Trójfazowy Moduł Wykonawczy


9
Ocena: None Średnia: 9 (4 głosujących)

Urządzenie to a raczej moduł wykonawczy przystosowany jest to pracy z odbiornikami trójfazowymi dużej mocy. Bez problemu radzi sobie z grzałkami o sumarycznej mocy ponad 10kW. W układzie pracują triaki BTA41 o maksymalnym prądzie dochodzącym do 40A, co daje możliwość pracy z odbiornikami pobierającymi na starcie większy prąd. Moduł wykonawczy został tak zaprojektowany aby mógł zastąpić stycznik z cewką na prąd przemienny 230V. Dzięki optotriakom każda faza włączana jest niezależnie w najbliżsym zerze sieci, co nie jest bez znaczenia przy tak dużych mocach, jednocześnie optoizolacja zapewnia skuteczne oddzielenie obwodów wysokoprądowych od niskoprądowego sterowania. Dodatkową ochroną przeciwko przepięciom są warystory umieszczone równolegle z triakami. Ponieważ triaki BTA41 mają izolowaną obudowę, zostały one przykręcone bezpośrednio do radiatora, dla którego przewidziano możliwość podłączenia do uziemiania. Zwiększa to ochronę przed porażeniem gdyż przebicie na obudowę jednego z triaków powinno spowodować zadziałanie obwodów ochronnych sieci energetycznej.

Działanie:


Schemat ideowy układu znajduje się na rysunku poniżej:

Schemat modułu może wydawać się znacząco przerośnięty, taka budowa jednak daje oddzielenie obwodów sterowania od wysokoprądowego odbiornika. Sterownik podłączony jest do złącza Ster (ARK), które jednocześnie ma możliwość podłączenia uziemienia do radiatora. Napięcie sterujące 230V jest prostowane za pomocą mostka Br1 (1A). Rezystor dużej mocy R7 (22k) ogranicza prąd i zapewnia poprawne warunki pracy dla prostego stabilizatora zbudowanego na diodzie D2 (24V) i kondensatorze C1 (47uF). W zasadzie dioda D2 pełni raczej rolę zabezpieczenia przed nadmiernym wzrostem napięcia na C1 bo średnia wartość napięcia na niej podczas normalenj pracy nie przekracza 20V.

Dioda D1 (LED Zielona) pełni rolę kontrolki pracy modułu. Rezystor R8 (1,5k) ogranicza prąd płynący przez tą diodę oraz przez struktury LED transoptorów OPT1 - OPT3 (MOC3041). Takie szeregowe podłączenie diody D1 i transoptorów zostało wybrane aby zmniejszyć pobór prądu z prostego zasilacza z diodą D2 i rezystorem R7 a jednocześnie ograniczyć ciepło jakie się na nim wydziela (bo i tak jest duże).

Rezystory R1 - R6 (180R) ograniczają prąd bramki triaków T1 - T3 (BTA41). Zastosowano po dwa rezystory w szeregu do każdego z triaków aby dodatkowo uchronić się przed przebiciami. Wyjścia układu zabezpieczone są warystorami W1 - W3 (14N431) na napięcie 275V AC.

Budowa:


Układ z powodzeniem można zbudować w oparciu o płytkę drukowaną dostępną tutaj. Rysunek w odbiciu lustrzanym dostępny jest tutaj. Montaż należy rozpocząć od wywiercenia dziur w radiatorze, przykładając do niego płytkę i znacząc otwory 3mm (8 otworów). Płytka jest tak zaprojektowana że otwory wypadają dokładnie między żeberkami radiatora. W dalszej kolejności przystępujemy do lutowania płytki, rozpoczynając od elementów najmniejszych a kończąc na warystorach. Triaki zostawiamy na sam koniec, gdyż muszą być wlutowane od strony druku. Wcześniej jednak do płytki przykręcamy kołki dystansowe 1cm, a nóżki triaków tak wyginamy aby jego obudowa była na tej samej wysokości co kołki dystansowe i dziura na śrubę pasowała do tej w radiatorze (wszystko przecież ma być przykręcone do radiatora). Ostatnie w montażu, przed przykręceniem do radiatora są złącza śrubowe dużej mocy (patrz zdjęcie). Każde z nich zostało podłączone do płytki za pomocą 4 odcinków drutu 2,5mm^2 po dwa przewody na styk. Od spodu płytki przewody te zostały zagięte tak aby dotykały odpowiedniej nóżki triaka po czym wszystko zostało zalutowane dużą ilością spoiwa lutowniczego. Jeden z kołków dystansowych przykręcony do pola stykowego uziemienia na płytce powinien zostać po przykręceniu dodatkowo przylutowany do płytki co poprawi kontakt. Układ był testowany z obciążeniem ok 4kW na fazę, co daje moc 12kW (6 czajników elektrycznych). Przy pracy z tak dużymi prądami radiator był ciepły, więc przy długotrwałym obciążeniu dobrze by było wyposażyć taki moduł w wentylator chłodzący. Pomocą w konstrukcji może okazać się schemat montażowy dostępny tutaj oraz zdjęcia projektu.

