Фазное регулирование нагрузки

[UZHUR]

Доброго времени суток уважаемые форумчане! Затеял проект "Столик для подогрева плат и сушки чипов" под управлением Arduino nano. Проект то собрал, ПИД отрабатывает по ШИМ сигналу, температуру держит. Но почитав литературу о том, что ШИМом управление нагрузкой-это не совсем правильное решение, пришёл к выводу, что есть необходимость использования пользовательского блока Phase_regul_Tm2 (фазное регулирование нагрузки).
Блок скачал, установил, настроил. Работает, но есть одна проблема. Какое бы я не задавал значение мощности на входе Value блока (от 1 до 254), почему то импульсы управления на выходе Arduino Nano совпадают с импульсами прохождения нуля. То есть симистор, которым мне нужно управлять постоянно полностью открыт и пропускает 100% мощности. Может кто сталкивался с подобной проблемой и решил её? Может просто блок не корректный? Третий день бьюсь, не выходит "каменный цветок"

Отправлено спустя 9 минут 2 секунды:
Или все таки достаточно ПИД регулирования???

[Ingwar]

Для начала Вашу схему (с номиналами) и проект в студию.

[Sancho]

Для начала Вашу схему (с номиналами) и проект в студию.

Или про-инвертируйте сигнал на симистор

Отправлено спустя 7 минут 37 секунд:
Имею ввиду включите оптрон между выходом и общим вместо выход/5в. Или наоборот.

[UZHUR]

Вот схема и результат измерения сигналов осциллографом.
На изображении "Результат":
Жёлтым цветом– 220 вольт
Синим цветом – сигнал прохождения через ноль
Красным цветом – сигнал на управление симистором

Отправлено спустя 19 минут :
На этой схеме кусочек регулирования мощности после выхода с ПИД регулятора. Мой проект работает при помощи ПИД регулятора (проверено в железе). Я задал вопрос по корректности регулирования нагрузкой, т.к. при использовании в проекте ПИД регулятора не особо получается точно и плавно регулировать температуру нагревателя. К примеру: при первом запуске температура перескакивает выше заданной примерно на 20 градусов, потом снижается и держит заданную температуру в пределах + - 1,5 градусов.Абсолютной точности добиться не удалось. А происходит это из за того, что ПИД выдаёт на выходе сигнал (типа ШИМ), который управляет твердотельным реле и далее нагревателем. В какой момент включится нагреватель, или какую часть полуволны он через себя пропустит неизвестно. Поэтому и нужно применение блока Phase_regul_Tm2, который определит момент прохождения синусоиды 220 вольт через 0 и от этой точки определяет какую часть полуволны пропустить через симистор в зависимости от ШИМ сигнала (от 0 до 255) подаваемого на вход Value блока с ПИД регулятора.

СпойлерПоказать

Схема

Результат

[Sancho]

UZHUR, Приложите текущий проект.

Отправлено спустя 1 минуту 39 секунд:
Какая мощность нагрузки?

Отправлено спустя 4 минуты 30 секунд:
Попробуйте блок отсюда, вход 0-100

[UZHUR]

Нагрузка в среднем 1 кВт. Просто экспериментировал с разными нагревателями, начиная от обычного утюга на 1,2 кВт и заканчивая китайскими керамическими нагревателями общей мощностью 900 Вт. разницы нет

Отправлено спустя 4 минуты 20 секунд:
Почему не хочу выкладывать полную версию проекта? Потому, что он ещё не готов. Конечно выложить не проблема, но кто нибудь его возьмёт за "идеал", скачает и потом начнёт выдвигать претензии и обзываться всякими нехорошими словами. Проект то я в конечном итоге выложу конечно, но только тогда, когда он полностью будет адекватно работать.

[Dryundel]

Может просто блок не корректный? Третий день бьюсь, не выходит "каменный цветок"

Блок корректный проверял и настраивал в том же протеусе лично.

Вот схема и результат измерения сигналов осциллографом.

А где на схеме управление блоком Phase_regul_Tm2?
При правильной настройке сигнал на управление симистором должен выглядеть не так.

