Симисторный регулятор мощности 3-фазный

[m_bc]

Помогите кто-нибудь. Сладил схему трехфазного регулятора мощности на симисторах ТС 132-50-12. В каждой фазе по три активные нагрузки. Симисторы закреплены анодами на одном общем теплоотводе и подключены к нулевому проводнику. Фазы подаются через нагрузку на катоды. Управляются симисторы каждый через оптрон АОУ103В и последовательно включенные в цепи управляющих электродов резисторы 1.8 к. При определенных углах управляющих импульсов некоторые симисторы становятся не управляемыми.
В ЧЕМ ПРИЧИНА ??????

[Alex9797]

Помогите кто-нибудь. Сладил схему трехфазного регулятора мощности на симисторах ТС 132-50-12. В каждой фазе по три активные нагрузки. Симисторы закреплены анодами на одном общем теплоотводе и подключены к нулевому проводнику. Фазы подаются через нагрузку на катоды. Управляются симисторы каждый через оптрон АОУ103В и последовательно включенные в цепи управляющих электродов резисторы 1.8 к. При определенных углах управляющих импульсов некоторые симисторы становятся не управляемыми.
В ЧЕМ ПРИЧИНА ??????

А какое напряжение фаз? Насколько я помню, проблема АОУ103В состояла в том, что он рассчитан на максимальное напряжение всего 200 вольт. Поэтому следует ожидать самопроизвольного их отпирания, с последующим отпиранием и симистора, при амплитудном значении питания более 200 вольт (реальное значение для каждого скорее всего зависит от индивидуальных параметров, и от температуры корпуса).

Кроме того, интересно, как оптотиристор может управлять симистором? Ведь как минимум надо оптотиристор с диодным мостом использовать, но об этом в исходном тексте ничего не сказано. То есть, если АОУ103 включен в цепь управления без диодного моста, то при положительной полуволне он может отпираться в нужный момент, а при отрицательной полуволне - самопроизвольно, когда сам захочет.

И более конкретную схему включения, на картинке - в студию!

[m_bc]

Схему одного канала одной фазы прилагаю. Напряжение трехфазное 380В.
При поочередном регулировании каждого канала каждой фазы все работает нормально. Но при увеличении мощности в разнобой каналов одной фазы, в этой фазе и в другой появляются не качественно управляемые симисторы.
Пробовал менять проводники управляющих электродов каналов одной фазы
рабочего и глючащего симисторов. Проблема оставалась. Питание схем управления общее для всех трех фаз 5В.

[E_C_C]

Но при увеличении мощности в разнобой каналов одной фазы, в этой фазе и в другой появляются не качественно управляемые симисторы.

Не совсем понятно как это " разнобой каналов одной фазы" , но предположу , что при несимметричных нагрузках , напряжение превышает максимальное для оптрона , и имеет место описанное выше явление самопроизвольного их отпирания.
Попробуйте другие оптроны , или RC цепи параллельно симисторам.

[Alex9797]

При поочередном регулировании каждого канала каждой фазы все работает нормально. Но при увеличении мощности в разнобой каналов одной фазы, в этой фазе и в другой появляются не качественно управляемые симисторы.

Надо еще посмотреть, как сделана схема формирователей импульсов запуска симисторов. Она должна синхронизироваться с началом "своего" полупериода. То есть, с моментом перехода синусоиды через ноль.

Так вот, судя по типу симисторов, нагрузку они коммутируют довольно мощную. При отпирании симистора в момент, когда амплитудное значение фазного напряжения близко к максимальному, возникает бросок тока с большой амплитудой, и крутым фронтом. Этот ток идет по фазному проводу, и по нулевому проводу. Фазному от этого вред небольшой. А вот нулевому плохо. Он не рассчитан на большие токи. Поэтому чаще всего его сечение заметно меньше, чем у фазных.

Весь расчет на то, что нагрузка распределена по фазам равномерно, и фазные токи друг друга уравновешивают. Но в нашем случае в нулевом проводе возникает импульс тока, ничем не уравновешенный. И он создает на тонком нулевом проводе локальный бросок напряжения, амплитуда которого может достигать десятков вольт. Так как нулевой провод для всех трех фаз является общим, то этот бросок напряжения суммируется в двух других фазах, и искажает форму их синусоид. Это приводит к смещениям моментов определения перехода через ноль, и даже к ложным срабатываниям детекторов нуля.

