Ponte Raddrizzatore - Cosa provoca alla rete a cui è connnesso

[MANUELE30061981]

Buon giorno,

Premessa, sono un profano dell'elettronica, ma mi ritrovo con un problema che potrebbe essere di natura elettronica.

In un impianto elettrico industriale, ho installato un ponte trifase a valle di un sistema composto da 3 SCR con zero crossing detection accesi semplicemente da un output del plc.

Questo sistema serve solamente a raddrizzare ed alzare la tensione di 400 V e portarla a circa 540 V "se non erro", come fosse un teleruttore e fino a qui nessun problema.

Sembra che dopo l'introduzione di questo ponte raddrizzatore si presentino dei disturbi sul bus di campo CAN OPEN che compromettono il buon funzionamento dell'automazione.

La domanda è questo:

1_può un ponte trifase generare un disturbo sulla linea di alimentazione provocando disguidi e problemi di comunicazione sul bus di campo?

2_se il problema sono i disturbi generati in rete con un filtro trifase a monte del sistema, "diciamo come quelli utilizzati per gli azionamenti per capirci" risolverei il problema?

Grazie in anticipo a tutti per la partecipazione a questo forum

[lelerelele]

non è che possa dirti più di tanto, di plc e bus di campo non ne so quasi niente.

comunque raddrizzando la reta 380V al suo valore di cresta ottieni

380*sqr(2) =537V.

ed è forse quello a cui ti riferivi.

il raddrizzamento comporta sicuramente dei problemi di ditorsione della forma d'onda e quindi anche la generazione di armoniche in rete, oltre che a vari sfasamenti,

perciò per quanto ne so la risposta è si, possono esserci distrubi che danno fastidio a bus dati.

il filtro che potrebbe eliminare il problema, a mio avviso, dovrebbe essere introdotto nel punto più prossimo ad i raddrizzatori.

poi lascio altro a chi ne sa più di me nello specifico.

[Mirko Ceronti]

Hai detto bene.....raddrizzando al suo valore di cresta...!

Ma per fare ciò, dopo il ponte devi aggiungere un condensatore elettrolitico di filtro sul lato D.C.; altrimenti raddrizzandoli e basta (come ha fatto lui) ottieni 380 x1,35 = 513 Volt, oppure se hai la 400 Volt ne ottieni 400 x 1,35 = 540 proprio come affermava Manuele.

Saluti

Mirko

[MANUELE30061981]

Io non ho fatto calcoli.... ho solamente testato sul campo

un bel tester mi ha dato la risposta.

ma non è questo il problema, non è la tensione in uscita a questo punto che mi interessa, quella è un dato di fatto! Come veniva descritto sopra, le eventuali armoniche o disturbi che mi ritrovo sulla rete sono il problema e la preoccupazione che ho in questo momento.

Per chiarezza sto parlando di potenze che si aggirano agli 8000 W applicati al lato DC del ponte.

Quindi i condensatori sono da escludere visti gli ingombri, inoltre non ho nessun interesse ad applicarli perché il valore di tensione è già quello che desidero.

Comunque grazie ancora, attendo sviluppi e nuovi post.

[ivano65]

molto probabilmente i disturbi dovuti agli SCR.

probabilmente col ponte hanno cambiato leggermente punto di lavoro e i disturbi sono aumentati , andando a disturbare il bus.

la schermatura dei cavi bus e' efficiente?

prova ad alimentare il sistema SCR ponte con un buon filtro LC a monte.ù

all'uscita del ponte cosa viene alimentato?

ivano65

Modificato: 28 settembre 2011 da ivano65

[ludo69]

non avendo schemi e dettagli quel che segue è solo un'ipotesi...

La linea trifase viene commutata da SCR pilotati da ZeroCrossingDetector e poi và ad un ponte raddrizzatore esafase e (forse) su una capacità di filtro/livellamento.

L'SCR si può innescare anche con un solo impulso (al passaggio della tensione presso lo zero, così si minimizzano le perdite di commutazione e i disturbi derivanti) e mantiene la conduzione finchè esiste transito di corrente, quando la semionda si esaurisce e nuovamente avviene il transito per lo zero la corrente è nulla, l'SCR si riapre ma viene generato un nuovo impulso sul gate dell'SCR che lo riporta in conduzione per la prossima semionda e la conduzione APPARE continuativa.

