0 / 0 / 0
Регистрация: 04.07.2011
Сообщений: 57
1

Коммутирование мощной нагрузки переменного тока

25.08.2014, 11:07. Показов 10279. Ответов 20
Метки нет (Все метки)

Доброго времени суток!
Необходимо решить задачу коммутации напряжения трехфазной сети и нагрузки. Нагрузка представляет из себя отдельный блок управления. Напряжение сети - 380В (240В между каждой фазой и нулевым проводом). Потребляемый ток - менее 10А. Частота - 400Гц.
Дело в том, что управление должен осуществлять микроконтроллер, и имеет смысл делать гальваническую развязку. Стал искать необходимую информацию по возможной реализации коммутатора, и нашел нечто действительно подходящее: твердотельное реле трехфазного напряжения. У него внутри как раз встроен канал гальвано-оптической развязки, а коммутация переменного тока осуществляется симистором (или, например, тиристором). Вот, как на картинках:

http://www.dart.ru/cataloguenew/relay/relays_hf/images/jg-24f.jpg

http://www.energoportal.ru/uptoodid/images/766-23530.jpeg
И все бы ничего, если бы не размеры. Одна такая махина имеет габариты 106x75x31.5 мм, что не вписывается в общий габарит моего устройства. А в моем устройстве должно быть два таких трехфазных реле и еще три - однофазных. В итоге размеры моего "черного ящика" не внушают оптимизма, к тому же нужно не забывать о необходимости возможного охлаждения коммутирующих элементов. На самом деле коммутируемая нагрузка около 800 Вт, но переключающий элемент должен быть очень надежен, т.к. переключает ответственное оборудование, поэтому я указал потребляемый ток, равный 10А.
С нетерпением жду рациональных предложений и рекомендаций!
__________________
Помощь в написании контрольных, курсовых и дипломных работ здесь
0
Programming
Эксперт
94731 / 64177 / 26122
Регистрация: 12.04.2006
Сообщений: 116,782
25.08.2014, 11:07
Ответы с готовыми решениями:

Управление мощной нагрузкой постоянного тока
Добрый день. Случилаь необходимость управлять двигателем, плавно запускать/останавливать. Собрал...

Амперметр переменного тока
Приветствую, может быть для когото вопрос покажется детским но всёже. При замере тока на...

Измерение переменного тока шунтом
Доброго времени суток! Необходимо измерять переменный ток с помощью шунта и микроконтроллера....

Оптоэлектронное реле переменного тока.
Народ! Ищу оптоэлектронные реле переменного тока. U вх до 30 V. I нагр. - 5 A. Доставабельное,...

20
0 / 0 / 0
Регистрация: 26.04.2010
Сообщений: 1,445
25.08.2014, 12:10 2
симистор в любом случае будет греться. Падение напряжения на нем - до 1.5В, ток 10А, выделяется 15Вт тепла. 15Вт тепла - это 150-300 кв.см радиатора (очень приблизительно). Миниатюрно не выйдет.
0
0 / 0 / 0
Регистрация: 04.07.2011
Сообщений: 57
25.08.2014, 12:30 3
Ага, понял. А без радиатора, при условии использования вышеприведенного мною твердотельного реле, какой максимальный ток можно коммутировать при длительном удержании его в замкнутом положении?
Миниатюрно не выйдет.
Это Вы обобщили в данной ситуации, или это применительно к реле? Я так понимаю при замене реле, допустим, на IGBT выделяемого тепла меньше не станет. Значит выход один - твердотельные реле и радиаторы?
0
0 / 0 / 0
Регистрация: 15.06.2012
Сообщений: 3,097
25.08.2014, 14:09 4
Цитата Сообщение от Orttiix
Ага, понял. А без радиатора, при условии использования вышеприведенного мною твердотельного реле, какой максимальный ток можно коммутировать при длительном удержании его в замкнутом положении?
Для jg-24f есть график Max. Load Current vs Ambient Temp. Нижняя линия без радиатора.

Цитата Сообщение от Orttiix
Я так понимаю при замене реле, допустим, на IGBT выделяемого тепла меньше не станет. Значит выход один - твердотельные реле и радиаторы?
Обычное реле например греется меньше, возможно твердотельное на полевиках. Что за нагрузка у вас? Надо ли фазовое управление?
0
0 / 0 / 0
Регистрация: 04.07.2011
Сообщений: 57
25.08.2014, 16:44 5
Фазового управления не требуется. О нагрузке могу лишь сказать что это электронный прибор (т.е. куча плат), а не электромеханическое устройство (электродвигатель).

