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

układ nazdorujący działanie grzałki 220V 2KW, izolowany

Jaco18 09 Paź 2004 16:58 3641 18
  • #1 09 Paź 2004 16:58
    Jaco18
    Poziom 26  

    Witam!!

    buduję pewien układ i potrzeba mi kontrolować pracę grzałki zasilanej z sieci 220V i włączanej przez układ triak + optotriak. Informacja o uszkodzeniu dalej będzie trafiać do mikrokontrolera sterującego.

    Przyszły mi do głowy 2 pomysły:

    :arrow: - 1 (rys 1 w załączniku)
    W obwód szeregowo z grzałką wpiąć mały transformatorek (pierwotne uzwojenie o prądzie np z 10A i kilku zwojach, wtórne ok. 10 razy większe nawinięte cieniutkim drutem) w przypadku przepływu prądu przez włączoną grzałkę we wtórnym uzwojeniu bedzie się indukował jakiś prąd który można wyprostować i odpowiednio wzmocnić do poziomu logicznego akceptowalnego przez procesor.
    Problemem jest wykonanie odpowiedniego trafa i ewentulanie układu wzmacniającego sygnał z wtórnej cześci.

    :arrow: -2 (rys 2 w załączniku)
    W obwód szeregowo z grzałką wpiąć rezystor o bardzo małej oporności (np 0,1 ohm) i dużej mocy (np 5W). na takim rezystorze utworzy się spadek napięcia (przy prądzie 10A) około 1V a moc strat w R wyniesie około 1W. Wytworzone na rezystorze napiecie można podać na transoptor i dalej skierowac do mikrokontrolera.
    W tym przypadku problemem jest sama koncepcja układu - szeregowy rezystor musi być chyba po mimo obliczeń dość duzej mocy bo jak patrze sobie na taki mały 5 W oporniczek i myśle że przez to ma przepłynąć 10A to mi sie coś nie chce wierzyć :D Poza tym jeżeli ten rezystor pomiarowy uległ by spaleniu to pójdzie do nieba także dioda z transoptora.


    Jeżeli ktoś ma jakiś pomysł lub może mi pomóc w tych 2 moich pomysłach to będę bardzo happy. Dodam, że układ musi być galwanicznie izolowany, tak żeby grząłka nie miała dalszej styczności z układem sterującym.

    0 18
  • #2 09 Paź 2004 18:00
    xchomik
    Poziom 11  

    Cześć wszystkim, a autorowi najbardziej. Co do tego układu to myślę, że pomysł z transformatorem nie jest zły, ale osobiście wybrałbym ten z transoptorkiem. Wydaje mi się łatwiejszy do wykonania. Z tym opornikiem to raczej trzeba by się dobrze zastanowić, ale z podanych parametrów widzę, że już go sobie policzyłeś, więc ja się wtrącać nie będę. Oczywiście nie jest to jedyne rozwiązanie, można przecież pokusić się o układ wykrywajacy stany nieustalone w czasie włączania zasilania 220V i na podstawie odpowiedzi grzałki określać jej sprawność. Ale to zdaje się zadanie dla co najmniej doktora elektroniki :) .
    W sumie to tyle. Nera i do następnego razu.

    0
  • #3 09 Paź 2004 21:42
    WojcikW
    Poziom 38  

    Witam!
    Lepszy jest pomysł z transformatorem. Takie transformatory się produkuje są to tzw. przekładniki prądowe. Cechą charakterystyczną takiej pracy transformatora jest zależność - czym mniejsza impedancja obciążenia tym mniej obciążony jest transformator. Dlatego na wyjściu należy zastosować prostownik pełnookresowy i niskonapięciową diodę Zenera. Taki transformator nie powinien pracować jałowo (czyli z niepodłączonym uzwojeniem wtórnym). Za to uzwojenie wtórne można zewrzeć zworą i nic się mu nie stanie. Aby uprościć układ można nie dawać mostka tylko podłączyć diodę Zenera zaraz za transformatorem, przed diodą prostowniczą (patrz Twój schemat).
    Pozdrawiam

    0
  • #4 09 Paź 2004 22:40
    Jaco18
    Poziom 26  

    tez mysle ze ten układ z transformatorem jest chyba lepszy ale pewnie tez droższy - a ja będę potrzebował 3 takie transformatory(3 fazy - 3 grzałki) - poza tym gdzie to nabyć ? myślałem o samodzielnym wykonaniu...
    Układ z rezystorem jest gorszy ale chyba tez powinien działać np.: jak bym zastosował 10W rezystor o oporności 0,1ohm to by też chyba zdało egzamin :?

