Autocostruzione Induttore Di Spianamento - per un parzializzatore a semionda

[davide yale]

Salve a tutti,

Ho bisogno del vostro aiuto per quanto riguarda la costruzione di un induttore.

Lavorando in un' officina di carrelli elevatori capita tutti i giorni di revisionarne motori.

Ho sentito allora la necessità di realizzare un raddrizzatore controllato per avere la possibilità di alimentare i motori partendo da 0V in sù.

Ho realizzato la scheda prendendo spunto dal circuito proposto dal gentilissimo ASMO(che ora è presente sotto un' altro nick) e da un generatore di rampe sincronizzate alla rete..

Dopo aver realizzato la scheda mi sono accorto di avere problemi di sincronismo, le ho provate tutte ma alla fine ho dovuto far lavorare il tutto ad una sola semionda. Praticamente lavorando su due semionde l' SCR mi partiva a tutta per poi interdirsi e quando il motore scende sotto ad un certo numero di giri mi riparte a tutta per mezzo secondo circa e così via.. instabile insomma. Il circuito era completo di diodo di ricircolo e reti snubber.

Alla fine ho fatto lavorare il circuito ad una semionda e mi va bene così, collegando un voltmetro a vero valore efficace ho visto che ricavo in uscita, grazie all' induttanza del motore, una tensione massima di 50V, la quale, per l' uso che ne devo fare io è più che sufficiente(ditemi se la misurazione è corretta).

Per chiarezza spiego brevemente come ho realizzato il circuito di potenza.

linea 380 trifase, traformatore 380\24 2400VA primario a stella e il secondario collegato, perdonate il nome, "in serie", questo tipo di collegamento mi crea un' assorbimento squilibrato sulle tre fasi ma questo non mi interessa, mi interessa che in uscita mi trovo 50V bifase, perfetto. il tutto fatto passare per un SCR da 300A rms, quindi ad una semionda(quando avevo fatto le prove a onda intera avevo messo prima dell' SCR un ponte raddrizzatore).

niente, il mio problema è questo: nonostante l' induttanza degli avvolgimenti dei motori già mi spiani in maniera molto buona l' uscita(almeno dalle prove con vari motori e monitorando l' uscita con l' oscilloscopio sembrava già spianata bene) volevo inserire in serie al carico un' ulteriore induttanza.

utilizzando la formula di LIVIO ORSINI(che ringrazio per tutte le informazioni che ho ricavato dai suoi post) postata sempre dove ho trovato il circuito di ASMO, ecco il link:

http://www.plcforum.it/forums2/index.php?s...pic=56846&st=30

ho calcolato il valore di induttanza per avere un fattore di forma 1,05, corrente 50A su 50V, poi, moltiplicato per due, tanto per sopperire alla mancanza della seconda semionda, non mi serve un fattore di forma 1,05.

Ho deciso di realizzare un induttore da 3mH.

voglio inserire un' induttore perchè potrei avere la necessità di alimentare carichi quasi totalmente resistivi, cosi, tanto di migliorare un po' l' uscita.

Il problema è anche che vorrei poter prelevare attraverso l' induttore una corrente di 125A (limite del trafo).

Succo del discorso:

3-5mH, 125A, 50V, non mi interessa la velocità di risposta.

Toroide? problemi di saturazione? meglio in aria? troppe spire..troppa resistenza..

insomma, ho bisogno di aiuto per realizzare questo induttore. Sono due giorni che spulcio la rete in cerca di informazioni ma trovo le solite formulette che guardano soltanto il valore di induttanza e non del livello di saturazione(scusate i termini), della corrente circolante ecc.. non so proprio su che tipo di induttore muovermi, pensavo ai toroidi così posso avere un' elevata induttanza con poche spire quindi meno perdite e dissipazione di potenza ma poi ho appreso il concetto di "saturazione".

Ah, dispongo di cavo rigido prelevato da trasformatori con diametro da 2 a 5mm (circa 18mm2 di sezione)

ringrazio tutti e vi auguro una buona serata.

ciao

Davide

[Mirko Ceronti]

Buonasera Davide.

