Jak zautomatyzować stabilizację napięcia 12V w rozruchu dużej mocy?

Witam wszystkich forumowiczów, przy budowie rozruchu dużej mocy napotkałem na problem pomiaru i stabilizacji napięcia wyjściowego prostownika z odizolowaniem galwanicznym od elektroniki sterującej. Elementami wykonawczymi są tyrystory do których zbudowałem sterownik, płynnie regulujący napięcie wyjściowe podczas zmiany położenia potencjometru. Niestety na tym etapie moje sukcesy się kończą, ponieważ muszę zastąpić potencjometr układem automatycznie stabilizującym napięcie wyjściowe prostownika na poziomie 12V niezależnie od zmian znacznego obciążenia (od 0 do 600A). Problem polega też na tym żeby układ był na tyle szybki aby napięcie wyjściowe wskutek zmian obciążenia nie wzrosło powyżej 15V, bo uszkodzeniu mogła by ulec auto elektronika. Przetestowałem kilka znanych mi układów niestety bez powodzenia. Proszę was o pomoc w rozwiązaniu problemu, dołączam ostatni wymyślony schemat. Napięcie U2 = 0V to maksymalne wysterowanie tyrystorów a U2= 6V to minimalne wysterowanie tyrystorów.

To schemat który działa, niestety za mało stabilnie i zbyt wolno. Bez napięcia odniesienia i wzmacniacza operacyjnego się nie obejdzie.

Odblokowano na prośbę autora.

Tyrystory mają to do siebie, że po włączeniu pozostają włączone, dopóki prąd płynie - co w układzie zasilanym z sieci zwykle trwa kilka milisekund (zależy, w jakiej fazie się włączy - wyłączenie następuje, kiedy prąd w uzwojeniu zmienia kierunek). A taki czas, przy dużej nadwyżce napięcia (masz 24VAC, szczytowe sięga 34V), wystarcza by natężenie prądu osiągnęło wartość znacznie większą, niż dopuszczalny średni prąd uzwojenia - więc pewnie i znacznie większą, niż jest potrzebna. W rezultacie układ musi dawać duże skoki napięcia (a ponad 30V raczej elektronika w aucie nie wytrzyma, jakkolwiek powinna wytrzymać 25V - dwa akumulatory 12V szeregowo) i mieć opóźnienia reakcji na regulację.

Układ, który by zapewniał rozsądną stabilizację, można zrobić z użyciem przetwornicy obniżającej napięcie - sam prostownik powinien ją tylko zasilać, a ona ma pilnować właściwego napięcia na wyjściu. Teoretycznie można i na stabilizatorze liniowym, ale to oznaczałoby do 10kW ciepła wydzielających się w tym stabilizatorze; nie wiem, czy jakieś układy magnetyczne mają szansę zapewnić szybką regulację; może dałoby się coś zrobić z użyciem silnika i prądnicy (z regulacją prądu wzbudzenia - ale szybkie zmiany prądu wzbudzenia wymagają dużej mocy, ze względu na energię zgromadzoną w polu magnetycznym); magazynowanie energii z kondensatorach przy prądzie 600A też jest problematyczne.

kochas2008 napisał:

To schemat który działa, niestety za mało stabilnie i zbyt wolno. Bez napięcia odniesienia i wzmacniacza operacyjnego się nie obejdzie.

Na tym schemacie brakuje przede wszystkim dławika i diody zwrotnej na wyjściu prostownika sterowanego.

Masz na myśli diodę włączoną szeregowo z tyrystorami? Widziałem już układ prostownika bez takiej diody - przecież tyrystory przewodzą prąd tylko w jedną stronę i znakomicie obchodzą się bez dodatkowej diody. Natomiast dławik do wygładzenia tętnień mógłby być na wyjściu i wtedy może przydałaby się dioda między połączonymi katodami D1, D2, D3, a połączonymi anodami Ty1, Ty2, Ty3. Ale jeśli zasilany układ ma jakieś skoki pobieranego prądu (na skutek iskrzenia na komutatorze zasilanego rozrusznika), to dławik będzie generował "szpilki" napięcia, które spalą elektronikę auta. To nie to samo, co ładowanie akumulatora.

Dziękuję wam za odpowiedzi, częściowo rozwiązałem problem ze zbyt wysokim napięciem przez ręczną zamianę wyjść 12v lub 24v, pełny mostek dioda-tyrystor lub tylko same tyrystory. Dzięki temu napięcie skacze maksymalnie do 18v i 36v, uruchamiałem już wiele aut i nic im się nie stało, jednak po uruchomieniu trzeba szybko odłączać klemy od akumulatora ponieważ płynie spory prąd do akumulatora.

Cytat:

Dziękuję wam za odpowiedzi, częściowo rozwiązałem problem ze zbyt wysokim napięciem przez ręczną zamianę wyjść 12v lub 24v, pełny mostek dioda-tyrystor lub tylko same tyrystory. Dzięki temu napięcie skacze maksymalnie do 18v i 36v,

Czyli tyrystory nie pełnią żadenj funkcji, poza zwiększaniem masy urządzenia? Tak jak pisał kolega powyżej żeby tyrystorami cokolwiek regulować potrzeba dławika inaczej "regulacja" będzie on/off.

Cytat:

uruchamiałem już wiele aut i nic im się nie stało,

To "spoko", wystarczy że w jednym spieprzy sie jakiś kosztowny moduł elektroniczny i zmienisz punkt widzenia.