Отправлено спустя 21 минуту 20 секунд:

Вот работа данного блока.
Там надо очень четко разобраться с параметрами пользователя.
Зеленым цветом – сигнал прохождения через ноль
Красным цветом – сигнал на управление симистором

[ViktorPetrov]

Фазное регулирование нагрузки переменного тока реализовывается в FLProg при помощи стандартных блоков т.е.линии задержки в скоростном счетчике

Фазное регулирование нагрузки.flp

(80.15 КБ) 186 скачиваний

осцилограмма работы регулятора. Симистор сам закрывается при переходе через ноль ,чтоб его открыть нужно подать сигнал с задержкой в зависимости от выставленной мощности регулятора.

[com]

Почему не хочу выкладывать пол

Вам предлагают помощь, которую сами же и запросили, а зачем то думаете о тех кто скачает. Как говорилось не однократно, экстрасенсов здесь нет. Мног раз уже было, говорят что сделано так то и так то, а по схеме совсем наоборот. Если нужна помощь, выкладывайте проект, может помогут

[Dryundel]

Фазное регулирование нагрузки переменного тока реализовывается в FLProg при помощи стандартных блоков т.е.линии задержки

Все это конечно здорово. НО!...
Автор Phase_regul_Tm2 не просто так создал этот блок, хотя и этот блок имеет свои недостатки (об этом позже)
Со слов автора, а часть его заявлений я проверил опытным путем, фазный регулятор на встроенном скоростном счетчике(линии задержки) имеет следующие недостатки:
— высокая частота прерываний от таймера («грузит» Ардуинку). (подтверждаю)
— на выход управления симмистором подаётся только одиночный импульс длительностью 40мкс. Для индуктивной нагрузки, надо чтобы импульс открытия симмистора был до конца полупериода. (подтверждаю, на довольно мощной индуктивной нагрузке симмистор начинает глючить)
— выход на симмистор нельзя назначить вывод из числа «аналоговых»
— нет возможности «инвертировать» выход на симмистор, например, у меня в отличии от схемы автора Фазное

Кроме того у Вас в схеме есть стандартный блок ПИД регулятора, а откуда Вы возьмете обратную связь если это двигатель? Вставите еще один блок скоростного счетчика? Не получится, аппаратный таймер уже задействован. Компилятор не примет такой скетч.
Так что Phase_regul_Tm2 весьма не плохое решение.

Отправлено спустя 9 минут 41 секунду:

Вам предлагают помощь, которую сами же и запросили, а зачем то думаете о тех кто скачает. Как говорилось не однократно, экстрасенсов здесь нет....

Зря Вы так. Автор топика просит помощи по настройке блока Phase_regul_Tm2 в основном. На сколько я понимаю именно из-за него встал проект. И по этой части информацию он выдал.
Вот только пропал куда то. Может вопрос закрыт?

Отправлено спустя 16 минут 18 секунд:
К стати, если кому интересно, готовый модуль фазного регулятора существует. Сам долго искал и недоумевал почему же никто не делает. Оказалось делают.

СпойлерПоказать

robotdyn.ru
Заказал себе парочку у тех же китайцев, через офсайт дороже оказалось из-за доставки.
ru.aliexpress.com...
И даже библиотека от производителя для него существует:
https://github.com/RobotDynOfficial/RBDDimmer
Пытался я ее поковырять но вот незадача данная библиотека конфликтует со стандартным скоростным счетчиком. (как я понял) Бросил.
Может кто попытается?

[Sancho]

Делал фазорез на таймере
ISR(TIMER1_OVF_vect)
{
TCNT1 = time_us_set;
.....
Работает отлично, количество каналов ограничено количеством пинов...
На выражение "грузит ардуино" - отдельный 168 мк за менее 100 руб и SPI или I2C.

[Dryundel]

отдельный 168 мк за менее 100 руб и SPI или I2C.

Возможно Вы и правы. Но при серьезной индуктивной нагрузке симмистор реально глючит и он видимо закрывается раньше времени от отдачи вероятно. Может есть идеи по этому поводу?

[ViktorPetrov]

Для серьезной нагрузки лучше ,выбирать симистор по параметру: критическая скорость нарастания тока в открытом состоянии dI/dt,А/мкс. У BT139-600 dI/dt,А/мкс=20 ,у BTA41-600B dI/dt,А/мкс=500.

