Прошу помочь в схемном решении защиты от dV/dt, кроме снаббера, Защита мощных тиристоров от dV/dt при больших токах Опции

[Make_Pic]

В изделии (нами серийно выпукается и много поставлено заказчикам) для защиты поставлены мощные тиристоры, которые при возникновении аварии вызывают срабатывание брейкеров и обесточивают изделие. Защита работает хорошо, но иногда происходит случайное срабатывание защиты. Проблема в том, что тиристоры установлены параллельно сети и нагрузкой служит только провод от мощного трансформатора питания 500кВт и выходное сопротивление последнего. Для защиты от dV/dt был установлен снаббер, но не на каждый тиристор, а только общий для всех (три штуки на три канальных брейкера для группы нагрузок) тиристоров. Установить на каждый конструктивно очень сложно.


Ну и собственно сам вопрос: какие еще меры можно предпринять для защиты от dV/dt?

Напрашивается индуктивность на входе, но ток в нагрузки до 70А. И индуктивность может иметь очень большие размеры для таких токов.

[AlexKLm]

Схемку бы нарисовали, иначе непонятно что там. Кондер между управляющим электродом и катодом пожет помочь, что потребует более шустрый драйвер тиристора.

[Herz]

В изделии (нами серийно выпукается и много поставлено заказчикам) для защиты поставлены мощные тиристоры, которые при возникновении аварии вызывают срабатывание брейкеров и обесточивают изделие. Защита работает хорошо, но иногда происходит случайное срабатывание защиты. Проблема в том, что тиристоры установлены параллельно сети и нагрузкой служит только провод от мощного трансформатора питания 500кВт и выходное сопротивление последнего. Для защиты от dV/dt был установлен снаббер, но не на каждый тиристор, а только общий для всех (три штуки на три канальных брейкера для группы нагрузок) тиристоров. Установить на каждый конструктивно очень сложно.
Ну и собственно сам вопрос: какие еще меры можно предпринять для защиты от dV/dt?

Напрашивается индуктивность на входе, но ток в нагрузки до 70А. И индуктивность может иметь очень большие размеры для таких токов.

Обычно с подобной защитой применяются плавкие предохратители. "Тупо" коротить сеть - это круто конечно, не представляю, что должны быть за тиристоры для "сопротивления" полумагаваттам. Думаю, по сравнению с ними дроссели всяко будут маленькими. А с чего Вы решили, что именно dV/dt Вам мешает?

[Make_Pic]

Схемку бы нарисовали, иначе непонятно что там. Кондер между управляющим электродом и катодом пожет помочь, что потребует более шустрый драйвер тиристора.

Между управляющим электродом и катодом стоит резистор 1К. Его рекомендуют уменьшать. Емкость то же вариант.

Проблема в том, что надо модифицировать изделия уже у потребителей, а там подпаивать внутрях не очень, проще внешний девайс добавить.

Схема в аттаче

Обычно с подобной защитой применяются плавкие предохратители. "Тупо" коротить сеть - это круто конечно, не представляю, что должны быть за тиристоры для "сопротивления" полумагаваттам. Думаю, по сравнению с ними дроссели всяко будут маленькими. А с чего Вы решили, что именно dV/dt Вам мешает?

Полумегаватт - это источник питания (транс), а само устройство (230 - 400)*70VA

Нет, предохранители - это прошлый век, слишком затратно бегать к нескольким сотням устройств.
A тиристоры 100А 1600В держут без проблем 15КА в импульсе (полуволна 10мс)

Прикрепленные файлы

 PROTECT.pdf ( 207.44 килобайт ) Кол-во скачиваний: 146

 

[rezident]

Защита работает хорошо, но иногда происходит случайное срабатывание защиты.

А почему ты решил, что это случайное срабатывание защиты, а не вполне адекватная ее реакция на редкие короткие импульсные помехи в сети?

Ну и собственно сам вопрос: какие еще меры можно предпринять для защиты от dV/dt?

Напрашивается индуктивность на входе, но ток в нагрузки до 70А. И индуктивность может иметь очень большие размеры для таких токов.

Дроссель последовательно с тиристором ставят для ограничения импульсных токов. Это защита от высоких значений dI/dt, а вовсе не против dU/dt. dU/dt органичивают снаббером. Упрощенная формула для расчета dU/dt=189/RC. Только ведь опять же от превышения максимально допустимого напряжения на тиристоре снаббер не защитит. Для этого варистор обычно применяют.

[GetSmart]

dU/dt органичивают снаббером. Упрощенная формула для расчета dU/dt=189/RC

Это для какого тока и индуктивности нагрузки?

[rezident]

Это для какого тока и индуктивности нагрузки?