    0
  • #5 09 Paź 2004 23:49
    WojcikW
    Poziom 38  

    Fabryczne przekładniki prądowe są najczęściej przeznaczone do zastosowań pomiarowych lub zabezpieczeniowych i dlatego odpowiednio wykonane i drogie. Można taki przekładnik wykonać samodzielnie. Z typowego transformatora sieciowego odwinąć uzwojenie wtórne (bez rozbierania transformatora) i nawinąć np. dwa zwoje normalnym przewodem, tym który idzie do grzałki. Zastosowanie rezystorów 0,1R to 3x10=30W strat mocy dla prądu 10A. Różnica ceny transformatorów a rezystorów zwróci się w rachunkach za energię elektryczną.
    Pozdrawiam

    0
  • #6 10 Paź 2004 18:23
    Jaco18
    Poziom 26  

    Wiem ze można samemu wykonać - myślałem tylko czy nie lepiej by kupić ..no zobaczę jeszcze. W sumie to nie musi być duże trafo bo i prąd przez nieprzenoszony na stronę wtórna jest minimalny. Wystarczyło by pewnie nawinąć z 10 zwojów grubej linki np 3mm na pierwotnym, wtórne ze 100 -200zw jakiegoś cienkiego i myslę zę by to zadło egzamin - muszę pokombinowąć.

    Kupiłem też dzisiaj rezystor 20W, 0,1 ohm i zobaczymy czy się uda coś takiego zastodować - chociaż pomysł z trafem jest chyba dużo lepszy.


    Byłem na giełdzie i chciałem kupić taki przekaźnik prądowy ale jak sie okazało nikt nie ma: jeden z 5 pytanych widział kiedyś cos takiego nawet na oczy ale oczywiście nie miał ;)

    Poszedłem wieć do firmy Telto która produkuje przecież trafa i wszystko z nimi związane - spytałem się gościa - to nie dosyć że zrobil mi wielką łaskę odpowiadając na pytanie, to jeszcze się coś zaczął burzyć do mnie żę udaję wielkiego znawcę a się nic nie znam na tym - naprawdę bezczelność - pewnie gość myśli że jeszcze jest komunizm. :? Nie polecam absolutnie ich stanowiska na giełdzie we wrocku - bo o ile mają dobre trafa i dość konkurencyjne cenowo - to zatrudniają buraków w sprzedaży na giełdzie :evil:

    Jeżeli ktoś ma jeszcze jakiegoś pomysła - moze cos innego niz rezystor i trafo - to proszę o wypowiedzenie się.

    Pozdrawiam

    0
  • #7 10 Paź 2004 19:20
    WojcikW
    Poziom 38  

    Chciałbym trochę sprostować: ja pisałem o przekładniku prądowym, czyli transformatorze. Oczywiście można zastosować przekaźnik prądowy, czyli taki z odpowiednim drutem na prąd 10A. Jak zrobić przekładnik z trafo sieciowego pisałem. Jeżeli po stronie wtórnej nie potrzebujesz dużego prądu to zastosuj większą przekładnię niż 10:100 czyli 1:10. Jeżeli nie przeciążysz przekładnika to będzie prawdziwa zależność: prąd_wtórny=prąd_pierwotny*przekładnia. Najlepiej na pierwotnym daj 1 lub 2 zwoje. Koszt transformatora (5 do 10VA) sieciowego to ok. 10 zł za sztukę. Ile dałeś za ten rezystor? Jak znajdę coś w Internecie na temat przekładników to dam Ci namiary.
    Pozdrawiam
    PS
    Sprawdziłem, fabryczny przekładnik to cena od 45 zł za sztukę.

    0
  • #8 11 Paź 2004 12:02
    Jaco18
    Poziom 26  

    rezystor kosztował coś koło 4 zł, chyba faktycznie wykonam sam to trafko, najwyżej będzie można później gdzies zamówić większą ilość w razie potrzeby. Dzieki za pomoc, utwierdziłeś mnie w moim pomyśle :]

    Zastanawiam sie jeszcze nad układem obróbki sygnału z trafka - jeżeli bedzie mało zwojów to i napiecie indukowane w trafie będzie niskie - mozna by zastosować jakiś wzmacniacz operacyjny i wzmocnić np 0,5V indukowane do jakiegoś rozsądnego progu np 4V, wyprostować zwykłym mostkiem (spadek 1,4V) i podać na pin procesora lub transoptora dla podwójnej izolacji od sieci. A może pójść inną drogą i uzyskac odpowiednio duże napięcie z trafka (np z 1V) i od razu podać je na diode + kond i transoptor - powinno go to chyba wysterować...