То есть, если трехфазная линия слабенькая, длинная, далеко от силового трансформатора, и нагружена на пределе своих возможностей, то такие фокусы при коммутации симисторов гарантированы.

Какой выход? Нужно для формирователей импульсов запуска сделать искусственную нулевую точку, которая вообще отвязана от нулевого провода. И не жалеть конденсаторов, чтобы форма синусоиды на формирователях была покрасивше.

Но и вторая причина остается в силе - АОУ103В не рассчитаны на такое напряжение! И запросто могут открываться самопроизвольно! Их надо заменить на более подходящие.

[you_go]

Можно поробовать в Вашей схеме драйверы триаков. Мост при этом не требуется. Например, MOC3023M (без детектора нуля - если используется при управлении нагрузками ШИМ) или MOC3063 (с детектором нуля - если при управлении пропускать только целые полупериоды. Последние к тому же более высоковольтные - 600V). Они вполне доступны (я брал в chip-nn.ru)

[woroba]

Для силовых схем всегда использую импульсники, в свое время тоже пытался "изобрести" драйвер для тиристоров(симисторов), но практика доказала преимущество импульсников. Да и то цене они будут не дороже!

[m_bc]

Надо еще посмотреть, как сделана схема формирователей импульсов запуска симисторов. Она должна синхронизироваться с началом "своего" полупериода. То есть, с моментом перехода синусоиды через ноль.

Какой выход? Нужно для формирователей импульсов запуска сделать искусственную нулевую точку, которая вообще отвязана от нулевого провода. И не жалеть конденсаторов, чтобы форма синусоиды на формирователях была покрасивше..

Ноль отслеживается на каждой фазе посредством трансформаторов с которых через транзисторные ключи и триггеры Шмидта подаются на входы прерывания микроконтроллеров. Каждую фазу обслуживает свой микроконтроллер. Они по заданному промежутку времени выдают управляющие сигналы на оптроны. Если нужно могу изобразить.
Трехфазная линия мощная,кабель медный с сечением жилы 95кв.мм.
А если я использую вместо оптронов импульсники, проблема отпадет?
Хорошо если бы Вы изобразили формирователь о котором упоминаете с искусственной точкой.

[LazyEd]

Симисторы ТС132 имеют приличный ток управления, до 200 мА. При сопротивлении ограничивающего резистора 1,8 к , напряжение, при котором включится симистор может составить 360 В. Может в этом проблема ?

[Alex9797]

Ноль отслеживается на каждой фазе посредством трансформаторов с которых через транзисторные ключи и триггеры Шмидта подаются на входы прерывания микроконтроллеров. Хорошо если бы Вы изобразили формирователь о котором упоминаете с искусственной точкой.

Искусственная нулевая точка образуется легко. Для этого надо соединить звездой три одинаковые нагрузки, подключить к фазным проводам, а общая точка их соединения и будет искусственной нулевой точкой. Нагрузки должны быть как можно идентичнее. Для вашего случая нужно взять уже существующие три трансформатора (если они совершенно одинаковые), как они есть, но точку соединения их первичных обмоток отсоединить от нулевого провода.
Эта мера улучшит положение, если причиной сбоев является взаимное влияние симисторов через нулевой провод.

А если я использую вместо оптронов импульсники, проблема отпадет?

Вся наша проблема в том, что мы достоверно не знаем настоящую причину сбоев. Мы только предполагаем несколько возможных вариантов. Некоторые из них окажутся ошибочными, когда выяснится настоящая причина. Поэтому сейчас невозможно однозначно сказать, что проблема отпадет.

Да, импульсный трансформатор во многом надежнее оптосимистора. По крайней мере, ему не страшен большой ток управляющего электрода. И если верно предположение, что сейчас оптотиристоры самопроизвольно отпираются при большом напряжении, то эту проблему импульсник однозначно решит.