Это указано для амплитудного значения напряжения 300В. При амплитудном значении напряжения 300В, напряжение на тиристоре изменяется от 10% до 63% за время τ=RC. dU/dt=0.63*300В/RC=189/RC. Это не зависит от характера нагрузки, а только от амплитуды напряжения. Характер же нагрузки влияет на выбор базовой величины C снаббера и соотношения R и C. Но снаббер при этом выполняет другую роль - демфера.
Читай, например, апликуху от Fairchild AN-3008.

Прикрепленные файлы

 AN_3008.pdf ( 930.13 килобайт ) Кол-во скачиваний: 99

 

[Herz]

Всё-таки не пойму, от чего такая защита защищает...

[monos]

В изделии (нами серийно выпукается и много поставлено заказчикам) для защиты поставлены мощные тиристоры, которые при возникновении аварии вызывают срабатывание брейкеров и обесточивают изделие. Защита работает хорошо, но иногда происходит случайное срабатывание защиты. Проблема в том, что тиристоры установлены параллельно сети и нагрузкой служит только провод от мощного трансформатора питания 500кВт и выходное сопротивление последнего. Для защиты от dV/dt был установлен снаббер, но не на каждый тиристор, а только общий для всех (три штуки на три канальных брейкера для группы нагрузок) тиристоров. Установить на каждый конструктивно очень сложно.
Ну и собственно сам вопрос: какие еще меры можно предпринять для защиты от dV/dt?

Напрашивается индуктивность на входе, но ток в нагрузки до 70А. И индуктивность может иметь очень большие размеры для таких токов.

1.Можно попробовать одеть на фазныйе провода по несколько ферр. колец;
2. Необходимо убедиться, что подрабатывают именно сами тиристоры, отключив управление и закоротив при этом Уэ - Катод тир.

Всё-таки не пойму, от чего такая защита защищает...

Наверное, позволяет выключиться коммутирующим тиристорам в момент аварии.

[Vokchap]

В изделии ...

Что за изделие (если не тайна)?

[Rst7]

Дроссель последовательно с тиристором ставят для ограничения импульсных токов. Это защита от высоких значений dI/dt, а вовсе не против dU/dt.

Да почему же в каждой такой теме повторяется одно и то же - "только RC-цепь есть истинная вера, остальное - суть от лукавого!"

Это в корне неправильное утверждение.

dU/dt органичивают снаббером.

Индуктивность последовательно с тиристором отлично ограничит скорость нарастания напряжения, действуя как LC-фильтр для коротких фронтов помех.

Упрощенная формула для расчета dU/dt=189/RC.

Да нельзя так рассматривать, в отрыве от полной схемы, необходимо исследовать всю силовую часть с учетом паразитов нагрузки и параметров питающей сети.

[Make_Pic]

А почему ты решил, что это случайное срабатывание защиты, а не вполне адекватная ее реакция на редкие короткие импульсные помехи в сети?
Дроссель последовательно с тиристором ставят для ограничения импульсных токов. Это защита от высоких значений dI/dt, а вовсе не против dU/dt. dU/dt органичивают снаббером. Упрощенная формула для расчета dU/dt=189/RC. Только ведь опять же от превышения максимально допустимого напряжения на тиристоре снаббер не защитит. Для этого варистор обычно применяют.

Защитные тиристоры открываются при перегрузке по току в каналах.
Защитные тиристоры в нормальном состоянии закрыты и они боятся быстрого dV/dt (за счет паразитной емкости между анодом и управляющим электродом - все тотже AN3008, который ты указал). Последовательная индуктивность ограничивает рост тока и соответственно напряжение на последовательно включенном закрытом тиристоре с индуктивностью. Варисторы стоят.

Индуктивность последовательно с тиристором отлично ограничит скорость нарастания напряжения, действуя как LC-фильтр для коротких фронтов помех.

Вот и хотелось ее значение прикинуть.

[Burner]

Дроссель - вещь не вредная, только при нем фронт от включения регулирующего тиристора(которые на лампочках) может открыть защитный . Но не факт, конечно. На защитном при этом получается спад, он может открыть тот, который не проводит в этой полуволне. Ну а если регулирующие работают с переходом через ноль, так и вовсе нет проблем.
Насчет ограничения напряжения по RC - правильно, если R - это выходное, чисто активное сопротивление сети, а C - голая емкость в параллель тиристору, без сопротивления. Ну а если стоит сопротивление - так на ВЧ получается тупо делитель. R снаббера довольно большое, так что ничего интересного не получится. Не стоит рассчитывать что в сети будет хотя бы 4 Ом . Кстати, девайс питается через 500-кВт транс? Так в нем есть некоторая индуктивность рассеивания, она тоже работает как выходной дроссель. Ну, в общем, защитный фильтр от помех выглядит как дроссель и, возможно, RC снаббер после него. Только конденсатор помощнее. Впрочем, 3,5 мкФ тоже достаточно могучий - но 4,7 Ом посл. с ним - это слишком. У нас ставили снабберы кажись 0,33 мкФ и 10 Ом. Стало быть 3,5 мк больше подходит 1 Ом. Мож. дешевле набрать в параллель десятка 2-3 цепочек 0,33 мкФ и 4,7-10 Ом. Коричневые пленочные на 630 В - довольно неплохие. Дроссель нужен не очень большой, зависит от требуемой частоты среза фильтра. Напр., 10 кГц - берем емкость 6 мкФ, реактивное сопротивление 2,6 Ом(общее сопр. резисторов снаббера должно быть раз в 10 меньше). Требуется всего 40-50 мкГн. Такой дроссель на 100 пиковых ампер можно сделать на сердечнике 100-200 ваттного транса.

