14 марта 2015 в 13:49

Фазное регулирование нагрузки переменного тока с помощью FLProg tutorial

Выдался свободный денёк и я решил наконец то опробовать блок скоростного счетчика в режиме линии задержки. Этот режим создавался в основном для реализации фазного регулирования нагрузки, но до сих пор я не успевал его обкатать в реальном применении. Думаю уже пора.
Обвязку блока я сделал по этой схеме:


На оптопаре PC814 собран детектор нуля. Поскольку блок работает на прерываниях, то входом детектора нуля могут служить только входы контроллера к которым привязываются аппаратные прерывания. В случае UNO это входы D2 и D3.
На оптосимисторе MOC3023 собран блок управления симистором. Для управления этим блоком можно выбрать любой свободный цифровой выход контроллера.
Схема проекта


Res — Аналоговый вход. На входе стоит переменный резистор.
Блок SCT2 — Блок скоростного счетчика. (Библиотека элементов -> Счетчики -> SpeedCounter)

Настройки блока:






Поскольку все оптопары отличаются — необходимо произвести настройку блока Scalе. Для этого на время модернизируем проект.



Теперь значение задержки раз в секунду будет выводится в Ком-порт. Для чего это нужно? Поскольку передний фронт импульса с детектора нуля приходит немного раньше истинного момента перехода синусоиды через 0 (в момент потухания светодиода оптопары), то нам необходимо определить это время для задания его в качестве 100% значения мощности на нагрузке. Вот настроечные параметры для блока Scale.


Зальем программу в контроллер и запустим монитор компорта. При вращении переменного резистора лампа будет либо гореть либо мерцать.Вот как это выглядит.

Добиваемся равномерного максимального горения. Значение полученное через компорт записываем. Это значение будем заносить в поле «Нижний предел выходного значения» Scale. Теперь отстроим вторую границу. Опять поменяем значения в блоке Scale

Длительность полупериода сетевого напряжения составляет 10000 микросекунд. Но у нас импульс сдвинут 1102 микросекунды раньше. Соответственно что бы установить полный ноль мощности необходимо максимальную задержку увеличить на столько-же. Можно конечно просто выставить 11102, но лучше проверить. Зальем программу в контроллер и запустим монитор компорта. Добиваемся момента перехода с мерцающего горения в полное потухание. Значение из компорта записываем. Вот как это выглядит.

Ну и тетерь можно использовать полученные значения. Заполняем блок Scale

Ну вот что получилось



Теперь можно убирать блоки генератора и передачи данных компорта, а на вход Scale подавать необходимое Вам регулирующее значение. Обратите внимание в поле «Верхний предел входного значения» блока Scale необходимо занести значение регулирующей величины соответствующее 0 мощности на нагрузке, а в поле «Нижний предел входного значения» значение соответствующее 100% мощности.
Автор: @totuin
FLProg
рейтинг 23,61
Графическая среда программирования Arduino

Комментарии (10)

  • +2
    Даже на РадиоКоте PC814 в этой роли ругают за низкий CTR и фазовый сдвиг под 45 градусов. Собственно, из-за этого и появляется колхозинг на пол-статьи с подбором параметров под конкретную оптопару. Рекомендации по исправлению безобразия даны в том же топике.

