Цитата(Cлесарь @ Apr 18 2010, 17:38)
Колебание напряжения питающей сети влияет на нагрев тенов, что необходимо исправить. Я не говорю о высокой точности. Меня устроит стабильнисть мощности тенов в пределах 3% по напряжению.
Подскажите, как можно стабилизоровать. Компенсировать колебания питающей сети?
Для тиристорной регулировки мощности, подаваемой на ТЭН-ы, существуют два популярных метода:
1) "Фазовое управление", при котором регулируется момент открытия тиристора (симистора) в каждом полупериоде сетевого напряжения
2) "Числовое управление", когда тиристор (симистор) в течении некого длительного интервала времени полностью открывается на некое целое число М периодов сетевого напряжения, а в течении N полных периодов остается закрытым. Меняя соотношение M/(N+M) можно регулировать мощность в нагрузке (т.е. в ТЭН-е)
Схема, которую вы привели, использует метод 1). Недостатки этого метода таковы:
- В момент отпирания тиристора (симистора) напряжение на нагрузке меняется скачком, и через нее скачком начинает течь ток. Это создает помехи. Особенно много помех будет при половинной мощности, когда симистор открывается в середине каждого сетевого полупериода. При большой мощности нагрузки помехи могут оказаться так велики, что начнет сбоить близлежащее электронное оборудование - компьютеры, контроллеры, и т.п. Чтобы задавить помехи, очень желательно использовать LC-фильтры (которые в вашей схеме не показаны), а они получаются очень громоздкими и дорогими.
- Если момент отпирания симистора линейно увеличивать, то выходная мощность будет меняться нелинейно. Это понятно, ведь напряжение меняется по синусоиде, а мощность в резистивной нагрузке будет меняться пропорционально квадрату синуса. За счет этой нелинейности весьма трудно обеспечить правильную компенсацию изменений напряжения. Поэтому вам предлагали завести обратную связь (при помощи лампочки и т.п.), это позволило бы избавиться от проблемы с нелинейностью регулирующего элемента, но зато усложняет устройство в целом. Без обратной связи наиболее разумным решением было бы использование микроконтроллера, который бы компенсировал нелинейность при помощи "противоположной" нелинейности при задании момента отпирания симистора. Например, в его памяти можно хранить таблицу, по которой будет расчитываться момент отпирания.
Если использовать метод 2), то у него перечисленных выше недостатков нет. Тем не менее, с ним тоже не все гладко:
- Необходимо как-то гарантировать, чтобы ТЭН-ы были включены целое кол-во периодов сетевого напряжения. Нельзя чтобы ТЭН был включен в течении неравного кол-ва положительных и отрицательных полупериодов: это вызовет появление постоянноого тока, который, протекая через обмотку трансформатора на подстанции, вызовет подмагничивание сердечника, что может послужить причиной неисправности транса. На величину постоянного тока в нагрузке существуют жесткие нормы, и при ваших мощных ТЭН-ах несбалансированность даже на 1 полупериод за минуту может быть чревата.
- Мощность зависит от напряжения нелинейно, а как квадрат. То есть, ваш регулятор должен измерять сетевое напряжение, возводить результат в квадрат (например, при помощи аналогового умножителя) и затем линейно менять соотношение M/(N+M). Чисто аналоговыми методами эта задача решается, но довольно громоздко. Предложенное выше изящное решение с лампочкой можно применить и здесь: если лампочка включена в сеть, ее яркость пропорциональна мощности, так что сигнал со светодиода или фоторезистора можно использовать для регулировки числа периодов M за интервал M+N
Но вообще же, сейчас обе эти проблемы красиво и просто решаются при помощи простейшего микроконтролера.