Allora, se hai copiato paro paro il circuito come lo hai visto nello schema da me presentato, non c'è ragione che si comporti come Tu hai descritto.

La prima cosa da fare quando al banco si collaudano queste tipologie di circuiti, è quella di collegare al posto di colui che sarà il futuro carico, una banale lampada ad incandescenza (o alogena), e questa ruotando il potenziometro che regola il valore medio in uscita deve produrre un effetto visivo come fosse collegata ad un Dimmer, ovvero accendersi da un minimo ad un massimo di luminosità, e senza fenomeni di sbalzi o instabilità durante la manovra.

Se così è, allora si può andare al passo successivo che è quello di iniziare a collegarvi il carico preposto, altrimenti occorre fermarsi lì e cercar di capire perchè si comporta in modo anomalo.

Dalla descrizione di ciò che Ti accade, sembrerebbe che Tu abbia invertito i 2 fili di alternata che entrano nel ponte semicontrollato, rispetto ai 2 fili che vanno ai fotoaccoppiatori per catturare il sincronismo in rete.

Se così fosse, allora il rimedio sarebbe banale, altrimenti è da ricercare in un possibile errore circuitale, il quale però io da qui faccio fatica ad intercettare.

Ci terrei che Tu riuscissi a farlo funzionare ad Hoc, poichè son sicuro del funzionamento di quel circuito come di morire, dato che dopo averlo progettato (parecchi anni fa), ne ho realizzato più di uno e con ottimi risultati.

Eppoi lavorare a 2 semionde comporta un fattore di forma parecchio migliore che lavorare con una sola, e quindi anche un induttore "correttivo" più.....agile !

Saluti

Mirko

[davide yale]

ciao mirko,

grazie per la rapida risposta,

non ho copiato completamente il tuo circuito, ho preso soltanto la sezione d' innesco..

purtroppo ora non ho la possibilità di postarti lo schema da me realizzato ma posso descrivertelo a grandi linee.

Per pilotare la porta and presente anche nel tuo schema ho comparato con un operazionale 741 un segnale di riferimento proveniente da un potenziometro con uno di un generatore di rampe sincronizzate alla rete.

perchè ho scelto questa alternativa? perchè avevo già 4 grossi diodi ma mi mancavano i 2 scr

(che li devo mettere grossi grossi perchè probabilmente questo strumento verrà usato anche da alcuni dei miei colleghi...quelli che quando gli dici di impiegare il tester come ohmmetro ti chiedono se devono metterlo sul simbolo delle "cuffie" , quindi corti a volontà..)

visto che questi scr costano 130 euro l' uno ho deciso di raddrizzare prima la tensione con i grossi diodi che già possedevo e poi gestirla con un unico scr in serie al carico.

come ho descritto nel post precedente il circuito non funzionava bene..

le fasi erano corrette perchè ho analizzato il funzionamento a vuoto con l' oscilloscopio ma quando c'ho collegato un motore questo funzionava bene solo ad alti regimi, se portavo verso lo 0 il potenziometro mi diventava il tutto instabile, proprio come se avessi problemi di sincronismo.

durante il funzionamento instabile ho potuto notare(sempre con l' amico oscilloscopio) che forma d' onda in ingresso al generatore di rampe(uscita trafo) si deteriorava sia come forma che come ampiezza, più di quello che mi aspettassi..

Ho ottimizzato sia il pilotaggio del fotoaccopiatore sia l' ampiezza delle rampe, ho provato a prelevare il sincronismo diretto dalla 380, ho provato anche tramite un' ulteriore trasformatore ma niente..

quando ho eliminato il radrizzatore, e laciato solamente l' SCR tutto ha funzionato bene ad una semionda, meglio di quanto mi aspettassi..

volevo, quasi per sfizio, aggiungere un induttore..

domani spero di riuscire a postre lo schema

ciao e grazie ancora

Davide

[davide yale]

buongiorno a tutti,

ecco lo schema iniziale(scusate la qualità).

ho apportato qualche modifica ma essenzialmente lo schema è questo..

ciao e buon lavoro.

