Jak zastąpić stycznik tyrystorami w nagrzewnicy 18kW?

Witam.
Proszę was o pomoc w ulepszeniu mojej nagrzewnicy w warsztacie. Problem polega na tym,że nagrzewnica ma 18kW i sterowana jest termostatem ściennym, takim jak w mieszkaniu, który z kolei załącza stycznik 40A. Niestety, często chodzi bez nadzoru (szczególnie w nocy) i zdarzało się że stycznik się skleił i po długiej pracy paliły się grzałki. Grzałki to 9 sztuk spirali z kuchenki elektrycznej które nagrzewają się do czerwoności.
Układ zasilany jest z trzech faz po trzy grzałki na fazę. Chcę zastąpić stycznik tyrystorami i tu kończy się moja wiedza o tyrystorach.
Pytania są następujące:
-Jeśli w szereg z grzałką wepnę diodę, to grzałka jest wtedy zasilana napięciem połówkowym 110V i nie pobiera takiego prądu. Czy to samo się dzieje na tyrystorze bo było by mi to na rękę, nie rozgrzewały by się tak grzałki.
-Czy trzy tyrystory mogą być sterowane jednym impulsem prądowym i czy muszą być wtedy identyczne, czy wystarczy że będą miały jednakową wytrzymałość prądową i napięciową.
-I najważniejsze. Skąd wziąć i jak zrobić sygnał do wysterowania tyrystorów. Chodzi o zwykłe zał-wył.
Załączyłem prymitywny schemacik jak ja bym to widział. Być może źle myślę.
Proszę Was o rady.

A nie można na triakach? Moim zdaniem było by prościej.

elektronik8 napisał:

A nie mozna na triakach , moim zdaniem bylo by prościej

Witam
Ale na triakach grzałki będą znowu grzać do czerwoności, a Kolega ma inne wymagania.
Na tyrystorach jest dobrze zaprojektowane (rysunek). Musisz tylko podać stałe napięcie na bramki (przez wyłącznik). Przy tak wysterowanych tyrystorach "przejdzie" tylko jedna połówka napięcia. WAŻNE : odizoluj galwanicznie układ sterowania od układu silnoprądowego, np. mały transformatorek + mostek i filtr.
Pozdrawiam

Można na triakach i na tyrystorach włączonych równolegle przeciwstawnie (układ taki zastępuje triaka dużej mocy, triaki produkowane są tylko do pewnej mocy). W przypadku tyrystora to rzeczywiście zachowa się on jak dioda i bez szkody dla siebie może on tak (jednopołówkowo) pracować.
Co do Twojego schematu to nie jest dobrze. Bramka każdego tyrystora (jako typowego trójnika) powinna być impulsowana sygnałem w odniesieniu do anody danego tyrystora a nie wspólnie dla wszystkich. Czyli każda bramka zwierana osobnym stykiem do odpowiedniej anody przez rezystor ok. 56Ω.
W załączeniu schemat zastępczy układu tyrystorów zastępujący triak.
Pozdro...

Rzeczywiście,zależy mi żeby tyrystory ograniczały prąd na grzałkach.W układzie który proponujesz "john_t" przepuszczane będą obie połówki.
Piszesz,że trzy tyrystory muszą mieć trzy osobne źródła zasilania bramek.Rozumiem więc że do każdego odpowiednio z faz R,S, i T.W tym przypadku termostat musiałby sterować przekaźnikiem z trzema parami styków,a te z kolei trzema bramkami.
Czy te 56Ω można odnieść do każdego tyrystora większej mocy ?
Niestety,nie umiem zamieścić rysunku w poście tak jak "john_t".Jak to się robi ?
Powiedzcie mi czy zrozumiałem Was dobrze i czy to wystarczy.

Oczywiście masz rację z zerem i błędną polaryzacją tyrystorów.Moja wina.
Wytłumacz mi jak dodałeś ten rysunek,bo ja nie umiem.
W tej nagrzewnicy jest dziewięć grzałek i chcę żeby wszystkie pracowały bo hala jest spora.Wtedy międzyfazowo będę miał sześć grzałek w szeregu i tyrystor.Tochę dużo jak na 380V.Obawiam się że ich grzanie będzie znikome.
A jeśli na przykład spali się grzałka na fazie R.To od razu odpadają mi trzy grzałki i nie jestem pewny czy będą wysterowane trzy tyrystory (z braku ujemnego względem bramki napięcia na katodzie) czy tylko jeden.Jeśli tylko jeden to pozostałe grzałki,i tak już słabe,będą zasilane jednopołówkowo.
Nie jestem elektronikiem więc nie dziwcie się jeśli źle rozumuję.
Poza tym właśnie problemem dla mnie jest dobór tyrystorów i rezystorów.Myślę,że mógłbym zdobyć parę tyrystorów większej mocy,między 40-250 A.Tylko czy każdy się nadaje ?

Dzięki za rzeczową odpowiedź.Mam trzy tyrystory:40A/1000V,125A/1200V,175A/1200V.Czy można do nich wszystkich zastosować Twoje dane ?
Mówiąc o grzałkach miałem na myśli że jak spali się grzałka nr 1, to 2 i 3 nie mają prawa grzać. A grzałki 4-9 będą zasilane pełnym napięciem ? Tyle że wypadnie im po 60-70 V.
Czy Twój układ wyzwalania ma być zasilany z anody czy bezpośrednio z faz.

Może dla zmniejszenia mocy układu zastosować sterowanie grupowe? Grzałki, ze względu na swoją bezwładnośc idealnie się do tego nadają.

