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

Sterowanie mocą grzałek z synchronizacją zera

piotricz 16 Lut 2017 21:21 2736 67
  • #1 16 Lut 2017 21:21
    piotricz
    Poziom 8  

    Witam.
    Zamierzam zrobić sterownie mocą grzałek o mocy 2x ok 2,5 KW w zakresie 230V - 400V za pośrednictwem PWM Arduino MEGA /AVR. Do tego chciałem użyć triaka BTA41-600B oraz optotriaka MOC3052M. Moduł ma mieć też detekcję / synchronizację zera pomiędzy mikrokontrolerem a siecią elektryczną. Mój problem polega na tym że nie bardzo się orientuje jakie rezystory użyć pomiędzy siecią a triakiem i czy robić gasik a jeżeli tak to o jakich parametrach miał by być? Wykonałem wstępny schemat który zamierzam wykorzystać do mojego projektu. Byłbym wdzięczny za wasze wskazówki.
    Dodam jeszcze że obecnie używam gotowych SSR FOTEK ale brak detekcji/synchronizacji zera powoduje niedokładne wypełnienie/ regulację mocy.

    0 29
  • #2 16 Lut 2017 22:59
    L_M
    Poziom 32  

    Mocą grzałek zasilanych prądem przemiennym nie steruje się za pomocą PWM tylko za pomocą tzw.sterowania grupowego.

    1
  • #4 17 Lut 2017 09:15
    atom1477
    Poziom 43  

    Nie, nie za pośrednictwem PWM.

    2
  • #5 17 Lut 2017 11:24
    piotricz
    Poziom 8  

    Za pośrednictwem PWM arduino podaje sygnał w zakresie od 0-255 do optotriaka który uruchamia triaka. Tylko nie mam pojęcia jakie wartości rezystorow użyć. I zauważyłem że w niektórych schematach używają warystor oraz gasika.

    0
  • Pomocny post
    #6 17 Lut 2017 11:28
    atom1477
    Poziom 43  

    Wcale nie. No ale jak nie wierzysz bo wiesz lepiej to trudno.
    Rezystory mogą być w sumie dowolne. Zwykle się daje 330R po stronie triaka.
    A po stronie diody LED daje się taki żeby uzyskać wymagany prąd tej diody diody. Ten prąd wynosi najczęściej 5, 10 albo 15mA. Trzeba sprawdzić w datasheecie konkretnego optotriaka.

    0
  • #7 17 Lut 2017 11:33
    excray
    Poziom 39  

    Jak najbardziej można regulować PWM, tyle że okres sygnału PWM powinien być długi - na poziomie sekund i oczywiście załączamy w zerze. Co oczywiście w praktyce da nam sterowanie grupowe.

    0
  • #8 17 Lut 2017 11:44
    atom1477
    Poziom 43  

    Ale nie da się tego zrobić za pomocą klasycznego PWMa, bo taki działa asynchronicznie względem sieci.

    1
  • #9 17 Lut 2017 11:54
    excray
    Poziom 39  

    A po co synchronizacja względem sieci? Już napisałem, że wystarczy zadać o załączanie w zerze. A to zrealizuje odpowiednio dobrany optotriak - np. MOC3041. Plus do tego wolny PWM, ze skokiem co najmniej 10ms i voila - mamy regulację grupową. Co prawda nie idealną bo czasami dla tego samego ustawienia PWM wpada lub wypada jeden pół-cykl ale jakie to ma znaczenie przy grzałkach.

    0
  • #10 17 Lut 2017 13:11
    atom1477
    Poziom 43  

    Właśnie po to miała by być synchronizacja, żeby nie było tego co opisałeś (tego jittera).

    0
  • #11 17 Lut 2017 13:19
    excray
    Poziom 39  

    atom1477 napisał:
    Właśnie po to miała by być synchronizacja, żeby nie było tego co opisałeś (tego jittera).

    Bez sensu pomysł. To jak powiesić choinkę zapachową nad głównym zbiornikiem ścieków w oczyszczalni. Ani skutku ani sensu. Tylko koszty.

    1
  • #12 17 Lut 2017 16:53
    krzysiek_krm
    Poziom 34  

    Witam,
    ponieważ jest to sterowanie grzałkami, czyli chodzi o procesy cieplne, mające z natury rzeczy dużą bezwładność, więc

    excray napisał:
    Jak najbardziej można regulować PWM, tyle że okres sygnału PWM powinien być długi - na poziomie sekund i oczywiście załączamy w zerze. Co oczywiście w praktyce da nam sterowanie grupowe.

    to jest bardzo prawidłowy sposób sterowania, w dostatecznie długim czasie (ale też bez przesady) średnia moc będzie dokładnie proporcjonalna do współczynnika wypełnienia PWM (o dostatecznie długim okresie, rzecz jasna).
    W tej sytuacji,
    piotricz napisał:
    Dodam jeszcze że obecnie używam gotowych SSR FOTEK ale brak detekcji/synchronizacji zera powoduje niedokładne wypełnienie/ regulację mocy.

    spokojnie wystarczy Ci to co już masz.
    Chyba, że z jakichś bliżej nieznanych powodów chcesz rozliczać sterowanie z dokładnością do połówki sinusoidy, wówczas jest niezbędna synchronizacja.
    Jeżeli jest to regulator temperatury (ze sprzężeniem zwrotnym) to dla Arduino są gotowe algorytmy regulacji PID (chyba nawet z możliwością uczenia się obiektu), które mogą sterować wyjściem na zasadzie załącz - wyłącz, działa prawidłowo, nie jest potrzebne żadne sterowanie grupowe tudzież fazowe.