Se il carico è un ponte di diodi che magari và a chiudersi su una continua (quella ad esempio immagazzinata sulla capacità di livellamento) avviene una cosa TERRIBILE: la corrente circola SOLO durante le CRESTE della sinusoide, ovvero solo nell'istante in cui la linea alternata arriva alla tensione d'uscita del ponte (5cento e spicci Volt), PECCATO che la corrente non circoli MAI in nessun altro punto della sinusoide e quindi: quando la sinusoide passa per lo zero un impulso viene inviato al Gate dell'SCR che si chiude, finito l'impulso di pilotaggio NON essendoci ancora CORRENTE l'SCR si RIapre, quando la sinusoide arriva al valore di cresta l'SCR è dunque RIaperto e quindi la linea risulta interrotta.

Al passaggio per il prossimo zero si ripete quento sopra....

Quanto esposto potrebbe essere parte del tuo problema (potresti così generare forti disturbi che potrebbero inficiare le comunicazioni del BUS), oppure i gate sono pilotati in maniera continuativa (e non impulsiva) e quindi quanto detto decade....

Fossi in te fare questo esperimento: metti 3 lampadine da 60W ogniuna tra una fase ed il neutro (240V, suppongo...), oppure un termosifone industriale trifase o ecc., in modo che ci sia una certa corrente RESISTIVA durante tutta la semionda che mantenga in conduzione gli SCR per quando la Vlinea arriva alla cresta e il raddrizzatore entra in conduzione....

[PocoEsperto]

Mirko Ceronti+28/09/2011, 14:59--> (Mirko Ceronti @ 28/09/2011, 14:59)

Scusami Mirko, non ho capito bene, vuoi dire che raddrizzando una tensione alternata con un ponte raddrizzatore (di Graetz) e senza nessun condensatore in uscita si ottiene una tensione (RMS?) pari al valore efficace della tensione applicata per 1,35?

Ciao

P.S. Trascuriamo per semplicità le cadute sui diodi

Modificato: 29 settembre 2011 da PocoEsperto

[Livio Orsini]

No! Questo lo ottieni se la tensione alternata è trifase. Se fosse monofase il valore efficace è sempre eguale a quello di partenza (meno la caduta dei diodi).

Partendo da una tensione esafase il fattore di forma migliora ulteriormente, aumentando il valore efficace. Aumentando il numero delle fasi il valore efficace tende a coincidere con il valore di picco.

[PocoEsperto]

Livio Orsini+29/09/2011, 11:34--> (Livio Orsini @ 29/09/2011, 11:34)

si ok così è giusto, e rileggendo bene il post originale in effetti si parla di raddrizzatore trifase.

Ma nel tempo avevo perso di vista la genesi del discorso e mi sembrava strano quell'1,35.

Grazie Livio

Saluti

[Mirko Ceronti]

Dunque, ho una certa "nebbia" che vorrei dissipare, infatti nel primo post dichiari:

Per cui chi legge ha la sensazione che Tu abbia utilizzato un ponte trifase misto (tiristori più diodi) per farlo poi lavorare da ponte trifase semplice. infatti nel Tuo secondo post dichiari:

da cui si evince che i volt li hai direttamente testati col voltmetro e sono proprio quelli, per cui le sinusoidi (a questo punto) non vengono parzializzate, e quindi la conseguente domanda è :

Se Ti servono 540 Volt e basta, perchè usare un misto di tiristori e diodi, quando (per ottenere ciò) bastavano solo 6 diodi ???

E poi :

Nonostante il ponte Ti lavori ad onde complete (come fossero tutti diodi fissi) e quindi praticamente indistorte, hai lo

stesso dei problemi durante la sua messa in opera ?

A questo punto inizierei a nutrire sospetti sulla buona qualità nonchè facile perturbabilità del sistema (Bus e P.L.C.) in

generale, più che prendermela col ponte.

Oppure, il ponte misto lo usi anche per parzializzare il valore efficace in uscita, ed i problemi quindi emergono solo quando agisci sull'angolo di conduzione ????

