Регулятор мощности

[Yur]

Всем привет!

Планирую одну самоделку на ОВЕН 200, там же нужен регулятор мощности для ТЭНа.

Имеется твердотельное реле, управление 3-32V DC.

Нужно шимить ТЭН до заданной мощности, а вот как измерить мощность я не знаю. Нашел токовую петлю с выходом 4-20мА типа такой , а как быть с напряжением?
Или может есть готовые измерители мощности ?

В общем, буду признателен за помощь

[dtv]

ТЭНы могут быть как однофазными, так и многофазными.
Вот измеритель мощности для однофазной нагрузки: https://www.contravt.ru/products/normir ... 2381#schem
Но учтите, что это профессиональный форум и предлагаемые решения тоже будут, скорее всего, профессионального уровня. Вряд ли они Вам подойдут, т.к. подобное оборудование стоит прилично.

[olexsa]

Конечная цель регулировки мощности ТЭН?

[Jackson]

Или может есть готовые измерители мощности ?

Навалом. "преобразователь мощности" называется. Но ценник для самоделки Вас, наверное, не устроит. Но посмотрите, например тут, а если не найдёте то спросите по телефону там же.

а вот как измерить мощность я не знаю. Нашел токовую петлю с выходом 4-20мА типа такой , а как быть с напряжением?

Никак с ним не быть, потому что даже если Вы его измерите, и ток измерите как собрались, то мощность Вы не получите.

Или может есть готовые измерители мощности ?

Есть даже готовые регуляторы, так что и ОВЕН не понадобится.

В общем, буду признателен за помощь

Если Вы собрались как-то сами измерять мощность, то неплохо бы сначала узнать, какую именно: активную, реактивную, полную, и как она измеряется и считается, и изучить это всё.

[Ryzhij]

Нужно шимить ТЭН до заданной мощности...

Важно понимать технологический процесс и чётко представлять, что же именно мы пытаемся стабилизировать, чем управлять, где и как измерять результат, в каких границах и на каком этапе.

Например, для стабилизации тепловой мощности подводимой к перегонному кубу через днище, при размещении куба на электроплитке, надо стабилизировать разницу температур между поверхностью плитки и днищем куба. Но и постановка такой задачи имеет смысл лишь при постоянной площади испарения и теплоизоляции остальных стенок куба ;)
Поэтому, можно потратить впустую деньги на дорогущий True RMS измеритель электрической мощности в то время, как прямое измерение градиента температур двумя недорогими термодатчиками дали бы гораздо лучший результат.

Отправлено спустя 2 минуты 44 секунды:

Конечная цель регулировки мощности ТЭН?

В правильном вопросе всегда скрывается ответ.

[rwg]

шимить ТЭН до заданной мощности, а вот как измерить мощность я не знаю.

Какая нужна точность регулирования мощности?

[Yur]

Ого сколько неожиданных, но очень логичных вопросов. Сейчас попробую всё объяснить.

Конечное устройство - парогенератор для НБК (непрерывная бражная колонна). Суть его работы - подача пара в трубу снизу вверх, через которую протекает брага сверху вниз.

У парогенератора нужен датчик давления, датчик уровня (3шт) и самое сложное, регулировка мощности ТЭНа.

Зачем нужен датчик давления и регулировка мощности? При слишком большом количестве пара, брага начнет зависать в колонне и копится, это будет видно по датчику давления. Нужно снижать мощность.

ТЭНы как правило идут со стандартным (условно) шагом 1,5; 2; 2,5 …. Я знаю что с моим оборудование и конкретной брагой нужна мощность в 3,4кВт, а такого ТЭНа нет, есть 3,5кВт. А ещё напряжение в сети может подниматься и тогда захлеб. Нужна возможность устанавливать мощность ( разная брага, разное железо, разные ТЭНы и тд)

А дальше нужно, что бы логика поддерживала заданную мощность ТЭНа , при повышении давления или повышении напряжения в сети временно понижала ее.

Вы можете сказать, что есть специализированные, готовые устройства, типа хоум дистиллер и тд, но по факту это не совсем так. Они заточены на 100500 разных процессов и из-за Мега универсальности работа в режиме нбк не удобная.

Извиняюсь за ошибки, за рулем, с телефона.