Cytat:

jednak po uruchomieniu trzeba szybko odłączać klemy od akumulatora ponieważ płynie spory prąd do akumulatora.

Fabryczne prostowniki rozruchowe miały prymitywne rozwiąznie - przełącznik na długim przewodzie, bieganie wokół samochodu i pośpieszne odłaczanie klem to dobry sposób na zrobienie zwarcia.

Cytat:

Załużmy, że w czasie rozruchu płynie przez dławik prąd 250A. Silnik zapalił, wyłączamy rozrusznik. Na czym ma się rozładować energia zgromadzona w dławiku? Z pewnością rozładuje się na elektronice samochodu. Akumulator jako wentyl bezpieczeństwa może nie wystarczyć, zwłaszcza jeżeli będzie w złym stanie technicznym.

Przecież nikt nie da tak wielkiego dławika żeby utrzymał przepływ prądu 250A przez kilka sekund, o to kosztowne i niepotrzebne, dławik ma na tyle ograniczyć szybkość narastania prądu żeby regulacja kąta przewodzenia zadziałała jako regulacja napiećia, z puktu widzenia układu elektronicznego nie ma tu szybkich zjawisk zanim silnik się rozpędzi i prąd rozrusznkia spadnie układ zmniejszy kąt przewodzenia tyrystorów, oczywiście ktoś może rozłaczyć rozrusznik przy maksymalnym prądzie, wtedy zabezpieczenie przepięciowe było by potrzebne, na taki prąd trudno zrobić, chyba najprościej po wykryciu przepiecia "zewrzeć" dławik drugim tyrystorem, takie zabezpieczenie skutecznie zlikwiduje przepiecie w ciagu kilku us, z resztą poradzi sobie zabezpieczenie w rodzaju TVS.

Chodziło mi o to że tylko układ elektroniczny może poprawić bezpieczeństwo użytkowania i kulturę pracy takiego urządzenia, człowiek jako eliminator przepięć będzie miał czas reakcji kilka sekund.

A moze trzeba inaczej do tego podejść, takich urządzeń nie podłącza sie do nowych i kosztownych samochodów, tylko do starych trupów, może powinno zachować tą barbarzyńską zasadę działania - kotłować prądu ile wlezie, a jak akumulator nie ograniczy wzrostu napiecia, to najwyżej coś strzeli - nie szkoda. Teraz właśnie tak działa i autor nie narzeka.

Witam . Jeśli chcesz kontrolować napięcie podczas rozruchu tak aby nie uszkodzić elektroniki to układ musi mierzyć napięcie na akumulatorze dwa razy na każdy półokres . Pierwszy pomiar przy przejściu przez zero. Drugi natomiast po wyzwoleniu tyrystorów. Pierwszy pomiar informuje o spadku napięcia akumulatora podczas rozruchu i tym zezwala na załączenie tyrystorów. Po uruchomieniu silnika napięcie na akumulatorze szybko wzrośnie a tym samym tyrystory zostaną wyłączone . Drugi pomiar jest bardziej skomplikowany . Wyzwalanie tyrystorów powinno odbywać się płynnie od powiedzmy 10V do 14V . Wyzwalasz tyrystory i mierzysz napięcie na akumulatorze jeśli nie osiągnęło zadanej wartości to w następnym pół okresie zwiększasz kont wyzwalania i znów mierzysz. Jeśli osiągnęło 14V to wyzwalasz z takim kątem aż do uruchomienia silnika . I zapomnij o stosowaniu dławika . Jesli dasz dławik to musisz dodać diodę zerową .A jak podłączysz do akumulatora taki zestaw z diodą zerową odwrotnie to masz dym. Zasada sterowania takim rozruchem jest prosta ale układ musi być troszkę inteligentny .

Taki prostownik rozruchowy naprawdę nie ma większego sensu. Ja używam ładowarki na przetwornicy o wydajności 30A 14V. Chociaż producent zabrania rozruchu z podłączoną ładowarką, to ja właśnie tak robię wspomagając akumulator. Zapewniam, że jest to wystarczające. Trzeba robić przerwy, bo rozrusznik musi ochłonąć, a w tym czasie aku się podniesie. To już nie te czasy, że startowało się z dwóch szeregowo podłączonych akumulatorów przełączanych ręcznie.

Budowanie rozruchu na tyrystorach wg.mnie nie ma sensu, ponieważ realnie wystąpią różne warunki pracy i trafienie w punkt jest niemożliwe. Opóźniając załączenie tyrystora zmniejszamy wartość skuteczną prądu i kombinowanie z cewkami i kondesatorami wiele nie da. Sam męczyłem temat silnego rozruchu ale problem był w rozruszniku bo ktoś nie podłączył jednego uzwojenia stojana. Ostatecznie do odpalania t 25 wystarcza trafo 3 faz. 460wat. i mostek z diod 100a. Napięcie ustaliłem tak aby prawie nie ładowało akkumalatora. Najważniesze jest aby wszytkie połączenia były czyste i solidnie kontaktowały.
Zawsze można zbudować układ z silnikiem + 2 alternatory.

E tam kupiłem na allegro trafo 1kW, tak dla sportu i zrobiłem całkiem przyzwoity rozruch i ładowcz.
Rozruch podnosi chwilowo moc poprzez skracanie pierwotnego uzwojenia o 40V.