Circuito de manejo de un trafo de tomas multiples

[Javier González]

Buenos días,

Estoy desarrollando un proyecto donde utilizo un transformador de tomas multiples y a traves de unos Triacs (Q6040k7) selecciono las tomas. El probema lo tengo que al pasar de una toma a otra se me generan unos picos en el transformador que según he podido ver en el osciloscopio, ese pico lo veo en la toma del propio transformador pero no lo veo a la salida y no se si puede ser porque de algún modo el triac se coma el pico, este pico a veces llega a ser de 400 amperios.

Esta situación me produce roturas de unos fusibles que he puesto para proteger el transformador y otras muchas veces de rotura del triac. El triac lo estoy excitando con un optpacoplador que por lo que he leido corta en función del cruce por cero de tensión. También he leido que una red snubber podría ayudar. Yo he probado a poner un condensador de 100n y una resistencia de 100 Ohms entre T1 y T2 del triac, que son los pines por los que circula la corriente, pero con el osciloscopio no llego a ver ninguna diferencia.

El tema es que cuando paso de 2 amperios de carga, después de unas conmutaciones, se acaba rompiendo el triac y no consigo averiguar el porque. Me imagino que sera debido a los picos de corriente pero no se bien como verlo.

Me gustaría saber si pudierais ayudarme a analizar como le afectan estos picos al triac, como puedo ver la aportación de una red subber, o si es que la red que he utilizado no es la adecuada. Cualquier tipo de analisis al respecto seguro que me da alguna idea porque yo ya no se que puede pasar.

Muchas gracias por la auda y un saludo,
Javi

 

[Eduardo]

Lo que esta mal es el circuito de disparo. Durante medio ciclo (o varios si hay ruido) quedan disparados dos triacs a la vez y te ponen en cortocircuito una parte del bobinado.

 

[Fogonazo]

Emplea para manejar tus triac´s opto-acopladores de conmutación en punto 0, entonces el encendido y apagado se efectúan sin tensión (O muy poca) y no se deberían generar picos de tensión

Por ejemplo
http://www.datasheetcatalog.org/datasheet/fairchild/MOC3041-M.pdf

El tema del triac que explota puede ser porque se actúan mas de 1 triac a un mismo tiempo, ¿ Pusiste algún tipo de lógica "Excluyente" que evite esa posibilidad ?

 

[Javier González]

Muchas gracias por las respuestas.

El tema es que, con respecto al comentario de Eduardo, Yo doy la misma orden a dos triacs a la vez, uno que mete la toma correspondiente del transformador, y a su vez, con otro triac, cortocircuito la toma que quito. No se si en algún momento provoco un corto en el transformador pero yo entiendo que no deberia porque utilizo dos triacs por toma, uno para meter la toma y a traves de una puerta not, la señal contraria, al que se encarga de cortocircuitar la toma.

Con respecto a la propuesta de Fogonazo, ya utilizo unos optos que segun pone en el datasheet cortan en el 0, es el MOC3041. Y yo por soft me encargo de que antes del siguiente cruce por cero ya tengan la orden correspondiente.

Con respecto a la lógica de meter las tomas, he provado diferentes maneras, pero tal y como lo tengo ahora, le doy las ordenes, para que actuen en el mismo cruce por cero de tensión. No se si hubiese una manera de hacer conmutar las tomas más logicas o estoy haciendo el bruto actuando sobre todas a la vez.

Dentro de todo lo que he leido, también he visto , por un lado, el tema que comentaba de una red de protección, y por otro lado, poner una resistencia de cebado, pero esta última posibilidad no la tengo porque tendría que ser de mucha potencia esta resistencia.

¿No se si con esto realmente respondo vuestras propuestas?

Javi

 

[Eduardo]

Antes de disparar un triac tenes que esperar a que el del toma que estabas usando haya dejado de conducir.

--> Pone un diagrama del circuito porque si no esto es adivinacion.

 

[Fogonazo]

Sugiero agregar cifras decimales al reloj del foro, es inconcebible que _Eduardo_ y yo respondamos lo mismo y a la misma hora

_Eduardo_ : Publicado: 14 Ene 2009, 5:50 am
Fogonazo : Publicado: 14 Ene 2009, 5:50 am

Con respecto a la lógica de meter las tomas, he provado diferentes maneras, pero tal y como lo tengo ahora, le doy las ordenes, para que actuen en el mismo cruce por cero de tensión. No se si hubiese una manera de hacer conmutar las tomas más logicas o estoy haciendo el bruto actuando sobre todas a la vez.

Lo que se hace habitualmente es armar con compuertas (Por ejemplo CD4070) que eviten que mas de 1 triac se encuentre activo a un mismo tiempo.

