Дает. Решение дифференциального уравнения u(t) = L* di(t)/dt + R * i(t) представляет собой два слагаемых - экспоненциальное и синусоидальное. Первое представляет собой ток переходного процесса и связанный с ним магнитный поток Фпер. Второе - установившийся ток и поток Фуст. Остаточная намагниченность сердечника вносит свой дополнительный вклад в поток ±Фост. Если включение происходит в момент перехода сетового напряжения через ноль, переходной процесс будет максимальный - магнитный поток в сердечнике достигает удвоенной величины. Если при этом произойдет насыщение сердечника, пусковой ток может превысить номинальный на порядок.

спасибо, Фост значит тоже немаловажен.

Да, какой-то вклад он тоже вносит. Но основное - это экспоненциальный переходной процесс. Кторый, кстати, будет в любой индуктивности, даже вообще без сердечника. Сердечник просто может это дело усугубить своим насыщением.

Так какой вклад?
Нужно ли " включается всегда в одной фазе напряжения, а выключается в другой" ?

Чтобы количественно оценить вклад остаточной намагниченности, нужно, как минимум, знать материал сердечника.

Что касается фазы включения, то для управления индуктивной нагрузкой и трансформаторами с железными сердечниками служат peak-switching твердотельные реле.

Сами понимаете это не ответ.

А peak-switching это такой вариант ускоренного плавного пуска редуцированного до одного периода.
Так тиристорами можно как угодно этот процесс удлинить.

К какой Вы хотели ответ? Никаких ведь данных нет. Остаточная намагниченность может увеличить пиковое значение магнитного потока при включении, а что при этом может произойти - зависит от многих факторов. Например, поток Фост может стать причиной насыщения (когда Фуст + Фпер к насыщению еще не приводят), тогда вклад Фост может стать катастрофическим.

Какое отношение peak-switching имеет к плавному пуску? Точка максимума синусоиды - это единственное место, где можно включить индуктивную нагрузку без последующего переходного процесса.

Реле и пускатели это классическое решение со времен СССР. Получается аппаратный шкаф. От этого хотелось бы уйти.

Про трансформаторы и тиристоры - вот статейка
Их рекомендуют включать в максимуме напряжения, про выключение ничего не сказано.


Почитал еще сегодня про твердотельные реле на мосфетах, посмотрел стоимость мосфетов, посчитал сколько на них будет тепла.. Решил отказаться.

Посчитал реактор на 100А. Получилась 100м бухта провода 6мм2. От способа укладки и диаметра бухты итоговая индуктивность зависит мало, для ориентира брал D=25-30см.

Измерил сопротивление сети фаза-ноль в офисе. Получил 0.5 Ома.
яИзмерил ток короткого замыкания и заснял характеристику срабатывания автомата C6 (во вложении). Очень быстро кстати работает. Снимал через трансформатор тока на 450А.
Почитал характеристики автоматов - http://zametkielectrika.ru/vremya-tokovye-...vyklyuchatelej/

В общем решение такое.
Вводная цепь - отдельное устройство защиты от пере/недо напряжения, пропадания фазы, чередования фаз и т.п. с размыкателем на вводной автомат силовой части.
Вводной 3-х фазный автомат силовой части класса D для защиты мощных 3-фазных потребителей (32А).
Механически связанный с ним автомат силовой части класса D для защиты малопотребляющих нагрузок (10А).
По 3 фазам токоограничивающие резисторы 0.5 Ом, 25 Вт.
По слаботочному каналу дополнительно токоограничивающий резистор 1.5 Ом, 25 Вт.
По 3 фазам трансформаторы тока, и пороговая схема защиты, настроенная на пусковые токи двигателей + рабочие нагрузки.
Сигнал со схемы защиты аппаратно отключает сигналы открывания тиристоров.
По слаботочному каналу свой трансформатор тока со своим порогом защиты.
На 3-фазные нагрузки дополнительный трансформатор тока на каждый канал через который пропускаются все 3 провода и получается сигнал разбалланса. В случае выхода из строя одного из тиристоров сигнал разбалланса должен отключать вводной автомат расцепителем (чтобы не сжечь 3-фазную нагрузку).