Davide

[lelerelele]

mi stavo chiedendo la necessità di usare un trasformatore per pilotare l'scr???

alla fine funziona come un circuito parzializzazione alimentato in DC, (mi sto chiedendo come fa a disinnescare considerato che lo alimento con tensione che non passa mai dallo zero!).

solo per curiosità.

Modificato: 3 novembre 2010 da lelerelele

[Mirko Ceronti]

Come ?

Dallo "zero" passa eccome, il ponte diodi è a doppia semionda, e senza condensatore elettrolitico di filtro, quindi abbiamo una corrente unidirezionale pulsante a 100 Hz, la quale passa (eccome) per lo "zero"

Saluti

Mirko

[Mirko Ceronti]

Mi scuso per essermi eclissato, ma ho avuto un po' da fare sul Forum Blu

Allora Davide, il Tuo schema mi "risolleva" un attimo, dato che non c'è quasi più nulla di quello che avevo presentato io.

Vabbèh, allora intanto iniziamo col dire che sì.....come afferma lelerelele in questo tipo di configurazione il trasformatore d'innesco lo si poteva evitare. (mettendo il motore sull'anodo dell'S.C.R. ed il catodo a massa in comune, ma comunque non è un errore, hai mantenuto la separazione galvanica)

Poi il TL081 o il mu-a 741 non li ritengo proprio idonei per questo tipo di lavoro anche se son sempre operazionali, ma per le alimentazioni singole, io preferisco LM324, LM358, CA3130 (ho menzionato quelli che ricordo).

Poi il sincronismo in rete Te lo sei arrangiato di parecchio, ricorrendo ad un generatore di corrente costante, che non crea un "simil-dente di sega" ma un dente di sega vero e proprio, e qui "Teoricamente" dovremmo esserci, ma....domanda :

visto che mi par di aver letto che hai avuto non pochi problemi, stadio di potenza a parte, perchè il circuito che si occupa del sincronismo, dell'innesco, e del PWM non l'hai comunque copiato ?

Almeno quello era stra-collaudato.Il sincronismo è importantissimo, noto nello schema che il fotoaccoppiatore è collegato ad una linea a 100 Volt, quindi dopo un trasformatore ?

Errore !!

Va sulla rete da dove si preleva l'alimentazione che serve l'S.C.R.

Poi dammi retta, il condizionamento del segnale di sincronismo non darlo in mano ad un transistor che pilota un generatore di corrente costante (anche se teoricamente ineccepibile) ma fallo come l'ho fatto io a suon di operazionali che agicono su una rete R C.

Andare a caccia di un buon induttore è cercare di metterci un cerotto, penso che se le semionde fossero 2 invece di una, il tutto avrebbe performance migliori.

Oh, poi l'induttore è sempre una bella cosa per il fattore di forma, ma io curerei prima il resto.

Saluti

Mirko

[Mirko Ceronti]

OOOOPSS

Noto solo ora che è giusto, l'hai preso dagli stessi 100 Volt del trasfo che alimenta anche lo stadio di potenza.....sorry.

Modificato: 3 novembre 2010 da Mirko Ceronti

[davide yale]

Ciao Mirko, non ti preoccupare, ho visto che sei presente in ogni dove di questo forum immagino che tu sia estremamente impegnato..

Tornando a noi..

Come hai già detto ho voluto mantenere la separazione galvanica, mi dà un senso di protezione, mi sembra che il mio circuito sia più "robusto"..

Qua mi hai dato un' informazione preziosa da aggiungere al mio piccolo "bagaglio elettronico" inizialmente la scheda è nata con un TL081 ma mi sono accorto che avevo difficoltà a raggiungere lo zero, dimmi se sbaglio, credo per motivi di offset.. ho pensato così di sostituirlo con un ua741(solo perchè aveva la stessa piedinatura) ed ho risolto il problema.

