Nyt on CNC-foorumin tukeminen helppoa!
Maksu onnistuu PayPalin kautta myös kortilla
Konemies kiittää

Muuntajan kytkentäpiikki

Aloittaja Kumpumäen seppä, 23.06.14 - klo:18:13

« edellinen - seuraava »

0 Jäsenet ja 1 Vieras katselee tätä aihetta.

Kumpumäen seppä

Olisiko kellään hyvää arvausta, tai jopa tietoa kuinka suuren kytkentäpiikin ottaa kolmivaihemuuntaja, jonka kooksi on ilmoitettu 17 kVA. Ensiö 380 V 27,15 A. Toisio 75 V 131 A. kytkentä tapahtuu siten, että toisiossa ei ole kuormaa. 50 A sulakkeilla luulisi saavan päälle, mutta onko mahdollista saada 32 A sulakkeet kestämään muulla, kuin sillä, että kytkee sen nollapistekytkevällä puolijohdereleellä päälle.

Kremmen

Lainaus käyttäjältä: Kumpumäen seppä - 23.06.14 - klo:18:13
Olisiko kellään hyvää arvausta, tai jopa tietoa kuinka suuren kytkentäpiikin ottaa kolmivaihemuuntaja, jonka kooksi on ilmoitettu 17 kVA. Ensiö 380 V 27,15 A. Toisio 75 V 131 A. kytkentä tapahtuu siten, että toisiossa ei ole kuormaa. 50 A sulakkeilla luulisi saavan päälle, mutta onko mahdollista saada 32 A sulakkeet kestämään muulla, kuin sillä, että kytkee sen nollapistekytkevällä puolijohdereleellä päälle.
Ihan mutu-tuntumalla voi 32 A nallit olla kovilla.
Kyllähän minä voin laskea piikivirralle likiarvon jos toimitat mulle läjän numeroita. Tai voit laskea likiarvon toki itsekin kaavalla:

ipk = sqrt(2)*Vm/sqrt((w*L)2+R2) * (2*Bn+Br-Bs)/Bn    missä

ipk = virran hetkellinen huippuarvo
Vm = syöttöjännitteen maksimiarvo
L = muuntajan käämi-induktanssi ilmasydämisenä
R = muuntajan kokonaistasavirtaresistanssi
Bn = sydämen nimellinen magneettivuon tiheys
Br = remanenssivuon tiheys
Bs = sydämen saturaatiovuontiheys

Eli edes tuon likiarvon laskeminen on aika haastavaa kun osaa tunnusluvuista on aika mahdoton saada valmiista muuntajasta ulos.
Nollapistekytkentä auttaa mutta tarkkaan ottaen pitäisi tietää muuntajasydämeen jäänyt remanenssivuo jotta optimi kytkentähetki seuraavaa käynnistystä varten osattaisi määritellä tarkasti. Isommissa muuntajissa käytetään prosessorilla ohjattuja puolijohdekytkimiä ja remanenssivuo mitataan ennen kytkentää. Voipi mennä hifistelyksi ja varmaan se nollapistekytkentä on tyhjää parempi. Toinen helppo ja brutaali konsti on käyttää vastusrajoitusta. Itse olen sitä käyttänyt menestyksellä, vaikka tuon kokoiseen muuntajaan nyt tarvii jo jonkunmoiset etuvastukset. Sillä kumminkin saa piikin niin pieneksi kuin haluaa.
Nothing sings like a kilovolt
Dr W. Bishop

Kumpumäen seppä

Mitenkä tuo vastus rajoitus pitäisi oikeasti sitten mitoitella? Kytkentäpiikki on hyvin lyhyt, ja sen jälkeinen muuntajan tyhjäkäynti virta on pieni. Minkä verran tuollaisen muuntajan tyhjäkäyntivirta mahtaa olla? Voisiko siis ajatella, että löisi eteen vastukset, joilla rajoittaisi kytkentävirran reilusti alle muuntajan nimellisvirran ja lossauttaisi vastusten ohituksen kontaktorilla heti. Kontaktorin vetoaikahan on jo sen verran pitkä, että piikki on jo ohi ennen kun kontaktori ehtii vetää. Silloin vastusten tarve on lyhyt ja niiden tehonkeston tarve pieni. Meneekö se näin? Vai menikö ihan metsään tämä ajatus?