UWAGA!! W przypadku zastosowania innych triaków niż BTA41, należy zadbać o to aby były to triaki z izolowaną obudową. W przeciwnym wypadku po włączeniu układu nastąpi zwarcie 3 faz do siebie.

Wykaz Elementów:

1x Złącze śrubowe ARK3(potrójne)
3x Złącza śrubowe (patrz zdjęcie)
1x Radiator A-5724 (L=5cm lub L=7cm)
5x Kołek Dystansowy 1cm
1x 1,5k
1x 22k/5W
6x 180R
3x Warystor 14N431
1x 47uF Elektrolit
1x Dioda Zenera 24V
1x Dioda LED
1x Mostek Prostowniczy 1A
3x BTA41
3x MOC3041

Zdjęcia Projektu:

ZałącznikWielkość
Schemat42.62 KB
Płytka11.19 KB
Płytka (odbicie lustrzane)11.21 KB
Płytka (2 na stronie)19.58 KB
Montowanie15.66 KB
Warstwa opisu7.81 KB



Portret użytkownika kriss

Witam rozumiem że do złącz

Witam rozumiem że do złącz L1a, L2a, L3a podłączam 3 fazy z gniazda mocy a z zacisków L1b, L2b, L3b Podłączamy odbiornik... a co w takim razie z przewodami N i Pe z gniazda mocy?? Jak są podłączone te gniazda przy tych 6 czajnikach bo ciężko ze zdjęcia coś wywnioskować??

Portret użytkownika kriss

domyśliłem się że przewód N

domyśliłem się że przewód N musi być połączony jako drugi biegun do odbiornika a PN bezpośrednio pod radiator tak jak w przypadku 230v??

Portret użytkownika kriss

Dobra wszystko jasne już

Dobra wszystko jasne już proszę o usunięcie moich pytań

Portret użytkownika Szymon SQ3OPC

Sterowanie

Witam. Chciał bym sterować modułem napięciem 42 max do 48v ac. Jakie mają mieć wartości elementów R7 i R8

Portret użytkownika mirley

Re: Wykonawczy

R7 daj 2,2k -3,3k a R8 bez zmian

-

UWAGA! Możliwy jest zakup zaprogramowanych uC i zestawów elementów itp. do niektórych projektów. O dostępność proszę pytać via email. Konkretne oferty pojawiają się w cenniku.

Portret użytkownika boniu

zmiana kierunku obrotów silnika 3f sterowanego triakami

Witam!!
interesuje mnie zagadnienie jak w temacie.
Silnik o mocy 1.2-2kw,
Czy są triaki z galwanicznym obdzieleniem elektrod od podstawy pod radiator?

-

z poważaniem Bronislaw

Portret użytkownika KakaoRozpuszczalne

Chodzi o zwyczajne obudowy

Chodzi o zwyczajne obudowy izolowane, takie jak tu ? Jak tak, to są i to łatwo dostępne, googlowskie hasło na dziś: "triak izolowany" :)

Pozdrawiam

Portret użytkownika gosc1

może zadam głupie pytanie ale

może zadam głupie pytanie ale jednak zadam bo jestem kompletnie zielony w tych sprawach, pod jakie napięcie ma byc dioda D1, która pełni funkcje kontrolki układu?

