Здравствуйте!

Поставлена задача коммутировать постоянный ток с помощью твердотельного реле в системе автоматики. С ТТР, коммутирующими переменный ток, работаем несколько лет и довольны их надежностью и упрощением конечных конструкций по сравнению с обычными реле и тиристорами. Но сразу есть сложность: нагрузкой этого ТТР является катушка индуктивности (магнитный затвор) с относительно большой КВА.
Пожалуйста, если есть опыт использования таких ТТР, дайте совет. Пытались что - то выяснить у продавцов, но с ними бывает сложно разговаривать.

Спасибо.

из паспорта понял, что вам подойдет HDхxxxDD3

дайте конкретные характеристики катушки и величины ее управляющего напряжения

http://www.proton-impuls.ru/apindex.php?&a...w&taskid=79

http://www.kippribor.ru/Pomoshhnik-v-podbo...-rele-KIPPRIBOR

Электрические параметры катушки: мощность 4000ВА, постоянное регулирующее напряжение от 0 до 200 - 220В. Используется в следующей системе: по трубе вертикально вниз транспортируется водяная взвесь мелких твердых частиц оксида железа (пульпа), имеющая магнитные свойства. Катушка устанавливается снаружи на трубе так, что в ее магнитное поле попадает транспортируемая пульпа. Таким образом, изменяя напряжение на катушке и соответственно магнитное поле мы можем регулировать количество пульпы, протекающей вниз по трубе (конструкция магнитный затвор).
ТТР, которое предлагает Кипприбор HD-4025.DD3 имеет характеристики по току: на резистивной нагрузке 30А, на индуктивной 4А. Вряд ли оно нам подойдет.

Спасибо.

Не знаю, подойдет ли.. Но что то типа такого делал, но только совершенно на другой базе..Точнее был насос, перекачивающий раствор с песком и всякой дрянью от бурильной установки (сорри, в буровых не спец), стоял насос для перекачки этой дряни на циклон..На насосе стояли направляющие, которые позволяли управлять производительностью. Причем насос (по памяти, давно дело было) 7,5квт, 1500об/мин. 380в, 50гц, на буровой американский гена, 60гц, 460в.. Мучались люди, горели часто и ручное управление направляющих не всегда удовлетворяло.. Поставил им ПЧ (преобразователь частоты) и вынес крутилку на шкаф (они ее потом перенесли)...Забил нужные параметры, настроил..
Уже более 3х лет пашет, народ доволен, из вагончика управляют.
Может быть это ваш путь решения?

те вместо подбора реле "модернизировать" техпроцесс ?

Если это технологически возможно, то почему бы и нет? все надо считать.. Первоначально дорого, но по опыту, если используется круглосуточно оборудование, то окупается за 5-6 месяцев..

Дело в том, что не очень - то этот "магнитный затвор" технологически отработан. Суть идеи в том, что витки катушки постоянного тока "намотаны" вокруг трубы, по которой вниз самотеком поступает полужидкая пульпа, имеющая свойства ферромагнетика (взвесь оксида железа). Т.е. этот поток проходит через середину этой катушки, и если магнитное поле велико, то оно без участия какой - либо механики тормозит этот поток, если сделать поле поменьше, то пульпа опять начинает вытекать вниз. Такой вот регулятор потока.
Эксперименты с переменным полем производили, но ни к чему не пришли: как - то работает, но ненадежно, в технологическую линейку не встроить. Еще совсем недавно в качестве управляющего катушкой элемента ставили тиристор (как с выпрямлением сетевого напряжения в цепи катушки, так и без выпрямления напряжения (на катушку подавали "урезанную" тиристором синусоиду)), но тиристор этот постоянно летит, а магнитное поле не получается стабильным, т.е. меняется по времени. Решили поставить ТТР. Но вот с величиной токов на индуктивной нагрузке при постоянном напряжении получается проблема?

балластная выравнивающая схема:


Нажмите для просмотра прикрепленного файла

не занимайтесь ерундой, отдайте задачу нормальному электронщику-силовику, с мозгами и руками. это задача не для электрика. тут думать надо. вам нужен управляемый Импульсный Генератор Постоянного Тока. или ищите готовый.

Наверно сильно нелинейная система.

Нелинейная :

при уменьшении (отключении) тока ослабевает магнитное поле, ослабевает притяжение железной пульпы, пульпа (по совместительству магнитный сердечник) улетает вниз и резко падает индуктивность, а уменьшение индуктивности дает резкий бросок тока.

в обратную сторону тоже нединейность - резкое увеличение индуктивности из-за образования затвора из магнитных частиц

Добавьте сюда температурную нестабильность каждого дискретного элемента (тиристора и т.д.), неоднородность пульпы и ее различные физические характеристики в зависимости от загрузки... Вот и получается, что запас "прочности" надо иметь хороший.

А эту конструкцию сами придумали или нужно управлять уже готовой ?

Запас прочности в в том числе в обратном диоде, его тепловой мощности и быстродействии.
Лев (LordN) предлагает хорошее решение - аналог сверхмощного ЦАП, но возможно оно недешевое.
Если не жалко энергии (не важен КПД), можете высадить в балластные сопротивления до 25-30% мощности и система будет стабильнее.

