Salva Variac

[dott.cicala]

Sto lavorando su di un circuitino che ho chiamato Salva Variac o SalVariac e come al solito, ho usato ciò che avevo a disposizione.

Si tratta di un Fusibile Elettronico per corrente alternata a tensione di rete dove viene usato un toroide autocostruito in qualità di TA. La corrente che fluisce nel carico, (che nel mio caso è un trasformatore 230/230 2KVA che alimenta un variac sempre da 2KVA) determina una tensione ai capi del secondario del toroide.

In via cautelativa ho fissato come valore massimo di corrente prelevata dal carico a 6A, mentre la corrente minima di intervento è circa 20mA.

In questo intervallo, al secondario del toroide si ha un segnale che va da 25mVpep a poco meno di 5Vpep per effetto dei due zener e questo segnale giunge alla prima 

metà di un LM358 che costituisce un amplificatore AC a guadagno regolabile, l'altra metà è un rettificatore ideale nella versione economica, in uscita dal quale si ottiene una tensione di 2V (in base ai casi) che va in ingresso al pic che piloterà un bi-led e un relè. Niente di nuovo fino a qui, ma anche dopo. 

 

 

Le difficoltà che ho avuto sono state fondamentalmente 2.

1) Realizzare il TA

2) Evitare l'intervento aleatorio del dispositivo.

 

Il primo punto l'ho risolto con prove su prove, ma ancora non sono pienamente soddisfatto, il secondo punto è stata un'illuminazione.

Infatti nelle portate più basse, bastava un piccolo disturbo sulla rete a determinarne l'intervento e allora....l'idea, anche qui nulla di nuovo.

Un bel filtro DSP a 50Hz realizzato con l'algoritmo di Goertzel e tutti gli interventi intempestivi sono spariti.

 

Il pic alla fine svolge proprio questo compito, oltre a pilotare il bi-led ed il relè e ogni suggerimento per migliorare il circuito è ben accetto, anzi, auspicabile

 

A questo punto però mi piacerebbe migliorare il TA......

 

[Livio Orsini]

Quote

bastava un piccolo disturbo sulla rete a determinarne l'intervento e allora

 

Scusa non bastava mettere un piccolo ritardo d'intervento, diciamo 100 ms circa, per risolvere il problema? Certo che un piccolo PIC è più......cool (tanto per seguire la moda).

 

Che problemi hai con il TA? Cosa vorresti migliorare?

 

Comunque è una bella idea la tua. Magari potresti fare tutto allo stato solido eliminando il relè elettromenccanico.

[dott.cicala]

Opppsss....lo schema contiene un errore....ecco quello corretto

 

L'uso del pic non è stato dettato dalla volontà di rendere cool un progetto banale ma dalla presenza di disturbi che rendevano inaffidabile il funzionamento. Disturbi che, se non tramite un filtro dsp,  con LC tradizionali o anche filtri attivi di ordine elevato, magari un notch, avrebbero reso molto più complesso il circuito e a causa delle tolleranze, non si avrebbe avuta la stessa precisione sulla frequenza di taglio e la banda pasante, che nel filto dsp è stata fissata a 50Hz  bw 10Hz.

 

Per rendere meglio l'idea, ecco cosa c'è ai capi del secondario del TA.

 

Le misure le ho svolte ieri sera, quando tutte le utenze domestiche erano in servizio e poi le ho ripetute questa notte, quando la maggior parte delle persone normali dorme e le utenze domestiche sono per lo più spente.

 

Carico da 25mA - utenze spente - 

 

Carico 25mA - utenze in servizio -

 

Carico 300mA  - utenze spente - 

 

Carico 300mA - utenze in servizio -

 

La regolazione del ritardo c'è...

[gabri-z]

Mi era sfuggito , riconosco che cerco di trovare errori negli schemi (tanto per mantenere un po in funzione gli ultimi due neuroni ) , ma convinto (grosso errore  ) da ieri che fosse O.K. , ho fatto fatica anche adesso a trovarlo ; prelievo segnale da raddrizzare . E' l'unico ?

[Livio Orsini]

Perbacco le tue utenze domestiche gnerano questo mare di schifezze?

Cosa sono lampade a scarica di gas, vari SMPS e roba simile?

 

E' un'impressione mia o c'è poca linearità tra ampiezza del segnale e corrente sul carico; è quello che vorresti migliorare nel TA?

 

hai mai letto questo?

[dott.cicala]

Sì, infatti Il TA non è per niente lineare.

Sarà che ho usato il solito nucleo giallo/bianco prelevato da un vecchio alimentatore ATX.

 

Fatta eccezione per il mio laboratorio, dove sono presenti un paio di alimentatori a commutazione che accendo solo quando serve,

per il resto in casa ho quello che hanno tutti: televisori, pc, lampadine CFL di marca (che disturbano meno di quelle da pochi soldi ma comunque disturbano).

La maggiore fonte di disturbo è....l' alimentatore originale del pc HP probook comprato qualche mese fa.

 

In ogni caso, non è che la situazione sia così drammatica. Le misure sono state svolte a 10mV/Div e gli impulsi non sono così elevati, ma a causa dell'alta amplificazione e della velocità del sia pur vecchio LM358,

per portate basse, nascono dei problemi.

 

Sarebbe interessante vedere cosa è presente sulla rete di altri e invito a fare la stessa prova, così da poter comparare i risultati.