    0
  • #9 11 Paź 2004 15:38
    Paweł Es.
    Pomocny dla użytkowników

    A nie prościej będzie włączyć układ kontrolny równolegle do triaka np.

    Szeregowo - transil (szybki zener U>180V) , rezystor (najlepiej 2 równolegle), dioda transoptora (do niej równolegle i z odwrotną
    polaryzacją zwykła dioda).

    Stan 1: Kontrola grzałki przy wyłączonym triaku (test początkowy po włączeniu zasilania).

    Po włączeniu zasilania tranzystor transoptora przewodzi dla jednej połówki sieci jeżeli w obwodzie grzałki nie ma przerwy i triak nie ma zwarcia powodującego ciągłe zasilanie grzałki.

    Są impulsy 50 Hz.

    Stan 2: Stan poprawny

    Po włączeniu triaka napięcie na nim jest zbyt małe dla włączenia transoptora i impulsy znikają (grzałka działa).
    Brak impulsów.

    Stan 3: - Uszkodzenie triaka (przerwa)

    Jeżeli triak ma być włączony (wystawiony sygnał na odpowiedni port) a występują impulsy na transoptorze to znaczy, że grzałka jest dobra a triak spalony


    Stan 4: Uszkodzenie triaka (zwarcie)

    Jeżeli triak ma być wyłączony (skasowany sygnał na odpowiedni port) brak impulsów na transoptorze to znaczy, że grzałka jest dobra a triak zwarty.


    Układ:

    - nie wymaga przekładnika (cena, ilość zajętego miejsca)
    - nie wymaga rezystora bocznika (brak strat mocy i możliwości uszkodzenia obwodu transoptora w przypadku uszkodzenia rezystora pomiaru prądu.
    - wykrywa wszystkie stany awaryjne (nawet zwarcie w obwodzie grzałki przez spalenie triaka -> stan 3.
    - rozdzielczość wykrywania 20 ms

    0
  • #10 11 Paź 2004 20:50
    WojcikW
    Poziom 38  

    Mało zwojów ma być na pierwotnym np. 1 lub 2 zwoje linką. Na wtórnym daj tyle zwojów abyś uzyskał dużą przekładnię, ponieważ na wtórnym nie jest Ci potrzebny duży prąd. Jaki prąd popłynie na wtórnym już pisałem:

    Cytat:
    prąd_wtórny=prąd_pierwotny*przekładnia
    - chodzi o przekładnię zwojową.
    Napięcie wtórne możesz uzyskać praktycznie dowolne (nawet 1000V), ograniczyć je musisz diodą Zenera. Moc transformatora S nie może być mniejsza niż:
    S>napięcie_Zenera*prąd_wtórny. Wszystko jest łatwe do policzenia tylko uważnie przeczytaj moje posty.
    Pozdrawiam

    0
  • #11 12 Paź 2004 00:59
    Jaco18
    Poziom 26  

    Przeczytałem uwążnie Twoje podsty jak zwykle czynie, temat rozumiem.

    Ciekawy pomysł jest też z tym obwodem Paweła Sujko - Pawle jak możesz to narysuj jakoś to w skrócie żebym mógł zobaczyć czy dobrze myślę. Zawsze opis to opis a schemat to schemat. Sprawdzanie spalenia grzałek chyba nie ma racji bytu bo jak sie okazało na 1 faze nie idzie 2 kW tylko około 4 Kw poza tym połaczone są po 3 grząłki na fazę wiec msuiałbym zrobić duzo tych układów sprawdzająch - ale chociaż obwód do kontroli triaka mozna zrobic.

    0
  • #12 12 Paź 2004 11:40
    Paweł Es.
    Pomocny dla użytkowników

    Układ jak w załączniku:

    Transil np. typ P6KExxxCA (dwukierunkowy) na napięcie takie by przwodził tylko jak triak jest WYŁĄCZONY. I możliwie duży by na nim się odłożyła większość napięcia.

    Rezystory ograniczają prąd powiedzmy do wartości szczytowej 15 mA (dla Umax=230V*1.05*1.41), dwa lub więcej szeregowo dla bezpieczeństwa i mniejszej mocy rozpraszanej.

    Transoptor CNY17-3 lub czulszy (wtedy można zmniejszyć prąd w obwodzie kontrolnym. Rezystor w kolektorze, np. 4.7k.

    Dioda równolegle do diody transoptora - 1N4148 konieczna, bo napięcie wsteczne diody transoptora wynosi tylko 6V.

