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

Sterowanie grupowe grzałką triakiem, dobór układu gasika i dławika

Refcio 16 Wrz 2014 11:23 3636 14
  • #1 16 Wrz 2014 11:23
    Refcio
    Poziom 11  

    Witam
    Projektuję urządzenie sterujące grzałkami o mocy 1-2kW. Grzałki są usytuowane w starych piecach kaflowych, służą do ogrzewania mieszkania w kamienicy. Zasięgnąłem różnych opinii odnośnie projektowania układu sterowania grzałki triakiem, jednak chciałbym zapytać o Waszą opinię, gdyż zależy mi niezawodności.

    Założenia:
    - sterowanie grzałką o mocy 1-2kW, grzałka montowana w piecu kaflowym,
    - grzałka oddalona od sterownika o 5-20m,
    - sterowanie za pośrednictwem transoptora z detekcją zera, sterowanie grupowe,
    - element sterujący triak BTA41-600B 40A 600V na radiatorze,
    - urządzenie ma pracować stale,
    - kilka takich samych układów obok siebie.

    Oczekiwania:
    - maksymalna niezawodność,
    - brak brzęczeń elementów,
    - minimalizacja zakłóceń.

    Układ sterowania będzie wykonany standardowo wg poniższego schematu:

    Sterowanie grupowe grzałką triakiem, dobór układu gasika i dławika

    Do tego oczywiście dojdzie warystor, bezpiecznik.

    Moje pytania brzmią:
    1. Czy dla takiego zastosowania potrzebny jest układ gasika?
    2. Czy dla takiego zastosowania dobrze jest zastosować szeregowy dławik? Jeśli tak, to jak go dobrać? Zależy mi na gotowych elementach do kupienia.
    3. Czy zalecacie jeszcze jakieś dodatkowe elementy zabezpieczające?
    4. Czy mam takie obiążenie traktować jako indukcyjne czy rezystancyjne?

    Przypominam, że liczy się niezawodność.

    Wiem, że niektóre rzeczy nie są konieczne dla takiego obciążenia. Pracę domową odrobiłem, przejrzałem posty i artykuły. Mam jednak wątpliwości i celem ich rozwiązania powstał ten post. Proszę o podejście z uwzględnieniem powyższych założeń. Jeśli cokolwiek ma zapewnić niezawodną pracę przez lata, to chciałbym to uwzględnić w projekcie.

    0 14
  • Relpol
  • #3 20 Wrz 2014 08:29
    118460
    Użytkownik usunął konto  
  • #4 20 Wrz 2014 09:27
    jarek_lnx
    Poziom 43  

    Zabezpieczenie preciwprzepięciowe jest potrzebne, bez niego przepięcia z sieci mogą uszkodzic triaki.

    0
  • Relpol
  • #5 20 Wrz 2014 14:03
    freebsd
    Poziom 35  

    Naprawiałem ostatnio czajnik sterowany mikrokontrloerem. Zasilanie uC zrealizowano na zasilaczu beztransformatorowym. Degradacji uległ kondensator typu X2. Wg. mnie własnie na skutek przepięć związanych z bardzo częstym włączaniem grzałki. Awaria tego typu jest bardzo częsta w tym modelu czajnika. Dlatego zastosował bym zabezpieczenia przeciwprzepięciowe przy sterowaniu grzałki.
    Odpowiedz na pytania:
    Ad. 1) Ja bym zastosował.
    Ad. 2) Wg. mnie nie stosować.
    Ad. 3) Gasik + warystory.
    Ad. 4) Zależy od grzałki. Zmierz, np.: mostkiem RLC, lub multimetrem, ale sprawdź od jak małych wartości mierzy dany przyrząd.

    0
  • #6 20 Wrz 2014 21:16
    118460
    Użytkownik usunął konto  
  • #7 22 Wrz 2014 01:24
    freebsd
    Poziom 35  

    WojcikW napisał:
    Jezeli załączanie grzałki jest przekaźnikiem to jakieś niewielkie przepięcia mogą być, ale pewnie kondensator szeregowy nie jest najwyższej jakości i dobrany bez zapasu napięcia.