Итог темы - ток КЗ для защиты тиристоров проще всего ограничить мощным резистором.
Резистор выбирать с достаточным количеством нихрома на керамическом основании, чтобы мог выдержать ток КЗ на 1 полупериод.

Вводной автомат класса D, чтобы задействовать только тепловой расцепитель для защиты от пожара.
Возможен режим диагностики, при котором нагрузки могут последовательно включаться, и выполняться замеры тока их потребления с нахождением КЗ, обрыва, и просто аномального потребления.

Alexandr_Y
dI/dt решается за счет Zero-cross в MOC3083.

Поскольку на 3-фазных потребителей все-равно ставить трансформатор тока, чтобы контролировать свои же ключи..
Вопрос. Имея два датчика тока по 2-м фазам можно ли контролировать разбалланс фаз (умирание тиристора) и дополнительно реализовать плавный пуск?

Ответ заключался бы в численной оценке хоть для какого-нибудь трансформатора.




С этим я не спорю. Замечание полезное.
Но для движков это абсолютная мелочь. Там такой пуск по любому вызовет 5-и кратные броски тока.
Собственно вокруг реальных численных оценок крутится разговор.
Теория здесь малоинтересна.





А не забываете, что характеристика электросети в каждый момент определяется совокупность всех подключенных узлов.
Скажем учли сколько генерят в сеть двигатели работая в реверсе?

Alexandr_Y
Расскажите сразу по схемотехнике софт-стартеров, как они устроены. В интернете мало информации, живого под рукой нету.
Какие есть подводные камни при проектировании? Думаю все-таки реализовать.
Про те же реверсы, торможения, и т.д.

Надо смотреть характеристики трансформаторных сталей. Глянул для Э330А, остаточная индукция 1.14 Тл при индукции насыщения 1.896 Тл. Грубо можно считать, что из-за остаточной намагниченности пиковое значение магнитного потока при включении может увеличится на 25%.

Сегодня попробовал токоограничителем отечественный резистор С5-35в, 10 Вт, 1.1 Ом. Тест на КЗ выдержал, 1 полупериод по осциллографу, пиковый ток был ~130А. Резистор нагрелся градусов до 40, ничего не взорвалось. Нихром на нем 0.8мм, порядка 600мм длиной (14 витков d=13.5мм).

А мне вот непонятно про резисторы 0.5 ом, на ни при 50 А будет больше киловатта рассеиваться, не сгорят?

Сгорят. Я им то импульсный режим забываю посчитать, то рабочий
Остаются только транзисторы значит.
Хорошо что форум есть, я бы уже столько компонентов повзрывал...

Транзисторы, на самом деле, тоже могут не отключить кз при заранее неизвестном сверхтоке.
Лучше бы вообще определиться, нужен ли режим авт. восстановления после кз.
Если нужен - это нетривиальная задача.
Если не нужен - то поставьте быстродействующие предохранители, как предлагали в одном из первых постов.
Как компромисс, могу предложить схему с одной попыткой авт. восстановления.

Поддерживаю.
Reanimator++, Какое то оторваное от реальной жизни требование!
Ни один профессиональный электрик не пойдет устранять неисправность
не исключив предварительно возможность подачи напряжения на оборудование, на котором он работает.
Что он делает. По ТБ, отключает питающую линию, убеждается, что на ней нет напряжения, вешает табличку "не включать работают люди" и спокойно занимается ремонтом.
И мне интересно пойдет ли он что то делать, если ты скажешь, что нет автомата, который он может отключить и что на линию периодически подается напряжение для проверки устранил он КЗ или нет.

Согласен, в большой энергетике применяют системы АПВ, но тут ,ИМХО, не тот случай.

Да, ТЗ поставлено непрофессионально и во многом нерационально. Поэтому обсуждение такое бурное.
Автоматическое восстановление не нужно, любой сверхток это авария, установка должна полностью остановиться и отключиться.
Единственно, хотелось бы чтобы не надо было выполнять ремонт платы управления установкой после устранения причины КЗ.