    0
  • #13 12 Paź 2004 14:44
    WojcikW
    Poziom 38  

    Wg. mnie ten układ Pawła nie spełnia podstawowego zadania. Test przed załączeniem grzałki to mało. Jak ten układ zareaguje gdy w trakcie pracy spali się grzałka lub nastąpi przerwa w obwodzie (a triak nie ulega uszkodzeniu)?
    Pozdrawiam

    0
  • #14 12 Paź 2004 15:20
    janto
    Poziom 23  

    W falownikach np. firmy Danfos są montowane czujniki Halla do pomiaru prądu. Jest to rdzeń pierścieniowy rozcięty a wszczelinę jest włożony sam czujnik. Zasilany jest z 15V i na wyjściu daje napięcie proporcjonalne do strumienia w rdzeniu. Na rdzeń nawija się 1 - 2 zwoje i pomiar gotowy. popytaj ,może ktoś takie ma. Dołączam przykładowy plik.

    0
    Załączniki:
  • #15 12 Paź 2004 17:35
    WojcikW
    Poziom 38  

    Czujniki Halla są dobre gdy mamy prąd stały lub duże częstotliwości, przekładniki prądowe wtedy się nie sprawdzą. Dla 50 Hz nie warto wchodzić w koszty i komplikować układ.
    Pozdrawiam

    0
  • #16 12 Paź 2004 17:40
    Paweł Es.
    Pomocny dla użytkowników

    WojcikW napisał:
    Jak układ zareaguje gdy w trakcie pracy spali się grzałka lub nastąpi przerwa w obwodzie (a triak nie ulega uszkodzeniu)?
    Pozdrawiam


    Jeżeli układ (wg tekstu wyjściowego) jest nadzorowany mpsorem to nie jest problemem testowanie ciągłości grzałki w trakcie pracy. Mpsor daje duże pole do popisu.

    Co jakiś czas wyłączamy triak na 2-3 okresy sieci i sprawdzamy czy z transoptora są impulsy. Wyłączenie zasilania na 60 ms nie spowoduje przeziębienia :wink: grzałki a pozwoli testować jej stan. Faktycznie gorzej jest gdy połączone jest kilka grzałek równolegle, bo wtedy układ nie wykryje padnięcia jednej.

    Tak mi wpadło do głowy teraz, a gdyby mierzyć amplitudę napięcia na triaku (zakładam, że on działa tylko w trybie włącz wyłącz). Przy różnych prądach obciążenia będą różne napięcia przewodzenia i można wtedy wykryć czy prąd pobierają wszystkie grzałki czy też jedna się obija np. z powodu zejścia ze skutkiem :o.

    Osobiście nie lubię układów pomiarowych prądu, bo przy zwarciu mamy do wymiany triak i element pomiarowy a lepiej byłoby wymieniać tylko triak (no i ewentualnie grzałkę).

    0
  • #17 12 Paź 2004 18:14
    WojcikW
    Poziom 38  

    Przekładnik prądowy ma wytrzymałość zwarciową conajmniej taką jak przewód w obwodzie grzałki (bo to jest przewód przeciągnięty przez okno rdzenia transformatora). Obwód wtórny też wytrzyma bo nie przetransformuje się tak duży prąd (obwód magnetyczny małego transformatorka się nasyci). Moim zdaniem prosty układ jest najlepszy i najpewniejszy w działaniu, ale wybór należy do Jaco18.
    Pozdrawiam

    0
  • #18 13 Paź 2004 01:46
    _jta_
    Specjalista elektronik

    trafo 2W wystarczy na przekładnik prądowy - i często jest wykonane tak, że można
    na nim dowinąć 1-2 zwoje nawet dość grubym drutem - i już masz gotowy przekładnik;
    po drugiej stronie (na uzwojeniu, które było pierwotnym transformatora) podłączyć
    prostownik, i mierzyć prąd wyprostowany; być może ma sens zastosowanie układu
    prostującego ze wzmacniaczem operacyjnym, żeby mieć lepszą dokładność;

    a koncepcja z opornikiem szeregowym i transoptorem: transoptor potrzebuje około 1.5V
    napięcia - przy mniejszzym nie zadziała - więc tyle musiałoby się odkładać na oporniku
    przy 10A - a to oznacza 15W traconych w oporniku, i niewygodę z dobieraniem opornika;
    a i tak pokaże tylko, przez jaki czas prąd przekracza 10A...

    0
  • #19 13 Paź 2004 11:28
    Jaco18
    Poziom 26  

    OK. Dziękuję wszystkim - musze posprawdzać wszystkie koncepcje w praktyce, zobaczymy co będzie działąć najlepiej.

    Pozdrawiam & THX

    0