Portret użytkownika mirley

Re: LED

na jakie napięcie? dziwne pytanie, diody steruje się prądem a nie napięciem. Typowe napięcie przewodzenia świecących LED 1.8 do 2.2V, rezystor szeregowy ogranicza prąd tak żeby był ok 10mA. Rezystor zależy od napięcia jakim chcesz zasilać diodę i nie trudno go policzyć zakładając że na diodzie spadnie np. 2V. W sklepach często sprzedawane są diody z wbudowanym rezystorem ograniczającym więc pada pytanie na jakie napięcie tą diodę? co dla mnie jest bez sensu bo wprowadza w błąd.

-

UWAGA! Możliwy jest zakup zaprogramowanych uC i zestawów elementów itp. do niektórych projektów. O dostępność proszę pytać via email. Konkretne oferty pojawiają się w cenniku.

Portret użytkownika Arreczeq

Re: sterownik

Witam

Czy można do ww układu podłączyć grzałki połączone w trójkąt ? Optotriaki jak zauważyłem maja max napięcie pracy 400V a więc tylko ile teraz jest w układach 3-faz.

pozdrawiam

Arek

Portret użytkownika gosc1234

Witam. Fajny ten układzik.

Witam. Fajny ten układzik. Ale czy tym można tylko i wyłącznie włączać i wyłączać napięcie? Czy można też zmieniając napięciem sterowania transoptora regulować moc, tak jak w ściemniaczu?

Portret użytkownika mirley

Re: Układ Wykonawczy

Można włączać i wyłączać odbiorniki trójfazowe... nie ma tam regulatora mocy

-

UWAGA! Możliwy jest zakup zaprogramowanych uC i zestawów elementów itp. do niektórych projektów. O dostępność proszę pytać via email. Konkretne oferty pojawiają się w cenniku.

Portret użytkownika EDC

Odp.Układ wykonawczy

Można spróbować regulować mocą jakiegoś obciążenia typu grzałki, ale zapomnij o sterowaniu prędkością silnika trójfazoweg bo do tego służą "falowniki". Wpisz w Google to zrozumiesz dlaczego.

-

BARTek
Moja strona

Portret użytkownika QDark

A gdyby...

Rozumiem, iż można (zmieniając cały układ sterujący z 230V/5V) ten układ wykorzystać do sterowania za pomocą mikro-kontrolerów ?

Portret użytkownika mirley

Re: Układ wykonawczy

Myślę że z powodzeniem uda się to zastosować jako układ wykonawczy dla uC, nie wiem tylko czy 3 optotriaki w szeregu uda się wysterować z 5V

-

UWAGA! Możliwy jest zakup zaprogramowanych uC i zestawów elementów itp. do niektórych projektów. O dostępność proszę pytać via email. Konkretne oferty pojawiają się w cenniku.

Portret użytkownika Arek

sterowanie mocą grzałki 3 -fazowej

Witam

Czy ten układ nadaje się do sterowania mocy grzałką 3 fazową. Mam grzałkę 3x2kW - potrzebuję płynnie sterować mocą w zakresie 20-100%. Grzałka łączona w trójkąt (delta)

Portret użytkownika Arek

sterowanie mocą grzałki 3 -fazowej

Witam

Czy ten układ nadaje się do sterowania mocy grzałką 3 fazową. Mam grzałkę 3x2kW - potrzebuję płynnie sterować mocą w zakresie 20-100%. Grzałka łączona w trójkąt (delta)

Portret użytkownika mirley

Re: Układ wykonawczy

Można to zastosowac ale sam układ wykonawczy nie wystarczy... trzeba zrobić regulator grupowy albo cos w rodzaju pwm o niskiej częstotliwości

-

UWAGA! Możliwy jest zakup zaprogramowanych uC i zestawów elementów itp. do niektórych projektów. O dostępność proszę pytać via email. Konkretne oferty pojawiają się w cenniku.

Portret użytkownika krebss

Inny triak

Witam
A dało by się zamontować inny triak a zeby podnieść prąd z 40A np. do 250A i czy są takowe ?

Portret użytkownika mirley

Re: Triak

Do 250A to trzeba dośc porządnego układu.... Pewnie zamiast pinów będą śruby 16mm :)

Niestety nie spotkałem takiego triaka nigdy. Może cos z tranzystorami IGBT dało by się wykorzystać

-

UWAGA! Możliwy jest zakup zaprogramowanych uC i zestawów elementów itp. do niektórych projektów. O dostępność proszę pytać via email. Konkretne oferty pojawiają się w cenniku.