 

[Javier González]

Buenas otra vez,
Aqui os adjunto la parte del esquematico que me esta dando problemas. Como se puede ver, el conector de ocho es donde conecto las 4 salidas del multiple, y hay dos triacs por toma, un0 la encargada de meterla, y otro de cortocircuitarla y las señales que van a cada par de triacs que controlan cada toma pasan a traves de una puerta not para no provocar un corto en el transformador. La idea del circuito es poder poner diferentes tomas del rafo en serie. Como veis no lleva snabber y el circuito de excitacion del Q6040k7, es a traves de un MOC. [/img]

 

[Eduardo]

...y las señales que van a cada par de triacs que controlan cada toma pasan a traves de una puerta not para no provocar un corto en el transformador.

Si la carga es algo inductiva te lo provocan igual al corto, porque como la corriente esta defasada, el triac activo
corta despues de los 180° .

Puede venir por este lado, y en ese caso no te queda otra que modificar el circuito de disparo para tener un ciclo muerto durante el cambio de toma.
O puede que el problema sea que durante el cambio se te esten disparando por dv/dt. Eso lo solucionas con snubbers (a menos que sea sea un transitorio 'robusto')

 

[Javier González]

La carga si es inductiva, pero no entiendo porque me dices que me va a provocar un corto, si el circuito de disparo me va a hacer conmutar los triacs en el cruce por cero de tensión, y tanto el que mete la toma como el que la cierra conmutan a la vez ¿no?
Por otro lado, no te he entendido bien lo de un ciclo muerto, me estas diciendo que no deberia conmutar a la vez los dos triacs que pertenecen a la misma toma del transformador, o los de una toma con respecto a los de otra?

Si por otro lado la solución es poner un Snubber, ¿Sabeis cual es esta configuración? Yo he probado a poner un condensador de 100n y una resistencia de 100 ohms en serie entre las pines 1 y 2 de los triacs pero no he visto que el pico se redugiera.

Luego tengo otro par de dudas relacionadas con lo mismo. Por un lado no entiendo por que los picos de corriente que alcanzo a ver con el osciloscopio en los fusibles que protegen cada toma no los consigo ver a la salida del circuito. ¿Esto podría ser porque de alguna manera los absorbe el triac?

Por otro lado, He visto que los picos varian en funcion de la tensión de la toma del multiple que quiera hacer conmutar. Por ejemplo, no es lo mismo que sea una toma de 5V que una de 10V que una de 25V. En la de 25V no tengo este pico, sin embargo si que lo tengo en la de 5 aunque muy pequeño, en torno a 50 amperios, y digo pequeño porque en la toma de 10V se me generan picos de hasta 300 amperios y 250 us de duración. ¿Podría ser que el triac no se excite bien a alguna tensión determinada?

 

[Fogonazo]

Si tienes un triac trabajando con una carga altamente inductiva se produce un desfasaje entre la tensión y la corriente (Factor de potencia) muy importante, en el triac el corte se producirá cuando la corriente pasa por "0" y no cuando la tensión pasa por "0"
O sea, tu mandas la orden de corte, pero el triac corta recién cuando la corriente pasa por 0, momento en que tu otro triac ya esta conduciendo = "Cortocircuito" como este corto solo dura un semi-ciclo, puede que el triac reviente o puede que soporte ese único golpe de corriente.

Lo que te dice Eduardo es que intercales entre la orden de apertura de un triac y el cierre del otro un ciclo muerto (Todo abierto) de 1 ciclo (50 o 60 Hz)

Si no veo mal, en tu esquema figuran fusibles de 32A, o sea que hablamos de un transformador importante con un factor de potencia también importante.
No creo que una red de Snubber te solucione el problema.

 

[Javier González]

Esta claro que tengo una falta de concepto bastante grande. Yo el Triac que utilizo es un Q6040k7 que pone que es un Triac Alternistor. Hasta donde yo habia entendido cortaba en el cruce por cero de tensión, no en el de corriente y por eso no creia tener este problema. De toda fosmas, siendo así, no entiendo bien porque con otras tomas del transformador no sufro esta situación.
Por otro lado, el opto que utilizo pone que cruza en el cruce por cero de tensión. ¿Se supone que le da la orden en el cruce por cero de tensión pero el triac no conmuta hasta el cruce por cero de corriente?
Y por otro lado, no se si esto da alguna pista pero por si acaso os ayudase. A mi el sistema me funciona perfectamente sin carga, y mi duda es que si realmente cortase por cruce por cero de corriente, sin carga no debería funcionar, ¿no?

El transformador que utilizo es de 32 amperios.

Con la propuesta que me dais dejaria la carga sin tensión durante un semiciclo ¿verdad?

La verdad es que creo que me estoy metiendo en un lio de narices.

Espero haberme esplicado con claridad.

Muchas gracias una vez más.

 

[Eduardo]

Yo el Triac que utilizo es un Q6040k7 que pone que es un Triac Alternistor. Hasta donde yo habia entendido cortaba en el cruce por cero de tensión, no en el de corriente y por eso no creia tener este problema...

En cruce de tension por cero en sus terminales.
Si la corriente esta defasada --> la tension entre sus terminales tambien.