Kremmen

Muuntajan tyhjäkäyntivirta on jatkuvuustilassa toki pieni, mutta kytkentäsyöksyvirta on itse asiassa varsin mutkikas ilmiö ja kaikkea muuta kuin yksittäinen piikki. Hallitsematon verkkoonkytkentä aiheuttaa pahimmillaan kymmeniä puolijaksoja kestävän epäsymmetrisen transientin, jossa piikkisarja alkaa jostain huippuarvosta ja pienenee eksponentiaalisesti jatkuvuustilaan. Harmoniset yliaallot voi ulottua megahertsialueelle asti. Piikkisarjan huiput ja verhokäyrän muoto riippuu monesta muuntajan rakenteen ja kytkentähetken detaljista ja tarkka mallinnus on melkoista salatiedettä.
Sarjavastukset rajoittavat ensimmäistä jänniteporrasta jolloin ilmiö on paljon vaimeampi ja lyhytkestoisempi. Vastusten ei tarvitse olla mitoitettu lähellekään piikin maksimitehoa kunhan niiden lämpökapasiteetti vaan on sen verran kohtuullinen etteivät räjähdä saman tien. Piikkitehoa luokkaa vajaa kilowatti voi hyvin jarrutella setillä jossa on muutama 11W posliinivastus sarja-rinnankytennässä per vaihe. Ei maksa montaa euroa.
Mulla on itse asiassa valmiita kytkentöjä ainakin parille erilaiselle vastusrajoittimelle. Jos kiinnostaa niin voin puhaltaa pölyt noista skemoista ja katsoa tarviiko jotain säätöä ja laittaa jakoon. Samalla voisi räknäillä niille vastuksille jotain uskottavia arvoja.
Nothing sings like a kilovolt
Dr W. Bishop

Kumpumäen seppä

#4
Tähän asti muuntajat ovat aina olleet sen verran pieniä (muutemia satoja VA), että niiden kytkentäpiikit ovat hoituneet harmittomasti etusulakkeiden ylimitoittamisella. Varsinaisen muuntajan suojauksen hoitaa se toisiopuolen sulake, jonka mitoittaminen onkin jo helppoa. Ilman muuta kiinnostaa, jos viitsit kaivella noita kytkentöjä. Näitä muuntajakytkentöjä on tulossa nämä pari kappaletta, ja sen jälkeen varmaan taas pärjää noilla vähän isommilla sulakkeilla. Näissä tuo isojen sulakkeiden tarve haittaa jo laitteen sijoitustakin.

Jatkokysymyksenä vielä. Jos tuohon muuntajan eteen laittaisi tuollaiset puolijohdereleet, niin kuinka isot ne pitäisi olla, jotta ne kestäisi tuon muuntajan aiheuttaman kytkentäpiikin? Jos laittaa eteen 100 A puolijohdereleet, niin tuleeko niistä vainaat, kun täräyttää muuntajan päälle?

PekkaNF

Mulla on ollut pari 240/24V rengassydän/pakkamuuntajaa, joilla toisiossa tasasuuntain ja konkka, konkat olivat aika isoja joten toisio oli käytännössä oikosulussa käynnistyksessä. Aina ollut 10A ja välillä 16A nallikin löysässä, joten laitoin ensiön kansas sarjaan vastuksen, jolla rajoitetaan tota käynnistysvirtaa. Vastuksen kanssa oli releen kärjet ja releen käämi oli toisiossa. Jonkinverran piti tota vastusta labrata, kun ei läytynyt sudenpentujen käsikirjasta suoraan sopivaa arvoo, mutta ei sen tehonkesto tullut heti vastaan jos vaan piti vaan kytkentäajan mitenkään säällisenä.

PekkaNF

CNCpossu

Lainaus käyttäjältä: Kumpumäen seppä - 23.06.14 - klo:18:13
Olisiko kellään hyvää arvausta, tai jopa tietoa kuinka suuren kytkentäpiikin ottaa kolmivaihemuuntaja, jonka kooksi on ilmoitettu 17 kVA. Ensiö 380 V 27,15 A. Toisio 75 V 131 A. kytkentä tapahtuu siten, että toisiossa ei ole kuormaa. 50 A sulakkeilla luulisi saavan päälle, mutta onko mahdollista saada 32 A sulakkeet kestämään muulla, kuin sillä, että kytkee sen nollapistekytkevällä puolijohdereleellä päälle.

Laita ensiöön virranrajoitusvastukset, jotka noin sekunnin päästä oikosuljet vetohidastetun kontaktorin (tai aikarele ohjaamaan kontaktoria) kärjillä. Vastuksen koko niin, että U=RI rajoittaa virran sulakkeiden maksimivirran alle. Noin homma hoituu automaattisesti joka kerta, kun virrat päälle kytket.