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

На постоянном токе cos фи =1 и катушка рассеивает 4кВт. Покажите фото такой катушки, какой у нее диаметр и до какой температуры она нагревается?


Какая индуктивность катушки?

Фигню вы затеяли. Потому что:
Пытаетесь управлять постоянным током, понимая всю сложность.
Изобретаете конструкции, неработоспособность которых очевидна.(огород)
Нет понимания, что ток не постоянный, а выпрямленный.
Их этого следует:
вы легко можете управлять переменным током, тем что подают на выпрямитель.

Автор четко указал "постоянным напряжением". Если оно выпрямленное одно или двухполупериодное, то ничего хорошего не выйдет,
Непонятно почему не хочет управлять переменным током.
И вообще - речь идет о дискретном действии "магнитного затвора" или пропорциональном ?

Мы еще ничего не знаем о материале трубы, образует ли она короткозамкнутый виток для переменного тока.

Так понимаю, что система рабочая, автор решил ее усовершенствовать.

И все равно идея с насосом+ПЧ думаю решит проблему..

Какой смысл вы вкладываете в слова "коммутировать" и "постоянный" ?

Был в командировке, вот вернулся. Спасибо за ответы.
"Коммутировать" взято из описаний ТТР, имеется в виду, что постоянное напряжение присутствует в силовой цепи ТТР, а не только в цепи управления. "Постоянное" напряжение - не переменное, диапазон изменений от 0 до 200В, т.е. электромагнит на постоянном токе с возможностью плавного изменения магнитного поля. Форма напряжения очень желательна - без двух- и тем более одно- полупериодных пульсаций как результата выпрямления переменного напряжения. Пока что хотим использовать готовый промышленный выпрямитель ~220В -> =200 - 220В (несколько смущают его габариты): хотим как можно более отказаться от дискретных элементов.
Параметры катушки: индуктивность ~1,5Гн, размеры ~350x350(длина и ширина)x150мм(высота). Материал трубы - нержавейка.
Конструкция собственная, идет обкатка; в предыдущем варианте (несколько лет назад) использовалась катушка с большей индуктивностью, в качестве силового элемента применяли мощный тиристор на огромном радиаторе, частичное сглаживание напряжения происходило на самой катушке - тиристоры довольно регулярно летели, а магнитное поле было не достаточно стабильным; однако конструкция на производстве использовалась в силу ее дешевизны и большей эффективности по сравнению с использованием механических задвижек.
Заниматься отдельной разработкой силовой электроники (что дало бы, безусловно, наилучшее качество) вряд ли приемлемо сейчас в силу экономических и организационных ограничений, хотя, возможно следующий этап будет и таким; приходится ориентироваться на что-то готовое, т.е. подходить не со стороны разработчика электроники, а скорее со стороны конструктора - проектанта.

Вообще-то слово "коммутировать" здесь как-то мало подходит. Включить-то можно, выключить - нельзя, если не выключать источник тока.

у автора задача пропорционального (входному сигналу) изменения напряжения в заданных пределах, а не дискретно включить-выключить
схема с балластными резисторами чем не понравилась?

http://forum.abok.ru/index.php?act=attach&...st&id=88251


Имхо для катушки 350х350х150мм 4кВт мощности превратит ее в кипятильник




С магнитнгым полем намного сложнее чем с напряжением, оно зависит от тока, сердечника и насыщения.

Насчет катушки Вы совершенно правы: я ошибочно привел параметры катушки (4кВт), которая использовалась в старой системе. Но и после коррекции мощность находится в пределах 1,5 - 2КВА (максимальная).
Сердечником катушки в нашем случае является ферромагнитная пульпа, стекающая вниз самотеком по трубе из накопительной емкости, этот поток регулируем магнитным полем в зависимости от заполнения накопительной емкости. Заполнение емкости пульпой контролируем с помощью индукционных датчиков, установленных на ее вертикальных стенках.

Есть вопросы по схеме с балластными сопротивлениями.
На схеме внутри ТТР изображен варистор, параллельно которому подключен собственно силовой выход ТТР?
3 (или более) канала регулирования означают параллельное подключение нескольких ТТР? Насколько такое подключение возможно?

А чем протоновские реле не устраивают ?
*****************************************
Характеристики катушки снимали ?

Не варистор, а канал (резистор) управляемый напряжением или током.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла


Несколько каналов объединены для увеличения суммарной мощности, а балластные резисторы выравнивают нагрузку между каналами с разными характеристиками

Такое подключение снижает КПД и возможно настолько настолько возможен закон Ома с небольшой оглядкой на нелинейность каналов.

Площадь катушки =0,35*0,35 *2 +0,35*4*0,15=0,46 кв м
2кВт/0,46 кв метр= 4,4 кВт/ кв метр
не знаю сколько энергии уйдет в пульпу и трубу, но 4,4 кВт/ кв метр не многовато ли ?





Это классическая схема, см статью в PDF Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Ну так и же о чем? Причем здесь ТТР - реле!, и коммутировать? Чего и как должно коммутировать это самое реле? Вот если ток регулировать - это понятно, остальное - нет.