    Dokładnie, załączanie odbywa się przekaźnikiem. Naprawę robiłem w warunkach polowych, więc nie zrobiłem wszystkich pomiarów - niestety. Opisałem to tu:
    Naprawa czajnika Philips HD 4686
    Nie wiem więc, jaki był faktyczny pobór prądu przez układ sterowania. Wg. not katalogowych miniaturowy przekaźnik pobiera około 3mA (lub 2ma przy 18V).
    Mikrokontroler pobiera maksymalnie do 10mA, a zazwyczaj 5mA. Z kondensatora 0,47uF można otrzymać do 27mA. Może włączanie przekaźnika generowało chwilowy nadmierny pobór prądu dla tego zasilacza?
    Uszkodzony kondensator osiągną pojemność 0,038uF, praktycznie 10 razy mniej niż jego pojemność początkowa, a i tak czajnik działał - do pewnego stopnia, a właściwie do 80stopni :-) Kondensator był typu X2, więc dobór napięcia by poprawny. Na zdjęciach w Internecie (z napraw tego modelu czajnika) widać kondensatory w różnych kolorach, co może sugerować nawet różnych dostawców kondensatorów, więc raczej nie jest to problem wady jakiejś serii kondensatorów.

    Zmierzyłem teraz grzałkę w moim czajniku i otrzymałem około 14uH - niewiele. Mierzyłem przy stykach zdemontowanej grzałki, a pomiar przy wtyczce, łącznie z przewodami zasilającymi, podwajają tą wartość. Teoretycznie w takim układnie nie powinno być przepięć - wiem. Lecz mamy przepływ prądu o natężeniu około 10A. Do tego przekaźnik przerywa ten obwód, więc co z tym przepięciem? Jednak z drugiej strony, rośnie lawinowo wielkość oporu, a styki przekaźnika działają ze skończoną szybkością. Co się dzieje wtedy z napięciem? :-)

    0
  • #8 22 Wrz 2014 16:34
    freebsd
    Poziom 35  

    W wolnej chwili spróbowałem użyć do pomiarów oscyloskop. I "coś "znalazłem :-)
    Oprócz ewentualnych przepięć od strony grzałki, mamy przepięcia, które są odpowiedzią sieci energetycznej na nagły spadek napięcia, wynikający z podłączenia odbiornika o dużej (relatywnie) mocy. Oscylogramy i opis jest tu: Przepięcia w sieci energetycznej 230V - czy elementy wykonawcze sterujące grzałką należy zabezpieczyć??

    0
  • #9 22 Wrz 2014 17:12
    jarek_lnx
    Poziom 43  

    Cytat:
    Degradacji uległ kondensator typu X2. Wg. mnie własnie na skutek przepięć związanych z bardzo częstym włączaniem grzałki.

    Też sie spotkałem z uszkodzeniem kondensatora "X2" w zasilaczu beztransformatorowym, przyczyna może być tylko jedna - bardzo kiepska jakość kondensatora, kto chińczykom zabroni na byle g..ie napisać X2 i dołożyć logo organów cerytfikujących VDE, CSA, UL, Semko, BV, KEMA?

    Kondensator przeciwzakłóceniowy X2 ma w zasilaczu beztransformatorowym lżejsze warunki pracy (mniejsze prądy impulsowe) niż w swoim typowym zastosowaniu, kondensator taki jest przeznaczony aby go podłączyć wprost pomiedzy L i N i ma tam wytrzymywać przepiecia o czasach narastasnia liczonych w µs, znacznie przekraczające 1kV, oraz związane z nimi duże prądy.

    Cytat:
    Uszkodzony kondensator osiągną pojemność 0,038uF, praktycznie 10 razy mniej niż jego pojemność początkowa,
    A próbowałeś go rozwinąć i zobaczyć co było przyczyną, odparowała metalizacja czy wyprowadzenie sie odłączyło?

