Комутация батареи конденсаторов, Переключение в нуле Опции

[Alex-lab]

Здравствуйте.
По работе возникла задача, к сожалению нехватает опыта для ее решения (по профессии химик).

Для процесса электрохимической обработки используется "конденсаторный" источник питания представляющей собой батарею конденсаторов различной емкости включаемой последовательно с нагрузкой. Комутация батареи осуществляется механически через "автоматы" (просто набирается ннужная емкость до начала процесса), после чего все включается. Нагрузка - униполярная (напряжения анодные больше катодных в 3-5 раз). Идея в том, что бы можно было в процессе изменять емкость "баласта" для регулировки тока в нагрузке.

Суть в том, что конденсатор нельзя подключить в произвольный момент времени, т.к. напряжение на нем и на батареи будет разным, и будут происиходить нежелательные переходные процессы...

Меня интересует, существуют ли какие то драйвера для MOSFET или IGBT (тиристоры, симисторы, может что то ещё?) которые позволяют отслеживать наличие 0, и только в этом случае включаться?

Ток в нагрузке до 10А (маленькая установка, в большой до 250), на входе ~380В.

Может кто сталкивался с подобным?
Спасибо.

[wave48]

Нужно поискать "твердотельные реле с коммутацией при переходе тока через ноль". Есть отечественные, представлены на www.owen.ru

[Alex-lab]

Посмотрел ТТР разных фирм, максимальное напряжение до 440В всего... нужно минимум 800.

[wave48]

Понятно. Химикам никак не догадаться применить ТТР для запуска высоковольтных симисторов.

[_Pasha]

применить ТТР для запуска высоковольтных симисторов.

Огласите схему. Вернее
- что будет, если ТТР пробивается ?
- что будет, если ТТР как МОС3083 - иногда любит включиться при подаче напряжения?
- что будет, если короткое замыкание по выходу симистора?

[wave48]

Предлагаю сделать это сначала автору темы. Дело в том, что там, где используются автоматы, нет никакой причины не использовать ТТР и никаких бросков напряжений, а только три фазы. А что там на самом деле?

Вернее, причина неиспользовать ТТР и симисторы очевидна - фазовый сдвиг и большая реактивная мощность.

Сообщение отредактировал wave48 - Oct 28 2010, 08:41

[Alex-lab]

Понятно. Химикам никак не догадаться применить ТТР для запуска высоковольтных симисторов.

Да я б с радостью этим не занимался, просто человек который занимается электроникой пинает балду, начальству пофиг, а мне нужно диссер делать. Такая вот политическая химия. Приходится вспоминать годы молодости проведенные в радиокружке)).

У нас в загашнике немало всяких кандовых советских тиристоров типа ТЛ4-250-10, модулей типа 2м2-40-5-2-а и подобных вещей... честно говоря их размеры наводят ужас)) Собирал регулятор напряжения для мотоцикла на симисторах BTA26, удобны тем, что у них изолированный крепеж, может можно к ним какой нить готовый драйвер подобрать который будет их в нуле включать? Нужны ли тут какие-нибудь защитные цепочки?

[Alex-lab]

Нашел оптическую развязку с включением по 0 MOC308x. Но он включается по нулю на симисторе, а не на баласте, можно ли его подключить, что бы он включался по нулю на баласте?



синий пунктир - подключение по мануалу.

[_Pasha]

Попробуйте смоделировать процессы переключения, например Ltspice

[wave48]

Понятно, извияюсь за подозрение в непонимании. Схема хорошая, но она неработоспособна будет. Дело в том, что конденсаторы дадут сдвиг фаз между током и напряжением и разрывать нужно будет реактивную мощность, а она не рвется принципиально. Нужно в первую очередь разобраться что есть ~ 380. Если как нарисовано, то это напряжение между двумя фазами. А как реально установлены автоматы? Вот с этого и нужно начать, нарисовать их в этой схеме.

[kratmel]

Для конденсаторов существуют спец пускатели - наберите в поиске CEM25C. Думаю что для ваших целей самый простой вариант.

