Como posso saber quando o TRIAC desliga?
Quando o triac está ligado, a tensão no triac é fixada em uma tensão próxima a zero. (A planilha de dados do seu triac pode dizer algo como V_A1_A2_on no pior caso é + - 1,5 V).
Muitos circuitos detectam quando a tensão (positiva ou negativa) através do triac está acima de aproximadamente 10 V ou abaixo de -10 V, para indicar que o triac está definitivamente desligado. Veja a Figura 4 da AN307.
Você já pensou em detectar a tensão através do triac, como fazem todos os relés de estado sólido de cruzamento zero, em vez de sentir a tensão da linha, que nenhum relé de estado sólido faz?
Quando devo disparar o portão do TRIAC para obter uma velocidade arbitrária do motor (digamos metade da velocidade normal)?
Para algumas cargas, a velocidade é aproximadamente proporcional ao triac dentro do prazo. Para essas cargas, ligue o triac 1/2 o tempo (desligue o triac 1/2 o tempo) para obter uma velocidade próxima à metade da velocidade máxima.
Mais frequentemente, a carga aumenta conforme o quadrado da velocidade (por exemplo, ao empurrar um veículo pelo ar). Para essas cargas, ligue o triac 1/4 do tempo (desligue o triac 3/4 do tempo) para obter uma velocidade próxima da metade da velocidade máxima.
Quase sempre há um tempo mínimo de folga (máximo de folga) apenas para fazer as coisas funcionarem; nada menos do que isso e alguma energia elétrica entra, mas nada se move.
Como menciona Olin Lathrop, muitas vezes é adequado medir experimentalmente a velocidade de saída vs. triac pontualmente algumas vezes (talvez para 1/5, 2/5, 3/5, 4/5, do tempo integral completo ou off-time completo), descubra qual configuração dá quase a meia velocidade e espero que permaneça aproximadamente a mesma quando você executar um loop aberto.
Se a manutenção precisa de uma velocidade específica for importante, convém executar um loop fechado - em outras palavras, adicione algum tipo de tacômetro para medir a velocidade real o tempo todo e feche o loop adicionando algo para aumentar automaticamente a velocidade. tempo (diminua o tempo de folga) quando a velocidade medida estiver muito baixa etc.
Quando devo disparar o portão do TRIAC ao controlar uma carga indutiva?
Por favor, considere fazer as coisas da maneira recomendada pelas folhas de dados e notas de aplicativos fornecidas pelo fabricante, neste caso , a nota de aplicação ST AN307: "Uso de triacs em cargas indutivas" .
Talvez a abordagem mais simples seja
- observe a tensão através do triac (entre os pinos A1 e A2). Quando essa tensão ultrapassa +10 V ou abaixo de -10 V, o triac está definitivamente desligado.
- Depois que sentirmos que o triac está definitivamente desligado, adie algum tempo de 0 (velocidade máxima) a quase 10 ms (quase imóvel) e puxe o portão para BAIXO.
- Continue puxando o portão para baixo por algum tempo, até que o triac pareça ligar (até que a tensão no triac seja pequena). Em seguida, puxe a porta HIGH (defina a tensão da porta igual à tensão do pino A1 triac).
- Repetir.
Você precisa saber quando estão os cruzamentos do zero da linha CA. Ao contrário do que os outros estão dizendo, você está procurando a voltagem passagens de zero ao ligar o triac. Isso deve ser óbvio quando se considera que o triac ainda não está ligado e, portanto, a corrente é zero.
Você parece estar tentando medir as passagens de tensão zero com o circuito inferior, mas pode ser necessário fazer algumas experiências para fazê-lo funcionar bem. Você está contando com a tensão sendo baixa o suficiente para não ligar os LEDs em cada passagem de zero, que então desliga o transistor a cada passagem de zero. Portanto, você espera obter uma pequena falha positiva a cada cruzamento de zero. Conseguir que os LEDs se apaguem por tempo suficiente para o transistor desligar o suficiente para que o pullup funcione e depois tudo o que acontece com pouco atraso de fase será complicado.
Em um caso, eu tive que fazer isso, usei dois optos na configuração push-pull. Os LEDs foram conectados de um lado para o outro, de modo que cada um estava ligado por 1/2 de cada ciclo de linha. As saídas foram conectadas de modo que um puxasse alto e o outro baixo. A saída resultante foi uma onda quadrada limpa e agradável, com ciclo de trabalho de 50% e as bordas muito próximas às passagens de zero.
De qualquer forma, uma vez que você tenha um sinal por cruzamento de zero, basta adicionar um atraso variável antes de ligar o triac. O atraso pode variar de zero a quase meio ciclo de linha. Quanto maior o atraso, menor a tensão média geral para o motor. Se a frequência da linha é de 50 Hz, então um ciclo inteiro é de 20 ms e um meio ciclo é de 10 ms, portanto o período de atraso variável provavelmente deve ser limitado a 0-9 ms ou mais.