Perchè in questo caso non ci sarebbe nulla di scandaloso, anzi è risaputo che i convertitori semicontrollati sono fertili

produttori di armoniche, anche se non è sempre matematicamente certo che perturbino le apparecchiature condivise; però un'induttanza trifase sull'ingresso può solo far bene, anche perchè è un portar rispetto alla qualità della corrente su quella linea di alimentazione.

Per 8 KW non sarà neanche una gran roba, ma se di questi oggetti inizi a mettertene in casa un certo quantitativo, la distorsione armonica totale che producono, può anche creare problemi ai condensatori di rifasamento presenti nell'impianto.

Ora per un carico da 8 KW (sviluppati a 540 Volt vero ?) avremo 8000 : 540 = 14,81 Amper, questa è la corrente continua misurabile sul lato DC del ponte. (carico resistivo)

Costei corrisponderà ad una corrente alternata sul lato AC pari a 14,81 x 0,816 = 12 Amper per fase.

Quindi l'induttanza trifase da applicare deve poter sopportare questa corrente.

Non chiedermi il calcolo dei micro o dei milli-Henry, poichè nonostante la folta libreria sull'Elettronica di Potenza di cui dispongo, nessun libro in mio possesso ne parla dettagliatamente a livello di calcolo, ma fa cenno solo sul loro impiego più o meno necessario a seconda dei casi.

Saluti

Mirko

[Vicus]

Con induttanza intendete un filtro di rete o una semplice induttanza a modo comune.

[lelerelele]

eh bella domanda.

gia quando si possono fare delle misure specifiche no è poi semplice porvi rimedio, senza di queste andrei alla cieca.

secondo me serve un LC, ed eventualmente con due condensatori collegato a pi-greco.

ma senti altri pareri magari qualcuno ha avuto lo stesso problema.

[MANUELE30061981]

Grazie a tutti per le favolose risposte,

partiamo con il primo punto.

Premessa:

Con questo topic volevo solamente capire se il ponte genera disturbi sulla linea alla quale è collegato, e se li generasse, come eliminarli.

Scusate forse ho sbagliato terminologia

io per SCR ho inteso un SSR tipo questo http://www.gefran.it/it/products/product_789.aspx

e il ponte trifase applicato a valle dei tre SSR che interrompono le fasi e questo

http://www.semikron.com/products/data/cur/...82_07913100.pdf

il carico applicato a valle del ponte cioè sul lato dc è una lampadina da 8000W

Questi sono i soli componenti dell'impianto di cui stiamo discutendo.

Se ho capito bene mi chiedi perché mettere gli SSR a monte del ponte, ti rispondo dicendo che il ponte lo utilizzo solo per alzare la tensione di alimentazione per la sola lampadina, quindi togliendo e mettendo tensione a monte con gli SSR come fossero un teleruttore ottengo un "rudimentale sistema che alza la tensione e accende la lampadina quando attivo l'output del plc come l'interruttore di casa ".

Per il resto posso tranquillamente dire che:

non mi interessa applicare circuiti elettronici per ottenere altre funzioni, devo solo accendere una lampadina a 540V!

senza nessun altro componente, ho già utilizzato autotrasformatori e soft start per farlo, e ne ho già discusso più volte nei vari forum di circuiti simili a questo, con TOPIC tipo SOFT START MONOFASE se non ricordo male.

Capirete tutti che, usare un ponte al posto di un'autotrasfomatore mi da innumerevoli vantaggi:

1 il prezzo

2 l'ingombro

3 i problemi con la magnetizzazione dell'autotrasformatore

4 il calore generato all'interno del quadro.

A questo punto concludo il post con questa osservazione, non ho idea in questo momento se sia veramente il ponte a creare i problemi al BUS oppure se sia guastato qualche componente collegatovi, ma la macchina di cui stò parlando è una macchina funzionante da circa 3 anni.

Magari il caso ha voluto che dopo l'applicazione del ponte trifase si sia guastato un componente del CAN OPEN ma che la questione non sia direttamente legata.

Le sfortune non vengono mai sole

Come ho detto all'inizio di elettronica me ne intendo poco, anzi forse anche meno di poco cioè niente! sono un povero elettrotecnico che riassume tutto a contatti e bobine....