Предохранитель это годный вариант - заменить предохранитель все-таки проще, чем тиристор, и сделать это может любой электрик.
(в идеале, конечно, вообще ничего не менять, но..)
Единственная проблема - 3-фазная нагрузка. Нужно мониторить состояние предохранителей и в случае обнаружения отсутствия одной фазы на нагрузке отключать вводной автомат силовой части и индицировать аварию.
По хорошему, это и на 1-фазных выходах надо делать. (сигнал аварии все-равно надо получить)

Кстати, про отечественные предохранители ВПБ, ВП2Б (Б - типа быстрые) кто-нибудь может что-то сказать? Естественно, найти про них какие-то цифры в документации не получается. Покупать партию и промерять время и энергию отключения?

Cие просто - достаточно подсоединить вход оптопары, через ограничительное сопротивление, к контактам держателя Пр.

Опишу привычные траблы -
предохранитель правильный, быстродействующий, с диодиком на маркировке, стоит гораздо больше BTA41.
при срабатывании автомата возникает выброс напряжения в киловольты, который легко пробивает малый зазор между выводом и радиатором BTA41... с последствиями...

Вот такой предохранитель не подойдет разве? http://www.chipdip.ru/product/c630-10a/
По энергии срабатывания самое то..

Описанный выброс напряжения варистором гасится? Я планирую на каждый тиристор по варистору + на каждую фазу по одному.

Оптопару думаю поставить уже после тиристора, чтобы можно было обнаружить не только срабатывание предохранителя, но и пробитый тиристор.

Я надеюсь это будет хоть какая то серия блоков, хотя бы 5шт. Иначе ставьте контакторы, дешевле будет. У Шнайдера и АВВ есть контакторы серий MINI, очень компактны и не дороги. У Шнайдера есть вариант мини серии для впаивания в печатные платы. Видел их использование в автоматике ворот больших и другого оборудования. Там контроллер "самопальный" и такие пускатели, и это серийка.

Предохранитель за 24р не пойдет, у него сверхток нормирован только на 125 В.
Мониторить предохранители может реле контроля фаз, тем более оно уже есть.
Про контакторы – полностью согласен, ну их, эти тиристоры, если нет особой необходимости.
Что за установка такая, что при десятке двигателей не найдется место нормальному шкафу управления?
В общем, сделайте как у всех: автомат общий и автомат + контактор на каждый двигатель.
Можно немножко оптимизировать.
Контроль делать с помощью контактных приставок к автоматам или всякими реле или оптронами.

Машина относится к лабораторному оборудованию.
Место под большой шкаф есть не на всех видах. На шкафах делали раньше, в итоге это ужасно. Куча пускателей, реле, пучки проводов.
Там еще защитная логика самого процесса машины также реализовывалась, в итоге очень громоздко и без поллитры разобраться невозможно.
Шкаф щелкает и гудит.
Есть несколько ПИД-регуляторов с малым периодом, на них так и так нужно ставить твердотельные реле.
Нужно все это безобразие выполнить печатным монтажом на плате без движущихся компонентов. Там же рядом будут мозги машины, тачскрин, ethernet... Я все более считаю что пускателям место в станках и в прошлом веке.

По предохранителям получается что нужно ставить на каждый канал (если верить табличке с джоулями).
(буржуи в аналогичном оборудовании вообще не ставят предохранители, считают что раз уж что-то померло то не грех и твердотельное реле заменить).

Я более склоняюсь к мысли самому промерить характеристику I^2*t, начав с наших предохранителей ВП2Б. (а потом и на тиристорах проверить)
Как считаете, можно ли использовать трансформатор тока и осциллограф для такого измерения?

Теперь понятно. Кстати, современные контакторы шумят гораздо меньше, чем старые.
и габарит имеют небольшой, уж не больше, чем тиристор с радиатором. И греются тоже меньше, чем тиристоры.
Вместо частых пусков, возможно, лучше поставить частотный регулятор. На небольшие токи они относительно недороги.
Если размещать мозги машины в том же шкафу, то нужны дополнительные меры защиты от помех.

Мозги на той же плате будут. Иначе там проводов не оберешься.
Дополнительных мер предпринимать пока не хочу, стандартная многослойная плата с базовым слоем земли. Рассчитанный импеданс проводников, согласование. Разделительный барьер от силовой части через оптопары. Особо чувствительных компонентов там нет, обычная логика. Посмотрим как получится.

