Управление симистором в цепи переменного тока

[Mr_Kruger]

Здравствуйте уважаемые. Пожалуйста, сильно не пинайте, я понимаю что вопрос прост и для кого то покажется смешным. Но я профан, а дорогие детали попалить боюсь.
В общем суть. Есть у меня китайский проточный водонагреватель на 3 Квт. Включается автоматически: открываешь воду - напором воды в специальной трубке выталкивает клапан с магнитом, который в свою очередь толкает магнит вне трубки, который замыкает концевик. Так вот этот самый концевик от тока в 15 А быстро приходит в негодность (один дуба врезал, чуть не учинив пожар). Его было решено заменить симистором bta40-800, а сам концевик соответственно оставить управлять ключом симмистора.
Собственно вопрос вот в чем - как самым простейшим образом открыть симистор через этот концевик переменным током.
Интенсивное гугление дало простенькую схему типа этой (рисовал сам в паинте, рисовать не умею):

Т.е. банально через резистор из цепи нагрузки. Будет ли работать эта схема? Какой должен быть резистор, если ток открытия симистора 80мА, а ток удержания 50мА? (в схеме из инета резистор был на 330ом но там не обыкновенный ключ использовался, а оптрон) Какие подводные камни есть в этой схеме?

Благодарю за внимание!)

[AndTer]

А зачем городить огород?
Поставьте контактор с управляющей обмоткой 220В. Микрик включает контактор, а контактор ваш тэн. Просто и надёжно в отличии от вашей задумки.

[Mr_Kruger]

Был контактор. Не справился с задачей, в один прекрасный момент залип и спалил предыдущий водогрей.
И минусы контактора - шумит катушка управления, очень громоздкий, в отличии от симистора, в корпус водогрея не засунуть и рядом места нет - нужно вообще выносить в отдельное место, а это лишняя паутина проводов, не эстетично, а порой и опасно, т.к. контакты открыты, катушка управления чувствительна к повышению напряжения, а у нас бывает до 275в вырастает.
З.Ы. у меня не тэн, в обычном его понимании. В этом нагревателе очень интересный элемент - стеклянная трубка с каким-то напылением, через которую протекает вода. Греет хорошо и накипь не образуется.

[AndTer]

Был контактор.

И что это было? Абб или легран? На какой ток он был? Большие габариты? до 25А/60А габариты не больше 1/2 автоматов соответственно.
Если подобрано правильно и не китайщина ничего там не залипнет. Катушка не шумит, но при переключении да, щёлкает заметно. Лишняя паутина это 4 провода. Если внутрь некуда, то покупается маленькая влагозащищённая коробка с дин-рейкой. Если в воду не кунать ничего не будет.
275В не то что для катушки(хотя она от непродолжительной работы не сгорит), для любой техники критично.

Раз вы так заботитесь о надёжности и безопасности, почему вы выбрали симистор? И нагрев, и пробой, и чувствительность к помехам в сети. Вам понравится если он ночью сам включится и выключить можно будет только отключением всей конструкции от сети?

[Enman]

Симистору на такой ток радиатор и проветривание нужно. Поэтому место
тоже необходимо (это к размеру контактора).
В стиралках поэтому ТЭН включают релюшкой. Но тогда нужно питание
24 В (есть реле постоянного тока малогабаритные с контактами 40-60 А).
От повышенного напряжения должна быть защита в виде Реле Напряжения
("барьер")

[mickbell]

Будет ли работать эта схема?

Будет, куда она денется...

Какой должен быть резистор, если ток открытия симистора 80мА, а ток удержания 50мА? (в схеме из инета резистор был на 330ом но там не обыкновенный ключ использовался, а оптрон)

Лучше поставить вопрос наоборот. При каком напряжении откроется тиристор с таким, как на схеме, номиналом резистора, и какой процент мощности будет потерян? Считайте: 330 Ом 80 мА - получилось 26.4 В. Несколько вольт на самом управляющем электроде, ну пусть пять. То есть в момент времени, когда напряжение равно 31 В или 1/10 амплитуды, он откроется. По углу это получается шесть с небольшим градусов. Мелочь, можно не учитывать.

Какие подводные камни есть в этой схеме?

Да почти никаких. Нужна защита от импульсных помех из сети. Также имейте в виду, что в случае пробоя симистора, хоть КЗ и не будет, но ТЭН окажется включен постоянно, так что перед ним какая-то коммутация необходима - хотя бы тот же пускатель, который будет отрубаться по перегреву или ещё как. Ставят защитные RC-цепочки. Как это делать, смотрите в даташите, например, на MOC3061.

[Mr_Kruger]

Лучше поставить вопрос наоборот. При каком напряжении откроется тиристор с таким, как на схеме, номиналом резистора, и какой процент мощности будет потерян? Считайте: 330 Ом 80 мА - получилось 26.4 В. Несколько вольт на самом управляющем электроде, ну пусть пять. То есть в момент времени, когда напряжение равно 31 В или 1/10 амплитуды, он откроется. По углу это получается шесть с небольшим градусов. Мелочь, можно не учитывать.

Дошло! тиристор будет открываться на каждой полуволне при достижении необходимого напряжения, с учетом падения на резисторе. Еще один глупый вопрос - получается, резистор можно выкинуть из схемы вообще!? А что бы тиристор был открыт постоянно, на ключ нужно подавать постоянное напряжение? Правильно понимаю?

Да почти никаких. Нужна защита от импульсных помех из сети. Также имейте в виду, что в случае пробоя симистора, хоть КЗ и не будет, но ТЭН окажется включен постоянно, так что перед ним какая-то коммутация необходима - хотя бы тот же пускатель, который будет отрубаться по перегреву или ещё как. Ставят защитные RC-цепочки. Как это делать, смотрите в даташите, например, на MOC3061.

