Zabezpieczenie ssr''ów przed przepięciami

Chciałbym zabezpieczyć ssr'y przed przepięciami powodowanymi przez cewki elektrozaworów 230V. Po zmierzeniu oscyloskopem przepięcia są powyżej 1kV.

Chciałbym przetestować kilka rodzajów zabezpieczeń dla celów szkolnych:
-dwójnik RC (C=10 nF - foliowy i R=4,7 kOhm 1W)
-warystor ?
-transil dwukierunkowy na 400V np. P6KE400CA
-wyłączanie w zerze napięcia nie wchodzi w grę

Moglibyście podać mi inne wartości tych elementów(dwójnika, warystora) które według was będą najlepiej tłumiły te przepięcia i które będę mógł kupić i przetestować w celu sprawdzenia doświadczalnie przebiegu i wyciągnięciu z tego wniosków?

Rozumiem ze są wzory na obliczenie jakie wartości powinno się zastosować, natomiast po przejrzeniu książek stwierdziłem że temat jest dla mnie zbyt trudny i zbyt obszerny aby móc łatwo to obliczyć. Dlatego chciałbym to sprawdzić przy pomocy oscyloskopu.

Szukałeś np. na stronach Relpolu? Są ciekawe dokumentacje na temat zabezpieczeń przekaźników, zarówno SSR jak i mechanicznych.

Tak szukałem, parametry dwójnika RC są propozycją od Relpolu dla napięć od 110V do 240V. Relpol proponuje również zastosowanie warystora natomiast nie podaje jego parametrów.

Iras15 wrote:

-transil dwukierunkowy na 400V np. P6KE400CA

Jak najbardziej można. Możesz też dać transil o większej mocy P1.5KE400CA. Spotkałem się z zabezpieczonymi SSR-ami za pomocą RC i warystora jednocześnie, które sterowały elektrozaworami.

Tutaj masz opis co i jak należy dobrać:
https://www.onsemi.com/pub/Collateral/AN-3008.pdf.pdf

1. Rozumiem ze dioda transil nie jest tym samym co dwie diody Zenera skierowane przeciwnie.
Myślę jeszcze czy mógłbym przetestować oprócz wyżej wymienionych elementów własnie dwie diody Zenera?



Tylko nie wiem jakie powinny mieć one wartości?

2. Zastanawiam się również nad porównaniem załączania urządzeń odbioru rezystancyjnego (pojemnościowego). Dla których załączanie w szczycie napięcia jest chyba destrukcyjne?

Chce wykorzystać przekaźnik ssr (na triaku) który załącza w zerze, oraz zastosowania termistora rozruchowego NTC co o tym sądzicie?

Stosuje z powodzeniem układ gasikowy 0,1uF+120ohm lub podobny. Sprzedawane pod nazwą, moduł przepięciowy RC.

Ryszard49 wrote:

Stosuje z powodzeniem układ gasikowy 0,1uF+120ohm lub podobny. Sprzedawane pod nazwą, moduł przepięciowy RC.

Ok, dzięki. Co do układów RC (dwójników) to będę testował kilka modułów m.in od firm siemens, Relpol oraz Hamlin.

Natomiast interesują mnie inne metody tłumienia przepiec m.in przy wykorzystaniu diod Zenera skierowanych przeciwnie. Mógłby ktoś podpowiedzieć jakie one powinny być?

Zobacz:
Link
Informacje techniczne>obwody gaszące-podstawowe informacje.

Ryszard49 wrote:

Zobacz:
Link
Informacje techniczne>obwody gaszące-podstawowe informacje.

Quote:

Aby zmniejszyć wpływ układu gaszącego łuk, w momencie wyłączania obciążenia można...zastosować dwie diody Zenera. W takim układzie napięcie wsteczne jest ograniczone przez diodę zenera do napięcia stabilizacji.

Pytanie jakie diody (symbol) dla napięcia sieciowego zastosować?