Você terá que experimentar para determinar a tensão média que o motor verá em função do atraso. Você pode calcular isso se a carga for conhecida. Sua carga possui um componente indutivo imprevisível; portanto, o triac será realmente desligado um pouco após o próximo cruzamento de tensão zero. Esse atraso variará em função do atraso de sua vez e em função do que o motor está fazendo. Se o atraso na ativação for pequeno, o indutor carregará a maior parte do ciclo da meia linha, levando um tempo para descarregar. Se o seu atraso foi longo, o indutor foi carregado apenas por um curto período de tempo em baixa tensão e, portanto, levará apenas um curto período para descarregar e atingir o nível de corrente zero, onde o triac será desligado.
Para tensões aparentes baixas do motor (atrasos prolongados na ativação), o atraso no desligamento não importa, pois o triac desliga antes de tentar ligá-lo novamente próximo ao final do próximo meio ciclo. À medida que você aumenta o acionamento do motor e, portanto, diminui o atraso na ativação, eventualmente a corrente zero do indutor ocorre após o sinal de ativação no próximo semestre. O triac estará agora o tempo todo, o que significa que o motor vê a tensão da linha completa. O atraso mais curto na ativação não aumenta o acionamento do motor. No entanto, você ainda tem uma gama quase completa de controle sobre o motor, só que ele não se espalha uniformemente por todo o ciclo da linha. Os pequenos atrasos na ativação são os mesmos que os ativados continuamente.
Observe que isso pressupõe que o triac é acionado continuamente desde o seu atraso no turno até o final do ciclo da meia linha. Isso garante que o triac esteja ligado durante a fase on de cada ciclo de meia linha, independentemente do que a corrente esteja fazendo. Se você não fizer isso e, em vez disso, dirigir o triac com um breve toque após o atraso no acionamento, duas coisas ruins acontecerão. Primeiro, quando o motor estiver cheio e o cruzamento de zero atual do meio ciclo anterior ocorrer após a ligação do próximo, o triac será desligado nesse cruzamento de zero. Segundo, o triac pode desligar quando há breves falhas na corrente, como pode acontecer com motores comutados mecanicamente.
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Você precisa detectar o cruzamento de zero atual, em vez do cruzamento de zero de tensão.
A maneira mais direta de fazer isso é colocar um resistor de derivação em série com sua carga CA e medir a queda de tensão nesse resistor. Isso fornece uma medida direta do fluxo atual. Frequentemente, você precisará amplificar essa tensão, pois deve usar o menor resistor de derivação possível.
A partir daí, use essa tensão para alimentar um comparador ou dispositivo similar para acionar a interrupção do cruzamento de zero no seu uC.
Você receberá vários disparos do comparador à medida que a cruz atual se aproxima e passa a zero, então geralmente é necessário incluir algum tipo de funcionalidade de janelas para lidar com isso.
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Eu sugiro usar uma das três opções. Dois (aeb) envolvem conhecimento apenas da tensão ZC. O outro (c) envolve o conhecimento da tensão e da corrente de CARGA INDIVIDUAL [depois que o motor atingir a 'direção da direção' e conduzir ZCs detectáveis de CA].
Para cada opção: Use um inversor PWM de alta frequência para a porta Triac em uma polaridade 'doce' (melhor não no quadrante III - é mais desejável uma unidade de porta em fase ou em fase ou em fase negativa). Além disso, as portas do tiristor não exigem necessariamente acionamento contínuo, apenas um lembrete frequente para serem conduzidas até que sejam iniciadas (ou seja, fluxos de corrente) durante uma meia onda.
Cada opção assume praticamente a mesma tensão que o ZC foi calculado para a velocidade (tendo em mente que o controle de fase dos motores de indução é altamente ineficiente e não há muita redução de velocidade disponível com torque de carga razoável, e a parada e o superaquecimento do motor são comuns nas melhores circunstâncias )
A experimentação é, obviamente, o melhor determinante, mas algo como 43,2 kHz (editar: erro do fator 2) -> 21,6 kHz pwm com 25% de serviço daria um pulso de um quarto de grau por grau de fase de 60 Hz e isso pode ser uma potência -saver e ainda um motorista de motor muito autoritário. Abaixo, a terminologia "tensão ZC" pode ser substituída pelo seu ângulo de fase conhecido a cada meia onda para uma determinada redução de velocidade.
A opção (a) acionamento por porta pwm ativa da tensão ZC até passar um ângulo de fase da corrente ZC computada (ou superestimada ou determinada experimentalmente).
Opção (b) acionamento por portão pwm ativo da tensão ZC até quase a próxima tensão ZC - não se arrisque.
Opção (c) acionamento por portão pwm ativo a partir da tensão ZC até passar além da corrente observada ZC.
Pessoalmente, usei a opção (a) com muito sucesso a toda velocidade. Fiz muito pouco com velocidade reduzida via controle de fase. O único motivo para não usar simplesmente a opção (b) é
Quando quero uma velocidade reduzida, tento usar um motor CC (barato) ou VFD (torque).
Observarei que, por outro lado, em um projeto de modernização atual, tentarei controlar a velocidade usando a opção (a) acima e relatarei quaisquer descobertas bem-sucedidas.
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