Как эффективно рулить симистором с индуктивной нагрузкой?

p_v · 22.09.2020, 09:05

Есть регулятор скорости, где симистор управлятся напрямую с микроконтроллера. Т.к. токи потребления всей схемы и тока зажигания симистора сравнимы, то хочется рулить симистором короткими импульсами, чтобы меньше перекашивало блок питания, и меньше бодаться с пульсациями.

Но есть проблема на максимальной скорости - фаза тока запаздывает за zero cross, и если подать импульс раньше чем симистор "отпустит", то он совсем не включится.

Собственно, вопрос - как правильно корректировать фазу зажигания, и что еще учесть, чтоб алгоритм был устойчив к помехам? Что-то мне очень не хочется в реалтайме фазу тока отслживать.

Самый школьный вариант - 1 раз (в калибровке) померить сдвиг фазы тока на максимальной скорости, и тупо ограничить максимально возможную фазу зажигания, чтобы не попадать в проблемную область. Но он мне не нравится своей школьностью

.

Сейчас используется еще более детский вариант - держим напряжние зажигания до zero cross и кладем на последствия. Недостаток - большие броски потереблямой мощности.

PS. Токи зажигания snabberless симисторов - 10 / 35 / 60 ма. Можете сами прикинуть, сколько это по сравнению со всей остальной схемой рулятора.

parovoZZ · 22.09.2020, 10:36

У меня та же задача. Я с нагрузки завёл ОС, чтобы гасить управляющий импульс, т.к. он полностью берётся из энергии, запасённой в конденсаторе.
А ток надо доворачивать снаббером.

kreking · 22.09.2020, 11:08

Сообщение от p_v

...тока зажигания симистора...

Наверно ток удержания симистора или напряжение включения по управляющему электроду. На просторах форума были темы по включению симисторов в разных квадрантах. Некоторые "конструкторы" отказались от прямого управления симисторами с микроконтроллера. Лучше схему силовой части представьте, понятно будет всем.

Yuri222 · 22.09.2020, 12:23

Сообщение от p_v

Токи зажигания snabberless симисторов - 10 / 35 / 60 ма. Можете сами прикинуть, сколько это по сравнению со всей остальной схемой рулятора.

ИМХО корректнее сравнивать не с током потребления регулятора, а с током потребления мотора.
А если применить опторазвязку - управлять оптроном (там ток будет в пределах десятка миллиампер)...
Или поставить мост + полевик (или два полевика без моста) - вобще мизерный ток потребуется...

p_v · 22.09.2020, 12:38

Сообщение от parovoZZ

У меня та же задача. Я с нагрузки завёл ОС, чтобы гасить управляющий импульс, т.к. он полностью берётся из энергии, запасённой в конденсаторе.
А ток надо доворачивать снаббером.

У меня вопрос не по схеме, а по математике. Железо работает, улучшать там нечего, честное пионерское.

В программе есть "блок управления симистором". На входе уставка от 0 до 100% (попугаев).

Как это пересчитать в угол включения симистора (или как его там называют)?
Как линеаризовать?

Сейчас сделано примитивно - фазу берем из таблички компенсации синуса, и держим зажигание до упора (пока напряжение до нуля не упадет). Из недостатков:

В диапазоне 90-100% скорость уже максимальная.
Симистор жрет больше чем хочется.

Это конечно дилетанство, но для бормашинок, дрелей, болгарок и т.п. - вполне приемлимо. Но хочется разобраться, и сделать "по науке".

Чуть менее тупой вариант - померить сдвиг фазы на максимуме/минимуме, и мапить уставку пропорционально: 0..100% =› 2..90% угла. Но для этого нужна уверенность что фаза тока отъезжает линейно. И не совсем понятно как коррекцию сетвого синуса накладывать.

p_v · 22.09.2020, 12:52

Сообщение от Yuri222

ИМХО корректнее сравнивать не с током потребления регулятора, а с током потребления мотора.
А если применить опторазвязку - управлять оптроном (там ток будет в пределах десятка миллиампер)...
Или поставить мост + полевик (или два полевика без моста) - вобще мизерный ток потребуется...

Т.к. я бодаюсь с пульсациями БП электронной части, то потребление зажигания надо сравнивать именно с потреблением электроники. Сколько будет ждать мотор - абсолютно фиолетово, на БП не отразится.
Оптрон - лишняя здоровая деталь, которую надо еще и обмазать снаббером, чтобы не залипал. Были уже "несчастные случаи на стройке".
Альтрнтивные схемы управления все равно не решают вопрос, как правильно компенсироать фазу тока.

Короче, железо - это отдельная тема. Оно оптимально, исходя из текущих задач. Если мы будем обсуждать железо, то алгоритмы лучше не станут. Давайте решать проблемы согласно их актуальности.

Yuri222 · 22.09.2020, 13:26

Сообщение от p_v

Оптрон - лишняя здоровая деталь, которую надо еще и обмазать снаббером, чтобы не залипал

А разве снаббер вешают не на сам тиристор/симистор? Причем, чтобы гарантированно не залипал - в любом случае...

p_v · 22.09.2020, 14:18

Сообщение от Yuri222

А разве снаббер вешают не на сам тиристор/симистор? Причем, чтобы гарантированно не залипал - в любом случае...

На силовой триак снаббер больше, и надо параметры мотора учитывать. В реальной жизни, на сотнях ватт, если триак 3Q snubberless, то достаточно снаббера только на оптротриак. Я давал в другой теме ссылки на схемы, они все рабочие.

Panasonic Application Note 030, Driving Triacs with Phototriacs

В общем, этап "как подключить триак" давно позади, и меня интересуют более тонкие вопросы, по которым в интернетах с инфой не очень.

Yuri222 · 22.09.2020, 17:03

p_v, у bordodynov в соседней ветке пробегает высоковольтный (~ 200V) стабилизатор с полевиком - может, использовать его вместо симистора для питания коллекторного моторчика? И не будет проблем ни с током, текущим после 0V в сети, ни с мощностью, потребляемой управлением симистора...

genao · 22.09.2020, 18:17

Формируем передний фронт импульса напряжения управления, держим управление пока не упадет до 3 Вольт напряжение на выводах симистора, то есть когда включится симистор, либо сетевое напряжение не перейдет нуль в случае не включения симистора.
С момента когда включиться симистор считаем время Т1 до перехода через нуль сетевого напряжения, затем считаем время Т2 от перехода через нуль и когда оно станет равным Т1, ток через симистор станет равный нулю. И можно подавать через 5-10 электрических градусов следующий импульс управления. 10мсек=180эл.градусов.

На чем это основано. За время Т1 до перехода через нуль сетевого напряжения энергия W1 накапливается в индуктивности. После перехода через нуль энергия рекуперируется/инвертируется обратно в сеть, и она расходуется за время Т2 практически равное Т1. Для случая подскока сетевого напряжения в результате инвентирования делаем запас еще на 5-10 эл.градусов, чтобы энергия полностью расходовалась и ток инвентирования через симистор гарантировано прекратился.