Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Wyszukiwarki naszych partnerów

Wyszukaj w ofercie 200 tys. produktów TME
Proszę, dodaj wyjątek elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Triakowy regulator obrotów silnika 1-fazowego

DJ.TRoX 02 Lut 2012 11:12 8053 30
  • #1 02 Lut 2012 11:12
    DJ.TRoX
    Poziom 17  

    Temat stary jak świat. Taki układ jest fajny, bo prosty i tani. Niestety przy obrotach poniżej 90% nominalnych, sprawność spada makabrycznie w porównaniu ze sterowaniem falownikiem.
    Potrzebuję posterować silnikiem o mocy około 80W.
    Potrzebuję mieć możliwość pracy z obrotami na poziomie 10% nominalnych.
    Co by było, gdyby oprócz regulacji fazy przy obrotach poniżej 50% nominalnych wycinać po 2 półokresy sieci przed kolejnym załączeniem triaka?
    Wtedy z 50Hz zrobiło by się 25Hz,
    Na pewno radykalnie spadnie moment obrotowy, ale i średni prąd spadnie, a o to właśnie chodzi..
    Czy ktoś testował takie rozwiązanie?

  • #2 02 Lut 2012 11:22
    michcior
    Poziom 29  

    Moment w ślinikach indukcyjnych spada w kwadracie napięcia. Stąd taka "makabryczna" sprawność. Regulując fazę zmienia się tylko skuteczną napięcia, to chyba najgorszy sposób sterowania silnikiem indukcyjnym.
    Jaki jest charakter obciążenia? Wentylatorowy, przekładnia, może bezpośrednio jak wiertarka?

  • #3 02 Lut 2012 11:59
    DJ.TRoX
    Poziom 17  

    To będzie pompa obiegowa wody przed wymiennikiem CO,
    Regulacji wydatku wody ma być alternatywą dla zaworu 4-o drożnego
    Zyski ze spodziewanej oszczędności energii będą raczej symboliczne,
    Ale może uda się przedłużyć życie pompy?

  • #4 02 Lut 2012 12:09
    kacper62
    Poziom 11  

    Ja używam do regulacji wentylatora RAC-16. Jestem bardzo zadowolony. Prosty montaż i regulacja, nie widzę spadku momentu obrotowego.

  • #6 02 Lut 2012 12:50
    DJ.TRoX
    Poziom 17  

    Ogólnie to wiem czego mogę się spodziewać po sterowaniu fazą,
    Ciekawi mnie co się stanie jak będę odpalał triac w co trzecim pół okresie,
    Nigdy się nie spotkałem z takim rozwiązaniem ale nie wierze że nikt tego nie testował

  • #9 09 Wrz 2013 14:05
    DJ.TRoX
    Poziom 17  

    Minęło trochę czasu, tak czy siak rozwiązanie z triakiem nie zdało egzaminu
    O ile nie ma problemu, żeby spowalniać triakiem wentylator to z pompą już tak dobrze nie ma
    Żeby w ogóle chciała drgnąć trzeba dać około 80% mocy i dopiero ją spowalniać
    Po drugie niemiłosiernie bzyczy
    Jednym słowem triak się nie nadaje do pompy

  • #10 09 Wrz 2013 14:29
    michcior
    Poziom 29  

    Dokładnie tak jak napisałem. Moment spada w kwadracie napięcie i za wyjątkiem pracy wentylatorowej, w której opór powietrza rośnie z kwadratem prędkości, i obie charakterystyki się kompensują, to kombinacja napięciem jest raczej bezcelowa.
    Wyjątek, układy ze sprzężeniem zwrotnym.
    No ale kolega chciał się o tym przekonać sam.
    Układy miękkiego startu, oparte na regulacji fazowej mają tzw "kick-start" właśnie po to by wał "ruszył z miejsca". Dobre sprzężenie zwrotne, kick-start, jakiś mikroprocesor i coś może zadziałać. Tak wprost nie ma szans.