To zależy na jakie maksymalne napięcie jest transil? Dobrym wyborem jeżeli jest na 600V będą 1.5KE400CA lub 1.5KE440CA. W obudowie są zintegrowane dwa transile połączone przeciwsobnie. Świadczy o tym przedostatni symbol oznaczenia czyli C. Jednokierunkowe transile mają po liczbie oznaczającej napięcie zadziałanie, tutaj 400V lub 440V wyłącznie A.
W nocie katalogowej jest podane napięcie Vbr.min. Skoro szczytowe napięcie sieci jednofazowej to 230V * SQRT(2) = 325V i należy dodać jeszcze 10% zapasu na zmiany to mamy 358V czyli transil 1.5KE350CA z Vbr.min=332V będzie miał je za niskie.Dla 1.5KE400CA Vbr.min=380V i to wygląda już rozsądnie.
Możesz użyć mniejszego o połowę pod względem mocy impulsu tłumionego transila 6KE400CA lub 6KE440CA.

RitterX wrote:

P1.5KE400CA

Dzięki wielkie. Taki właśnie będę testował.

Uklady do testowania: Transil, Warystor, RC, RC+MOV


Ale chciałbym jeszcze wypróbować diody Zenera skierowane przeciwnie. Zawsze myślałem ze diody Zenera są tylko dla prądu stałego, ale poniższy schemat sugeruje również ze do AC.


Dodatkowo ktoś już porównywał kiedyś takie układy i własnie diody Zenera tez były sprawdzane dla napięcia sieciowego.


Mógłbyś powiedzieć mi jeszcze jakie diody Zenera powinienem wykorzystać?

Transil to dioda Zenera mocy w Wersji oznaczenia z końcówką CA są to dwa połączone przeciwsobnie. Jak chcesz jeszcze coś przetestować czego nie ma na zdjęciach to niskonapięciowy arrester od Infineona .
Zabezpieczenia można podzielić na dwie kategorie. Układ RC tłumi przepięcie na zasadzie dodatkowej stałej czasowej czyli zmniejsza szybkość narastania przebiegu. Warystor PTC, Transil czy Arrester powodują obcięcie szpilki napięciowej powyżej określonej ich parametrami amplitudy. Dlatego dobrą praktyką szczególnie przy triakach i SSR-ach, które je zawierają jest stosowanie zarówno gasika RC jak i ogranicznika napięcia np. Transila. Triaki kiepsko znoszą przepięcia i są pod tym wględem podatniejsze na uszkodzenia w odróżnieniu od tyrystorów. Z tego powodu ST produkuje triaki, które mają już wbudowany równoległy Transil np. BTA16-600BW .

RitterX wrote:

niskonapięciowy arrester od Infineona

Dzięki wielkie, teraz rozumiem.

Nie mogę znaleźć tego niskonapięciowego ogranicznika przepięć od Infineona, masz może link?

TDK A80-A350XQ69-X223
https://www.tdk-electronics.tdk.com/inf/100/ds/A80-A600X-X2900C103.pdf

A co koledzy sądzą o iskiernikach gazowych w funkcji zabezpieczenia?

Skoro były stosowane w lampach oscyloskopów i odbiornikach CRT to dlaczego, byle z głową, ich nie używać? To ta sama zrozumiała i wytłumaczalna fizyka jak w przypadku zabezpieczenia opartego o półprzewodniki. Jeżeli element zabezpieczający ma powtarzalne i stabilna parametry w czasie a np. większą możliwą moc traconą przy niższej pojemności to może być jedynym rozwiązaniem czyli najlepszym. Z drugiej strony może okazać się, że są zbyt dobrym elementem zwierającym przepięcia gdyż zbyt mała rezystancja elementu w chwili zwarcia w obwodzie może przeciążyć np. ścieżki.

Mam jeszcze jedno pytanie. Chce dobrać odpowiedni dwójnik RC za pomocą nanogramu firmy Hamlin.

Jak wyznaczyć maksymalny prąd wyłączenia elektrozaworu? Maksymalne napięcie wyłączenia pokarze mi oscyloskop a jak zmierzyć prąd oscyloskopem? Jakiś bocznik?