Для силовых проводов к исполнителям хочу подобрать разъем по типу MiniFit, только посерьезнее. Первые варианты сделаю на клеммниках, но на мой взгляд это не так красиво, как разъем. Чтобы проводка к исполнителям делалась как жгуты в автомобилях - жгут собрали, оконцевали, обтянули, есть большой разъем с одного конца, с другого отводы в нужных местах. Это технологичнее, чем метки на кабелях и платах, меньше шансов перепутать при сборке или ремонте, проводка становится одной законченной деталью, а не кучей проводочков.

Делаете почти то же самое что и я.
Пока тут длится обсуждение я уже страссировал вот такую плату:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Коммутирует одну 3-х фазную нагрузку и три однофазных.
Плавный пуск и торможение двигателей до 3 кВт.
Тиристорное фазовое регулирование или просто контакторное включение.
Может выполнять реверс переключением фаз.
Измеряет напряжения, токи во всех фазах, имеет прецизионный аппаратный компаратор перехода через ноль.
Вход квадратурного энкодера, два ШИМ канала для дополнительных актуаторов, цепь безопасности согласно требованиям для электроприводов с использованием контактора.
18 аналоговых входов. 7 цифровых выходов, интерфейсы RS232, RS485, CAN. SD карта и энергонезависимые часы.
Также есть подключение к Wi-Fi и облакам в режимах станции, AP и Wi-Fi Direct.
Интегрирован софт регистратора/логгера сигналов в реальном времени на базе FreeMaster
Вот только дисплей с тачскрином на отдельной плате будут.
Ну и нет защиты от КЗ
Как то нецелесообразно.
Работа с клиентами говорит, что скорее они в разъем +24 воткнут 220, чем что-то закоротят.
А если уж закорачивает, то уже либо от возгорания, либо когда чем-то рубанет провод, т.е. по любому форсмажор.

Александр, спасибо за схему!

Внимательно рассмотрел, понял не все.

Касательно темы данного топика - на 1-фазные нагрузки вы предохранители все-таки поставили, а на 3-фазную не стали ) Выходит что отключение 1-фазной нагрузки не критично для работы машины, а затеваться с контролем предохранителей на 3 фазах не хочется.
Понятное дело что КЗ это форс-мажор, просто я не хочу высылать новую плату даже в этом случае

Пока склоняюсь к версии с гребенкой из предохранителей на каждый канал, плюс контроле наличия напряжения на выходе оптопарой. Это просто, понятно любому электрику, достаточно надежно (даже с учетом держателей предохранителей). В ЗИП с машиной положить правильных предохранителей и забыть про нее.

По схемотехнике:
- не понял зачем 3 реле сверху. Если это реверс, то почему 3 шт? Цепь экстренного отлючения? Вроде не похожа..
- поясните пожалуйста про цепь безопасности для электроприводов (где почитать?). Для текущей задачи не актуально (нет движущихся механизмов), но знать хотелось бы.
- чем измеряется ток? любопытный датчик.
- до конца не прочитал схему вокруг тиристорного модуля (зачем там диоды?) и схему контроля перехода через ноль. (может в ЛС?)

По плате:
- вижу что фазные цепи разнесли по разным слоям платы. Считаете достаточным межслойную изоляцию? В каком-то ГОСТ-е читал, что нужно 1.5мм толщины.. Какая компоновка платы выбрана?
- переход фазной цепи между внутренним и наружным слоем на отверстии - получается что внутренний слой только торцем дорожки подходит к отверстию, не стоит ли еще виасов добавить?

Схема непосредственно силовой части:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Цепь безопасности должна в любом случае отключать двигатель без участия процессора.
Обычно она только мешает, но без этого не получится сертифицировать.

А это стек платы:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Насчет толщины, то считал в свое время полагаясь на PCB Toolkit от SATURN PCB DESIGN
Переходные уменьшат площадь силовых проводников.
Но поскольку главное теплообмен, то решил улучшить теплообмен увеличением ширины проводников по максимуму.

Эта плата у меня не первая такая. Так что это работает, не сомневайтесь.

SK45UT08 как монтируется?
В печатную плату впаивается своими 15 мм штырьками?