  • #12 13 Wrz 2013 13:42
    DJ.TRoX
    Poziom 17  

    Fajny link, wielkie dzięki

    Zastanawiałem się nad takim rozwiązaniem tyle, że mój niepokój budził kondensator
    1. spadek częstotliwości spowoduje wzrost |Z| kondensatora
    2. Bez względu na to czy falownik będzie u/f=const czy też u/f2=const to wraz ze spadkiem częstotliwości napięcie też spadnie
    Czy to nie będzie czasem tak, że na małych obrotach prąd uzwojenia (z kondensatorem) będzie zbyt mały?
    Rozważałem opcję wyrzucenia kondensatora i zrobienia falownika z 3 parami tranzystorów aby generować 3 fazy
    Inna opcja jest jeszcze aby generować 2 fazy a uzwojenie 3 podłączyć przez kondensator do stałego potencjału ale tu ponownie pojawia się obawa zbyt niskiego prądu
    Niestety elektrotechnika zupełnie mnie ominęła i w temacie silników jestem prawie zielony:(

  • #13 13 Wrz 2013 13:58
    Tomasz Gumny
    Poziom 27  

    DJ.TRoX napisał:
    [...]Czy to nie będzie czasem tak, że na małych obrotach prąd uzwojenia (z kondensatorem) będzie zbyt mały?
    Tak będzie, dlatego powinno się trochę zwiększyć napięcie w pobliżu zera. Doczytałem to już po zrobieniu programu dla falownika. :D Trochę ratuje sytuację fakt, że w AVT5360 silnik najpierw rusza do prędkości startowej, a dopiero potem zwalnia (lub przyspiesza) do nastawionej. Źródło programu do tego falownika jest dostępne, a charakterystyka jest stablicowana, więc zawsze można się pobawić w modyfikacje.

  • #14 16 Paź 2013 14:48
    DJ.TRoX
    Poziom 17  

    Ok. zrobiłem sobie taki falownik, do złudzenia podobny do AVT5360
    Ten sam ATTINY85 też z LNK304 inne drivery bo IRS2184, mniejsze tranzystory
    Brak zabezpieczenia przeciążeniowego, no bo i po co?
    Tak czy siak wszystko fajnie działa, zmienia się częstotliwość i z nią liniowo napięcie
    Podbudowany sukcesem zrobiłem test z wentylatorem, takim biurowym na stojaku
    Napisałem program tak aby powolutku się rozpędzał i hamował (15-70Hz) i tak dookoła Macieju
    Radość trwała 5min - wentylator trzasnął, posypały się wszystkie tranzystory i jeden driver, w wentylatorze spalone uzwojenie
    To nic sobie myślę, miałem pecha, te wentylatory same z siebie padały a po drugie mamy już jesień:)
    Powymieniałem popalone elementy, zmniejszyłem częstotliwość do 50Hz (kręcenie szybciej niż przewidział producent też mogło zabić nasz sprzęt)
    Podłączyłem drugi wentylator - wytrzymał 10min i po prostu się zatrzymał, układ przeżył
    Próba podłączenia wentylatora do sieci skończyła się eksplozją kondensatora
    Już widać że zabezpieczenie przeciążeniowe ma jednak sens ale co jest nie tak?
    Czy ten układ na pewno się nadaje do silników z kondensatorem?
    Zakładanie że 2x z rzędu wziąłem wentylator na pograniczu przydatności jest raczej mało prawdopodobne
    Pompa którą mam zamiar poganiać jest nieco droższa....
    Kondensator można wymienić ale uzwojenia już nie
    Po testach wentylatorowych widać, że i jedno i drugie może strzelić
    Co Wy na to?

  • #15 16 Paź 2013 16:29
    ronwald
    Poziom 27  

    W układzie brakuje diod przy tranzystorach kluczujących. Co prawda tranzystory mają wbudowaną diodę w strukturze, niemniej daję diody dodatkowo.
    Dodałbym filtr na wyjściu mostka. Rezystory w bramkach tranzystorów zbyt dużej wartości.

