Управление индуктивной нагрузкой ШИМ

Есть задача, управлять индуктивной нагрузкой с помощью stm32. Нагрузка индуктивная (магнетрон), необходимо реализовать ПИД регулирование. Схему управляющего звена приложу. Задумка такая, отлавливаем 0 сети, с помощью оптрона, по прерыванию стартуем таймер, который будет давать регулируемую задержку по фазе до 90 град. По его прерыванию стартуем таймер с ШИМ. Период таймера около 20 сек (главное кратен периоду сети). Регулируем с шагами скважности кратными периоду сети. Взлетит ли подобная конструкция? И можно ли на stm32 реализовать ШИМ с таким большим периодом? (stm32f303vc)

Миниатюры

   

0

А как именно Вы будете отлавливать "ноль" сети с помощью оптронов? Оптрон - в некотором смысле линейный элемент - сколько тока подали на вход - столько и на выходе получите, с некоторым приближением конечно.
Поэтому stm32 будет срабатывать на каком-то отрезке синуса, более-менее постоянном (однако зависит от температуры), но совсем не в нуле.
Например, примем, что смена логического уровня с "1" на "0" у stm32 происходит при напряжении на входе 1,5в, и нагрузке оптронов резистором 10 кОм к питанию.
Тогда выходной ток оптрона (для получения напряжения 1,5в) должен составить 0,15 мА - значит и на входе оптрона также должен быть ток около 0,15 мА - а значит 60 вольт в сети.

Впрочем, при использовании MOC отлавливать именно нули не обязательно.
Убедитесь только, что "сигнальные" оптроны успевают закрываться за время между периодами - они бывают те еще тормоза.

0

Сообщение от alexey6689 Впрочем, при использовании MOC отлавливать именно нули не обязательно.

не всех MOC
например 302х это просто оптотиристор, а вот 306х уже оптотиристор с "детектором нуля"

Сообщение от alexey6689 Тогда выходной ток оптрона (для получения напряжения 1,5в) должен составить 0,15 мА - значит и на входе оптрона также должен быть ток около 0,15 мА - а значит 60 вольт в сети.

поподробней о методике расчета

Сообщение от _SayHelli Период таймера около 20 сек (главное кратен периоду сети).

не многовато ли 1000 периодов?

Сообщение от _SayHelli Регулируем с шагами скважности кратными периоду сети.

т.е синусоиду резать не будем? отсекаем полуволны?

0

ValeryS,

Сообщение от ValeryS например 302х это просто оптотиристор, а вот 306х уже оптотиристор с "детектором нуля"

Использование МОС с детектором нуля не представляется возможным, так как нагрузку в "нуле" включать нельзя, из-за индуктивного характера (ток отстает от напряжения на 90 градусов по фазе). Нагрузкой служит не магнетрон непосрественно а первичная обмотка повышающего трансформатора трехобмоточного (первичка 220 переменки, вторичка ~4 кВ, третья для накала анода 3.5 В). Тут детектирование нуля идет на оптотранзисторах LTV817. Даже если срабатывание произойдет не ровно в нуле, таймер можно эксперементально подкрутить на нужную задержку.

Сообщение от ValeryS не многовато ли 1000 периодов?

В микроволновках используют такой период, возможно это из за того, что включать магнетрон менее чем на 3 сек бессмысленно, так как за это время только происходит накал анода. Т.е 3 сек практически эквивалентно минимальной мощности. Можно скважность ШИМ изменять более большим шагом, главное, чтобы кратно, 20 мс, иначе если мы включим ШИМ в нужной фазе, то на следующий период нужно будет снова подстраивать фазу включения.

Сообщение от ValeryS т.е синусоиду резать не будем? отсекаем полуволны?

Магнетрон работает по схеме удвоения напряжения, для получения 4 кВ на вторичной обмотке, необходимы обе полуволны напряжения сети. Так что синусоиду резать нельзя, мы можем только, включать транс на N количество полных периодов , и отключать соответственно на M периодов, таким образом регулировать мощность.

0

Схема удвоения

Миниатюры

 

0

Сообщение от _SayHelli Период таймера около 20 сек (главное кратен периоду сети).