Mam wrażenie, że proponowane sposoby włączenia tyrystorów są nieco dziwne.
Ja bym to raczej zrobił prościej, ale pod warunkiem, że przez przewód zerowy
można puszczać duże prądy: katoda każdego tyrystora do przewodu zerowego,
anoda przez grzałkę do fazy, bramki przez oporniki do wspólnego sterowania,
można jeszcze dodać oporniki bramka-katoda. Wspólne sterowanie najlepiej
jakby miało zasilanie niskonapięciowe (5 do 10V DC, obciążalność 300-500mA),
i sterowanie wyglądałoby tak, że jak chcemy włączyć grzejniki, to włączamy
napięcie na tym sterowaniu, jak chcemy wyłączyć grzejniki wyłączamy napięcie.
Trzeba by tylko zorientować się z katalogu, czy tyrystorom, których chcemy użyć,
będzie odpowiadać wyzwalanie prądem stałym, i jaki ten prąd powinien być.

Wiem, że to oznacza duży prąd w przewodzie zerowym - dlatego "pod warunkiem".

Co do twojego układu wyzwalania - jak dajesz opornik 47 omów, i włączysz akurat
przy maksymalnym napięciu międzyfazowym (620 wolt!), to popłynie prąd chwilowy
około 13A, i pewnie spali się zenerka, a może i tyrystor - proponuję użycie transila.

Napięcie skuteczne przypadające na jedną gałąź będzie napięciem fazy -
uwaga, wydawało mi się, że 140, przegapiłem to, że prąd przez grzejniki
płynie w obie strony - jak wszystkie tyrystory są włączone, to efektywnie jest
tak, jakby trzy grzejniki połączyć w gwiazdę - więc grzejnik, którą tam się
włączy, będzie grzać normalną mocą, może być problem, jak połączy się
po kilka grzejników równolegle, i któryś z nich się przepali - pozostałe wtedy
dostaną znacznie wyższe napięcie , i szybko się przepalą - więc wypadałoby
zrobić jakiś układ do alarmu w razie spalenia któregoś grzejnika.

Przy wersji z łączeniem katod tyrystorów na przewodzie zerowym nie ma tego
problemu, i jest proste sterowanie, można wszystkie tyrystory jednym układem.
Jeszcze sposobem na uniknięcie nadmiernego grzania się w razie przepalenia
grzejnika jest podłączanie tylko jednego w każdej gałęzi - ale wtedy potrzeba
więcej tyrystorów, i więcej styków przekaźnika do ich sterowania.

Może zresztą należałoby zastosować sterowanie przez transoptory,
i układ do płynnego regulowania mocy?
Albo w każdej gałęzi dać po dwa grzejniki, i do każdego szeregowo diodę
(diody w przeciwne strony), wtedy moc będzie o połowę mniejsza. Tylko
w takiej wersji można podłączyć 6 z 9 grzejników, reszty nie ma gdzie.

A jeszcze jedna wersja (ale też na 6 grzejników): ten układ, który proponowałem,
ale "przewód zerowy" nie byłby połączony z przewodem zerowym sieci, tylko przez
diody i grzejniki do przewodów R,S,T - zachowuje się prostszy układ sterowania,
a jednocześnie nie ma prądu przez przewód zerowy, ani składowej stałej prądu
pobieranego z sieci. Jakie wtedy wyjdzie napięcie skuteczne na każdy grzejnik?
Ja mam wrażenie, że wtedy każdy grzejnik dostanie połowę normalnej mocy.

Jeszcze jedna kombinacja: połączyć tyrystory anodami do R,S,T, katody razem,
a diody katodami do R,S,T, a anodami razem, i między katody tyrystorów a anody
diód włączyć grzejniki - po 3 w szereg. Napięcie na nich będzie chyba z 520V, więc
muszą być po 3, i wtedy każdy powinien grzać na 60% mocy - może to w sam raz?

Dziękuję Wam za zainteresowanie tematem.Wybaczcie że jako główny zainteresowany tylko się przyglądam Waszej dyskusji,ale temat mnie trochę przerasta i nie mogę od siebie więcej zaproponować niż na początku powiedziałem.Przyznam że podobał by mi się pomysł sterowania jednym układem trzech tyrystorów.Chciałbym jednocześnie uniknąć obciążania przewodu zerowego,chociaż główne zasilanie hali mam 6mm² a do nagrzewnicy 4mm².
Tyrystory które mam to: T 00-80-06-50 0489 (1 szt.) i T 00-175-08-504 027 (2szt.)
Kolego _jta_ przerażasz mnie trochę tymi transoptorami.Tego nie będzie budował zawodowy elektronik,tylko ja.

Ostatni z pomysłów, jakie przedstawiłem, pozwala sterować wszystkie tyrystory
jednym układem, nie obciąża przewodu zerowego, daje na grzałki około 60%
nominalnej mocy (żeby się wolniej zużywały), i pozwala użyć 3N grzałek.

Co do tyrystorów, to nie bardzo wiem, gdzie szukać ich parametrów, mam
wrażenie, że liczba po T00- oznacza prąd (80A i 175A), i przypuszczam,
że następna liczba to może być napięcie w setkach V, 06 to trochę mało,
ale należy to sprawdzić w katalogu producenta - ja zgaduję według oznaczeń
UNITRA-LAMINA sprzed 25 lat... - jaka firma wyprodukowała te tyrystory?

Podając odpowiedni impuls prostokątny na bramkę tyrystora mógł byś zmieniać kont zapłonu tyrystora a więc powstał by prosty regulator mocy tych grzałek.

Ale ma to dwie wady: daje więcej harmonicznych, i wymaga zrobienia własnego termostatu.

Temat rozwiązany.