¿Cómo evitar que spdt se dispare?

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Estoy trabajando en un sistema solar simple para calentar el agua. La idea es usar energía solar y, si no es suficiente, usar la red eléctrica durante la noche. Tengo un panel solar y un convertidor de refuerzo MPTT que recolecta la energía del panel y lo envía a la caldera. Estoy usando un relé SPDT mecánico controlado por temporizador para cambiar entre la red solar y la red eléctrica: la red por la noche, la solar por el día. Mi problema es que mi controlador a veces se apaga durante la conmutación del relé SPDT. Lo que sospecho es que hay un disparo durante el tiempo de conmutación, que coloca a 220 VCA de la red en la salida del controlador MPTT. El controlador MPTT está diseñado para 100V DC máx. Noté también que esto no siempre sucede. Probablemente depende del punto en el que el relé corta la onda sinusoidal de 220 V, porque el relé a veces chispea, a veces no. El rodaje siempre está acompañado de una chispa. ¿Es posible que la chispa (cuando ocurre) atraviese el espacio de aire del contacto del relé? ¿Hay una manera sencilla de resolver el problema? (Lo más importante para mí sería construir mi propio relé spdt con retardo de tiempo)

    
pregunta ivanich

2 respuestas

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Su aplicación parece insegura por un par de razones:

  • No hay un aislamiento garantizado entre los contactos, incluso si están configurados para romper antes de hacer. En otras palabras, desde el punto de vista de seguridad, no hay garantía de que el controlador MPPT esté aislado de la red de CA. Desde la perspectiva de seguridad del producto / tierra, esta solución es peligrosa.
  • Incluso si la red de CA está realmente desconectada de la red, la caldera y los cables conectados tienen su propia inductancia interna, y una vez que abra el relé, provocará una chispa (dependiendo de cuando la corriente sea cero).
  • Si la red solar está cableada en una red SELV, está causando un riesgo no deseado al compartir CA con SELV en los mismos contactos del relé.

La solución sería:

  1. Use un transformador de aislamiento de CA a SELV para alimentar la caldera
  2. Use un inversor junto al controlador MPPT
  3. Use un bolier diseñado para el propósito

Como ya se mencionó, dado que la potencia de la resistencia de la caldera es V ^ 2 / R, obtendrá un efecto de calentamiento que es mucho menor (y tal vez despreciable).

    
respondido por el Fab
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Hay menos posibilidades de que se produzca un "disparo directo" con el relé de "interrupción antes de hacer" correctamente seleccionado que tenga una clasificación de separación de voltaje suficiente. Como la mayoría de los relés están diseñados de esta manera, sugiero que hay una causa diferente para que el controlador se frene. La carga de la caldera probablemente tenga un gran componente inductivo. Cada vez que la carga está tomando una corriente activa y luego el relé se abre repentinamente, esta parte inductiva de la carga puede causar un gran pico de voltaje que puede freír fácilmente los componentes del conductor semiconductor en el controlador. Este pico de voltaje también puede contribuir a las chispas que se ven en los contactos del relé.

Para la conmutación de CC, la solución para este pico de voltaje es agregar un diodo polarizado inverso (también conocido como diodo de sujeción de retorno) a través de la carga inductiva para sujetar el voltaje excesivo y proporcionar una ruta para descargar la corriente que quiere fluir debido al colapso campo en la carga inductiva.

El mismo esquema de diodo no funciona para la conmutación de CA de cargas inductivas debido a la polaridad siempre cambiante de la tensión. En este caso, hay una clase de circuitos llamados circuitos amortiguadores que se pueden instalar a través de la carga. En su forma más simple, el amortiguador puede consistir en una resistencia en serie y un condensador. Los valores de los componentes se seleccionan según la frecuencia de CA y las características inductivas de la carga.

Ya que tiene esta idea poco convencional de cambiar entre una fuente de CA y una fuente de CC, será más difícil encontrar una solución de fijación de picos de voltaje que funcione bien en ambos casos. Así que la recomendación que sugiero es que primero resuelva el problema de seguridad como lo señalan otros y luego resuelva el problema de la carga inductiva.

Algunos pueden sugerir poner un convertidor de CC a CA en línea con la salida de su controlador MPTT que proporciona una salida de CA aislada para resolver el problema de seguridad. Dado que dichos convertidores no son 100% eficientes, cierta parte de la energía producida por su panel solar se perderá como calor en la unidad de CC a CA. Por esta razón, le sugiero que en su lugar obtenga una fuente de alimentación de conmutación de CA a CC adecuada que tenga una salida aislada y la utilice en el lado de la red de CA del circuito. Desde el lado de la red, hay menos preocupación con respecto a las pérdidas de conversión y con la tecnología moderna de componentes es posible cambiar las fuentes de alimentación de conmutación de CA a CC con una eficiencia superior al 90%. Ahora que se está suministrando CC aislada desde el lado de la línea, el relé está cambiando entre dos fuentes de CC y cualquier sujeción de picos de voltaje inductivo puede utilizar el método de diodo simple y efectivo.

Uno tiene que adivinar que su caldera ya puede funcionar con un voltaje de CC debido a que así es como se muestra en su diagrama. Si por casualidad la caldera está utilizando algún motor que esté diseñado para funcionar solo con una fuente de voltaje de CA, entonces tendrá que cambiarlo para los motores diseñados para funcionar con voltaje de CC.

    
respondido por el Michael Karas

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