Modificato: 30 settembre 2011 da MANUELE30061981

[ludo69]

non vorrei risultare più puntiglioso di quanto sia, ma vorrei invitarVi a rileggere il mio post precedente e a leggere questa frase estratta dalla documentazione linkata:"Il relè "zero crossing" si ATTIVA quando la TENSIONE passa per il punto di zero e si DISATTIVA quando la CORRENTE passa per il punto di ZERO in funzione della presenza del segnale di comando sul circuito d'ingresso. "

Il carico assorbe corrente solo sulle creste, quindi il relè si spegne prima del raddrizzamento delle creste stesse

[ludo69]

se dal primo link (quello del relè statico) si apre il .PDF con le caratteristiche si arriva a leggere:

"

.......

Uscite L1 - T1

GQ - 15 -

Corrente nominale:

AC51:15Arms; AC53A (*): 3Arms

Corrente min. funzionamento: 0,1Arms

..............

GQ - 25 -

Corrente nominale:

AC51: 25Arms; AC53A (*): 5Arms

Corrente min. funzionamento: 0,3Arms

.................

GQ - 50 -

Corrente nominale:

AC51: 50Arms; AC53A (*): 15Arms

Corrente min. funzionamento: 0,3Arms

....................

GQ - 50B -

(con elevata corrente di fusione)

Corrente nominale:

AC51: 50Arms; AC53A (*): 18Arms

Corrente min. funzionamento: 0,4Arms

....................

GQ - 90 -

Corrente nominale:

AC51: 90Arms; AC53A (*): 20Arms

Corrente min. funzionamento: 0,5Arms

.........

"

Ovvero che bisogna garantire SEMPRE (in ogni momento della circolazione della sinusoide) un carico equivalente ad una corrente RMS come da specifiche.

Il ponte raddrizzatore invece ha i diodi che finchè non entrano in conduzione fanno assorbire alla linea la corrente di ZERO andando ad usare il dispositivo (relè statico) fuori delle sue specifiche, e lì può accadere di tutto! (vedi interventi precedenti)

Forse basterebbe un relè statico che alimenti un teleruttore trifase meccanico, che quest'ultimo se ne infischia ampiamente della NON linearità I/V del carico.....

Modificato: 1 ottobre 2011 da ludo69

[Vicus]

Oppure un carico dopo il ssr e prima dei diodi che mantenga una corrente minima.

400/1k=40mA rms, 400*40m=16W che per tre è quasi una stufetta.

[MANUELE30061981]

Ecco questa è una buona spiegazione per un profano come me....

Risulta facilmente intuibile come si concatenino i componenti e come il ponte potrebbe provocare un fenomeno di accensione e spegnimento ad ogni passaggio da zero della sinusoide, a causa dei diodi a valle dell'SSR.

A questo punto mi sorge spontanea un'altra domandina, quale è la corrente per mandare in conduzione i diodo del suddetto ponte trifase?

[Mirko Ceronti]

Ah, adesso ho capito come è realizzato il circuito, avevo erroneamente precipitato le conclusioni ritenendo che per SCR Tu intendessi quelli di un ponte misto, e non quelli in antiparallelo che si trovano dentro agli SSR.

Quindi quello che sostiene Ludo69 è che 3 SSR con tanto di controllo sullo zero crossing, alimentando un ponte trifase vengono a perdere le loro caratteristiche di controllo sul passaggio per lo zero di corrente o tensione.

Giusto; infatti nel momento in cui la corrente scende bruscamente a zero (dato che sul lato AC non è più sinusoidale, ma ha i fronti di salita e discesa tipo onda quadra) l'SSR si disinnesca anche se il comando sul suo fotoaccoppiatore è comunque attivo, e la tensione in quell'istante vale ancora la metà del suo valore massimo. Quando poi la corrente torna, la tensione non può (ovviamente) essere a zero, ma si trova anche in questo caso ad un valore istantaneo che ancora coincide con metà del valore di picco.

Morale ?

Lo zero crossing non serve a nulla.

Inoltre durante le varie commutazioni che avvengono a fronte di corrente ripido ed oneroso, e tensione già bella alta, è logico che si possano creare dei disturbi.