  • #16 16 Paź 2013 18:27
    Tomasz Gumny
    Poziom 27  

    DJ.TRoX napisał:
    [...]Pompa którą mam zamiar poganiać jest nieco droższa....
    Bezpiecznik na wyjściu falownika potrafi zdziałać cuda. :D
    W pierwszym wypadku podejrzewałbym zawieszenie programu lub zbyt szybkie hamowanie - wentylatory bardzo długo wyhamowują. A propos: co robisz z kluczami po zatrzymaniu?
    Drugi przypadek jest dla mnie zupełną zagadką.
    Na pocieszenie dodam, że też udało mi się wysadzić trochę elementów zanim wszystko zadziałało niezawodnie. Silniki i kondensatory jakoś zdołałem oszczędzić.

  • #17 16 Paź 2013 19:00
    ronwald
    Poziom 27  

    Jeszcze jedna uwaga do układy z AVT, patrząc na schemat, brak kondensatorów polipropylenowych na każdej parze tranzystorów pół mostka!

  • #18 17 Paź 2013 07:42
    DJ.TRoX
    Poziom 17  

    1. co do rezystorów przed bramkami to początkowo dałem 10R ale wszystko się grzało więc zwiększyłem do 33R i jest ok (tranzystory IRFR825) wszystkie zbocza pionowe
    2. co ciekawe po awarii jeden opornik górnego tranzystora się zjarał (wzrosła rezystancja) i uwierzcie zdiagnozowanie tego zajęło większą część czasu naprawy
    3. diod faktycznie nie ma ale te w tranzystorach uznałem za wystarczające
    4. kondensatory polipropylenowe faktycznie by się przydały co pewnie się okaże przy większym obciążeniu, albo i nie bo ta pompa jest nie wiele większa od wentylatora
    5. rampy narastania i opadania były rzędu 20s więc bezwładność wentylatora raczej nie byłą problemem
    6. zastanawiałem się nad filtrem wyjściowym za falownikiem i nawet go wykonałem ale bezmyślnie dobrane elementy o mało nie wysadziły tranzystorów już przy niskim napięciu w trakcie uruchamiania więc skoro nawet w profesjonalnych rozwiązaniach nikt takich filtrów nie zakłada, szybko wycofałem się z tego pomysłu
    7. po zatrzymaniu układu procesor wystawia driverom ~SD ale prawdę mówiąc jeszcze nie doszedłem do tego momentu
    8. bezpiecznik byłby faktycznie przydatny ale dobrze byłoby zatrzymać cały proces a na to mi nóżek zabrakło w procesorze (bo dostawiłem kwarc 16MHz)
    9. przykra niespodzianka była z LNK304 - producent zabłysnął, miałem PDF z czasów kiedy kostka nie występowała w wersji SO8 a w hurtowni taką właśnie kupiłem bo innej nie było, zwróćcie uwagę, że obudowy DIP i SO mają inny rozstaw nóżek (obrót o 90o) i w dodatku innej nóżki brakuje i całe szczęści bo to daje do myślenia - ogólnie skandal ale i nauczka żeby nie kolekcjonować PDF a ściągać je na bieżąco prosto od producenta i nikogo innego

  • #19 17 Paź 2013 09:49
    ronwald
    Poziom 27  

    ad4. Tu chodzi o kondensator między drenem tranzystora górnego pół mostka a PGND.
    ad6. Jaki filtr wstawiłeś?

  • #20 17 Paź 2013 12:22
    DJ.TRoX
    Poziom 17  

    Wiem o co chodzi z tym kondensatorem, teraz jest gołe 100uF/400V i należałoby do niego dostawić np 470n polipropylenowy
    Filtr wyjściowy miał być LC aby przyciąć nośną 32kHz
    Obecnie falownik od kilku godzin kręci innym wentylatorkiem i jest ok
    Tranzystory się trochę grzeją ale w normie
    Zastanawiam się tylko czy te 32kHz to nie przegięcie
    W falownikach 3f (miałem do czynienia tylko z Omronem) przy starcie silnika było wyraźnie słychać pisk nośnej i to tak około 4-8kHz jak na mój gust
    Mniejsza częstotliwość ograniczy straty mocy na zboczach