AlexandrY, а в параллель диодам в цепях управления входными тиристорами Вы шунтирующие резисторы не ставите? Надежность запирания тиристоров обеспечивается?

Да прямо так и впаивается.



Проблем с запиранием не наблюдал. Хотя тестировал во всяких диких режимах. Выгорали даже MOV-ы , но тиристоры отключались надежно.

Александр, спасибо за проект!
Вы мне очень помогли, думаю что и не только мне.

Отводы через 3 резистора 100к - для компаратора нуля? Интересное решение, задействовать землю. Я до конца не понял схему подключения - нейтраль и землю вы объединяете на силовом входе?

Очень красиво оптопару отключать оптосимистором когда устройство не работает, я бы не додумался

По толщине действительно Saturn выдал мне 0.25мм зазора межслойного. Но я пожалуй не буду внутрь убирать фазы, планировал прокладывать их снаружи, вскрывать маску на дорожках и дополнительно лудить для увеличения сечения.

В качестве датчиков тока не думали использовать трансформатор? Разница в цене очень значительная.

Нет это для измерения напряжения. Нейтраль и земля у меня нигде не объединяются.




Я посчитал, что безопасней держать высокое напряжение под маской. А луженые дорожки тут как-то обсуждали. Эффект будет не такой ради чего стоит заморачиваться.



Мой гугль не нашел трансформаторов из вашей таблицы.
А датчики, что я применил очень технологичны, опробованы, да и закупаем мы их не штуками.

http://www.eltranstech.ru/products/izmerit...ator-serii-t03/ - трансформатор из таблички.
Единственный минус - крупноват, 30х17х30 (ДхШхВ).

Испытал сегодня нонейм предохранители, которые были в коробке.
На 1 и 2 А. Стеклянные. Коммутировал BTA41 через MOC3083, т.е. в переходе через 0.
Форма тока была похожа на треугольник, сначала линейный рост, затем разрыв.
1А сработал за 1.5 мс, 2А за 2 мс. Максимальный ток для 1А был 60А, для 2А - 100А.
Считаю джоулев интеграл по максимальному току (округляю импульс вверх до прямоугольного).
100А * 100 А * 0.002с = 20 А^2*сек. Для тиристора BTA12 в даташите написано 78 А^2*сек. Т.е. не сгорит.



Мне кажется, что в моем случае не получится убрать фазы внутрь при всем желании. У вас рабочий ток 5А, у меня 35А..

Да и непросто вашу плату сделать, наши производители 70мкм держат только 1.5 и 2 мм толщиной.. Многослойка не выйдет. У меня выходит порядка 20мм дорожка для 106мкм..

Кроме габаритов трансформаторы еще и не технологичны. Сборщик возьмет отдельные деньги за выполнение витка и монтаж с пайкой такой конструкциий.
Кроме того трансформаторы искажают форму тока при кратковременных переходных процессах.
Это может сильно навредить при попытке реализации фазового управления с обратной связью по току.

Плату тестировал и на нагрузке в 6 кВт. Легко выдерживала кратковременные токи в 60 А.
Просто контакторы стоят 3 кВт. А так я бы смело мог бы коммутировать 16А RMS на этой плате.

Но самое интересное какой микроконтроллер планируете поставить на этой плате.
Думаете два слоя под это дело хорошая идея?

А вы сразу с первичным витком заказывайте ) Я брал залитое исполнение в корпусе с выводами для пайки на плату.
Диапазон частот 10кГц...
В любом случае, разница в стоимости в 4 раза..


Контроллер будет Альтера.
Думаю что два слоя это ужасная идея. Только 4.

Впрочем, можно взять за базу двусторонку 1.5мм 106мкм, выполнить на ней силовые проводники, и препреги добавить уже с фольгой 35 мкм.
Надо узнать что производитель думает по поводу такой компоновки..

ставьте контроллер на дочерней плате.

Ого, серьезный замах. ;)

Я просто другие не умею готовить Плюс есть пара задачек, удобных для него.