А как будете определять частоту сети (она вполне реально плавает от 49.5 до 50.5 Гц, и главное кто даст гарантию что за 20с частота не изменится на 0.01 Гц, а это как минимум даст ошибку в кратности на 0.1 периода, т.е. на 36 эл.градусов

0

SSC, Это тоже открытый вопрос, нужно какое то подобие ФАПЧа чтоли..

0

Сообщение от _SayHelli так как нагрузку в "нуле" включать нельзя, из-за индуктивного характера (ток отстает от напряжения на 90 градусов по фазе).

Это просто открытие, отсутствующий ток (выключенный), отстает от напряжения на 90 градусов, и поэтому включать нельзя

0

SSC, STMicroelectronics - AN307 - Use of TRIACs on inductive loads. Я по данному апноуту консультировался, возможно не так, что то понял. Но понял точно, что в 0 напряжения включать нагрузку нежелательно

0

Сообщение от SSC А как будете определять частоту сети (она вполне реально плавает от 49.5 до 50.5 Гц, и главное кто даст гарантию что за 20с частота не изменится на 0.01 Гц, а это как минимум даст ошибку в кратности на 0.1 периода, т.е. на 36 эл.градусов

Количество (полу)периодов сети равно количеству переходов выхода сигнальных оптронов из 1 в 0 (или из 0 в 1), в принципе какая разница какая там частота сети?

Кто бы объяснил мне, как работает "схема удвоения", показанная на рисунке. Как по мне, там какой-то однополупериодный выпрямитель (в чем на практике я сомневаюсь - сеть будет от такого звенеть да и транс с замагничиванием).

Сообщение от _SayHelli Использование МОС с детектором нуля не представляется возможным, так как нагрузку в "нуле" включать нельзя, из-за индуктивного характера (ток отстает от напряжения на 90 градусов по фазе).

Выходит, ее (нагрузку) и выключать уже никогда нельзя - ведь напряжение уберем, а ток еще четверть периода идти будет

0

Сообщение от alexey6689 как работает "схема удвоения", показанная на рисунке.

На VD2 не обращаем внимания, как будто его и нет, сопротивления тоже.
Тогда на одной полуволне конденсатор заряжаетмя через диод, а на второй полуволне на нагрузке волна напряжения доходящая почти до 2-х максимальных амплитуд.
Но совсем непонятно нафига так изощряться, когда всеравно есть трансформатор, намотай на вторичку больше витков - вот тебе и двойное напряжение.


Добавлено через 2 минуты

0

То есть на магнетрон подается пульсирующее напряжение, фактически от нуля до удвоенного с частотой сети?
Про люминисцентные лампы сам делал так, однако она имела заметно разную светимость со стороны "анода" и "катода".
Если ламп много рядом - не так важно (можно ставить "анод" одной рядом с "катодом" другой), с одной как-то некомфортно.

0

Судя по схеме, что-то как на рисунке (извиняюсь за каракули)

Миниатюры

 

0

Что-то вроде того

Миниатюры

 

1

Сообщение от _SayHelli Что-то вроде того

Да, вот так точнее (и красивее графики)

0

В итоге не могу сообразить, можно ли поставить все на аппаратный шим, или как-то ножкой дергать, с определенной периодичностью, единственное что пока точно, что нагрузку надо включать в максимум сетевого напряжения.

0

А откуда мысль что это все именно индуктивная нагрузка?
Да, транс на холостом ходу в некотором смысле представляет индуктивную нагрузку (да и то не чисто индуктивную - есть приличные потери на перемагничивание и чисто омические), а здесь же нагрузка есть, и она не индуктивная.

Добавлено через 6 минут
Если выход с сигнальных оптронов подать как счетный вход таймера - можно и "шим" сделать.
Вот только без триггеров Шмитта есть немалая вероятность получить фигню. Если бы на выходе оптронов поставить компаратор с опорой в половину питания скажем - тогда все будет сильно лучше.

Добавлено через 3 минуты
Коммутация на максимуме напряжения будет давать приличный dI/dt, чего тиристоры не любят.
А выключаться тиристор будет при нулевом токе сам, поэтому снимать сигнал управления можно в любой момент.

0

alexey6689, ну индуктивную природу обмотки транса отрицать смысла нет. Опытным путем предыдущий разработчик определил, что включать обмотку в 0 напряжения сети очень не хорошо.

Добавлено через 1 минуту
Вот как раз в максимуме напряжения должно быть все хорошо, потому что в 0 транс 12 кг аж подпрыгивает

0