[Alex-lab]

Понятно, извияюсь за подозрение в непонимании. Схема хорошая, но она неработоспособна будет. Дело в том, что конденсаторы дадут сдвиг фаз между током и напряжением и разрывать нужно будет реактивную мощность, а она не рвется принципиально. Нужно в первую очередь разобраться что есть ~ 380. Если как нарисовано, то это напряжение между двумя фазами. А как реально установлены автоматы? Вот с этого и нужно начать, нарисовать их в этой схеме.

Если на выводах конденсатора отсутствует разность потенциалов, то подключение параллельно ещё одного конденсатора с такой же разностью разве как то повлияет, несмотря на протекающий ток?
Автоматы установлены последовательно с конденсаторами, просто батарея конденсаторов и автоматы.
Вообще говоря, на будущее меня привлекает идея сделать автоматическую систему, в которой ток в процессе будет поддерживаться постоянным за счет обратной связи, путем переключения батареи конденсаторов. По этому заменять автоматы пускателями не хотелось бы. Это как бы первый шаг.

В принципе пугают не сами по себе переходные процессы, а возможность выхода из строя переключающего ключа или конденсаторов.

[wave48]

Если на выводах конденсатора отсутствует разность потенциалов, то подключение параллельно ещё одного конденсатора с такой же разностью разве как то повлияет, несмотря на протекающий ток?

Повлияет. Даст выброс напряжения и будет перезаряд емкостей. В этой цепи нет того момента времени, когда ток и напряжение оба по нулям. Фазовый сдвиг, причем очень большой. Изменение емкости будет влиять в первую очередь на него, а при переключении на ключе выделится колоссальная мощность. На таком принципе регулируют, например, яркость люминесцентных ламп в балластах, например IRS2158D. У вас очень похожая задача и предлагаю изучить как работают такие микросхемы.

Автоматы установлены последовательно с конденсаторами, просто батарея конденсаторов и автоматы.

Вот меня и интересует как к ним подведен нулевой провод. Думаю, что не всё так просто.

Вообще говоря, на будущее меня привлекает идея сделать автоматическую систему, в которой ток в процессе будет поддерживаться постоянным за счет обратной связи, путем переключения батареи конденсаторов. По этому заменять автоматы пускателями не хотелось бы. Это как бы первый шаг.

В принципе пугают не сами по себе переходные процессы, а возможность выхода из строя переключающего ключа или конденсаторов.

Эта схема не предназначена для переключения, поймите сначала как она работает, токи померьте, сдвиги фаз.

[MaslovVG]

Тиристор, семистор в открытом состоянии не имеют реактивного сопротивления ток и напряжение на нем не имеют сдвига по фазе между собой. Какие могут быть проблемы при переключении при переходе напряжения на тиристоре через ноль. Разве что перенапряжения на запертом тиристоре. Внимательно обсчитывайте схему.

[Dmitron]

делал реле на IGBT/MOS, с защитой - при амплитуде тока в 50А оно отключается, давая сигнал "Фолт". видя этот сигнал можно его повторно включить.....и включать до тех пор пока не включиться....
(Получалось 20 Баксов/реле 10 А. Если покапать - найду готовые)

[wave48]

Тиристор, семистор в открытом состоянии не имеют реактивного сопротивления ток и напряжение на нем не имеют сдвига по фазе между собой. Какие могут быть проблемы при переключении при переходе напряжения на тиристоре через ноль. Разве что перенапряжения на запертом тиристоре. Внимательно обсчитывайте схему.

Да, а что имеет реактивное сопротивление? Да, симистор не имеет реактивного сопротивления и поэтому вся реактивная энергия всегда превращается при его переключении в активную.
эх, недостаток....

[Alex-lab]

Схема включения такая как я приводил выше, только вместо симисторов стоят автоматы.

Если на конденсаторе ноль вольт и на другом ноль вольт, то скачек тока будет в нагрузке, а не в коммутирующем элементе? Или я не прав?

В общем, размышляя о перспективах понял, что даже если получиться коммутировать эти емкости, то система будет не масштабируема. В принципе конденсаторы тоже не сама цель. В идеале создать источник который смог бы выдавать ток более или менее произвольной формы, типа усилитель на 10 кВт...