Muuten pahimmassa tapauksessa rungossa on jäännösmagneettisuutta ("remanenssivuo") samaan "suuntaan" kuin ensiön kenttä (riippuen kytkentähetkestä, huonolla säkällä noin), jolloin kenttävoimakkuus menee saturaation puolella (jäännösvuo+ensiövuo) ja ensiökäämi näyttää ilmasydämiseltä kelalta (sydän kyllästynyt), jonka lähinnä DC resistanssi rajoittaa virtaa.. Tämä on yleinen ongelma etenkin rengassydänmuuntajilla, ja itse olen sen ratkaissut noilla virranrajoitusvastuksilla ensiössä. Helppo ratkaisu.

PekkaNF

Lainaus käyttäjältä: CNCpossu - 24.06.14 - klo:13:50
Laita ensiöön virranrajoitusvastukset, jotka noin sekunnin päästä oikosuljet vetohidastetun kontaktorin (tai aikarele ohjaamaan kontaktoria) kärjillä. Vastuksen koko niin, että U=RI rajoittaa virran sulakkeiden maksimivirran alle. Noin homma hoituu automaattisesti joka kerta, kun virrat päälle kytket.

Muuten pahimmassa tapauksessa rungossa on jäännösmagneettisuutta ("remanenssivuo") samaan "suuntaan" kuin ensiön kenttä (riippuen kytkentähetkestä, huonolla säkällä noin), jolloin kenttävoimakkuus menee saturaation puolella (jäännösvuo+ensiövuo) ja ensiökäämi näyttää ilmasydämiseltä kelalta (sydän kyllästynyt), jonka lähinnä DC resistanssi rajoittaa virtaa.. Tämä on yleinen ongelma etenkin rengassydänmuuntajilla, ja itse olen sen ratkaissut noilla virranrajoitusvastuksilla ensiössä. Helppo ratkaisu.

Mitä vikana on laittaa releen kela toisiopuolelta? Edellyttäen tietysti, että on vakiojännite, jolle löytyy kela. Toisiosta kun jännite noussut yli puoleen tms. nimellisjännitteestä = releen kelan vetojännite, niin takuulla ei ole enää hirveesti ryyppimässä virtaa. Ei ainakaan mun kokemuksella. Toki jos on kaapissa nippu aikareleitä yms. niin eihän mikään estä tekemästä sitä monimutkaisesti.

Vai onko mulla vaan ollut hyvä tuuri? Releissä on ihan siedettävä erotusjännitekkin, kun valtisee oikein.

Pekka

Kumpumäen seppä

Kuten tuossa alotusviestissä sanoin, toisiojännite on 75 VAC. Aika harvinainen releen jännite. Kun etusulakkeet on tuon 50 A, ja muuntajan ension nimellisvirta tuon 27 A ja jännite 400 VAC (380 VAC), ei hirveästi innosta ihan mutulla lähteä kokeilemaan, kun täällä tuntui olevan tietoakin tarjolla. 50 A sulakkeiden perässä sulava vastus alkaa jo tekemään melkoisia tuhoja. Vastuksia tuohon käyttöön täytynee etsiä kiukaasta komponenttiliikkeen sijaan. 

Kremmen

Tuo mainitsemani oma rajoitintekele on juuri vastaava toiminto kuin mitä CNCpossu ehdottaa, siinä vaan on mukana myös verkkokontaktorin ohjaus. Eli laite toimii siten, että kytkettäessä joko verkkovirta tai haluttaessa jumpperiin J1 kytketyn katkaisijan sulkemalla, pääkontaktorin ohjausrele K1 vetää heti, ja trimmerillä R5 asetetun viiveen jälkeen vetää rajoitusvastusten ohituskontaktorin ohjausrele K2.

Ei tuosta varmaan juuri halvempaa saa kuin joku vaikka Gavazzin pieni vetohidastettu aikarele joka maksanee siinä pari kymppiä. Tässä mallissa on kuitenkin molempien kontaktorien ohjaus ja pienoisjännitteinen (12V) ohjauspiiri jolla kontaktorit saa päälle/pois. Turvallinen vetää suoraan johonkin ohjauspaneeliin tms.