На феррите немного круче - посл. сопротивление больше, подавление высших частот лучше. Но здорово дороже. Токи Фуко в железе создают как бы параллельное дросселю сопротивление, и чем толще железо в сердечнике, тем оно меньше(по квадрату толщины). И без зазора все равно никак.

Сообщение отредактировал Burner - Sep 19 2008, 20:03

[rezident]

Да почему же в каждой такой теме повторяется одно и то же - "только RC-цепь есть истинная вера, остальное - суть от лукавого!"

Это в корне неправильное утверждение.

Вы действуете как обычный форумный тролль. Формулируете утверждение, приписываете его кому-либо и тут же начинаете опровергать. Поскольку ваше сообщение стоит вслед за моей цитатой, то видимо приписываете вы его мне. Я этого нигде не утверждал!

Последовательная индуктивность ограничивает рост тока и соответственно напряжение на последовательно включенном закрытом тиристоре с индуктивностью.

Лавинный пробой тиристора сам по себе не очень опасен. Ну подумаешь открылся тиристор самопроизвольно. Ток через него закончился в конце полупериода и тиристор обратно закрылся. Но! Имеет значение величина тока лавинного пробоя. За счет конечного времени распределения пространственного заряда в p-n-p-n структуре, может произойти т.н. "шнуровой пробой" при котором часть кристалла за счет экстратоков просто выгорает. Вот для исключения этого эффекта и нужно ограничивать dI/dt.

[Burner]

Вот с этого полупериода у них автоматы и выбивают. А насчет форумных троллей - мож., у Вас ссылка на описание есть? Мне интересно .

[rezident]

Вот с этого полупериода у них автоматы и выбивают.

Дык я ж про безопасность с точки зрения самого тиристора, а не всего устройства Понятно, что для устройства защиты Make_Pic лавинный пробой тиристора как раз очень неприятен.

А насчет форумных троллей - мож., у Вас ссылка на описание есть? Мне интересно .

bagira где-то в оффтопике давала.

[AlexKLm]

На схеме не показано как управляются тиристоры-замыкатели.
Причиной "ложного" срабатывания защиты может быть не только крутые импульсы в сети (влияние емкости анод - упр. электрод) но и их влияние на цепи управления из-за наводок от силовой части, например из-за неудачного , но красивого, монтажа (как обычно на практике и бывает).

[Rst7]

Вы действуете как обычный форумный тролль. Формулируете утверждение, приписываете его кому-либо и тут же начинаете опровергать. Поскольку ваше сообщение стоит вслед за моей цитатой, то видимо приписываете вы его мне. Я этого нигде не утверждал!

Про истинную веру - это шутка была. Только я не Доктор, мне онанизмом тут заниматься не надо. Повторю еще раз Ваши слова:

Дроссель последовательно с тиристором ставят для ограничения импульсных токов. Это защита от высоких значений dI/dt, а вовсе не против dU/dt. dU/dt органичивают снаббером.

Это неверное утверждение. Дроссель прекрасно защищает от большой скорости нарастания напряжения (из-за паразитной емкости тиристора).

[Make_Pic]

На схеме не показано как управляются тиристоры-замыкатели.
Причиной "ложного" срабатывания защиты может быть не только крутые импульсы в сети (влияние емкости анод - упр. электрод) но и их влияние на цепи управления из-за наводок от силовой части, например из-за неудачного , но красивого, монтажа (как обычно на практике и бывает).

Управляются от датчика тока (70А) протянуты витой парой
Да исключать наводку нельзя на управляющий электрод - посему емкость на входе тиристора не помешала. Да еще витой провод заканчивается подключением к управляющему электроду и катоду, резистор шунтирующий их 1К на плате, а не на электродах. коструктивно сложно на электродах (выводах) мощного тиристора.