Prąd pracy elektrozaworu to 0,02A

Iras15 wrote:

1. Rozumiem ze dioda transil nie jest tym samym co dwie diody Zenera skierowane przeciwnie.

Jest tym samym. Ale trzeba mieć zenerki na 400V każda.
Ma tylko większą odporność na zniszczenie.
W przypadku elektrozaworów to nie są duże moce impulsowe.

Moze kolega użyć warystora B7225 S4 321 K101 (230VAC)

RitterX wrote:

Transil to dioda Zenera mocy w Wersji oznaczenia z końcówką CA są to dwa połączone przeciwsobnie. .

Nieprawda.
Nie te parametry co dwie Zenerki.

Chce wykonać taki pomiar natężenia prądu:


Wykorzystam do tego opornik 75 ohm.
Otrzymam dzięki temu maksymalny prąd wyłączenia? (w chwili powstania szpilki napięciowej jakie będzie chwilowe natężenie)

Jakie napięcie wytrzymuje ten ssr ?
To podstawa do rozważań.
Maksymalny prąd wyłączenia to wartość szczytowa prądu zaworu w czasie jego pracy.
To wartość skuteczna prądu zaworu *√2

Jeśli to SSR AC to jest oparty na triaku, triak wyłącza kiedy prąd spadnie poniżej prądu podtrzymania triaka.

Prąd podtrzymania to kilka-kilkadziesiąt mA
Przykładowo w SSR-rze na 25A spotkałem BTA41 który ma prąd podtrzymania max 80mA.

Przy moim pierwszym poście, pomiarów dokonywałem na stycznikach, które powodowały ogromne przepięcia rzędu 1,84 kV. Po zastosowaniu ssr’ów przepięcia w chwili obecnej wynoszą nie więcej jak 500 V dla elektrozaworów 50W, 10W, 5W.

Ze względu, że pomiary te dokonuje dla celów szkolnych chciałem przetestować kilka rodzajów ochrony przepięciowej, ale coś mi nie wychodzi. Postanowiłem dobrać układy RC wg. zaleceń firmy Hamlin (aby oprzeć ten wybór na sprawdzonej wiedzy) skorzystałem z ich
nanogramów, czyli dla elektrozaworów dobrałem odpowiednio:
Nanogram
A) dla 0,01A -- R: 6 kOhm, C: 1nF
B) dla 0,04A – R: 1,25 kOhm C: 1nF
C) dla 0,2 A – R: 200 Ohm, C: 4nF
+ MOV 10D471K
Pomiary z tymi układami:


Ewidentnie widać, że układy te praktycznie w ogóle nie tłumią tych przepięć.
Co ciekawe gotowe układy z allegro radzą sobie bardzo dobrze. Może delikatnie wydłużają czas zaniku napięcia do 20ms. Gotowy układ nawet bez warystora z R (100Ohm), C (100nF) działa tak:


Są inne nonogramy, albo co robię źle?

Quote:

Są inne nonogramy, albo co robię źle?

Może warto by podejść do sprawy analitycznie zmierzyć R cewek, i prąd podczas pracy i z tego wyznaczyć indukcyjność (indukcyjność uruchomionego zaworu z rdzeniem wciągniętym do cewki może być inna niż zmierzona miernikiem indukcyjności na stole)

Znając parametry R,L wyliczyć co można uzyskać stosując określone parametry elementów w gasikach.

Iras15 wrote:

Rozumiem ze są wzory na obliczenie jakie wartości powinno się zastosować, natomiast po przejrzeniu książek stwierdziłem że temat jest dla mnie zbyt trudny i zbyt obszerny aby móc łatwo to obliczyć.

Pokaż które, to podyskutujemy, wyjaśnię ci o co chodzi.