    Pozdrawiam

    0
  • #13 18 Lut 2017 15:40
    piotricz
    Poziom 8  

    Czyli rezystory mogą być tak jak na na schemacie. A jak z gasikiem? Warystor też użyć?
    Głównie chodzi mi o to że potrzebuję płynną regulację mocy grzałek czyli np. co 20W (2 000W : 100 jednostek) to by mi wystarczyło w zupełności.
    Obecnie skorzystałem z PWM arduino https://www.arduino.cc/en/Tutorial/PWM . Działa to ale mam wrażenie że nie zawsze jest odpalany triak dlatego też chciałem wykonać detekcję zera. Nie posiadam oscyloskopu ale po podłączeniu żarówki widać jak ona świeci nierównomiernie. Regulacja jest od 0-255 jednostek gdy ustawię np. 5 to żarówka nawet nie mignie. Jak ustawię 15 to raz się zapali a raz nie. Domyślam się że spowodowane jest to tym że nie ma synchronizacji pomiędzy siecią a arduino. Myślałem nad napisaniem własnej regulacji ale puki co chcę się pobawić z tą detekcją zera. Wtedy arduino nie będzie mi włączał stanu wysokiego losowo tylko wtedy kiedy sinusoida będzie w zerze.

    Dodam jeszcze że dla mnie różnica w mocy 50W to sporo. Spadki napięcia w sieci wprawiają mnie o bul głowy. Różnica w mocy przez spadki napięcia potrafi być nawet 200W dlatego jak się z tym już uporam to zamierzam wdrożyć taki http://elty.pl/pl/p/Modul-z-WCS1800/1019 Moduł z WCS1800 element do mojego schematu.
    A i na koniec dodam że to urządzenie ma sporą bezwładność ale nie tak dużą żeby między staniem wysokim a niskim był odstęp 0,5 sek

    0
  • Pomocny post
    #14 18 Lut 2017 20:41
    L_M
    Poziom 32  

    Na rysunku 1 masz schemat detektora przejścia przez zero z elementami Q1,T1,D2,D1,T2,BR2Link

    0
  • #16 19 Lut 2017 13:24
    atom1477
    Poziom 43  

    I znów podałeś link do artykułu gdzie nie ma mowy o PWMie tylko o sterowaniu zsynchronizowanym z siecią.
    Czyli nie jest to dowód że PWM może sterować grzałkami (co nie znaczy że nie może w ogóle, ale akurat ten artykuł tego nie dowidzi).

    0
  • #17 20 Lut 2017 17:09
    WojcikW
    Poziom 38  

    W przypadku regulacji dostarczanej mocy do odbiornika, gdy jest synchronizacja z siecią to jest sterowanie fazowe lub grupowe, gdy nie ma synchronizacji z siecią jest to PWM.

    0
  • #18 20 Lut 2017 17:13
    atom1477
    Poziom 43  

    Gdy nie ma synchronizacji z siecią ale optotriak ma układ ZCD, to jest to sterowanie grupowe z okresami jakie akurat wypadną z chwilowych wartości napięcia sieci i impulsu PWM z procka. Czyli raz wpadnie więcej okresów sieci a raz mniej. Dlatego nie nazywam tego PWMem.
    Przy optotriaku bez ZCD może miało by to coś wspólnego z PWMem. Ale też bym tego tak nie nazywał.

    Oczywiście z punktu widzenia procka można powiedzieć że to jest PWM. Jak i koledzy wyżej wyjaśniali że to może działać mimo jittera jaki to wprowadzi.

    0
  • #19 20 Lut 2017 21:04
    piotricz
    Poziom 8  

    Dobra nie sprzeczam się. W końcu od roku zacząłem się interesować elektroniką więc zdaje sobie sprawę że elektronika to obszerny temat i tak naprawdę nie wiele wiem. Mam tylko nadzieję że po synchronizacji sieci elektrycznej z arduino w końcu będzie to działać poprawnie. Chodzi mi o to że po wpisaniu np. 200 jednostek przy tym samym napięciu w sieci będę miał zawsze tą samą moc podawaną grzałce.

