индуктивной нагрузки для обеспечения наименьших потерь и перегрузок при включении ее следует включать в сеть в самой середине полупериода, т.е. как раз при максимальном моментном напряжении в сети. Это однако противоречит стремлению создавать при включении наименьшее количество электростатических потерь, которые как известно прямо пропорциональны величине коммутируемого напряжения (при прочих равных условиях), а в еще большей степени противоречит правилам подключения к сети емкостной нагрузки, которая нередко присутствует во вторичных цепях трансформаторных схем (хороший пример - мощные трансформаторные БП звуковых усилителей и других устройств) и всегда в большей или меньшей степени присутствует как паразитный параметр в самих индуктивностях. Как же совместить эти взаимно противоречивые требования? Думается, что идеального способа не существует, как раз из за противоречивости самой задачи. Наилучшим компромиссом наверное можно считать вариант, при котором переменное напряжение подается в нагрузку с постепенным нарастанием и таким образом с постепенным входом в установившийся режим перемещением момента включения в период пуска от конца полупериодов переменного напряжения к их началу. Появляющиеся а паузах между включениями индуктивные выбросы вполне можно скомпенсировать подключением параллельной емкости с дополнительными сопротивлениями, предотвращающими броски тока через эту емкость в момент включения, но почти не влияющими на работу в установившемся режиме. Во всяком случае этот способ должен сработать в случае индуктивной нагрузки в виде трансформатора, в котором индуктивная составляющая тока должна составлять лишь небольшую часть от общего тока (во всяком случае так должно быть в хорошем трансформаторе!) Ну а самый наверное трудный случай - это подключение к сети переменного тока нагрузки в виде мощного контура, состоящего как из емкости, так и из индуктивности (таким может быть например мощный фильтр или устройство повышения коэффициента мощности) - в этом случае придется применять более сложные алгоритмы включения, вплоть до раздельной коммутации емкости и индуктивности! |
||
Оценка
|
Новичок
|
Цитата:
Цитата:
Таким образом нетрудно понять, что в случае оптимизированной под параметры сети переменного тока индуктивной нагрузки для обеспечения наименьших потерь и перегрузок при включении ее следует включать в сеть в самой середине полупериода, т.е. как раз при максимальном моментном напряжении в сети.
|
||
Оценка
|
Знаток
Регистрация: 02.06.2006
Адрес: Vilnius, Lithuania
Сообщений: 1,766
Репутация: 106
|
Цитата:
Я не понял, что его можно питать постоянным током. По ТУ сказано, что только те что с буквай А, а у меня без А.
К сожалению, в описании данного прибора совсем не указаны некоторые параметры для варианта без букв, поэтому категорически что-то утверждать конечно нельзя, но в любом случае исходить надо из того, что по существу это всеже один и тот же прибор по своему типу и действию. Возможно, что как это и бывает чаще всего, приборы с разными буквами (или без них) отличаются нормами на некоторые параметры, например, для одних букв они гарантируются немного лучшие, чем для других, или для одних букв гарантируются, а для других нет. В данном случае они гарантируются для приборов с буквой "А", что однако совсем не значит, что другие приборы этого типа не могут применяться в том же режиме. Для полной уверенности конечно надо иметь в ТУ и аналогичные параметры для имеющегося прибора (в данном случаве без буквы) - такой информации как я понимаю нет, поэтому на мой взгляд надо брать за основу то, что есть - ведь все равно это пока единственный выход. Иначе говоря, прибор без буквы тоже в принципе будет работать в режиме, который указан для прибора с буквой "А", однако производитель не гарантирует работоспособности на все 100% при тех же параметрах. Тут следует еще заметить, что из практики хорошо известно, что чаще всего, и особенно это касается деталей "нашего" производства, разброс параметров даже среди приборов с той же буквой достигает значительной величины и далеко не всегда эти параметры вообще укладываются в нормы ТУ, хотя большинство приборов того же типа, даже с другим буквенным индексом, значительно превышают нормы ТУ. Относительно данного случая это значит, что скорее всего большинство приборов без буквы будут успешно работать в режиме, указанном для буквы "А", также как среди большого числа приборов с буквой "А" могут иногда оказаться и такие, которые в том же режиме работать не будут. Цитата:
Я понял так, при первом включении семистор должен открыться в вершине полуволны и далее открываться в районе нуля.
При управлении постоянным током его можно просто включить в нужный начальный момент и поддерживать до полного выключения, а при импульсном управлении надо будет сначала подавать сигнал в середине полупериода, а потом уже в его начале - для такого "распределения" потребуется достаточно сложная схема. Правда можно применить еще один способ, сочетающий оба преимущества - для этого надо как и при постоянном управлении только определить начальный момент включения, а потом также поддерживать сигнал управления постоянно, но промодулировать его короткими импульсами более высокой частоты, например 1 кГц при длительности импульса 100 мкс - это получится как раз близко к тому, что рекомендуется в ТУ для импульсного режима управления. |
||
Оценка
|
Обратная связь РадиоЛоцман Вверх |