[Andropa]

Перечитал тему , ребята изобретают велосипед ... Частотник с модбасом и впуть! не каких Проблем, с симистромами наигрался лет 10 назад все это на стабильно и неточно

[KulibinOrsk]

UZHUR, скажи неужели для подогрева нужен ПИД-регулятор ? неужто нужна точность 0.1% ?
Мое мнение такое:
1. Какой бы не был ПИД и регулятор - если нагрузка имеет инерционность - на сможешь обеспечить точность поддержания температуры т.к. при резком охлаждении провал все равно будет.
2. Считаю что 2% точности вполне должно хватить.И для этого не нужен ни регулятор ни ПИД.
Если грубо то достаточно реле. Если поточнее и надежнее то можно тот же симистор включить в ключевом режиме с включением по нижнему порогу и отключением по верхнему порогу.
Такое пробовали в работе ? Попробуйте думаю что достаточно будет и такой системы.

Отправлено спустя 2 минуты 5 секунд:
Насчет частотника конечно человек загнул. Либо прикалывается либо его мысли где то далеко. Интересно сам бы он стал за свои деньги такое покупать и использовать или только в качестве советов раздавать ...

[Sancho]

Затеял проект "Столик для подогрева плат и сушки чипов" под управлением Arduino nano

Какое бы я не задавал значение мощности на входе Value блока (от 1 до 254), почему то импульсы управления на выходе Arduino Nano совпадают с импульсами прохождения нуля. То есть симистор, которым мне нужно управлять постоянно полностью открыт и пропускает 100% мощности. Может кто сталкивался с подобной проблемой и решил её? Может просто блок не корректный? Третий день бьюсь, не выходит "каменный цветок"

Перечитал тему , ребята изобретают велосипед ... Частотник с модбасом и впуть! не каких Проблем, с симистромами наигрался лет 10 назад все это на стабильно и неточно

Andropa, Какой частотник?

Но при серьезной индуктивной нагрузке симмистор реально глючит и он видимо закрывается раньше времени от отдачи вероятно. Может есть идеи по этому поводу?

Делал фазорез на таймере
ISR(TIMER1_OVF_vect)

В проекте на симисторы подаётся управляющее напряжение до момента начала перехода через ноль.
Единственное отличие у меня от общепринятого - детектор ноля, схема.
Имею вот такой, по времени, сигнал, позволяющий получить почти 100%, но 1...3% нет:

СпойлерПоказать

[Dryundel]

В проекте на симисторы подаётся управляющее напряжение до момента начала перехода через ноль.
Единственное отличие у меня от общепринятого - детектор ноля, схема.

А вот это интересно. Схему в студию! Будьте так любезны.

Отправлено спустя 13 минут 56 секунд:

Перечитал тему , ребята изобретают велосипед ...

Ха! Вы правы! Вот только по вашей логике, получается что автор FLProg изобрел даже не велосипед, а полноценный костыль.
Не примите за грубость, обидеть не хотел.

Отправлено спустя 6 минут 51 секунду:

Для серьезной нагрузки лучше ,выбирать симистор по параметру: критическая скорость нарастания тока в открытом состоянии dI/dt,А/мкс. У BT139-600 dI/dt,А/мкс=20 ,у BTA41-600B dI/dt,А/мкс=500.

Вот бы еще понять как вычислить или измерить скорость нарастания тока пока симмистор открыт а нагрузка индукционная (электродвигатель). У меня честно мозгов не хватает.

[Sancho]

Уже выкладывал где-то, повторю в красивом виде :

СпойлерПоказать

Можно использовать и с оптроном.

[Dryundel]

Sancho, а можно еще для тупых пояснить назначение входов выходов? И что за транзисторы в схеме?

[Sancho]

Транзисторы любые, обратные.
Первый формирует положительный импульс, как и оптрон, в момент перехода через ноль. Ширину импульса задаём переменником, для оптрона - номиналами гасящих резаков.
При этом (импульсе) происходит зарядка ёмкости и протекающий ток открывает второй транзистор на время заряда. в базе - диод для разряда.
Настройкой переменника и ёмкости делаем необходимую форму и время импульса. Добавив ещё один транзистор с оэ, проинвертируем, получим сигнал как с оптрона для использования стандартных блоков, без замен rising/falling

Отправлено спустя 4 минуты 34 секунды:
сигнал получаем с диодного моста без ёмкостей, пульсирующую постоянку.
На выпрямитель и далее стабилизатор - через диод.
Питание самой схемы - 5 вольт.