 

Sono arrivato al dsp dopo varie prove  su C11.

Con <=470nF passavano tutti i disturbi, con >4,7uF mi rilevava il picco dei disturbi, con 4,7uF ho trovato un compromesso fra frequenza e picco, ma il problema rimaneva. Bastava accendere qualcosa in casa e le portate fino a 500mA venivano disturbate. Col dsp riesco a rilevare anche 20mA senza nessun problema...e in più, l'intervento della protezione, misurando il dt fra ingresso al pic e disattivazione dell'uscita che pilota il relè è poco più di 10ms.

Si potrebbe sostituire il TA con uno shunt e misurare la ddp, ma preferisco avere la separazione galvanica anche se il TA non è lineare.

 

Se invece non avessi usato il pic, il filtro passa banda sarebbe venuto così

 

 

 

 

 

[Livio Orsini]

Quote

Si potrebbe sostituire il TA con uno shunt e misurare la ddp, ma preferisco avere la separazione galvanica anche se il TA non è lineare

 

Concordo pienamente.

Io avevo ipotizzato la lettura di uno shunt tramite separatore optoisolato, ma i problemi di linearità son maggiori di quelli di un TA.

Poi se ti avanza qualche risorsa dal micro potresti linearizzare con un algoritmo di compensazione.

 

L'idea di usare uno SSR in luogo dell'elettromeccanico non l'hai considerata?
 

Quote

Sarebbe interessante vedere cosa è presente sulla rete di altri e invito a fare la stessa prova, così da poter comparare i risultati.

 

 

Se riesco ad uscire dall'ultimo attacco di lazzaronite lo faccio.

[dott.cicala]

Quote

L'idea di usare uno SSR in luogo dell'elettromeccanico non l'hai considerata?

 

Si...e sarebbe anche molto più veloce di un relè, ma purtroppo non ne ho in casa.

Comunque, considerando la lentezza di un relè elettromeccanico, la protezione interviene abbastanza rapidamente...credo nell'intorno dei 50ms, più che sufficienti per salvare variac e carico, specialmente il carico, perché, se fidarsi è bene e non fidarsi è meglio,

ho anche due MT bipolari da 6A, uno sul trafo e uno sul variac....

 

Il problema nasce appunto nel caso di cortocircuito e minima tensione prelevata dal variac. In questo caso gli MT non bastano. La sezione del filo del variac è sempre la stessa e così gli ipotetici 2KVA sono alla tensione massima di uscita, ma alla minima....quanto sarà?  200VA se va bene.

[tesla88]

Per ovviare al problema del TA , so che il Dott. ha a che fare spesso, per lavoro immagino, con azionamenti / inverter per motori ... e ogni tanto ne capita qualcuno guasto. Io li ho sempre cannibalizzati, e in genere si riesce a recuperare qualche buon sensore di Hall a zero spese...

[dott.cicala]

Sì ci avevo pensato. Il problema è che gli inverter oggi non si guastano più.

Ne avevo cannibalizzato uno l'anno scorso, un vecchio Mentor  della control techniques da 45kW ma i sensori non hanno sensibilità sufficiente a rilevare i 20mA.

 

Considerando una bobina da 10 spire con raggio 10mm, il flusso in Gauss generato è:

 

Gauss= (2pi*I*n)/r  dove I è la corrente in Ampere, n è il numero di spire e r il raggio in mm

 

si ha che 20mA generano 0,1256 Gauss

 

mentre 10A corrispondono a 62,8 Gauss

 

Se i miei conti sono giusti, dovrei trovare un sensore con fondoscala e sensibilità sufficienti al mio scopo

 

[tesla88]

Oppure se hai un trasformatore da 5 - 10 VA di cui ti importa poco, potresti avvolgere qualche spira al primario di sezione decente e "n" spire al secondario per la lettura, penso sia meglio del toroide, se non altro dovrebbe esser abbastanza lineare a 50hz e filtrare da sé un po' di disturbi RF.

Ma, sicuramente, ci hai già pensato

Quote

Mentor  della control techniques da 45kW

Azionamento non proprio "tascabile" ... che conosco bene

Ho sulla scrivania un Bosch Rexroth (risparmi i commenti) da 0.75kw se vuoi lo apro e ti dico cosa monta ... tanto è da buttare

 

 

[dott.cicala]

Ti ringrazio per la disponibilità.

Ho trovato un sensorino su mouser a  meno di 2€ che dovrebbe fare al caso mio, ma al momento non ricordo la sigla....

L'idea del trasformatorino non è da escludere, ma al momento non l'ho messa in pratica...perché sono un po' taccagno...e mi dispiace distruggerne uno

 

Con il sensorino ho anche la possibilità di realizzare un gaussimetro, magari non precisissimo, ma sicuramente più affidabile dei miei conti.

[Livio Orsini]

Quote

e mi dispiace distruggerne uno

 

Ti basta trvare un trasfo da 5VA con primario 220V, togli le spire del secondario e le riavvolgi per un secandario da 0.5V 10 A. Poi devi solo verificare che a fon do scala la tensione sul secondario (ex primario) non sia troppo elevata). La dinamica dovrebbe essere piuttosto buona.

Questa è una soluzione che spimentai molti anni fa.

[Nik-nak]

Hai valutato questi trasformatori di corrente della Talema:

 

AC-1005         

 

ASM-010

 

AC-1010

 

AC-xx datasheet