Usando um amortecedor RC com um triac. Esse design é seguro? (simulação incluída)


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Estou projetando um interruptor de corrente alternada para um motor de máquina de lavar. Não há controle de velocidade, apenas uma chave para ligar o motor por 10 segundos e desligar por 10 segundos. Estou usando um driver triac MOC3063 com detecção de zero e um triac BT137-600E. Este circuito foi recomendado na folha de dados MOC3063 (alterei o triac para BT137): insira a descrição da imagem aqui

Encontrei empiricamente o modelo do motor:

insira a descrição da imagem aqui

Ainda não implementei esse projeto e estava testando os valores usando um simulador de circuito. Usei o seguinte circuito para ver o que aconteceria sem o amortecedor (por uma questão de simplicidade, os triacs foram substituídos por um comutador): (Adicione http: no início do link da imagem)

O interruptor desconecta após 160ms. O resultado da simulação mostra um pico de 250000V !:

Agora eu uso o circuito com o amortecedor:

A tensão tomada no mesmo local mostra:

Portanto, é óbvio que o amortecedor reduziu o pico de tensão de 250000 para 2000 volts. E o dv / dt é de cerca de 40v / us, que é menor do que o triac classificado como dv / dt, que é de 50v / us.

Pergunta 1: Calculei dv / dt dividindo a tensão máxima do pico pelo tempo que levou para atingir o máximo (~ 2000v / 50us). Isso está correto? Posso obter valores mais altos ou mais baixos, dependendo da seção da inclinação que eu calculo. O dv / dt que obtive confiável?

Pergunta 2: Supondo que eu tenha obtido o dv / dt corretamente na pergunta 1, o triac agora pode lidar com o dv / dt, mas será capaz de lidar com o pico de 2000v? Possui tensão de ruptura? Não vejo nada na folha de dados, exceto a "tensão repetitiva de pico fora do estado", que é de 600 volts. Qual é a voltagem de pico única que um triac pode suportar quando está desligado?

Pergunta 3: As simulações mostraram que quase toda a tensão do pico de toque (2000v) aparece no capacitor do amortecedor e o resistor do amortecedor vê apenas um pico de 20 volts (toque). Que tipo de capacitor devo usar para lidar com essa tensão e com qual classificação de tensão? Uma tampa de 600v pode lidar com esse pico único?

Pergunta 4: A energia dissipada no resistor é mostrada abaixo (lembre-se de que, uma vez que o triac seja desligado, ele permanecerá desligado por 10 segundos) Que tipo de resistor (potência que ele pode suportar) devo usar? E eu preciso usar um resistor de composição de carbono (que geralmente é usado em amortecedores) ou será suficiente aqui um resistor de filme de carbono normal?

Pergunta 5: O que acontecerá Se eu substituir o capacitor de amortecimento 10nf por um capacitor de 100nf? Se fizer isso, o pico de tensão cairá para quase 600v (veja a figura abaixo) e estarei do lado seguro em relação a todos os parâmetros (dv / dt, tensão de pico, tensão do capacitor). Então, por que não devo usar 100nf? Por que a folha de dados do MOC3063 recomendou um 10nf, mas as simulações estão mostrando um desempenho muito melhor usando um limite de 100nf?

Desculpe pelo longo post e muitas perguntas. Mas eu realmente preciso entender isso.

Respostas:


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Sua simulação é muito pessimista, porque você está abrindo seu comutador no cruzamento zero da tensão da fonte. Devido à natureza indutiva da sua carga (o motor), isso corresponde quase ao fluxo de corrente de pico.

Na realidade, seu triac conduzirá até o atual cruzamento zero, momento em que haverá muito pouca energia armazenada na indutância da carga.


@ Dave Tweed: Eu não tenho tanta certeza do que você está dizendo está correto. A ficha diz o MOC3063 é um detector de "zero-voltage" crossing: Não. Zero atual travessia"
hadez

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Sim esta correto. O MOC3063 dispara o triac em um cruzamento de tensão zero. Independentemente, o triac em si continuará conduzindo até que a corrente de carga caia abaixo do valor atual de retenção.
Dave Tweed

Está bem. Obrigado, que foi realmente útil (é a primeira vez que estou usando triacs). Então, agora, qual é o pior cenário para uma simulação (e implementação)? O triac tem uma corrente de retenção máxima de 20mA e corrente de trava de 35ma. Devo encontrar o tempo em que a corrente atinge 35mA e depois desligar o interruptor no momento exato e ver os resultados? Esse é o pior cenário?
Hadez 19/05

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Você poderia fazer isso ou simplesmente colocar um modelo real de um triac em sua simulação.
Dave Tweed
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