Iras15 wrote:

Chciałbym przetestować kilka rodzajów zabezpieczeń dla celów szkolnych:

Jestem przeciwnikiem bezmyślnego przepisywania teorii z książki do "swojej" pracy jak to często ludzie robią, ale popadasz w drugą skrajność - zero teorii i zrozumienia co sie dzeje , ale w tym przypadku warto by poznać kilka wzorów dotyczących obwodów RLC i zrozumieć co z nich wynika. Pomierzenia kilku elementów bez zrozumienia co jak i dlaczego też nie można uznać za poprawną pracę na potrzeby nauki w szkole (nie wiem co robisz i na jakim poziomie, czy to technikum, czy studia, czyt o jakiś projekt, czy dyplom, czy cokolwiek)

Po znalezieniu parametrów RL zaworu, można będzie też wykonać symulacje dla szeregu różnych wartości, symulator może narysować przebiegi przykładowo dla kilkudziesięciu przypadków, a zrobienie takich testów w realu było by bardzo pracochłonne.

1nF to bardzo mało, nie dziwię się że nie działa, widać twórca nomogramu miła błędne założenia.

Gasik masz włączony równolegle do obciążenia czy do SSR-a?

Używasz SSR-ów na triakach? Mógł byś zbadać prąd podtrzymania takiego SSR-a.

Praca dyplomowa, którą piszę opiera się na modernizacji automatu myjącego. Stworzyłem szafę sterowniczą wraz z kontrolą pracy poszczególnych podzespołów. W pracy chce jeszcze dodać jak zabezpieczyłem ssr’y. A z racji tego ze studia zaoczne (automatyka) nie nauczyły mnie nic, zwracam się po wiedzę do Was.

Prąd mierze podczas pracy elektrozaworu, czyli włączam się szeregowo w fazę. Poprawnie?
Zmierzyłem rezystancje cewek z elektrozaworów:
1) 0,2A – 45 ohm
2) 2x 0,04A – 2,2 kOhm | 2,6 kOhm
3) 2x 0,01A – 3,75 kOhm | 4,35 kOhm

Gasik włączam równolegle do obciążenia.
Używam ssr’ów opartych na triakach dokładnie są to G3MB-202P prąd pracy od 7 do 20 mA.

Co do wzorów to mam książkę: "Zabezpieczenia diod i tyrystorów" J.Żyborski i o doborze układów RC jest z 40 stron wzorów i wykresów do tego korzystać trzeba z charakterystyk i dokładnych parametrów zabezpieczanego elementu (o które ciężko mając tylko zwykły miernik) i nie widzę tam żadnego uniwersalnego wzoru.

Dlatego proszę was o pomoc i łopatologiczne wytłumaczenie.

Iras15 wrote:

Praca dyplomowa, którą piszę opiera się na modernizacji automatu myjącego. Stworzyłem szafę sterowniczą wraz z kontrolą pracy poszczególnych podzespołów. W pracy chce jeszcze dodać jak zabezpieczyłem ssr’y.

Chce kolega zabezpieczyć traki - podstawowe pytanie przed czym ?
Makasymalne napięcie tego triaka wynosi 600V.
Więc przy pojawieniu się napięcia 400V AC uszkodzony nie zostanie.
Triak wyłącza się przy przejściu przez zero, więc przepięć łączeniowych nie można się spodziewać.

Chce zabezpieczyć triaki przed indukcyjnością elektrozaworu. Pomimo że napięcie powrotne nie przekracza 500V chciałbym ograniczyć te szpilki za pomocą m.in. gasika RC aby przedłużyć żywotność ssr'a pomimo iż jego maksymalne napięcie wynosi 600V. Sądzę że przy tak częstym załączaniu, szpilki pomimo że nie są krytyczne mogą uszkodzić triaka.

Przy włączaniu szpilek nie będzie.
Bo to jest indukcyjność.
Wyłącznie jest w zerze,wiec też nie ma powodu, żeby pojawiały się szpilki.

kaworu wrote:

A co koledzy sądzą o iskiernikach gazowych w funkcji zabezpieczenia?

Owszem, ale 50 lat temu.

CYRUS2 wrote:

Przy włączaniu szpilek nie będzie.
Bo to jest indukcyjność.
Wyłącznie jest w zerze,wiec też nie ma powodu, żeby pojawiały się szpilki.

Oscylogramy powyżej pokazują co innego, triak nie wyłącza w zerze tylko przy spadku poniżej Ih