Как быстро я могу запустить AC SSR?

8

У меня есть настройки PID / нагревателя, я еду с Arduino. Я использую твердотельное реле Opto 22 MP240D4 для переключения около 1A 120 В 60 Гц (резистивный нагреватель). Из таблицы продукта или таблицы неясно, включено ли это переключение с нуля или нет. Кроме того, лишь немного контекста, применение - это нагревательный элемент с очень низкой массой, поэтому он немного необычен с точки зрения типичных установок PID.

Я хочу минимизировать детализацию ширины импульса / плотности модуляции, чтобы добиться максимальной производительности системы.

Очевидно, что моя абсолютная верхняя граница составляет 120 Гц, поскольку это число пересечений нуля. Но есть ли какой-либо вред (с точки зрения термической усталости, нагрузок на чип и т. Д.) При работе с ним на высокой скорости импульса?

Кроме того, есть ли какое-либо преимущество для широтно-импульсной или импульсной модуляции?

DeusXMachina
источник
1
Я не вижу, где в таблице указано, что это устройство синхронизировано с пересечением нуля. Устройство выключится при пересечении нуля, но вы можете включить его в любое время, когда будет достаточно напряжения для поддержания тока удержания.
Джек Криси
1
О, аккуратно. Да, на основании описания продукта здесь , страница 21 подразумевает, что это включение с нуля.
DeusXMachina
На самом деле, лист продукта не подразумевает этого, он говорит это очень явно! «Все твердотельные реле с выходом переменного тока Opto 22 имеют схему включения пересечения нуля». - Таким образом, вы сможете контролировать только полупериоды, не меньше.
marcelm
Позволяет ли коммунальная компания искажать их чистую синусоиду, рубя ее так?
0тыранный 0обедность
@ Крис Х. Хуже. Освещение, управляемое диммерным выключателем, составляет около 200 Вт, тогда как электрические обогреватели потребляют гораздо больше энергии и, следовательно, больше тока.
0тыранный 0обедность

Ответы:

11

Нет никакого вреда при включении или выключении SSR при пересечении нуля при каждом пересечении нуля.

Я сделал именно это однажды в системе, которая должна была одновременно контролировать 24 нагревателя. Алгоритм управления выдает значение 0-255, пропорциональное тому, сколько должен работать каждый нагреватель. Низкие уровни использовали алгоритм Брезенхэма для определения каждого полупериода, должен ли каждый нагреватель быть включен для следующего полугодия. Это сработало очень хорошо.

Олин Латроп
источник
Я рассматриваю возможность синхронизации с сетью, но для этого требуются дополнительные компоненты, поэтому мне придется взвесить это с преимуществами производительности. Приятно знать, что это вполне выполнимо. Кроме того, использование алгоритма Брезенхэма для получения такого точного управления при низких уровнях мощности является очень аккуратным, я обязательно должен запомнить его :)
DeusXMachina
4

Не беспокойтесь о включении и выключении при 120 Гц, но, как вы упоминали, вы жестко ограничены шириной импульса 1/120 Гц. Если вы работаете непосредственно от настенного выключателя, вы можете использовать 1/2 цикла в качестве минимальной ширины импульса, но если вы проходите через трансформатор, используйте четное число полупериодов, чтобы избежать смещения постоянного тока.

Широтно-импульсная модуляция здесь естественна, так как ваша частота импульсов всегда будет кратна 120. В режиме обогрева 8-разрядный ШИМ с обратной связью включается один раз в 2,13 (256/120) секунд и выключается. на 120- или 60-секундной границе должно быть хорошо, если сопротивление нагрузки является соответствующим.

Джон Биркхед
источник
1
Очень хороший момент о смещении постоянного тока. Я определенно буду иметь это в виду, хотя, вероятно, не буду пульсировать так быстро.
DeusXMachina
4

Я согласен с @JackCreasey нет ничего в техническом описании , которое говорит через нуль.

Вы можете получить псевдонимы, в зависимости от вашей частоты. SCR останутся включенными до конца полупериода независимо от того, когда вы их активируете.

Я предлагаю использовать минимум 2 секунды цикла, особенно если вы не хотите синхронизироваться с переходами через ноль сети, лучше было бы немного больше. Если у вас нет действительно веской причины, достаточно быстрой для тепловых установок. Часто 10-20 секунд более чем достаточно (за исключением таких вещей, как инфракрасные обогреватели, которые значительно меняют температуру за секунды).

Около 2-3 секунд цикла является наихудшим случаем для того, чтобы вызвать тепловую усталость на силовых полупроводниках. Несколько лет назад мы видели многомиллионный провал, вызванный утомлением связок матрицы, вызывающим перегрев и выход из строя (как правило, во включенном состоянии) силовых полупроводниковых приборов. Современные лучше, и это помогает держаться подальше от максимального рейтинга.

Спехро Пефхани
источник
2 второй период цикла? Да, это приведет к превышению на 10-20 градусов для моего приложения. Мой минимальный период, вероятно, составляет 0,5 секунды.
DeusXMachina
@DeusXMachina В случае, если включение или выключение в течение двух или двух секунд приведет к отклонению в 10-20 градусов (F? C?), Вам, вероятно, следует рассмотреть фазовый контроль, а не временное пропорциональное. Это часто имеет место с инфракрасным нагревом. Перегрузка обычно не вызвана схемой вывода, но плохой настройкой или плохим алгоритмом управления (таким как интегральное выражение windup).
Спехро Пефхани
Спехро Пефхани - для этого требуется активный мониторинг формы сигнала переменного тока? Или это можно сделать в виде разомкнутого цикла?
DeusXMachina
Вы можете купить модуль, который принимает управляющий сигнал, такой как 4 ~ 20 мА или 0-10 В, от контроллера и выдает соответствующий уровень мощности. Это довольно часто встречается на производстве - нет времени изобретать велосипед.
Спехро Пефхани
Часть Opto 22, указанная OP, похоже, отличается от части Crydom того же номера тем, что первая явно заявляет, что использует пересечение нуля.
Эндрю Мортон