Eli hän päättää kuinka tekee. Jos haluat niin voin tuosta tehdä piirilevyn ja katsoa siihen useimmat kompot protohyllystä, enkä tarvii niistä korvausta kun menee harrastuksen piikkiin. Noita Omronin G5-releitä mulla ei taida juuri nyt olla, mutta Partcolla vastaava Finderin tekele maksaa jotain vajaa 2,50 kpl. Muuntaja pitänee kanssa ostaa mutta sekin on muutaman euron aarre. Että jos ne kustannat niin se riittää mulle, mikäli päätät tehdä noin. Mutta saa sen toimivaksi sillä aikareleelläkin.
Nothing sings like a kilovolt
Dr W. Bishop

Kremmen

#10
Lainaus käyttäjältä: Kumpumäen seppä - 24.06.14 - klo:19:52
Kuten tuossa alotusviestissä sanoin, toisiojännite on 75 VAC. Aika harvinainen releen jännite. Kun etusulakkeet on tuon 50 A, ja muuntajan ension nimellisvirta tuon 27 A ja jännite 400 VAC (380 VAC), ei hirveästi innosta ihan mutulla lähteä kokeilemaan, kun täällä tuntui olevan tietoakin tarjolla. 50 A sulakkeiden perässä sulava vastus alkaa jo tekemään melkoisia tuhoja. Vastuksia tuohon käyttöön täytynee etsiä kiukaasta komponenttiliikkeen sijaan.
Aloin muistelemaan ja muistinkin oikein: mulla oli verstaalla yksi tuon rajoittimen prototyyppi. Siinä on liki kaikki tarvittavat komponentit, liittämässäni "tuotantomallissa" on vain pieniä detaljimuutoksia. Eli voi tehdä viimeisimmän version piirilevyn ja kalustaa tuosta protosta napatut komponentit siihen. Lähinnä siis juurikin nuo releet ja muuntaja. Pieni Hammondin alukotelokin siinä on. En sitäkään tarvii muuhun kun se on aukotettu tuolle kortille sopivaksi. Eli jos kiinnostaa niin semmoinen nyt syntyisi.
Tässä on muuten tuota vastusten sulamista silmälläpitäen semmoinenkin "turvapiirre" että sekä pää- että ohituskontaktorin releet saa vetosähkönsä samasta lähteestä. Jos ohituspiirille ei tulisi virtaa niin ei pääkontaktorikaan vedä. Ohjauspiiri on silleen aika hullunvarma, että se ei oikein voi olla toimimatta.

P.S. niin niiden vastusten tehonkesto. Jos laitetaan vaikka 5 ohmin sarjavastus niin huippuvirraksi tulee 46 ampeeria ja sen 32A C-käyräinen johdonsuoja kestää varmasti koska tuo virta tulee lyhyinä piikkeinä usean puolijakson aikana laskien kohti nollaa (tai siis tyhjäkäyntivirtaa). Jos vaikka laittaisi 9 kpl noita rinnakkain http://www.partco.biz/verkkokauppa/product_info.php?cPath=2075_12_1025_1331_1356&products_id=13161. Siitä syntyisi 5,2 ohmia ja tehonkestoa olisi 180 W jatkuvaa. Tyypillisesti nuo on overrated 5x 5sek joten 5 sekunnin ajan paketti kestäisi 900 W. Sen voisi kuvitella riittävän tuohon sovellukseen jossa jatkuva oikosulkuteho olisi 10,5 kW. Jos pelottaa (tai arvaus osoittautuu vääräksi :) ) niin laita 9kpl 22 ohmisia rinnan ja toinen samanlainen paketti sarjaan edellisen kanssa. Siinä on 4,8 ohmia ja 1800W hetkellistä tehonkestoa mikä riittää aivan varmasti.
Nothing sings like a kilovolt
Dr W. Bishop

Kumpumäen seppä

Syvä kiitos ja kumarrus Kremmenille tiedoista ja tarjouksesta. Kuitenkin pääsen helpommalla kun teen sen tuolla aikareleellä, varsinkin, kun olen muutenkin juuri tilailemassa tavaraa Cavazzilta.

Kun se kerran noin laskennallisesti vaikuttaa mahdolliselta saada käyntiin tuolla 32 A sulakkeella, niin on jo aika paljon mukavampi kokeilla vastusten kestoa, verrattuna siihen 50 A sulakkeeseen. Kerran olen nähnyt keskuksen, joka oikosulun seurauksena löi tulet, sitten paloi kaikista kiskoista tulet pohjalevyyn. 63 A keskuksen syöttösulakkeet kesti, mutta kiinteistön syötön 125 A sulakkeet paloi lopulta. Kaikki alkoi 25 A sulakkeen perässä olleen kaapelin nirhaantumisesta kiskoon. Mutta tuli saa ilman kivasti sähköä johtavaksi ja sitten onkin helvetti irti. 2 mm pohjalevyssäkin oli useita reikiä ja sulanutta kuparia ja rautaa oli jokapuolella. Sormisuojat pelasti sulaketta vaihtaneen puusepän palamiselta. Sen keskuksen jälkeen suhtautuu hieman pitempään harkiten kaikkiin mahdollisiin poikki palaviin komponentteihin. 