P.S. А входному трехфазному разъему питания все равно, какая частота сети? На тех, что я находил, везде указано 50 Гц, у меня сеть 400 Гц.
0
0 / 0 / 0
Регистрация: 22.03.2012
Сообщений: 755
25.08.2014, 22:49 6
Цитата Сообщение от Orttiix
P.S. А входному трехфазному разъему питания все равно, какая частота сети? На тех, что я находил, везде указано 50 Гц, у меня сеть 400 Гц.
Желательно, что бы на разъеме было указано "50-400 гц". Обычно, такие изделия это "военка" или "экспорт" для отечественных.
На самом деле большинство распространенных силовых разъемов нормально работают на частотах до 400 гц. Главное, что бы по максимальному току проходили с небольшим запасом.
0
0 / 0 / 0
Регистрация: 07.02.2106
Сообщений: 3,044
26.08.2014, 00:17 7
Больше частота - меньше сечение провода. Именно поэтому частота генераторов в самолетах, вертолетах большая. Меньше вес проводов. Просто знайте об этом и исходите из этого в будущем.
По поводу твердотелок. Убедитесь, что они будут работать на частоте 400 Гц. А то вляпаетесь со своим непростым оборудованием.
0
0 / 0 / 1
Регистрация: 27.01.2010
Сообщений: 3,435
26.08.2014, 00:29 8
Цитата Сообщение от dymyurk1978
Больше частота - меньше сечение провода.
Ты точно уверен, что дело в этом???
0
0 / 0 / 0
Регистрация: 15.06.2012
Сообщений: 3,097
26.08.2014, 00:30 9
Цитата Сообщение от dymyurk1978
Больше частота - меньше сечение провода.
Прям чудеса физики... :)
0
0 / 0 / 0
Регистрация: 07.02.2106
Сообщений: 3,044
26.08.2014, 00:33 10
Цитата Сообщение от kytikot
Цитата Сообщение от dymyurk1978
Больше частота - меньше сечение провода.
Ты точно уверен, что дело в этом???
Слушайте, если я окажусь когда-либо не прав, мне не стремно будет это признать. Наоборот, что-то новое узнаю. Но и вы прежде чем ляпнуть, пробейте вопрос.
Я про частоту и сечение проводов в самолетах и вертолетах знал еще лет в 15 (мне сейчас 36 лет).
0
0 / 0 / 0
Регистрация: 15.06.2012
Сообщений: 3,097
26.08.2014, 00:37 11
В авиации 400Гц не из-за сечения проводников, а из-за более легких эл. моторов и трансформаторов. С проводниками всё как раз наоборот - скин эффект.
0
0 / 0 / 0
Регистрация: 07.02.2106
Сообщений: 3,044
26.08.2014, 00:41 12
Цитата Сообщение от яверт
В авиации 400Гц не из-за сечения проводников, а из-за более легких эл. моторов и трансформаторов. С проводниками всё как раз наоборот - скин эффект.
Да, я про оборудование забыл сказать. Основная причина - значительно уменьшается вес оборудования с индуктивной нагрузкой.
Про скин-эффект можно говорить начиная от килогерц, но никак не 400 гц.
0
0 / 0 / 0
Регистрация: 07.02.2106
Сообщений: 3,044
26.08.2014, 00:43 13
Цитата Сообщение от яверт
Цитата Сообщение от dymyurk1978
Больше частота - меньше сечение провода.
Прям чудеса физики... :)
А вы сделайте эксперимент. Запитайте мощную нагрузку от 50 гц и от 400 гц.
0
0 / 0 / 0
Регистрация: 26.04.2010
Сообщений: 1,445
26.08.2014, 00:52 14
Цитата Сообщение от dymyurk1978
Цитата Сообщение от яверт
Цитата Сообщение от dymyurk1978
Больше частота - меньше сечение провода.
Прям чудеса физики... :)
А вы сделайте эксперимент. Запитайте мощную нагрузку от 50 гц и от 400 гц.

Ну вот у меня пятиваттный 5 Ом резистор запитан от килогерца меиндра 5 вольтами. И что я дожен увидеть?