Qua è più per un discorso di soddisfazione... volevo metterci un po' di mio in questo circuito! anche se la decisione più saggia sarebbe stata di copiare il tuo circuito già testato.

no no! quei 100V~ che vedi nello schema sono poi diventati 50 e sono proprio quelli che vanno ad alimentare il carico attraverso l' SCR...

Ti assicuro che con un piccolo carico resistivo il circuito funzionava a 2 semionde perfettamente, ho analizzato con l' oscilloscopio tutte le fasi del segnale fino al segnale d' innesco del gate.. le rampe erano perfettamente sincronizzate alla rete, perfettamente stabili, il segnale che arrivava al gate era un' onda quadra con duty cycle variabile linearmente agendo sul potenziometro, tutto questo senza scatti o farfallii...

Quando ho collegato un motore da un KW eccitato in serie ho notato che, come ho scritto nel post precedente, il segnale in ingresso al fotoaccoppiatore era sporchissimo, credo che passasse per lo zero per qualche istante e quindi mi si interdiva il fototransistor facendo partire così un' altra rampa...infatti osservando le rampe durante l' instabilità si poteva notare che partivano un' infinità di rampe tutte con ampiezza diversa, quindi casualmente più brevi(essendo il sistema a corrente costante). Non avrei dovuto far partire le rampe al passaggio allo zero, ma, come nel tuo circuito, lavorare con semionda positiva\semionda negativa...

Purtroppo ho già allestito un vecchio carica batterie di un carrello con circuiti on-off, con il trasformatore e il circuito di potenza, non avendo ancora tanto tempo da dedicare a questo progettino mi sa che lo chiuderò così, e metterne con calma in costruzione un' altro correggendo gli errori commessi nel primo...

Comunque voglio capire bene perchè non funziona a 2 semionde..purtroppo queste sono le mie prime esperienze in elettronica di potenza

Comunque come prima realizzazione sono contento, il suo lavoro lo fa... alla fine devo provare motori a vuoto.. bisogna dire anche che a parte l' SCR e il trasformatore d' innesco ho utilizzato totalmente pezzi di recupero, il che incrementa ulteriormente la mia soddisfazione personale!

Stasera ho costruito il "cerotto"... ho smontato un trasformatore toroidale di uscita di un carica batterie switching(nucleo grigio d=65 D=105 H=45)... sulla targa aveva pri310 sec80Vcc(si, Vcc) 8KVA...

c' ho avvolto sopra 30 spire di filo isolato diametro 5mm ricavato da un trasformatore, ne ho misurato l' impedenza e con L = XL\2pi*f ho trovato che questa bobina ha un' induttanza di 6mH.. molto più di quanto mi aspettassi con sole 30 spire! Speriamo solo che il nucleo tenga la corrente di cui ho bisogno...

Spero di non avervi annoiato e soprattutto di essere stato abbastanza chiaro..

Buona serata

Davide

[lelerelele]

Mirko Ceronti+3/11/2010, 18:53--> (Mirko Ceronti @ 3/11/2010, 18:53)

intanto devo ammettere che non avevo notato il secondario collegato in modo devo dire starno, in effetti posso presumere che mi esca una sinusiode....ma non ne sono sicuro. (la sommatoria delle tre fasi non da valore nedio nullo?)

poi rimane il fatto che avere una corrente pulsante a 100Hz, che mi alimenta un circuito prettamente reattivo, (induttivo), sono abbastanza convinto che attraverso l'induttanza che mantiene il valore di corrente medio ci siano buone probabilità che non si disinneschi l'SCR.

no?

[Livio Orsini]

Sono stati prodotti e hanno funzionato per anni centinaia di convertitori semicontrollati, che hanno una circuitazione simile, senza alcun problema di spegnimento degli SCR.

Ovviamente il carico induttivo porta ad un annullamento in ritardo, rispetto allo zero di tensione, della corrente.

Lo SCR una volta che vede la corrente annullarsi si spegne e per riaccendersi è indispensabile pilotare il gate.

[Mirko Ceronti]

Beh, la corrente alternata ha sempre valore medio nullo !

Forse però Tu ti riferivi alla somma vettoriale, ed in questo caso è così, se....colleghi appunto le 3 fasi in modo da avere un'uscita trifase.