  • #21 17 Paź 2013 13:13
    Tomasz Gumny
    Poziom 27  

    DJ.TRoX napisał:
    Wiem o co chodzi z tym kondensatorem, teraz jest gołe 100uF/400V
    Lepsze byłoby 220µF i chyba tyle było w AVT5360.
    DJ.TRoX napisał:
    [...] należałoby do niego dostawić np 470n polipropylenowy
    Jakieś uzasadnienie?
    DJ.TRoX napisał:
    Zastanawiam się tylko czy te 32kHz to nie przegięcie
    W falownikach 3f (miałem do czynienia tylko z Omronem) przy starcie silnika było wyraźnie słychać pisk nośnej i to tak około 4-8kHz jak na mój gust
    Mniejsza częstotliwość ograniczy straty mocy na zboczach
    AVT5360 powstał z myślą o pompach obiegowych. Naprawdę chciałbyś słyszeć kilka kHz w instalacji CO?

  • #22 17 Paź 2013 14:54
    DJ.TRoX
    Poziom 17  

    W specyfikacji projektu AVT piszą o 150VA, mi wystarczy 1/3 tej mocy więc moje 100uF w zupełności wystarczy
    Co do równoległego kondensatora polipropylenowego to chodzi o to że elektrolitom wraz z częstotliwością dramatycznie rośnie impedancja
    Przy wyższych częstotliwościach i mocach pojawiają się problemy z wysysaniem zgromadzonej w nich energii
    Można zamiast jednego kondensatora wstawiać kilka mniejszych a najlepiej dodać jeszcze kondensator o małej pojemności i niskiej impedancji np. polipropylenowy, który poradzi sobie ze szpilkami prądowymi

  • #23 17 Paź 2013 14:56
    ronwald
    Poziom 27  

    DJ.TRoX napisał:
    ] [...] należałoby do niego dostawić np 470n polipropylenowy
    Jakieś uzasadnienie?

    Ano takie, że jest to kondensator o minimalnej indukcyjności szeregowej (budowa międzypalczasta), stanowi lokalne źródło energii dla pół mostka, ograniczając przez to przepięcia.

    DJ.TRoX napisał:
    Zastanawiam się tylko czy te 32kHz to nie przegięcie
    W falownikach 3f (miałem do czynienia tylko z Omronem) przy starcie silnika było wyraźnie słychać pisk nośnej i to tak około 4-8kHz jak na mój gust
    Mniejsza częstotliwość ograniczy straty mocy na zboczach
    AVT5360 powstał z myślą o pompach obiegowych. Naprawdę chciałbyś słyszeć kilka kHz w instalacji CO?[/quote]

    Bez przesady z tym szkodliwym "dzwonieniem" pracy falownika po pokojach, w których roznosi się ciepełko :). Wystarczy 8 kHz co spowoduje zmniejszenie strat na przełączaniu kluczy.

    Ad.6 w porządnych instalacjach filtr ferrytowy oraz przepięciowy stosuje się na wejściu oraz wyjściu falownika.

  • #24 17 Paź 2013 15:24
    Tomasz Gumny
    Poziom 27  

    DJ.TRoX napisał:
    [...]9. przykra niespodzianka była z LNK304 [...] obudowy DIP i SO mają inny rozstaw nóżek (obrót o 90o) i w dodatku innej nóżki brakuje
    Ja tak miałem z DAC0808. Na pocieszenie - to się przytrafia jeden raz, potem już się pamięta, żeby sprawdzać. :D
    DJ.TRoX napisał:
    W specyfikacji projektu AVT piszą o 150VA, mi wystarczy 1/3 tej mocy więc moje 100uF w zupełności wystarczy.
    Bardziej chodzi o dopuszczalny "ripple current", który dla kondensatorów wysokonapięciowych i tak nie jest duży.
    ronwald napisał:
    [...] jest to kondensator o minimalnej indukcyjności szeregowej (budowa międzypalczsta), stanowi lokalne źródło energii dla pół mostka, ograniczając przez to przepięcia.
    Generalnie się z tym zgodzę pod warunkiem, że dokładnie znamy podzespoły, które stosujemy, bo połączenie równoległe przypadkowych elementów potrafi dać zaskakujące wyniki:
    http://www.trioda.com/forum/download/file.php?id=24465&mode=view
    a po dołączeniu równolegle 100n:
    http://www.trioda.com/forum/download/file.php?id=24468&mode=view
    Dla 470nF rezonans pojawia się w okolicy 2MHz, czyli 500ns, a jakie mamy czasy narastania zboczy w falowniku?
    Rysunki pochodzą z wątku: http://www.trioda.com/forum/viewtopic.php?f=14&t=14847&start=15

