Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

mikroprocesorowy układ soft-start dla silnika dużej mocy

16 Mar 2009 18:09 4002 8
  • Poziom 11  
    Witam
    Ostatnio zostałem poproszony o zrealizowanie lub skompletowanie potrzebnych części do układu który miałby po paru minutach wyłączać jednofazowy silnik 3,5kW ( taki tam nieduży wiatraczek ;) ). Wtedy pomyślałem żeby użyć kilku klocków ( scalaczków) ze swoich zasobów i coś złożyć samemu. Przedstawiłem swoją koncepcję w dziale automatyki przemysłowej. Pomysł mój koncepcyjnie wyglądał ta: układ opóźnionego wyłączenia na wzmacniaczu operacyjnym + sterowanie pracą silnika (15A) przez triak 25A. Oczywiście jest to złe rozwiązanie ze względu na kilkukrotnie wyższy prąd rozruchu od prądu znamionowego - triak pewnie nie przeżyłby nawet jednego uruchomienia... Z kilku względów użyłem rozwiązania które mi koledzy tam poradzili, czyli automat schodowy z odpowiednio dobranym stycznikiem.
    tutaj ten wątek: link


    Pewnie niektórzy z Was też tak mają, że jak coś wymyślą, to chcą swój pomysł ulepszyć na tyle by mógł być wdrożony w życie i z powodzeniem był używany. Ja właśnie teraz tak mam ;) Dlatego postanowiłem opracować układ miękkiego startu.
    Pierwszym pomysłem było użycie komparatora do opóźnionego załączania triaka. Po przespaniu się z tym pomysłem stwierdziłem że nie jest to dobre rozwiązanie (do przygaszania nieco żarówek może i tak, ale nie do ograniczenia prądu rozruchu silnika tak dużej mocy) - a to ze względu na maksymalne opóźnienie możliwe do uzyskania przez mój układ ( załączanie triaka gdy napięcie sieci osiąga maksimum/minimum ).
    Niepocieszony złym pomysłem, myślałem o innym możliwym rozwiązaniu tego układu. Wtedy to na myśl mi przyszły takie cudowne klocki, jakimi są mikrokontrolery. Postanowiłem więc że zaprojektuję układ opóźniowego załączania triaka na jakimś małym, tanim procku. I tu rozwiązań pojawia się kilka:
    1) odmierzać na początek zwłokę troszkę mniejszą od 10ms (pół okresu napięcia 50Hz) od przejścia napięcia przez zero. Problem w tym, że częstotliwość napięcia w sieci ciągle pływa... A co jeśli na samym początku włączenia układu zamiast włączyć triak gdy napięcie opad i już jest bliskie zeru (procek by tak myślał na podstawie zwłoki czasowej np 9,5ms) a okaże się, że właśnie chwilowa wartość częstotliwości sieci wynosi więcej niż 56Hz - wówczas moment załączenia triaka nastąpi na początku nowego półokresu. Dla obciążenia o mniejszej mocy może to nie jest niebezpieczne, ale dla tak dużego silnika i tak dobranego triaka jest to bardzo ważne, aby prąd rozruchu nie przekroczył magicznej wartości 25A (w tym akurat przypadku). Tak samo złe może okazać się w skutkach ( choć mniej niebezpieczne dla triaka niż pierwszy przypadek) gdy częstotliwość sieci zmniejszy się powiedzmy do 44Hz (półokres 11,3ms). Wówczas ustawiona na stałe początkowa wartość opóźnienia np 9,5ms mogłaby okazać się za małą - triak byłby włączany za wcześnie.

    2) Rozwiązaniem zapobiegawczym może być mierzenie w tle częstotliwości sieci w trakcie wykonywania programu. Częstotliwość nie zmienia się w jakiś gwałtowny sposób, więc nie trzeba byłoby tego robić z każdym przebiegiem programu (półokres napięcia sieciowego). Jedynym słusznym rozwiązaniem tego (ja tak uważam, może ktoś myśli inaczej) jest napisanie kodu programu na mikroprocek w asemblerze. Toteż na razie nie precyzuję nawet czy zrobię to na PIC-u, czy na jakimś ATmelku.
    Potrzebuję mikroprocka którego jednym wyjściem będę sterował opto-triakiem, a na drugą nóżkę (wejście) będę mu podawał dokładnie moment przejścia przez zero napięcia sieciowego. Na razie też nie precyzuję jak to zrobię - czy podając impuls z jakiegoś innego układu detekcji zezra, czy podając wyskalowane i wyprostowane 2-połówkowo (bez stabilizacji kondensatorem itd) napięcie sieci na komparator i porównywanie z napięciem bliskim zera+ przerwanie. Pomysł jest świeży. Wymaga przemyślenia,więc przedstawiam na razie samą ideę układu.
    Oczekuję również sugestii, czy też podpowiedzi osób, które takie coś albo coś podobnego robili już kiedyś. Może ktoś pomoże w przeprowadzeniu castingu na tani jak barszcz i odpowiedni do tego zadania procek? nie to żebym nie lubił pic'ów, ale jakoś bardziej wolę procki atmela. Może uda mi się znaleźć w tygodniu chwile czasu żeby pójść do sklepu, kupić triaki i zmontować układ, potestować - najpierw na lampce, potem na silniku od odkurzacza, a potem może na wyrzutni rakiet ziemia-ziemia - o ile ktoś w akademiku ktoś będzie miał akurat i użyczy do testów ;)
    Jak dogłębniej przemyślę koncepcję, dobiorę procek, napiszę kod, przetestuję ( a to może niestety potrwać pare ładnych dni... - sporo innych zajęć) to wrzucę wszystko co potrzeba do budowy tegoż układu.
    Darmowe szkolenie: Ethernet w przemyśle dziś i jutro. Zarejestruj się za darmo.
  • Poziom 31  
    nie zabardzo łąpię idee urządzenia o którym piszesz ale w publicznej sieci energetycznej takie odchyłki częstotliwości o jakich piszesz nie mogą się zdarzyć. prędzej turbina wyleci z systemu dopuki się nie zsynchronizuje. wiec takie zabezpiecznie są zbędne
  • Poziom 28  
    elvis921 napisał:

    ....że właśnie chwilowa wartość częstotliwości sieci wynosi więcej niż 56Hz - wówczas moment załączenia triaka nastąpi na początku nowego półokresu. ... gdy częstotliwość sieci zmniejszy się powiedzmy do 44Hz (półokres 11,3ms)....

    Nie realny scenariusz, częstotliwość sieci trzyma się z dokładnością 2-go czy 3-go miejsca po przecinku. Mechanizm "pomiaru okresu" sam bym jednak zastosował ze względu na kłopoty z dokładnym odmierzaniem 9,5ms, a tak po prostu można włączać triaka na 1/8 ostatniego zmierzonego okresu.
  • Poziom 11  
    układ ma na celu ograniczenie prądu silnika podczas rozruchu przez stopniowe zwiększanie skutecznego napięcia na silniku od wartości bliskiej kilkunastu voltów, aż do pełnego napięcia zasilania. Złagodzi to znacznie wzrost chwilowej wartości prądu silnika (a gdyby taki układ zastosować do lampki - stopniowo by się rozjaśniała) - to tak skrótowo o tym układzie. Odsyłam do wikipedii: Link

    Zakładam że zmiana czasu załączania triaka będzie liniowa. I właśnie nie wiem 2 rzeczy: od jakiej wartości zacząć załączanie triaka ( te przykładowo podane 9,5ms? ) i na jak długi czas rozłożyć uruchamianie silnika? Im większy silnik, im cięższy rozruch, tym ten czas powinien być dłuższy (przynajmniej tak mi się wydaje). Pewnie czas ten będę musiał dobrać doświadczalnie. Dać bezpiecznik B16 (czy lepiej B10? - teoretycznie powinien wytrzymać 14,5A przez godzinę - zda egzamin jeśli prąd podczas rozruchu nie wzrośnie ponad nominalną wartość - mało prawdopodobne...) i patrzeć czy nie wystrzeli przy rozruchu. Jak nie, to skrócić czas rozruchu. Czy dobrze myślę? Czy 30sekund na rozruch na początek będzie dobrze?
  • Poziom 11  
    nie ma to jak zajrzeć czasem do not aplikacyjnych producenta :)

    - problem detekcji orzejścia przez zero uważam za rozwiązany.
    Link
    do pdf dołączony był kod programu w C. Postaram się przerobić odpowiednio :) aby pasowało to do mojego zastosowania. Szkoda że nie mam oscyloskopu do testowania układu :/ Ale może z którymś z doktorów na uczelni zagadam i dorwę jakiś staaaary sprzęt :)
    być może jutro wybiorę się do sklepu i zakupie triaki, a w weekend może uda mi się potestować układ chociaż na lampcie, a potem na silniku od odkurzacza... ;)
  • Poziom 2  
    Witam, ciekaw jestem jak poszło Ci z tym soft startem. W jaki sposób ograniczyłeś prąd ? Skorzystałeś z algorytmów perydykcyjnych do ograniczenia prądu albo jakiś innych sprzężeń zwrotnych?
  • Poziom 39  
    elvis921 napisał:
    układ ma na celu ograniczenie prądu silnika podczas rozruchu przez stopniowe zwiększanie skutecznego napięcia na silniku od wartości bliskiej kilkunastu voltów, aż do pełnego napięcia zasilania


    Problem w tym że dla takiego silnika kilkanaście woltów to o wiele wiele za mało. Może być tak że silnik nie wystartuje płynnie tylko będzie się grzał. Poza tym inaczej zachowuje się silnik komutatorowy - tu ten pomysł zda egzamin a inaczej przytoczony na wstępie jednofazowy czy trójfazowy silnik 3,5kW. Dla nich może się okazać że nawet połowa napięcia nominalnego może nie wystarczyć do płynnego rozruchu.
  • Poziom 11  
    Cześć,
    Przyznać się muszę, że młodzieńczy zapał bardzo szybko spłonął i projektu nie zrealizowałem.
    Obecnie nie byłby mi on potrzebny, a realizacja projektów "just for fun" niestety zaczęła być mi obca (dzieci, brak czasu, firma) - zwyczajnie życie zweryfikowało priorytety.
    W skrócie: części nadal leżą i kurza się w szafie, układ nawet nie przetestowany ani nawet do końca zmontowany. więc z mojej strony raczej temat do zamknięcia.

    Moderowany przez Marek_Skalski:

    Poprawiłem pisownię. Zamykam.

  • Użytkownik usunął konto