Добрый день!

Нужно сделать плату управления нагрузками переменного тока на 220в и на 380в.
Устройство относится к промышленной автоматике, нагрузки - соленоиды, клапаны, электродвигатели (50 Вт, 500 Вт, 5кВт), тэны, и т.п.

Необходимо обеспечить плате защиту от короткого замыкания в нагрузке,
а также режим самодиагностики, позволяющий обнаружить КЗ и обрыв в нагрузке, измерение тока нагрузки.

Потребители разбиты на 2 группы - маломощные (до 2А) и мощные (до 15 А).
Для управления маломощными выбраны тиристоры BTA12BW, мощными - BTA41B.

Для измерения тока и обнаружения превышения тока использованы трансформаторы тока (в каждую фазу, +1 для маломощных нагрузок).
Соответственно сигнал превышения тока будет получен и в тот же полупериод сигнал открывания тиристора будет снят.

Вопрос - как защитить тиристор от тока короткого замыкания в течение полупериода?
BTA12 выдерживают до 120А в течение 1 периода, BTA41 до 420А..

Предохранители ставить не хотелось бы, поскольку почти без разницы что менять - предохранитель или тиристор - все-равно лезть в плату. Плюс, автоматическое возобновление работы позволило бы сделать диагностику - поиск неисправного канала.

Для начала, тиристор и симистор — разные электронные компоненты, и такое безразличие может закончиться большими потерями здоровья и/или денег.

А выключают и то, и другое, закорачиванием основного ключа через ёмкость дополнительным, обычно таким же.

Зачем отпирающий сигнал держать на всем интервале времени отпирания? Открыли тиристор коротким импульсом, измеряете ток нагрузки. При его превышении, в следующий полупериод, отпирающий импульс не подается


Гениальное решение! Стало быть, пожара не боитесь?

Сообщение отредактировал SNGNL - Feb 15 2015, 15:55

Лучше предохранителей ничего не придумаешь.
А разница есть - в цене.
Нужно правильно выбрать предохранитель.
Это просто.
Амперсекундная характеристика тиристора должна проходить выше аналогичной характеристики предохранителя.
Есть предохранители специальные для этого.

Для этого надо знать когда начнется полупериод, чтобы синхронизировать отпирающий импульс с ним.
Я вижу либо постоянно поданный сигнал, либо часто повторяющиеся импульсы.

В любом случае предполагается использовать MOC3083, через который при открытом основном ключе ток не потечет, и который синхронизирует включение с переходом через 0. Т.е. этот момент не важен.


На все устройство обязательно нужен вводной автомат. Тут вопросов нет.
Просто нужен не просто многоканальный выключатель нагрузок, а умный, способный обнаруживать в них неисправность и сообщать об этом. Притом обнаружение неисправной нагрузки должно быть штатным режимом работы и не приводить к смерти самого выключателя.
Перегорание предохранителя = выход из штатного режима работы. Т.е. в устройство надо лезть и что-то менять.
А так, конечно, это наиболее простое и логичное решение.

Сообщение отредактировал Herz - Feb 16 2015, 09:48

Лучше не стоит прерывать ток короткого замыкания на середине полупериода.
Убьете всю электронику в радиусе 100 м.
Да и сами не уцелеете.

А размыкатель в автомате думаете выбирает в какой момент полупериода разорваться? И ничего, все живы..

Больше хотелось бы не разрывать ток, а ограничить его до величин, при которых тиристор не умрет в течение полупериода.
Чем ограничить - не могу придумать. Как ни считаю, получается размером с кирпич.

А почему решили что не выбирает?

А может Вам проще будет попробовать использовать какой нибудь "неубиваемый" тиристорный блок с большим запасом по току, что то типа MCMA140P1600TA от IXYS?

Я читал на этом форуме много отзывов, что BTA41 не умирает при защите обычным автоматом, поскольку, вероятнее всего, бытовая сеть просто не в состоянии выдать 420А. У меня планируется промышленная сеть, которая в состоянии выдать достаточный ток.
Использование больших блоков не проходит по экономике, каналов несколько десятков..

Хотелось бы получить результат, как в частотном преобразователе - что не так в двигателе, на табло вылезла соответствующая ошибка. Ничего не сгорело.
Но там используется транзисторный мост и время отключения порядка 1 мкс.
Использовать транзисторный мост для каждого канала мне будет накладно. Плюс надо еще подумать как ими переменку коммутировать.

Точно знаю что тиристоры используются в устройствах плавного пуска электродвигателей (soft-starter). Кто-нибудь видел как там реализована защита?

В такой разработке не о том беспокоится надо, поверьте.

1 мкс - это касается только времени переключения выходного транзистора.
А задержка от датчика тока до выключения будет не менее 4 мкс.
И сжеть частотник с помощью КЗ нам удавалось. В частности серию MX2 от OMRON-а

В софт-стартерах бюджетной линейки (до 2 кВт) одна из фаз идет напрямую и там даже датчика тока не стоит.

А вот трехфазные тиристорные схемы без нуля можно отключить через каждые 3.33 мс (при удачном стечении обстоятельств )

Александр, спасибо.
Выходит, что я хочу невозможного?

О чем тогда стоит беспокоиться в такой разработке? (многоканальный электронный выключатель)

А считали, каким должен быть ограничитель тока до безопасного для тиристора, выдерживающий один полупериод КЗ? Что получилось?

А там считать не нужно, в даташитах приведены графики зависимости предельного неразрушающего тока от числа периодов.
Для 1 периода:
BTA12 до 120А;
BTA41 до 420А.

Или вы имеете в виду, считал ли я сам ограничитель?
Да, я пробовал посчитать дроссель на железе, там габаритная мощность получается эгегей.. И соответственно размер не электронный. Его правильнее будет уже называть реактором.
Была еще мысль резисторы поставить в каждый канал - по рабочей нагрузке они нормально получаются (5-10 Вт), а вот при КЗ они просто испаряются.
Какого еще вида может быть этот ограничитель? Не знаю.

Сопротивление сети 0,5-1 Ом, да сопротивление термистора 0,5-1 Ом - уже нормально, не? Выдержат, пока не сработает защита.