Qui i 3 avvolgimenti sono collegati in serie, per cui la tensione in uscita a vuoto, sarà una somma che tiene anche conto dell'angolo di sfasamento elettrico degli avvolgimenti, per cui non si potranno moltiplicare per 3 i valori delle singole tensioni ai capi di ogni avvolgimento, ma andranno sommate considerando l'angolo di 120° che c'è tra un avvolgimento e l'altro.

Poi la forma d'onda è senz'altro sinusoidale.

Saluti

Mirko

[lelerelele]

.....

come non detto!

proverò, (la curiosità prevale).

[Mirko Ceronti]

Bravo !

Nel frattempo Ti anticipo i risultati nel caso Tu usassi un trasformatore trifase coi 3 secondari da 24 Volt

Saluti

Mirko

[davide yale]

Buona sera a tutti...

Alla fine mi è arrivato l' scr ed ho chiuso il tutto.. vi posto qualche foto del lavoro...

ciao e grazie per i consigli!

Modificato: 6 novembre 2010 da Livio Orsini

[Mirko Ceronti]

Ah Davide....non hai idea di come Ti invidio.....!

Quanto mi piacerebbe essere lì ad archibugiare insieme a Te su quel giocattolo che trasuda di quell'atmosfera da "ore piccole" pur di riuscire a terminarlo tanta è la voglia di provare ......SIGH...!

Saluti

Mirko

[Mirko Ceronti]

Sono sempre più convinto che sia un problema di sincronismo e (di rilancio) di rilevazione dello "zero-crossing" delle semionde.

Volendo usare un solo S.C.R. ed un ponte diodi di potenza, secondo me lo schema di principio si semplifica molto dall'altro che avevo presentato per un ponte completo semi-controllato, e questo disegno può essere un esempio

Ci si risparmia uno stadio d'innesco, (oltre che ad un S.C.R.) e con quello che costano i pulse-trasfo, non è cosa di poco conto, oltre che ad un P.C.B. molto più banale

Ecco, allora prova a prendere spunto dallo schema che Ti ho inoltrato, qui il sincronismo è diretto sull'anodo dell' S.C.R. e quindi più fedele, e non dovrebbe darTi i problemi discussi finora.

Lo puoi ottimizzare magari eliminando il CD 40106 e l'and CD 4081, ed usare un solo CD 4093 (nand triggerate), da cui ricavare con un unico integrato sia le porte per creare l'oscillatore a 10Khz, sia quelle per ricavare l'AND in uscita all'LM358.

Saluti

Mirko

Modificato: 6 novembre 2010 da Mirko Ceronti

[mariano59]

Ciao Mirko , scusa ma c'è qualcosa che non capisco, non so se è normale, ma mi par di vedere che hai preso il segnale di sync direttamente dal ponte di potenza, giusto... ma che foto accoppiatore hai usato che accetta direttamente la 220 raddrizzata? Forse non interpreto correttamente lo schema io, o forse hai dimenticato il partitore di limitazione, o pensavi di risparmiare ancora???

Ciao e grazie di tutto!!!!

[Mirko Ceronti]

Accidenti Mariano.....ero sotto la doccia che m'è venuto in mente (un Flash), ma.....troppo tardi a quanto vedo

Sì, hai ragione, mancano le 2 resistenze da 27K 2 Watt da mettere in serie al fotoaccoppiatore.

Ecco fatto....corretto !!

Sorry...

Saluti

Mirko

Modificato: 6 novembre 2010 da Mirko Ceronti

[mariano59]

Sorry?! Ma de che ???

Non vedevo l'ora che Ti accorgessi del "neo", per farmi due risate con Te!!!

Farò sicuramente anche io un circuito così, quando sarò costretto a usare l' SSD 590A che ho sul banco di prova, per sostituirne uno guasto in reparto... e vista la carenza cronica di money, so già che non me ne ricompreranno un'altro...

Ciao

A si, faccio i miei complimenti a Davide per la sua realizzazione, bravo!!!

