Usando un amortiguador RC con un triac. ¿Es seguro este diseño? (simulación incluida)

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Estoy diseñando un interruptor de CA para un motor de lavadora. No se pretende ningún control de velocidad, solo un interruptor para encender el motor durante 10 segundos y apagarlo durante 10 segundos. Estoy usando un controlador triac MOC3063 de detección cero y un triac BT137-600E. Este circuito se recomendó en la hoja de datos MOC3063 (he cambiado el triac a BT137): ingrese la descripción de la imagen aquí

He encontrado empíricamente el modelo del motor:

ingrese la descripción de la imagen aquí

Todavía no he implementado este diseño y estaba experimentando con los valores usando un simulador de circuito. Utilicé el siguiente circuito para ver qué sucedería sin el amortiguador (en aras de la simplicidad, los triac se han reemplazado por un interruptor): (Agregue http: al comienzo del enlace de la imagen)

El interruptor se desconecta después de 160 ms. ¡El resultado de la simulación muestra un pico de 250000V !:

Ahora uso el circuito con el amortiguador:

El voltaje tomado del mismo lugar muestra:

Por lo tanto, es obvio que el amortiguador ha reducido el pico de voltaje de 250000 a 2000 voltios. Y el dv / dt es de aproximadamente 40v / us, que es inferior al dv / dt con clasificación triac, que es de 50v / us.

Pregunta 1: Calculé dv / dt dividiendo el voltaje máximo del pico por el tiempo que le tomó al pico alcanzar su máximo (~ 2000v / 50us). ¿Es esto correcto? Puedo obtener valores más altos o más bajos dependiendo de la sección de la pendiente que calculo esto. ¿Es confiable el dv / dt que he obtenido?

Pregunta 2: Suponiendo que obtuve el dv / dt correctamente en la pregunta 1, el triac ahora puede manejar el dv / dt pero ¿podrá manejar el pico de 2000v? ¿Tiene un voltaje de ruptura? No veo nada en la hoja de datos, excepto el "voltaje repetitivo de estado apagado máximo" que es de 600 voltios. ¿Cuál es el voltaje pico de una sola vez que un triac puede manejar mientras está apagado?

Pregunta 3: Las simulaciones mostraron que casi todo el voltaje del pico de timbre (2000v) aparece en el condensador amortiguador y la resistencia del amortiguador solo ve un pico de 20 voltios (timbre). ¿Qué tipo de condensador debo usar para manejar este voltaje y con qué clasificación de voltaje? ¿Puede una tapa de 600v manejar este pico único?

Pregunta 4: La potencia disipada en la resistencia se muestra a continuación (recuerde que una vez que el triac se apaga permanecerá apagado durante 10 segundos) ¿Qué tipo de resistencia (potencia que puede manejar) debo usar? ¿Y necesito usar una resistencia de composición de carbono (que generalmente se usa en amortiguadores) o una resistencia de película de carbono normal será suficiente aquí?

Pregunta 5: ¿Qué sucederá si reemplazo el condensador amortiguador de 10nf con un condensador de 100nf? Si hago esto, el pico de voltaje bajará a casi 600v (ver figura a continuación) y estaré del lado seguro con respecto a todos los parámetros (dv / dt, voltaje de pico, voltaje de condensador). Entonces, ¿por qué no debería usar 100nf? ¿Por qué la hoja de datos de MOC3063 recomienda un 10nf pero las simulaciones muestran un rendimiento mucho mejor con un límite de 100nf?

Perdón por la larga publicación y muchas preguntas. Pero realmente necesito entender esto.

hadez
fuente

Respuestas:

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Su simulación es demasiado pesimista, porque está abriendo su interruptor en un cruce por cero de la tensión de la fuente. Debido a la naturaleza inductiva de su carga (el motor), esto corresponde a casi el flujo de corriente pico.

En realidad, su triac conducirá hasta el cruce por cero actual , momento en el cual habrá muy poca energía almacenada en la inductancia de la carga.

Dave Tweed
fuente
@ Dave Tweed: no estoy tan seguro de que lo que dices sea correcto. La hoja de datos dice que el MOC3063 es un detector "de tensión cero" no cruce:. De corriente cero cruce"
Hadez
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Si eso es correcto. El MOC3063 disparará el triac a un cruce de voltaje cero. En cualquier caso, el triac mismo continuará conduciendo hasta que la corriente de carga caiga por debajo de su valor de corriente de mantenimiento.
Dave Tweed
Okay. Gracias, fue realmente útil (es la primera vez que uso triacs). Entonces, ¿cuál es el peor de los casos para una simulación (e implementación)? El triac tiene una corriente de retención máxima de 20 mA y una corriente de retención de 35 mA. ¿Debería encontrar el tiempo en que la corriente alcanza los 35 mA y luego apagar el interruptor en ese momento exacto y ver los resultados? ¿Es este el peor de los casos?
hadez
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Podría hacer eso, o simplemente podría poner un modelo real de un triac en su simulación.
Dave Tweed