Управление асинхронным двигателем. Защита ключей.

[ЙаД]

Здравствуйте, уважаемые. Вопрос к знатокам.
Есть необходимость управлять асинхронным двигателем мощностью 3.5 кВт. В качестве ключевого элемента были выбраны симисторы BTA41-600, управляемые MOCами по общеизвестным даташитным схемам. Естественно, встал вопрос о защите симисторов от коммутационных токов. Поможет ли применение снаббера? Как его расчитать? Уместно ли использование варистора, включённого впараллель симистору и снабберу? Смотрите вложение. По идее снаббер призван скушать лишний ток, запасённый в нехилой индуктивности двигателя, а если этого тока окажется слишком много - подключится варистор и спасёт таки ключ. А может варисторы надо включать после симистора, параллельно с двигателем - между фазами АБ, АС, БС?
И нужен ли дроссель? В симисторных даташитах сказано о необходимости применения дросселя на единицы мГн в схемах с индуктивной нагрузкой. Можно ли считать таковым десяток витков медной проволоки, сечением 4 мм", намотанной без сердечника?
Поясните, пожалуйста. Или натолкните на примерно похожее решение. Благодарю.

[ЙаД]

И ещё. В целях защиты симистора от выхода из строя при замыканиях в двигателе, нужно контролировать ток, чтобы при всплеске выше нормы, симисторы в следующем полупериоде не открывать. 10 мсек перегрузки они, думаю, должны выдержать. По крайней мере надо подобрать такие, которые выдержат.
Итак, нужно измерять ток. Причём в трёх фазах сразу. Да ещё и гальванически развязано чтобы было. Ответ сам напрашивается - нужно ловить и преобразовывать в напряжение магнитное поле катушек L1, L2, L3. Но как? Намотать измерительную катушку поверх силовых? Точность тут не очень важна, главное чтобы можно было чётко различить подъём магнитного поля. Сталкивался ли кто с подобной конструкцией?

[Anode_Katode]

Снабберы не защищают от перегруза. Снаббер – это RC цепочка, которая служит для шунтирования паразитных ВЧ/СВЧ колебаний, не более того. Двигатели защищают либо реле максимального тока (в двух фазах, т.к. асинхронник - симметричная система), либо предохранители в каждую фазу.
Симисторы выбираются из расчета 1,4-1,5 номинала двигателя (для 3,5 кВт около 10А), при том, что они должны выдержать трех-кратный перегруз в течении 1 с.
По поводу измерительных трансов могу сказать одно - мотать их глупо и неблагодарно. Лучше всего купить готовые. Хотя для такой малой мощности вполне допустимо использовать шунты (порядка десятков мОм).

[KaRaTeL]

Симисторы это не транзисторы, по определению они закрываются в нуле(почти) тока, и выбросов напряжения на них не будет. А вот, как уже сказали, ток нужно контролировать. Можно использовать датчики холла, особого быстродействия защиты не нужно - кристалл симистора большой, перегрузку может выдерживать довольно долго.

[ЙаД]

Думал над шунтом. Шунт - это отсутствие гальванической развязки со схемой управления. Можно использовать изолирующий усилитель или отдельный маленький контроллер, сигнализирующий о превышении тока через оптрон. Но в любом случае входы и того и другого необходимо защитить от выгорания в случае сильных скачков напряжения. Да и на шунте будет выделяться тепло, хотя это и не так страшно. Дешевизна варианта очевидна, но некоторые мелочи настораживают.

Ещё вариант - трансформатор тока или датчик Холла. В мире полно всяческих готовых модулей для измерения тока прямо в проводе. Простота установки и использования очень привлекает. И развязка с высоким напряжением обеспечена - ну чем не вариант? Отпугивает лишь цена...

А почему бы не изготовить свой аналог трансформатора тока? Ведь в схеме всё-равно будет использована самодельная индуктивность, так почему бы не совместить её с обмоткой самодельного трансформатора тока? Вот только как это сделать лучше? Наверное, только эксперимент поможет. Завтра на работе попробую навить 10 витков медного провода 4 мм" (как узнать индуктивность навитой катушки???) и всячески посовмещать его с вторичной обмоткой. Попробую расположить обмотку внутри, попробую снаружи, попробую использовать сердечник, поиграюсь с количеством витков вторички. Всё замеряю и буду знать


И как лучше расположить варисторы? Параллельно симисторам или параллельно обмоткам двигателя? Или может они не нужны? Хотелось бы иметь гарантию от выхода ключей из строя.

[ЙаД]

Жаль, мало кто может помочь. То есть многие могут, но не желают. Ладно.
Попробовал изготовить подобие токового трансформатора. 10 витков медного провода 4" в качестве первички - она же дроссель. А со вторичкой игрался по-всякому. Особо радостных результатов нет. В любом случае нужен операционник, хотя можно настроить полевик на срабатывание свыше установленного порога. Но хотелось бы, конечно, этот порог регулировать с МК. Можно попробовать АЦП в дифф. режиме. Не пробовал. Имеются грабли - ток короткого замыкания (ака срабатывания автомата) почти не превышает пусковые токи двигателя. Надо загрублять автоматы

Ещё хочется прояснить один момент. Если вдруг симисторы пробьёт - двигатель будет работать? Этого категорически нельзя допустить. Определить несанкционированную подачу питания на двигатель можно легко, через оптрон с одной из фаз двигателя. На какой бы фазе ни появилось электричество - контроллер спустя максимум 20 мс уже будет знать, что симистор(ы) пробило. Значит надо ставить какой-то контактор, отключающий всю систему в случае аварии.

Кто что добавит? Очень волнует вопрос дешёвого контроля тока...

[Anode_Katode]

Говорю же - самый дешевый и надежный способ - реле максимального тока! Стоит недорого, настраивается как надо, и можно обойтись без трансформаторов.
По поводу шунтов не стоит заморачиваться на тепловыделение. Шунты берутся порядка сотых Ома, стало быть выделение тепла будет меньше Ватта.

[ЙаД]

Да, способ один из самых дешёвых и доступных. Шунт, операционник, вход МК. На усилителе можно сразу реализовать некий триггер с регулируемым порогом срабатывания, управляющий оптроном - получим гальванически развязанный сигнал перегрузки. Шунты надо ставить на каждую фазу, и, наверное, до симисторов. Что использовать в качестве шунта? И как уберечься от ложных срабатываний защиты при микросекундных всплесках напряжения и прочего шума? Усреднением снятых с АЦП данных?

[Anode_Katode]

Шунтом на сотые доли Ома может послужить сам кабель. Удельное сопротивление на метр смотрится в таблице, далее берется необходимый метраж и сматывается в бифилярный моток (двухходовую не индуктивную катушку).
От ложных срабатываний убережет заданное время выборки, в течении которого будет считаться среднее значение по замерам. Можно ориентироваться на 0,1 с (при частоте дискретизации не менее 100).