[rwg]

1. Не знаю нюансов технологии, но в моём представлении регулятор температуры для такой задачи надёжнее.
2. Сопротивление ТЭНа скорее всего почти постоянно. При поддержании постоянного тока или напряжения скорей всего получится постоянная мощность.
3. Мощность планируется регулировать скважностью питающего напряжения. Измеритель тут нужен такой, который умеет умножать значение среднеквадратитического напряжения на количество количество полупериодов напряжения за заданное время. Задача не слишком сложная, но не каждый измеритель напряжения умеет это делать. Проще измерять напряжение питания и по нему корректировать скважность.

[Yur]

1. Не знаю нюансов технологии, но в моём представлении регулятор температуры для такой задачи надёжнее.

Датчик температуры тут не подходит.
Тэн мощностью 1кВт испарит 1л воды за 1час, 2кВт - 2литра и тд. А вот температура пара во всех этих случаях будет 100 град.

Отправлено спустя 17 минут 28 секунд:

Важно понимать технологический процесс и чётко представлять, что же именно мы пытаемся стабилизировать, чем управлять, где и как измерять результат, в каких границах и на каком этапе

1.Мы пытаемся ограничить мощность ТЭНа задав необходимое значение перед запуском
2. Стабилизировать эту мощность при изменении напряжения в сети.
3. Уменьшить мощность в случае повышения давления в рабочей зоне.

Сеть однофазная, а мощность ТЭНа до 10кВт.

[Универсал]

1.Мы пытаемся ограничить мощность ТЭНа задав необходимое значение перед запуском
2. Стабилизировать эту мощность при изменении напряжения в сети.
3. Уменьшить мощность в случае повышения давления в рабочей зоне.

В поставленные вами задачи не входит, собственно, измерение мощности. Да вы, видимо, и не знаете численные значения мощности, которая вам потребуется. Регулировать будете по косвенным признакам, типа испарительной способности.
Регулировать мощность придётся, скорее всего, фазоимпульсным способом, по крайней мере, для этого есть соответствующие твердотельные реле с управлением унифицированным сигналом напряжения 0…10 VDC или унифицированным токовым сигналом 4…20 мА. Результатом будет резанная синусоида, измерять мощность которой та ещё задача.
В седые времена были измерители мощности для сложных сигналов, например модулированной ВЧ, представляющие из себя нагреватель и термометр. Температура нагревателя пропорциональна приложенной мощности. Она, конечно, зависит и от температуры окружающей среды, но при температуре, скажем, 100-200 °С этим можно пренебречь. Я их ещё застал живъём.
Предложение такое - параллельно ТЭНу подключить маломощный нагреватель, например проволочный резистор, и стабилизировать его температуру, тем самым вы стабилизируете мощность, приложенную к ТЭНу. Единственное, что надо учесть - временную задержку реагирования на изменение мощности, инерционность системы. Поэтому оптимальным решением будет применение ПИД-регулятора.

[rwg]

Тэн мощностью 1кВт испарит 1л воды за 1час, 2кВт - 2литра и тд. А вот температура пара во всех этих случаях будет 100 град.

Это в случае, если ничего не мешает пару уходить в атмосферу. Поставьте на его пути дроссель - узенькую трубочку или шайбу, и температура кипящей воды и давление пара начнут быстро расти. Стабилизатор давления пара или температуры в парогенераторе обеспечат стабильный расход пара в дросселе.

[Ryzhij]

Стабилизатор давления пара или температуры в парогенераторе обеспечат стабильный расход пара в дросселе.

Совершенно справедливо, тем более что в случае насыщенного пара абсолютно всё равно, что именно измерять - температуру или давление.
Для регулирования мощности ТЭНов предлагаю использовать многоступенчатое регулирование. Две или три ступени ТЭНов подключаются пускателями, а одна через пускатель и твердотельное реле (ТТР) для плавного регулирования. Для нормальной работы такого регулятора максимальная мощность ступени плавного регулирования должна быть не ниже любой из дискретных ступеней.
Для уменьшения помех следует использовать. ТТР с Z-коммутацией (при переходе синусоиды через ноль) и отсекать ток целыми периодами сети. Получится т.н. частотно-импульсная модуляция. Можно и ШИМ. Период в 2 секунды даст дискретность регулирования ступенью плавного нагрева в 1%, что при общем количестве одинаковых по мощности ступеней равном трём даст итоговую точность регулирования в 0,33%. Более чем достаточно.
Такой подход удешевляет силовую часть регулятора.

[Jackson]

Конечное устройство - парогенератор для НБК (непрерывная бражная колонна)

"Для дома, для семьи?"

У парогенератора нужен датчик давления, датчик уровня (3шт) и самое сложное, регулировка мощности ТЭНа.