В щитке стоят оины. Защита от перегрева тоже имеется. По rc цепи накопал такую схемку:

С самой RC все понятно.
Непонятно, почему на ключ симистора подходят два резистора и с одной и с другой стороны. Разве он не откроется, если фаза придет от цепи с нагрузкой?

Еще вопрос. Отчего может пробить симистор?

З.Ы. Благодарю добрый человек, хоть один по теме сразу ответил! Хотел плюс поставить - не вышло
З.Ы. по поводу охлаждения симистора - не забываем, что это проточный водонагреватель к которому подводится холодная вода. И симистор таки выбран с запасом. BTA40 на 15 ампер тока.

[Enman]

Запас по току - это хорошо, но пластмассовый корпус без поверхности охлажения
никакого запаса по нагреву не создаёт....15 Вт надо куда-то рассеять (~200 кв см).
На схеме добавил обозначение выводов, чтобы не было "как всегда"...))

[Mr_Kruger]

15 вт заберет холодная вода, на подвод которой и будет установлен симистор.
От обозначения выводов на схеме яснее не стало )))

[mickbell]

Еще один глупый вопрос - получается, резистор можно выкинуть из схемы вообще!?

Нельзя. Ток через управляющий электрод без него возрастёт неконтролируемо - он ничем не ограничен. Точнее, ограничен нагрузкой на огромном для него уровне. Тиристору ведь надо время, чтобы открыться.

А что бы тиристор был открыт постоянно, на ключ нужно подавать постоянное напряжение? Правильно понимаю?

Да.

Непонятно, почему на ключ симистора подходят два резистора и с одной и с другой стороны. Разве он не откроется, если фаза придет от цепи с нагрузкой?

Пока ключ разомкнут, управляющий электрод болтается сам по себе, его потенциал не определён. Второй резистор нужен, чтобы этого избежать. Кстати, в первой схеме, с ключом, он тоже нужен, я этот момент упустил.

Еще вопрос. Отчего может пробить симистор?

Перенапряжением. Причём не только приходящим откуда-то снаружи (у мамы дома в грозу убило таким образом проводной телефон и поджигалку газовой плиты, но её я починил легко), но и сгенерированным прямо внутри. Что, нет дома никаких источников импульсных помех? Трансформаторов там, двигателей...

Хотел плюс поставить - не вышло

Ничего страшного, не оголодаю.

[Mr_Kruger]

Холодильник, насосная станция с асинхронником, трансформаторная зарядка, иногда подключается сварочник...

Т.е. можно использовать схему из инета, тока вместо МОС обычный ключ? Еще вопрос по мощности резисторов. Полватные пойдут?

[mickbell]

Холодильник, насосная станция с асинхронником, трансформаторная зарядка, иногда подключается сварочник...

То есть вероятных источников есть.

Т.е. можно использовать схему из инета, тока вместо МОС обычный ключ?

Да.

Еще вопрос по мощности резисторов. Полватные пойдут?

Как всегда, если что-то непонятно, считаем. Как мы уже знаем, ток через верхний резистор меняется от нуля до 80 мА по синусу, при небольших углах (напомню, градусов шесть) можно считать, что сигнал треугольный. То есть на пике тока мгновенная мощность на резисторе будет P = I^2 * R = 1.92 Вт. Учитывая, что ток треугольный, так что средний ток, грубо говоря, в два раза меньше, то мощность только в момент прохождения тока получается вчетверо меньше, то есть 0.48 Вт. А если учесть, что 6 градусов - это 1/30 полупериода - то ещё в 30 раз меньше. Мощность на нижнем резисторе меньше даже этой. Кстати, часть тока с верхнего будет уходить в нижний, так что он будет греться несколько больше, чем я тут считал. Можно бы это тоже учесть, но лениво - и так видно, что проходят практически любые резисторы.

[Enman]

Я бы R1 ставил не меньше 1 Вт...

[mickbell]

Из каких соображений? Мощность на нём выделяется никакая. Часто более мощные резисторы ставят в высоковольтные цепи из-за их размеров - они выдерживают большее напряжение, не пробиваясь. Здесь такого явно не будет.

[AndTer]

Холодильник, насосная станция

Ночью "удачно" включится холодильник и нагреватель раскалится.
В данном случае, особенно когда важна надёжность и безопасность, надо ставить контактор. Не хлам что был, а нормальный, тогда всё будет хорошо.
Ну на крайняк твердотельное реле. Полевики вроде менее чувствительны к помехам.

[Artab]

Доброго времени!
Подскажите: есть способ включить светодиодную лампу от датчика звука/света/движения. Силовую цепь коммутирует симистр.

[mickbell]

Подсказать-то что надо? Вопрос не задан. Способов, кстати, есть где-то стопицот.

[alsam]

AndTer писал(а):

Холодильник, насосная станция

Ну на крайняк твердотельное реле. Полевики вроде менее чувствительны к помехам.

Так твердотельное реле это именно это и есть -

[Дмитрий М]

Artab писал(а):

Подскажите: есть способ включить светодиодную лампу от датчика звука/света/движения.

Все магазины завалены прожекторами и прочей хренью с детекторами движения. И их схемы также есть в инете.

[terio007]

Добавлю малость про симистор.
Берите на 800 вольт или на большее и управляющий оптосимистор аналогично, например MOC 3081.
И паралельно сети варистор на ~ 275 вольт диаметром 14...20 мм.
Так надёжнее.
Ну и конечно не забудьте очень надёжно изолировать корпус симистора от его теплоотвода.Это очень, очень критично.