Korzystanie z tłumika RC z triakiem. Czy ten projekt jest bezpieczny? (w tym symulacja)

12

Projektuję przełącznik prądu przemiennego do silnika pralki. Nie jest przewidziana kontrola prędkości, wystarczy przełącznik, aby włączyć silnik na 10 sekund i wyłączyć na 10 sekund. Używam sterownika triaka z wykrywaniem zera MOC3063 i triaka BT137-600E. Ten obwód był zalecany w arkuszu danych MOC3063 (zmieniłem triak na BT137): wprowadź opis zdjęcia tutaj

Znalazłem empirycznie model silnika:

wprowadź opis zdjęcia tutaj

Nie wdrożyłem jeszcze tego projektu i eksperymentowałem z wartościami przy użyciu symulatora obwodu. Użyłem następującego obwodu, aby zobaczyć, co by się stało bez tłumika (dla uproszczenia triak (y) zostały zastąpione przełącznikiem): (Dodaj http: na początku łącza do obrazu)

Przełącznik rozłącza się po 160 ms. Wynik symulacji pokazuje skok 250000 V !:

Teraz używam obwodu z tłumikiem:

Napięcie pobrane z tego samego miejsca pokazuje:

To oczywiste, że tłumik zredukował skok napięcia z 250000 do 2000 woltów. A dv / dt wynosi około 40v / us, co jest niższe niż triak znamionowy dv / dt, który wynosi 50v / us.

Pytanie 1: Obliczyłem dv / dt dzieląc maksymalne napięcie skoku przez czas potrzebny do osiągnięcia maksymalnego skoku (~ 2000v / 50us). Czy to jest poprawne? Mogę uzyskać wyższe lub niższe wartości w zależności od przekroju, który to obliczam. Czy uzyskany przez mnie sygnał DV / DT jest wiarygodny?

Pytanie 2: Zakładając, że poprawnie uzyskałem dv / dt w pytaniu 1, triak może teraz obsłużyć dv / dt, ale czy będzie w stanie obsłużyć skok 2000v? Czy ma napięcie przebicia? Nie widzę nic w arkuszu danych poza „powtarzalnym szczytowym napięciem wyłączenia”, które wynosi 600 woltów. Jakie jednorazowe napięcie szczytowe może wytrzymać triak w stanie wyłączonym?

Pytanie 3: Symulacje wykazały, że prawie całe napięcie szczytowe dzwonka (2000v) pojawia się na kondensatorze tłumiącym, a rezystor tłumiący widzi tylko skok 20 woltów (dzwonienie). Jakiego kondensatora należy użyć do obsługi tego napięcia i przy jakim napięciu znamionowym? Czy czapka 600 V poradzi sobie z tym jednorazowym skokiem?

Pytanie 4: Moc rozproszoną w rezystorze pokazano poniżej (pamiętaj, że gdy triak się wyłączy, pozostanie wyłączony przez 10 sekund) Jakiego rezystora (mocy, którą może obsłużyć) powinienem użyć? I czy muszę używać rezystora składu węgla (który zwykle stosuje się w tłumikach), czy może wystarczy zwykły rezystor filmu węglowego?

Pytanie 5: Co się stanie, jeśli zastąpię kondensator tłumiący 10nf kondensatorem 100nf? Jeśli to zrobię, skok napięcia spadnie do prawie 600 V (patrz rysunek poniżej) i będę po bezpiecznej stronie pod względem wszystkich parametrów (dv / dt, napięcie skoku, napięcie kondensatora). Dlaczego więc nie powinienem używać 100nf? Dlaczego arkusz danych MOC3063 zalecał 10nf, ale symulacje pokazują znacznie lepszą wydajność przy zastosowaniu ograniczenia 100nf?

Przepraszamy za długi post i wiele pytań. Ale naprawdę muszę to zrozumieć.

hadez
źródło

Odpowiedzi:

3

Twoja symulacja jest zdecydowanie zbyt pesymistyczna, ponieważ otwierasz przełącznik przy zerowym przejściu napięcia źródłowego. Ze względu na indukcyjny charakter obciążenia (silnika) odpowiada to prawie szczytowemu przepływowi prądu.

W rzeczywistości twój triak będzie przewodził aż do obecnego przecięcia zera, w którym to czasie będzie bardzo mało energii zgromadzonej w indukcyjności obciążenia.

Dave Tweed
źródło
@ Dave Tweed: Nie jestem pewien, czy to, co mówisz, jest poprawne. Karta danych mówi, że MOC3063 to wykrywacz przekraczania „napięcia zerowego”, a nie przejścia przez prąd zerowy.
Hadez
1
Tak, to jest poprawne. MOC3063 wystrzeli triak przy przecięciu zera napięcia. Niezależnie od tego sam triak będzie przewodził, dopóki prąd obciążenia nie spadnie poniżej wartości prądu trzymania.
Dave Tweed
Ok. Dzięki, że było to naprawdę pomocne (po raz pierwszy używam triaków). Jaki jest zatem najgorszy scenariusz symulacji (i implementacji)? Triak ma maksymalny prąd trzymania 20mA i prąd zatrzaskowy 35ma. Czy powinienem znaleźć czas, w którym prąd osiąga 35 mA, a następnie wyłączyć przełącznik w tym samym czasie i zobaczyć wyniki? Czy to najgorszy scenariusz?
hadez
2
Możesz to zrobić lub po prostu umieścić rzeczywisty model triaka w swojej symulacji.
Dave Tweed