Modificato: 6 novembre 2010 da mariano59

[davide yale]

Molto interessante, Mirko, ho già salvato lo schema sul PC..

Proprio ieri mattina abbiamo rientrato in officina una macchina vecchia da rottamare e indovina un po'? monta unico SCR grosso per la trazione, quindi adesso ne ho 2 e posso optare per la configurazione classica del ponte semicontrollato.

Questa volta copierò paro paro il tuo circuito...

Grazie Mariano , non sai quanto mi sono divertito nel disegno dello schema, nella realizzazione del pcb, nella ricerca dei componenti di recupero, nel disegnare il pannello anteriore, tutto, tutto!

Me la sono spassata così tanto queste tre settimane che ieri, quando l' ho finito, sono andato in crisi, un senso di svuotamento che non ti dico

per fortuna adesso per un po' ne ho ancora visto che ho deciso di rifare la scheda e lo stadio di potenza per portarlo a onda intera!

vi posto la foto dell' induttore che ho realizzato visto che è grazie a lui che è nata questa discussione!

Le macchine nuove montano motori asincroni a gabbia.. Per provarne i motori stavo guardando in giro per la rete se trovavo spunti o schemi completi per realizzare un inverterino regolabile V\F ma non ho trovato niente.. Secondo voi è fattibile costruirlo senza tirare in ballo PIC, controllori o altro?

Ditemi se è il caso di postare questo argomento in un' altra discussione.

Saluti

Davide

[mariano59]

Son dolori... Ti consiglio di trovare qualcosa di recupero, magari in rete...

Ma che caratteristiche hanno questi motori?

Non saranno mica i motori per carrelli elevatori, magari a forche retrattili con 18 Qli di portata???

Ciao

[davide yale]

sono motori trifase che vanno dai 500W per i motori sterzo ai 30KW dei carrelli con grandi portate.. dai 24 agli 80V fino a 400A.

A me interesserebbe costruirne uno leggero per i motori più in uso in questo campo, che stanno sui 4 KW..Non vorrei dire scemenze ma per farli girare a vuoto non credo serva chissa che potenza..

Avevo pensato a riutilizzare un impianto di recupero di un carrello ma mi servirebbe un' impianto per ogni tensione e per ogni frequenza dal momento che non c'è la possibilità di impostare questi parametri(Senza mandarli al costruttore per la modifica).

ciao

Davide

[mariano59]

Come pensavo, i muletti... grossi!!! Ne ho una decina che girano per la fabbrica, ma non ci metto le mani, abbiamo un contratto di manutenzione.

Gli inverter che trovi in giro per uso industriale lavorano con la 220 monofase e uscita 220 trifase, o 380 trifase entrata e uscita. Ovviamente le batterie dei carrelli sono fino ad 80 Vdc, quindi l'inverter non avrà la sezione raddrizzatrice e filtraggio, ma il generatore di frequenza variabile e lo stadio di potenza per alimentare gli avvolgimenti del motore, più tutti i controlli che si richiedono per una trazione. Ma i dati dei motori non li hai forniti, tensione AC? freq. max? Non so se un inverter alimentato ad 80 v eleva la tensione fino 220v, penso siano motori specifici. Accidenti, con tutte le volte che parlo col tecnico dell'assistenza, non mi è mai passato per la mente di chiedere quei dati... , anche perchè ho già delle belle rogne con tutte le altre macchine da movimentazione interna .

Comunque usando la funzione V/F e lavorando sui parametri, forse con un inverter normale si può fare... .

Modificato: 6 novembre 2010 da mariano59

[davide yale]

Buon giorno a tutti..

Si, Mariano, hai ragione, non ti ho dato i dati fondamentali..

posso farti qualche esempio..

Elettropompa 85V 200A 75Hz frequenza nominale credo non massima...

Motore trazione 65V 400A 80Hz

Motore trazione piccolino di un transpallet 4KW 22V 65Hz

purtroppo non ricordo il numero di giri..

La vedo dura realizzare uno strumento universale a basso costo...

Buona Domenica!

Davide