Использование демпфера RC с триаком. Этот дизайн безопасен? (симуляция включена)

12

Я разрабатываю выключатель переменного тока для двигателя стиральной машины. Управление скоростью не предусмотрено, только переключатель для включения двигателя на 10 секунд и выключения на 10 секунд. Я использую драйвер симистора MOC3063 и триак BT137-600E. Эта схема была рекомендована в техническом описании MOC3063 (я изменил триак на BT137): введите описание изображения здесь

Я эмпирически нашел модель мотора:

введите описание изображения здесь

Я еще не реализовал этот дизайн, и я экспериментировал со значениями, используя симулятор цепи. Я использовал следующую схему, чтобы увидеть, что произойдет без демпфера (для простоты триаки были заменены переключателем): (Добавьте http: в начале ссылки на изображение)

Выключатель отключается через 160 мс. Результат симуляции показывает всплеск 250000В !:

Теперь я использую схему с демпфером:

Напряжение взятое с того же места показывает:

Таким образом, очевидно, что демпфер снизил скачок напряжения с 250000 до 2000 вольт. И dv / dt составляет около 40 В / мес, что ниже номинального значения симистора dv / dt, которое составляет 50 В / мес.

Вопрос 1: Я рассчитал dv / dt путем деления максимального напряжения пика на время, необходимое для достижения пика максимума (~ 2000 В / 50 мкс). Это верно? Я могу получить более высокие или более низкие значения в зависимости от участка наклона, который я рассчитываю. Является ли DV / DT, я получил надежный?

Вопрос 2: Предполагая, что я правильно получил dv / dt в вопросе 1, триак теперь может обрабатывать dv / dt, но сможет ли он справиться с пиковым напряжением 2000 В? Есть ли у него напряжение пробоя? Я не вижу ничего в техническом описании, кроме «повторяющегося пикового напряжения в выключенном состоянии», которое составляет 600 вольт. Какое единовременное пиковое напряжение может выдержать триак в выключенном состоянии?

Вопрос 3: Моделирование показало, что на демпфирующем конденсаторе отображается почти все напряжение пика звонка (2000 В), а резистор демпфера видит только шип 20 В (звон). Какой тип конденсатора я должен использовать для управления этим напряжением и с каким номинальным напряжением? Может ли крышка на 600 В справиться с этим одноразовым всплеском?

Вопрос 4: Мощность, рассеиваемая в резисторе, показана ниже (помните, что после отключения симистора он останется выключенным в течение 10 секунд) Какой тип резистора (мощность, на которую он может работать) следует использовать? И нужно ли мне использовать резистор из углеродной композиции (который обычно используется в амортизаторах) или здесь будет достаточно нормального резистора из углеродной пленки?

Вопрос 5: Что произойдет, если я заменю демпфирующий конденсатор на 10 нф на конденсатор на 100 нф? Если я сделаю это, скачок напряжения снизится почти до 600 В (см. Рисунок ниже), и я буду в безопасности по всем параметрам (dv / dt, пиковое напряжение, напряжение на конденсаторе). Так почему бы мне не использовать 100nf? Почему лист данных MOC3063 рекомендует 10 нф, но моделирование показывает гораздо лучшую производительность при использовании крышки 100 нф?

Извините за длинный пост и много вопросов. Но мне действительно нужно это понять.

hadez
источник

Ответы:

3

Ваше моделирование слишком пессимистично, потому что вы открываете свой переключатель при пересечении нуля напряжения источника. Из-за индуктивного характера вашей нагрузки (двигателя) это соответствует почти пиковому току.

В действительности, ваш симистор будет проводить до нынешнего пересечения нуля, в это время, будет очень мало энергии , запасенной в индуктивности нагрузки.

Дэйв Твид
источник
@ Дэйв Твид: я не уверен, что вы говорите правильно. В техническом описании сказано, что MOC3063 - это детектор пересечения с нулевым напряжением, а не пересечение с нулевым током
Хадез
1
Да, это правильно. MOC3063 сработает симистор при пересечении нулевого напряжения. В любом случае, сам триак будет продолжать работать до тех пор, пока ток нагрузки не упадет ниже значения удерживающего тока.
Дэйв Твид,
ОК. Спасибо, что было действительно полезно (это первое, что я использую триаки). Итак, каков наихудший сценарий для симуляции (и реализации)? Симистор имеет максимальный ток удержания 20 мА и ток фиксации 35 мА. Должен ли я найти время, в течение которого ток достигает 35 мА, а затем выключить переключатель в это точное время и посмотреть результаты? Это худший вариант развития событий?
Хадез
2
Вы можете сделать это, или вы можете просто вставить фактическую модель симистора в вашу симуляцию.
Дэйв Твид,