Управляются от датчика тока (70А) протянуты витой парой
Да исключать наводку нельзя на управляющий электрод - посему емкость на входе тиристора не помешала. Да еще витой провод заканчивается подключением к управляющему электроду и катоду, резистор шунтирующий их 1К на плате, а не на электродах. коструктивно сложно на электродах (выводах) мощного тиристора.

Кстати, никто случайно не видел в продаже разъемы для ножевых контактов мощных сдвоенных тиристоров (корпус трапециадальный параллепипед по виду снизу пластина под радиатор, сверху три больших винта катод, анод, общий, и ножевой разъем для управляющих) Нужен разъем с внутренним резистором и конденсатором. Самим делать корпус - прессформу под такой разъем не хочется.

[Herz]

Это неверное утверждение. Дроссель прекрасно защищает от большой скорости нарастания напряжения (из-за паразитной емкости тиристора).

Аргументируйте.

[Rst7]

Аргументируйте.

Как будет изменяться со временем напряжение на аноде тиристора (к нему подключен один конец защитной индуктивности) относительно катода, если на другой конец индуктивности подать напряжение относительно катода, с длительностью фронта стремящейся к 0? Не забывая про собственную емкость тиристора (или, возможно, еще дополнительного конденсатора).

[Make_Pic]

Как будет изменяться со временем напряжение на аноде тиристора (к нему подключен один конец защитной индуктивности) относительно катода, если на другой конец индуктивности подать напряжение относительно катода, с длительностью фронта стремящейся к 0? Не забывая про собственную емкость тиристора (или, возможно, еще дополнительного конденсатора).

Во всех этих делах (индуктивности, емкости) есть одна плохая штука, как то я начал моделировать всю эту хрень, емкость самого тиристора, паразитную индуктивность проводников, емкости снабберов, комплекс от силовой линии, доп. индуктивность о которой сейчас речь. И получих хороший резонанс напряжений на контуре который практически приложен к тиристору

Короче оптимум здесь должен быть.

[Herz]

Как будет изменяться со временем напряжение на аноде тиристора (к нему подключен один конец защитной индуктивности) относительно катода, если на другой конец индуктивности подать напряжение относительно катода, с длительностью фронта стремящейся к 0? Не забывая про собственную емкость тиристора (или, возможно, еще дополнительного конденсатора).

Зависит от величин реактивностей.
Хотите устроить из силовой цепи колебательный контур? Зачем? Вряд ли это хорошая идея, особенно для достижения поставленной цели - снижения скорости нарастания напряжения на тиристоре.

[Burner]

И получих хороший резонанс напряжений

Однако скорость изменения там определяется контуром. Сделаешь 10 кГц - будет звон на 10 кГц, сделаешь 5 - будет 5. Тут надо смотреть, какая скорость для тиристора приемлима. Ну а выброс выше сети можно обрезать супрессором. Можно повесить гирлянду - последовательно штук 20 низковольтных.
Можно оптимизировать RC - хотя мне кажется, не так эффективно.

[Rst7]

Можно оптимизировать RC

Непонятно, как быть с абсолютно неизвестными параметрами питающей сети - например, сеть, как источник напряжения - какое внутреннее сопротивление этого источника?

Вот, грубо говоря, введением индуктивности мы делаем эти параметры известными.

Кстати, резистор последовательно с емкостью вполне можно выбрать так, чтобы дотянуть колебательный процесс если не до апериодического, то хотя-бы снизить выброс до вменяемых значений.

[Make_Pic]

Однако скорость изменения там определяется контуром. Сделаешь 10 кГц - будет звон на 10 кГц, сделаешь 5 - будет 5. Тут надо смотреть, какая скорость для тиристора приемлима. Ну а выброс выше сети можно обрезать супрессором. Можно повесить гирлянду - последовательно штук 20 низковольтных.
Можно оптимизировать RC - хотя мне кажется, не так эффективно.

Насчет супрессора - стоят варисторы, но понятно они тормоза, как вы считаете лучше выбрать напряжение ограничения при совместном использовании варисторов и супрессоров?

[Burner]

Гм.. Ну по мне так супрессоры если работают, то варисторы не при делах. Мож., их перед дросселем поставить? Я имел в виду ставить супрессоры параллельно фильтровому конденсатору, чтобы срезать выброс. Номинал должен быть в 1,3-1,5 раза выше макс. допустимого пикового напряжения(скажем, 350 В - 1,5х350=525) А мож., и одних варисторов хватит - в контуре напряжение меняется медленно, он затем и ставится. А можно и вовсе сделать фиксирующую цепь - параллельно конденсатору мост, в нагрузке моста параллельная RC цепь. Резистор ватт на 10 соотв. номинала(5-6 кОм), конденсатор ок. 0,5 мкФ и супрессор вольт на 500. Про всякий пожарный.