 

[Fogonazo]

....Con la propuesta que me dais dejaria la carga sin tensión durante un semiciclo ¿verdad?
La verdad es que creo que me estoy metiendo en un lio de narices.

En efecto, pero antes de "tirar la toalla" intenta lo siguiente, colocar en paralelo con cada tiristor (O los que se emplean mas frecuentemente) una red de Snubber una resistencia de 47 Ω 1 W en serie con un capacitor de poliester de 390nF 630V, y esto en paralelo con G1 y G2 de cada triac.
Prueba el resultado, y si sigue "reventando" habrá que complicar el esquema.

 

[Javier González]

Buenos días,
Ya he probado la configuración del Snubber. Fallo mio el no haberlo mirado antes. De todas formas sigo viendo el pico de corriente.

De momento voy a hacer una prueba dejando durante medio semiciclo abierto el camino a ver si con esto se me elimina el pico y vere el efecto sobre la carga. Tendré que modificar el circuito pero eso me pasa por cazurro!

Ya os ire comentando mis "avances".

 

[Javier González]

Buenas,
Por fin me ha dado tiempo ha modificar el esquematico para hacer los cambios necesarios y dejar durante un semiciclo abierto el camino y ya he comprobado como desaparecen los picos y ademas la carga no parece sufrir la falta de este semiciclo. Por otro lado me aparecen unos picos en la corriente, pero estos no durante la conmutación, sino que aparecen todo el rato. ¿Estos picos son debidos al propio triac?
Es que son unso picos que aparecen a mitad de los semicilos, tanto positivos como negativos y son el doble de la corriente de pico que tengo en el sistema.
Hoy he estado haciendo pruebas con las modificaciones en el circuito y he visto como me desaparecen los picos en la conmutacion por lo que era seguro que se me producia un corto en el transformador. Pero haciendo repetidas conmutaciones con una carga de 2 amperios se me ha fundido un fusible de 6amperios de fusión lenta y no se si sera por el propio pico este del que os hablaba.
Ya por exprimir un pococ más vuestros conocimientos e intentar empezar a enterarme de algo, si me podeis responder estas dudas...
Muchas gracias.

 

[Eduardo]

.... Por otro lado me aparecen unos picos en la corriente, pero estos no durante la conmutación, sino que aparecen todo el rato. ¿Estos picos son debidos al propio triac?
Es que son unso picos que aparecen a mitad de los semicilos, tanto positivos como negativos y son el doble de la corriente de pico que tengo en el sistema.

Eso parece saturacion del nucleo del transformador o de la carga (era inductiva).

Hoy he estado haciendo pruebas con las modificaciones en el circuito y he visto como me desaparecen los picos en la conmutacion por lo que era seguro que se me producia un corto en el transformador. Pero haciendo repetidas conmutaciones con una carga de 2 amperios se me ha fundido un fusible de 6amperios de fusión lenta y no se si sera por el propio pico este del que os hablaba.

Si las conmutaciones son muy seguidas, tenes que hacer que los ciclos sean enteros o sincronizar si un triac se apago en un ciclo negativo, el siguiente debe dispararse en un semiciclo positivo.
Si no, corres riesgo de tener una componente continua en el bobinado que saturara el nucleo y volara el fusible.

 

[Javier González]

Pero el pico me aparece aunque no haga ninguna conmutación.
Digamos que tengo todos los triacs que dan paso a las tomas del transformador abiertos, dejando el transformador abierto, y con los otros pares de triacs cierro el camino. En este caso también me aparecen estos picos a mitad de semiciclo, tanto en el positivo como en el negativo.
Quiero decir, que no hace falta que este conmutando los triacs para ver estos picos.

 

[Eduardo]

Una imagen vale mas que mil palabras

 

[Javier González]

He hecho un dibujo con el paint, porque aqui no tengo nada con lo que capturar una imagen del osciloscopio y tampoco tengo una cama de fotos.
Esto representa la corriente a la salida, y el pico que se ve me aparece aunque tenga los triacs cortocircuitando el camino, sin variar la orden que les doy. Esta claro que tiene que ver con que la carga es inductiva porque si pongo carga resistiva no aparecen estos picos.
Pero yo no entiendo muy bien como puedo solventar este problema, porque yo lo que detecto en mi circuito es el cruce por cero de tensión y lo que hago es dar la orden a un triac al de 5ms. pero luego es el opto el que me excita el triac, ¿no?
Espero que el dibujo sea representativo, sino intentare conseguir algo para obtener mas información.

 

[Eduardo]

"Esos" picos de corriente no representan problema porque son demasiado cortos (el valor eficaz de la corriente termina apenas mayor). Si te salta el fusible es por otro motivo.

Porque de esos picos? Lo unico que se conoce de tu circuito es la conexion de los triacs, que es un transformador con derivaciones (un bobinado con derivaciones? varios bobinados independientes?) y que la carga es inductiva (motor? otro transformador?).