    0
  • #20 30 Gru 2017 07:26
    piotricz
    Poziom 8  

    Witam ponownie.
    Detekcja działa na 230V a po podłączeniu żarówki działa to jak ściemniacz światła po wgraniu przykładu pod AVR. Czyli jestem zadowolony.
    To urządzenie ma być uniwersalne więc musi działać na 400v jak i na 230V zrobię przełączanie na zworkach. Ale mam pewne obawy co do podłączenia międzyfazowego.
    Proszę o sprawdzenie czy dobrze myślę.

    0
  • #21 30 Gru 2017 09:56
    WojcikW
    Poziom 38  

    To źle zrobiłeś. Do sterowania mocą grzałek stosuje się sterowanie grupowe. Trzeba było o tym poczytać. To co zrobiłeś to sterowanie fazowe. Ale co się dziwić, dla niektórych to wszystko to jest PWM, nawet jak włączy światło w łazience to jest PWM tylko wolno działające.

    2
  • #22 30 Gru 2017 10:52
    excray
    Poziom 39  

    @WojcikW Każdy ma prawo zepsuć nawet najprostszy projekt. Z pewnością nie będzie to najlepszy "ściemniacz do grzałek" ale biorąc pod uwagę liczę poświęconych mu roboczogodzin ma jeszcze szansę wygrać w kategorii najdroższych projektów.

    0
  • #23 30 Gru 2017 11:43
    piotricz
    Poziom 8  

    excray napisał:
    ale biorąc pod uwagę liczę poświęconych mu roboczogodzin ma jeszcze szansę wygrać w kategorii najdroższych projektów./

    A to niby ile czasu na to poświęciłem? :)
    Pytałem o co innego.
    Dodano po 4 [minuty]:
    WojcikW napisał:
    To źle zrobiłeś. Do sterowania mocą grzałek stosuje się sterowanie grupowe.

    A z czym jest lepsze sterowanie grupowe? Że mruga światło w całym domu a może? A może lepsze bo nie sposób jest zmierzyć podawanej mocy?

    Dodam jeszcze że są producenci sterowników grzałek ze sterowaniem liniowym jak i grupowym i nie można żadnemu zarzucić że któryś z nich ma zły produkt. Sterownik może mieć również opcję sterowanie grupowe jak i liniowe.

    0
  • #24 30 Gru 2017 12:07
    WojcikW
    Poziom 38  

    Nie widzę żadnego problemu z orientacyjnym odczytem mocy (bez miernika) jak znasz rezystancje grzałek i proporcje sygnału - załączony, wyłączony. Jak byś trochę poczytał to byś wiedział, że sterowanie fazowe przy dużej mocy odbiornika wprowadza zakłócenia do sieci, które mają negatywny wpływ na inne odbiorniki. Przy sterowaniu grupowym sinusoida napięcia zasilającego się nie odkształca. Przy sterowaniu fazowym spadki napięć powodują, że napięcie na innych odbiornikach nie będzie sinusoidalne. Będzie to miało swój skutek w postaci zakłóceń na innych odbiornikach, dodatkowego ich nagrzewania i większych opłat za energię elektryczną.

    0
  • #26 11 Kwi 2018 08:31
    piotricz
    Poziom 8  

    Witam po przerwie. Temat dawno ogarnięty. W sterowniku mam opcję sterowanie mocą grzałek "grupowo" lub " liniowo" z tym że działa to na 230V teraz potrzebuję zrobić to na 400V dla kolegi który to posiada grzałki właśnie na takie napięcie. Moje pytanie brzmi czy w tej konfiguracji układ może działać na 230V i na 400V (słabo idzie mi z czytaniem not katalogowych). Czy też muszę zmienić rezystory?


    Sterowanie mocą grzałek z synchronizacją zera

    0
  • #27 11 Kwi 2018 09:10
    atom1477
    Poziom 43  

    Te rezystory trzeba zmienić nawet dla wersji 230V bo wydziela się na nich ponad 1.7W mocy.
    Dla 400V przy tych wartościach rezystorów będzie to ponad 5W.

    0
  • #29 11 Kwi 2018 09:31
    WojcikW
    Poziom 38  

    Rezystancję nowych rezystorów obliczysz:
    $$R_{2}=\frac{U_{2}}{U_{1}}R_{1}=26 [k\Omega]$$
    Moc obliczysz:
    $$P=\frac{U_{2}^{2}}{2R_{2}}=3,08 [W]$$
    Czyli wystarczą rezystory o mocy 5W każdy.

    0
  • #30 11 Kwi 2018 11:39
    piotricz
    Poziom 8  

    Z całym szacunkiem ale nie rozumie jak to jest z tym transoptor jaki prąd mam podać maksymalny na niego. Jak już wcześniej pisałem jestem początkującym majsterkiwiczem i nie do końca wszystko rozumie. Zwłaszcza noty katalogowe to dla mnie jakiś kosmos. A i czy stosując powyższy rezystor będzie chodzić na 230V i na 400V?

    0