Продолжил сегодня тестировать предохранители.
Краткий отчет -
1А - 5 А^2*s
2А - 20 A^2*s
6.3A - 120 A^2*s (китай)
10A - 450 A^2*s
Предохранители отечественные ВП2Б, ВП3Б, китайские и проч - результат примерно одинаковый.
Все цифры с большим запасом (я уже говорил, что треугольную форму тока округлял до прямоугольной - реально надо делить на 4).

Еще важный момент - типоразмер предохранителей.
В размере 5х20 после срабатывания сохраняют корпус только 1А и 2А.
В размере 6х30 выживает 5А, иногда 6.3А.
Более крупные не тестировал, поидее на 10А надо ставить следующий типоразмер.
10А-е в малых корпусах взрываются со страшной силой, разнося все вокруг осколками и покрывая гарью. Керамика покрепче чем стекло.

Вот такая история. Жалко что чтобы добыть эту информацию надо повзрывать кучу приборов, надеюсь кому-нибудь поможет.

Это Вы их еще на сверхтоках не пробовали (хотя бы 5-10 кА).
А еще попробуйте тот же эксперимент с индуктивной нагрузкой (двигатель).

alexvu
Это вы мне предлагаете его в аппарат точечной сварки засунуть?
Проверю, конечно, позже на нормальной промышленной сети, но не думаю что такие токи будут достижимы - есть еще провода подключения установки и монтажные провода внутри (котрые 2.5мм2 для 10Аmax нагрузок и 1мм2 для 2Аmax нагрузок).
С двигателем проверится в штатном режиме. Что именно проверять? Что не сдохнет от пускового тока? Судя по осциллограммам не должен. 2А выходил где-то на 100А, 10А - где-то на 400А. Это при синусоиде 50Гц.. Ну будет у двигателя 50А пусковой ток, но ведь вклад вносит квадрат тока.. Т.е. разница в 60 раз..

AlexandrY
Мне ваша схема измерения напряжения не дает покоя
Вы уверены что допустимо использовать землю для этих целей? Может ли быть ситуация, что земля не подключена?
Может лучше на нейтраль? Крохотный трансформатор например..

Чтоб земли не было такое я не встречал. Бывало что нет нейтрали.
Да и измерить надо ведь разницу между фазами (схема то для движков), здесь опорная точка для измерения не так важна.

Я имел в виду, что при индуктивной нагрузке время отключения при сгорании предохранителя может стать гораздо большим при тех же токах, что Вы измерили, из-за более длительного дугового разряда.
Про сверхтоки: для предохраниетлей, предназначенных для защиты от КЗ, всегда нормируется значение сверхтока, на которое он рассчитан.
Например, для самых дешевых бытовых автоматов - 4500 А. При большем токе автомат может вообще не отключиться (привариться) или произойти еще какая-то неприятность.
Плавкие предохранители, для которых не указан этот параметр, могут стать причиной пожара или повреждения оборудования, например при разрушении корпуса перебросить дуговой разряд на близлежащие цепи и компоненты.
Также может образоваться проводящая дорожка из расплавленного металла, и отключение не произойдет вообще.
В общем, для плавких вставок допустимыми надо считать лишь те режимы, при которых не разрушается корпус.

Эта информация никому не нужна. И, надеюсь, никто на неё ориентироваться не станет. Применяя защитные устройства, к которым относятся предохранители, разработчик и технический персонал должен ориентироваться только на задокументированные параметры, которые изготовитель гарантирует.

А вся эта любительская кустарщина с тестированием может чего добавить в голову для понимания различный ситуаций, но и только.

заказчики еще могут и сертификат на предохранители запросить.

Вот такой простой результат получился.
Уже успели опробовать. Бойцы включили трехфазный компрессор на закрытый кран. Тот честно качал до перегрузки. Предохранители сработали, тиристоры живы, компрессор тоже. Поменяли предохранители в колодках, паять ничего не надо.

Теперь думаю о логике детектирования аварии по 3 фазам. Т.к. оптопары стоят по выходам, то допустим при пропадании 1 фазы (умер ключ или предохранитель, или она просто отгорела на вводе) через обмотки нагрузки все-равно будет напряжение поступать на оптопару.
Т.е. надо отслеживать именно порядок чередования импульсов перехода через ноль.

Дык никто уже не считает. Симуляторы на то есть...