    В схеме напрочь отсутствует защита симистора, поэтому она годится только для работы на резистивную нагрузку!
  • 0
    К сожалению другого под рукой не было. Да и основная цель статьи — все таки обучающая, показывающая как настроить и использовать соответствующие блоки. К тому же цель достигнута — даже на не очень хорошей оптопаре, несложной настройкой, без использования осциллографа, было налажено управление нагрузкой. После этой настройки этот блок можно полноценно использовать в своих целях. Ну значит с хорошей оптопарой будет легче. Но я так понимаю идеальных не бывает, и настройку все таки проводить придется. Может у кого — то задержка ДО истинного нуля будет больше, у кого то меньше, но она все равно будет. С помощью данной методики её можно скомпенсировать, и добиться 100% мощности в нагрузке при любом детекторе нуля.
    • +1
      А потом такое изделие, собранное без единого фильтра и элемента защиты, настроенное «на глаз» по электролампе, будет выдавать в окружающую электросеть широкополосные помехи. Радиолюбители и другие пользователи чувствительного оборудования будут «в восторге».
      • 0
        Ну посмотри пожалуйста на тэги публикации. Это обучающий пост, который объясняет порядок настройки и использования блока «Скоростной счетчик» в режиме «Линия задержки». Обвязка здесь вторична. Основная целевая аудитория проекта — хорошие инженеры, и необходимую внешнюю обвязку они допилят сами. Вы бы посмотрели какие они творения на форуме сайта создают. Здесь же методология в разрезе программы FLProg.
        Кстати я не понял причем здесь настройка на глаз, и помехи?? Я понимаю отсутствие фильтров, это я уже объяснил выше, а настройка причем. Само понятие «Фазное регулирование» подразумевает включение тиристора не в нуле, и если даже ошибешься с настройкой — максимум — не получишь 100% на нагрузке. К увеличению помех это не приведет.
        • 0
          Вам реально правильно указали на ГРУБЫЕ ошибки!
          И отсылка что это «обучение» не прокатывают — изучите ссылку radiokot.ru/forum/viewtopic.php?f=11&t=72512 там не на пустом месте 100 страниц родилось.
          Учить надо тоже правильно.
          • 0
            Хорошо, рассмотрим мои "ГРУБЫЕ" ошибки.
            1. Применение оптопары PC814.
            Во первых, как я уже писал у меня просто другой не было. Во вторых, эта методика позволяет использовать наверное любые оптопары. Сигнал берётся не в момент зажигания, а в момент потухания светодиода оптопары. Поэтому CTR не имеет значение. Время опережения импульса на входе перед истинным нулём определяется по данной методике, и вводится как параметр. Соответственно мы имеем полный диапазон регулирования в отличие от тех схем, которые приведены по Вашей ссылке. Далеко не у всех есть рекомендованные там оптопары, а данный метод позволяет использовать практически любую.
            2. Отсутствие фильтрации и защита.
            Во первых у меня для опытов использовалась лампочка накаливания на 20 Вт. Она не дает значимых помех. Для более мощной нагрузки возможно и потребуется дополнительная фильтрация, но не ставить же на лампочку дросселя по 10 кг. Нелогично ведь, правда. Во вторых для питания стенда использовался профессиональный пилот с фильтрами и защитой. Надеюсь Вы не хотите сказать что его схему то же надо было привести. Так можно дойти и до необходимости описать в посте единую энергетическую сеть России что бы всем понятно было))). Ну и последнее. Данная схема обвязки достаточно широко применяется, и не я её изобрел. Я считаю что она не хуже многих остальных, при этом превосходя остальные по своей простоте.
            3. Настройка на «глаз»
            Внимательно посмотрите видео. Моменты необходимые для регулировки четко отслеживаются по переходу лампы из горящего в потушенное положение. Ошибка в настройке порядке десятка микросекунд не сильно повлияет на диапазон регулирования. Полный диапазон составляет 10000 микросекунд. Процент сужения диапазона можете посчитать сами. В классическом регулировании при отлове момента зажигания светодиода он в любом случае будет больше.
            Вы можете предоставить еще какие — то ГРУБЫЕ ошибки?
            • 0
              Замечу, что в PC814 два встречных светодиода, которые включаются поочередно, на обоих полупериодах. Если вместо нее поставить PC817 (один светодиод), не забыв добавить защиту от обратного напряжения, методику придется сильно переделать, иначе половина полупериодов просто пропадет.
              • 0
                Для схем детектора нуля с одним светодиодом обычно используют диодные мостики. В принципе по поиску «Детектор нуля сетевого напряжения» вываливаются все варианты схем.Но все равно это важное замечание.
  • +1
    Вот здесь тоже самое, только с примером кода для Arduino
    • 0
      Да программная реализация такая же. А вот идея многоканального регулирования от одного детектора нуля очень интересная. Спасибо за наводку. Попробую реализовать в программе в виде отдельного блока

Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

Самое читаемое Разное