  • #25 17 Paź 2013 15:58
    ronwald
    Poziom 27  

    Piszemy o profesjonalnym podejściu do tematu, ma się rozumieć, kondensatory "zwijaki" nie wchodzą w grę! Nie mówmy, że woda jest mokra :)

  • #26 17 Paź 2013 16:12
    Tomasz Gumny
    Poziom 27  

    ronwald napisał:
    Piszemy o profesjonalnym podejściu do tematu,
    Nie czuję się profesjonalnym projektantem falowników.
    ronwald napisał:
    ma się rozumieć, kondensatory "zwijaki" nie wchodzą w grę! Nie mówmy, że woda jest mokra :)
    Okazuje się, że rezonans jest bardziej widoczny dla lepszych podzespołów, czyli kondensatora elektrolitycznego Low ESR połączonego z kondensatorem ceramicznym.

  • #27 18 Paź 2013 01:06
    ronwald
    Poziom 27  

    Nie jest prawdą co piszesz. Od kiedy kondensator elektrolityczny w zakresie wysokich częstotliwości jest lepszy od kondensatora propylenowego?!

  • #28 18 Paź 2013 01:28
    Tomasz Gumny
    Poziom 27  

    Nie napisałem, że jest lepszy. Zwróciłem tylko uwagę, że dołączenie małej pojemności do kondensatora elektrolitycznego może, w pewnych warunkach, pogorszyć parametry takiego dwójnika. I to tym bardziej im lepsze elementy zastosujemy. Dla mnie to była niespodzianka.

  • #29 18 Paź 2013 10:01
    DJ.TRoX
    Poziom 17  

    Ciekawe rzeczy piszecie,
    Co do profesjonalnego projektowania falowników to pamiętajcie że sprzedając jedną sztukę takiego wyrobu stajecie się profesjonalistami w tej dziedzinie bo zarobiliście pieniądze:)
    Z tego samego powodu np. pasta do zębów nie może być profesjonalna bo nikt nie świadczy usługi mycia zębów (nawet dentyści tego nie robią)
    Już proszek do prania mógłby być profesjonalny bo przecież są pralnie które świadczą usługi za pieniądze
    Profesjonalność musi być połączona z zarabianiem pieniędzy w innym przypadku mamy naukę:)
    Tak czy siak nauka nie poszła w las, zmniejszyłem nośną do 4kHz, tranzystory są zimne (obudowa DPAK w radiatorami w postaci miedzi na płytce), zmniejszyłem amplitudę tak aby odsunąć się od 0% i 100% PWMu
    Oczywiście silnik gwiżdże ale coś za coś
    Ciekawe czy ktoś w Polsce produkuje falowniki?
    Jeśli tak to pewnie śmieje się czytając ten temat

    Dzięki za pomoc! Układ po prostu działa
    w następnym kroku będę robił takie cudo w wersji 3-kanałowej ale to za jakiś czas

  • #30 18 Paź 2013 11:33
    Tomasz Gumny
    Poziom 27  

    DJ.TRoX napisał:
    [...] zmniejszyłem amplitudę tak aby odsunąć się od 0% i 100% PWMu
    I to może być najważniejsza rzecz jaką zrobiłeś. Sterownik górnego klucza jest zasilany bootstrapem, więc jeśli przekroczysz pewien stopień wypełnienia, to napięcie na pojemności zasilającej driver szybko spada i MOSFET zaczyna działać liniowo. To powoduje duże straty mocy w kluczu i nieprzewidywalną składową stałą na wyjściu falownika.

 Szukaj w ofercie
Zamknij 
Wyszukaj w ofercie 200 tys. produktów TME