Сечение провода можно уменьшить только уменьшив ток (Джоуль с Ленцем как бы намекают), уменьшить ток при сохранении мощности можно только увеличением напряжения.
0
0 / 0 / 1
Регистрация: 27.01.2010
Сообщений: 3,435
26.08.2014, 01:26 15
Повышение частоты ведет к уменьшению сердечников трансформаторов, при той же мощности! Допустимое сечение проводов никак НЕ зависит от частоты (в общем случае). Выигрыш - только в размерах трасформаторов и их "производных".
0
5 / 5 / 5
Регистрация: 20.11.2010
Сообщений: 173
26.08.2014, 05:30 16
Цитата Сообщение от dymyurk1978
Я про частоту и сечение проводов в самолетах и вертолетах знал еще лет в 15 (мне сейчас 36 лет).
Пора избавляться от заблуждений... Поправили вас верно - сечение проводов меньше ну нииииикак не станет. Хотите настаивать - обоснуйте с научной точки зрения. А вот трансформатры да. И гироскопы и вентиляторы быстрее крутятся...
0
0 / 0 / 0
Регистрация: 04.09.2011
Сообщений: 1,023
26.08.2014, 07:38 17
Сечение проводов в самолетах меньше только потому, что у них изоляция более стойкая, допускает больший нагрев. Просто плотность тока допускается больше. Вот и все.
Напряжение таки да, в самолетах выше применяется, именно для снижения токовой нагрузки на провода и экономии общего веса коммуникаций.
Частоту повышают да, для уменьшения веса могнитопроводов электрических машин и трансформаторов.

В итоге все телодвижения для одной цели - снижения веса. Даже аккумуляторы свинцовые не применяют.
0
0 / 0 / 0
Регистрация: 06.03.2013
Сообщений: 126
26.08.2014, 10:29 18
А насчет повышения частоты - сейчас ожидаются решения портативных импульсных БП для бытовой техники на частоте в мегагерцы. Массо-габаритные показатели таких БП будут раз в 5 меньше сегодняшних. Пока останавливает дороговизна. Но что-то в этом направлении копают... http://habrahabr.ru/post/207242/ - про это было уже упоминание.
0
0 / 0 / 0
Регистрация: 07.02.2106
Сообщений: 3,044
27.08.2014, 18:29 19
Цитата Сообщение от vtrot
Сечение проводов в самолетах меньше только потому, что у них изоляция более стойкая, допускает больший нагрев. Просто плотность тока допускается больше. Вот и все.
Судя по всему так и есть. Как бы с индуктивной нагрузкой и так понятно. А вот с проводами... Возможно, что я неправильно тогда понял человека, который меня тогда учил. Странно, почему-то по кабелям я так запомнил, и никогда это не анализировал.
В основном, в советские времена, в критичном оборудовании использовался провод БПВЛ. Очень хороший провод. Я не раз наблюдал, в машинах, на производстве, нагрузка подключена БПВЛ меньшим сечением, чем, скажем подключали бы провод ПВ3. Часто видел этот провод в сварочных трансформаторах, да и для электродов и общего провода тоже частенько используют.
0
0 / 0 / 0
Регистрация: 04.09.2011
Сообщений: 1,023
27.08.2014, 19:21 20
У меня этого провода в гараже еще запас должен быть, обдирал в свое время с самолетов и вертолетов, которые в утиль готовились. Много использовал при модернизации автомобилей в смутные времена.
Хорошие провода, греются под нагрузкой, но не плавятся.
Хотя теперь с проводами проблем нет, можно уже применять более подходящие по сечению. Не люблю, когда провод нагревается.
0
IT_Exp
Эксперт
87844 / 49110 / 22898
Регистрация: 17.06.2006
Сообщений: 92,604
27.08.2014, 19:21

Расчет электромагнита переменного тока.
Всем доброго времени суток! По работе понадобилось сделать электронигнит..Ну либо доработать уже...

Асинхронные двигатели переменного тока
Всем привет! Есть асинхронный двигатель переменного тока (подозреваю что трехфазный, но не факт),...

Понижение тока нагрузки
Всем привет. Я новичок в электронике, поэтому не судите строго. У меня есть power bank 10400мАч с...

Странности при измерении переменного тока
Занимаюсь прибором, часть функций которого измерение переменного тока 50 Гц. При контрольных...


Искать еще темы с ответами

Или воспользуйтесь поиском по форуму:
20
Ответ Создать тему
Опции темы

КиберФорум - форум программистов, компьютерный форум, программирование
Powered by vBulletin® Version 3.8.9
Copyright ©2000 - 2021, vBulletin Solutions, Inc.