    Cytat:
    Do tego przekaźnik przerywa ten obwód, więc co z tym przepięciem? Jednak z drugiej strony, rośnie lawinowo wielkość oporu, a styki przekaźnika działają ze skończoną szybkością. Co się dzieje wtedy z napięciem? Smile
    Dzięki temu że styki nie rozwieraja sie szybko przepięcie będzie znikomo małe, energia z indukcyjności wydzieli się w wyładowaniu które zapala się podczas rozwierania styków.

    A wracając do tematu w ukąłdzie z triakiem nie ma szans na nagłe przerwanie prądu.

    0
  • #10 22 Wrz 2014 17:32
    freebsd
    Poziom 35  

    jarek_lnx napisał:
    A próbowałeś go rozwinąć i zobaczyć co było przyczyną, odparowała metalizacja czy wyprowadzenie sie odłączyło?

    Tak :-D
    Zrobiłem tak, ponieważ pamiętałem tekst z Elektroniki dla Wszystkich, 6/96, gdzie w "Listach od Piotra" była taka informacja:

    "Czy wiesz że...
    Kondensatory metalizowane mają cenną właściwość autoregeneracji. Jeśli w jakimś miejscu folia stanowiąca dielektryk jest cieńsza lub ma jakiś defekt, to po przyłożeniu pełnego napięcia pracy może w tym miejscu nastąpić przebicie,
    czyli przeskok iskry. Kondensator nie zostanie jednak uszkodzony, ponieważ temperatura powstającego łuku elektrycznego (około 6000°C) powoduje odparowanie zarówno fragmentu dielektryka jak i sąsiadujących fragmentów warstw metalizacji. Łuk gaśnie i kondensator nadal jest sprawny, bowiem wokół miejsca przebicia nie ma już metalizacji, co skutecznie zapobiega powtórnemu powstaniu przebicia w tym samym miejscu. Pokazano to schematycznie na rysunku."


    Użyłem kombinerek i dostałem się do środka. Kondensator wyglądał dobrze. Nie było żadnych widocznych uszkodzeń, przebarwień, poluzowanych wyprowadzeń - lecz przyznam, że nie oglądałem go super dokładnie, tam było strasznie dużo warstw... :-)

    0
  • #11 22 Wrz 2014 22:22
    118460
    Użytkownik usunął konto  
  • #12 22 Wrz 2014 22:34
    freebsd
    Poziom 35  

    WojcikW napisał:
    Grzałkę trzeba zabezpieczać gasikiem? Jaja sobie robisz? Gdybyś do budowy gasika użył tego kondensatora z zasilacza beztransformatorowego to ciągle byś wymieniał ten kondensator. Poza tym tematem tego wątku jest sterowanie grupowe z detekcją przejścia napięcia przez zero a nie załączanie przekaźnikiem elektromechanicznym.

    Masz rację, nadałem wpisowi zdecydowanie nietrafiony tytuł - już poprawiłem. Jaki kondensator należy użyć do budowy gasika?

    0
  • #13 22 Wrz 2014 23:50
    118460
    Użytkownik usunął konto  
  • #14 07 Paź 2014 08:49
    Refcio
    Poziom 11  

    Dziękuję wszystkim za odpowiedzi, znacząco naświetliło mi to temat.

    Reasumując zastosuję warystor, gasik i bezpiecznik.

    Są to sprawy groszowe i mogą się przydać. Instalacja elektryczna w budynku jest bardzo stara, różne rzeczy mogą się w niej dziać, zwłaszcza, że końcowe urządzenie ma zawierać 15 takich układów sterujących i sterować 15 grzałkami nawet jednocześnie.

    0
  • #15 07 Paź 2014 09:33
    ankowalik
    Poziom 24  

    Refcio napisał:
    Instalacja elektryczna w budynku jest bardzo stara, różne rzeczy mogą się w niej dziać, zwłaszcza, że końcowe urządzenie ma zawierać 15 takich układów sterujących i sterować 15 grzałkami nawet jednocześnie.

    Czy więc stara wydoli? I to jest chyba znacznie poważniejszy problem.
    Warto się nad tym pochylić!

    0