Però ciò accadrebbe anche con un teleruttore elettromeccanico, unica differenza è che il contatto in rame del dispositivo non si deve reinnescare, la sua attitudine alla conduzione infatti è in virtù del suo naturale stato fisico (chiuso appunto).

Per cui è più un discorso di cattivo o improprio utilizzo degli SSR per questo caso specifico, più che di disturbi legati alla presenza del ponte come lamentava Manuele.

Quindi un comando (sempre statico) sul lato "continua" del carico sarebbe più idoneo.

Infatti tempo fa su un altro topic sul Forum Blu dove Manuele poneva la questione, io gli consigliai di utilizzare un ponte trifase misto, che fatto lavorare da relè statico (comandando i 3 gate con angolo di ritardo all'innesco = 0°) poteva assolvere al problema.

Oppure sempre utilizzando un ponte fisso, mettere un relè statico per il comando di tensioni continue che interrompa il positivo che va al carico, in grado (ovviamente) di sopportare le correnti in gioco.

Saluti

Mirko

P.S. accidenti alla contemporaneità della risposta, neanche se ci fossimo messi daccordo ci saremmo riusciti

Modificato: 3 ottobre 2011 da Mirko Ceronti

[ludo69]

il PLC potrebbe comandare un releuccio tipo OCTAL che potrebbe far tirare un teleruttore meccanico; questo teleruttore alimenterebbe in trifase il ponte raddrizzatore.

[Mirko Ceronti]

Ehi Ludo...non so se è una buona idea; ce lo dirà Manuele.

Infatti non vorrei che avesse utilizzato gli SSR per realizzare un controllo di temperatura a pacchetti d'onda.

Diversamente è buona la Tua proposta.

Saluti

Mirko

[MANUELE30061981]

Chiaramente ho già provato questa soluzione e onestamente non è malaccio ma non so se i teleruttori con un carico come quello che utilizzo, che è una grossa lampada che da fredda è praticamente un filo di ferro quindi con uno spunto mostruoso, possano resistere e garantirmi una buona affidabilità capirete tranquillamente che tre SSR da 50 A tengono meno di un relè meccanico delle stesse caratteristiche.

[al8503]

senza voler passare avanti a chi ti ha già dato delle informazioni....perchè non ne sono in grado!

Non puoi usare il ponte comandato da un teleruttore e prima fare un preriscaldamento con una tensione più bassa?

Per non avere troppa corrente di spunto a freddo !

E' una lampada unica o sono tre lampade?

Se sono tre, sono collegate a stella o triangolo ?

Ciao alex

[ludo69]

fare un "avviamento" a freddo della lampada è una bella idea, magari attraverso una coppia di fasi che alimentano il ponte puoi farlo con un paio di SSR (se monofase e carico resistivo il gioco dovrebbe funzionare.....) e dopo un paio di secondi fai tirare il teleruttore trifase che su una fase mette in corto il SSR e con le altre due inserisce le fasi che non erano ancora state collegate

tipo così:

Modificato: 4 ottobre 2011 da ludo69

[Mirko Ceronti]

Un'alimentazione a 2 fasi sarebbe un'alimentazione a 400 Volt efficaci e quindi a 11 Amper circa, la terza fase la porterebbe a 540 Volt ossia a quasi 15 Amper.

Saluti

Mirko

Modificato: 4 ottobre 2011 da Mirko Ceronti

[ludo69]

oppure la lampada potrebbe essere attaccata un lato al polo positivo e l'altro ora al neutro per l'avviamento (raddrizzatore di tensione 230V fase-neutro trifase), ora al negativo del ponte per la tensione piena (raddrizzatore della tensione 400V fase-fase).

TIPO COSì:

Se per scorta si fosse comprato un altro ponte di diodi, al fine di realizzare il diodo nello schema, si potrebbero mettere in corto tra loro le entrate trifase e usarle come connessione di anodo e l'uscita positiva come connessione di catodo.

P.S.

Per una maggiore sicurezza elettrica converrebbe montare il teleruttore delle linee quadripolare in modo che interrompa anche il filo del neutro, così da completamente spento l'intero circuito sarebbe galvanicamente isolato dal resto del mondo.

Modificato: 4 ottobre 2011 da ludo69