А дальше нужно, что бы логика поддерживала заданную мощность ТЭНа

Ошибка. Вам пар нужен или мощность ТЭНов? Вот пар и надо регулировать с помощью ТЭНа, а не сам ТЭН. Задача неправильно поставлена изначально, отсюда и грабли.

Вы можете сказать, что есть специализированные, готовые устройства, типа хоум дистиллер и тд, но по факту это не совсем так. Они заточены на 100500 разных процессов и из-за Мега универсальности работа в режиме нбк не удобная.

Можем сказать, а можем и не сказать. А Вы не задумывались о том, почему не существует гарантированно подходящих Вам устройств? В наше-то время, когда существует практически всё что только можно себе нафантазировать.

Извиняюсь за ошибки, за рулем, с телефона.

Ошибки - дело ваше. А то что за рулём - нет, не простим. Телефонист за рулём - убийца на дороге. Спешка непонятна. За язык вроде не тянули.

[Yur]

"Для дома, для семьи?"

Все верно. Просто есть 3 фазы, но по 5кВт, не пропадать же им просто так.

Ошибка. Вам пар нужен или мощность ТЭНов? Вот пар и надо регулировать с помощью ТЭНа, а не сам ТЭН. Задача неправильно поставлена изначально, отсюда и грабли.

Верно, задача была изначально не верно сформулирована из-за не понимая принципов работы ПЛК и в целом слабых знаний в схемо/электортехнике. Мне все же нужно регулировать и стабилизировать мощность ТЭНа, а будет он просто греть воду или кипятить ее, это уже дело третье и сути не меняет.

Можем сказать, а можем и не сказать. А Вы не задумывались о том, почему не существует гарантированно подходящих Вам устройств? В наше-то время, когда существует практически всё что только можно себе нафантазировать.

Готовое устройство было найдено и куплено. Пускай и с избыточным функционалом.

Но!!! Остался уже спортивный интерес. А еще прояснились некоторые нюансы при регулировании.

Ток и напряжение ни кто не измеряет для этого, а только напряжение и руками указывают мощность нагрузки . Зная мощность нагрузки - знаем и ток который будет.

Ну и дальше управляют уже симистором. В железе это реализовано на регуляторе мощности РМ2.

Вопрос, как это реализовать через ПЛК?

Отправлено спустя 6 минут 55 секунд:
Не ужели у вас ни когда не стояла задача плавно управлять нагревом? Я понимаю, что можно просто вкл-выкл + ПИД регулятор, но блин это же как минимум интересно и точно пригодится.

[olexsa]

Готовое устройство было найдено и куплено.

Какое именно? Марка, модель, изготовитель?

В железе это реализовано на регуляторе мощности РМ2.

Также, пожалуйста, марка, модель, производитель?

Не ужели у вас ни когда не стояла задача плавно управлять нагревом?

Задачи управлять чем либо в АСТУП - это априори. Плавно - это всего лишь частный случай из множества более сложных задач, зависимостей. В том числе - и нагревом. Но давайте уточним - поддерживать температуру объекта, или же мощность на ТЭНах, или же ток в зависимости от нагрузки?

Ток и напряжение ни кто не измеряет для этого, а только напряжение и руками указывают мощность нагрузки .

Откуда такая уверенность? Если у Вас не измеряется, то это только частный случай. Причем единичный.

[olexsa]

Сеть однофазная, а мощность ТЭНа до 10кВт.

Просто есть 3 фазы, но по 5кВт, не пропадать же им просто так.

И ... Вы сменили жилье?

[Jackson]

Ток и напряжение ни кто не измеряет для этого

Ой ли? Вот я измеряю для того, чтобы регулировать мощность. А для того чтобы регулировать температуру можно и не измерять ни ток ни напряжение вообще. Что регулируем - то и измеряем. И?

Ну и дальше управляют уже симистором.

Тоже "все"?

Не ужели у вас ни когда не стояла задача плавно управлять нагревом?

Стояла и часто.

Я понимаю, что можно просто вкл-выкл + ПИД регулятор, но блин это же как минимум интересно и точно пригодится.

Не знаю. Задача была - решил. Пригодилось? Это работа вообще-то

Вопрос, как это реализовать через ПЛК?

Выше ведь уже написали это многократно.

И ... Вы сменили жилье?

Пока противник рисует карту местности, мы изменяем ландшафты. :)

Просто есть 3 фазы, но по 5кВт

И ещё электрику подучить надо для начала. Как считается мощность в трёхфазной сети. А потом уже рассуждать о том, как все это регулируют.