Зачем нужно плавное, или от затвора требуются промежуточные состояния помимо "открыто -закрыто"





А теперь зададимся вопросом - зачем нужно регулировать ток ?

Это своего рода регулирующий вентиль, с плавным регулированием.

Зачем понадобилось плавное?

похоже это непонятно даже автору темы

Спасибо за ответы.
Это своеобразный вентиль, с промежуточными положениями. Задача поставлена так, чтобы не получалось "открыли - провалилось - закрыли". А стоящие на стенке накопительной емкости индукционные датчики выполняют роль своеобразных уровнемеров: ближе уровень пульпы - сигнал сильнее, дальше уровень - слабее. Соответственно и магнитное поле катушки сильнее или слабее, магнитный затвор прикрывается - открывается, а количество стекающей по трубе пульпы приблизительно равномерно - одинаковое.
Насчет размеров и предельных мощностей катушки - наверное, маловаты размеры... Но катушка уже заказана, будем смотреть по факту. Если будет перегреваться или не будет держать - придется заказывать другую. Контроллер, управляющий магнитным затвором тоже можно поменять в процессе, да к нему сейчас не большие требования. А вот с силовой частью ошибиться не хочется, чтобы все грелось и горело.
Смотрели характеристики ТТР у "Протон - импульса", вроде бы (может быть, с какими - то оговорками?) подходит 5П20.01ПА1 на напряжение 400В (с запасом) и ток 50-75А, т.е. 5П20.01ПА1-50-4 или 5П20.01ПА1-75-4. Хотелось бы узнать Ваше мнение на этот счет?

аффтар темы изволит шутить не до конца понимая суть затеи

Сразу попросите охладитель подобрать, он совсем не маленький получается.

скорее всего жидкостный охладитель

Спасибо за ответы. Был в командировке, а там все настолько плотно, что ни до чего руки не доходили.
Основная суть затеи состоит в том, чтобы механическое регулирование потока задвижами заменить регулированием с помощью магнитного затвора.
Пионерами мы здесь не являемся, принцип этот используется, но до конца эта технология не отработана, точнее она отрабатывается под конкретные условия предприятия. В применении к конкретному предприятию, к их электромагнитным параметрам пульпы, к параметрам трубопроводов и емкостей, к требованиям производительности приходится все расчитывать отдельно и аппараты подбирать отдельно. Если бы каждый комбинат, ГОК и т.п. выделял отдельные средства на персональные разработки аппаратуры применительно под их конкретные требования, финансируя НИР, ОКР и т.д., то это было бы слишком хорошо, а мы бы наверное каждый на персональных вертолетах передвигались :-) Поэтому должны иметь что профинансировали - опытную установку для цеховых условий на основе производимого не слишком дорогого оборудования и персональных расчетов магнитной среды под условия конкретного заказчика.
У ТТР 5П20.01ПА1-75-4 , которое предлагает "Протон - импульс", размеры не маленькие: 106х75х38, соответственно и радиатор будет приличных размеров, ну да и Бог с ним - у ГОКа цеха большие, можем выбрать и отдельный шкаф под него; а с водяным охлаждением связываться, честно говоря, не хочется, хотя оно эффективнее, но заказчик может затребовать дополнительной сопроводиловки и дополнительных инструкций для него.

Может собрать схему регулятора на россыпи и покрутить вручную переменным сопротивлением, для выяснения особенностей регулирования ?

Да, наверное, хорошо. А с другой стороны, в чем заключается принципиальная разница? Параметры регулирования твердотельным реле мы можем и на контроллере задать, и он будет выдавать на ТТР те регулирующие напряжения, которые нам нужны.

Если спалите, не так жалко будет.

Все-таки, мне кажется, Вы не по тому пути идете.
ТТР оно потому и "реле", что имеет всего два состояния - открыто и закрыто.
Он не выдает разные значения напряжения.
А Вам нужна бесступенчатая регулировка.
Транзистором в основе, наверное.
Или как предлагали регулируемым источником тока.

Псевдо плавное регулирование вторичного параметра (например, температуры) от ТТР можно только через ШИМ получить.
На электронагревателях это работает за счет инерции,
а вот на магнитном затворе, полагаю, не будет.

Приборы с плавным аналоговым управлением называют "реле" по инерции мышления, на самом деле это мощные транзисторные регуляторы.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Другое дело - нужно ли действительно для техпроцесса плавное управление или достаточно дискретного ???

Впечатление - ТС мозг компосирует. Достаточно ШИМ на управление катушкой и никаких проблем с отводом тепла. А уж как он собирается поддерживать заданный расход, это его личное дело. Возможно, со временем, решит и эту проблему.

Какой ШИМ для индуктивной нагрузки ?

С пониманием процессов, происходящих на индуктивной нагрузке.

Будет нетрадиционный электронагреватель воздуха - на каждом заднем фронте каждого импульса ШИМ энергия индуктивности будет разряжаться на защитный диод.

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

это вам не двигатель с активной нагрузкой, а сизифов труд