Mutta näiden laskelmien jälkeen uskallan kyllä hyvillä mielillä lähteä rakentelemaan tuota systeemiä.

Kremmen

Joo, jos se muuten sopii rakenteeseen ja kytkentöihin, niin varmaan valmis aikarele on simppelein ratkaisu.
Älä kumminkaan pistä naamaa ihan lähelle vastuksia kun kokeilet ekan keran :)
Nothing sings like a kilovolt
Dr W. Bishop

PekkaNF

Lainaus käyttäjältä: Kumpumäen seppä - 24.06.14 - klo:23:04
.... Kerran olen nähnyt keskuksen, joka oikosulun seurauksena löi tulet, sitten paloi kaikista kiskoista tulet pohjalevyyn. 63 A keskuksen syöttösulakkeet kesti, mutta kiinteistön syötön 125 A sulakkeet paloi lopulta. Kaikki alkoi 25 A sulakkeen perässä olleen kaapelin nirhaantumisesta kiskoon. Mutta tuli saa ilman kivasti sähköä johtavaksi ja sitten onkin helvetti irti. 2 mm pohjalevyssäkin oli useita reikiä ja sulanutta kuparia ja rautaa oli jokapuolella. Sormisuojat pelasti sulaketta vaihtaneen puusepän palamiselta. Sen keskuksen jälkeen suhtautuu hieman pitempään harkiten kaikkiin mahdollisiin poikki palaviin komponentteihin. ...

Kyllä se on hyvä olla tervettä kunnioitusta ja pelkoa sähkö kohtaan.

OT: Kerran. Kauan sitten. Olin vieraalla maalla "tehtaassa". Tontilla oli voimalaitoksen viidestä generaattorista 1-2 kerrallaan alhaalla kunnostusta varten. Italialaiset käämivät yhden paikalla varmasti uusiksi - sen verran aikaa siinä meni. Eivät halunneet missään tapauksessa vetää viereisen laitoksen "uunia" kylmäksi koska olis joko jämähtänyt kaikki kiinni tai sulanut pohja pois, joten yleensä sitten katkaisivat virrat "meidän tehtaasta" mieluummin.

No siinä sitten aina jotain paukahti ja muutuakin hupaisaa tapahtui. "Meidän tehtaan" johtaja kävi viittomakielellä puhumassa siellä voimalaitoksessa....samaan aikaan alkoi voimalaitoksessa tapahtumaan ja tottuneesti operaattori rupes valmistelemaan meidän laitoksen syötön katkaisua, jolloin kiljuminen yltyi ja operaattori meni paniikkin ja veteli kahvoja melkoisella vauhdilla sattumanvaraisesti. Ylläen vanha automatiikka ei pelastunut, vaan "meidän tehtaasta" MCC:stä kuului perkeleellinen paukahdus ja syöttökeskus suunnilleen räjähti. Kolme noin 15 cm leveetä ja melko paksua kuparikiskoo suli noin metrin matkalta ja kaappeja uusittiin muutama rivimetri ennenkun päästiin tutkimaan pienempiä vahinkoja. Se on aavemainen tunne kun käyvän tehtaan keskellä kellarissa käyvinen koneiden seassa ensin käy paukahdus, lentää tulta/romua ja sitten kaikki pysähtyy ja pimeys valtaa. Ihmisiin tulee liikettä vasta kun alkaa huudot kuulumaan. Kukaan ei onneksi kuollut, mutta kiire oli saada porukka ulos sieltä. Suurta yleisöä ei varoiteta tarpeeksi höyrystyneen kuparin ja muun sähköromun vaaroista.

Omat keksinnöt on tullut kytkettyä "kaukokäyttölaitteella" päälle enkä ole uskaltanut mennä paljoo yli 400/600V ja 16A yli, koska jo aiemmin pitäis tietää yhtä sun toista etäisyyksistä, rakenteista ja materiaaleista. Onneksi yksi kaveri on oikea sähkömies.

Pekka

Powered by EzPortal
SMF spam blocked by CleanTalk