Jak měřit proud u řízenýho usměrňovače

[Celeron]

Kdysi hodně dávno vyšla v Amáru nabíječka PB aku, trafo, za ní gréc 2 diody, 2 tyristory řízený "fázově" přes trafíčko z UJT tranzistoru nebo kombinace KF507/517. Žádná filtrace, pulzy přímo do baterky, kdysi se tvrdilo, že to má baterka rádši než stejnosměrný nabíjení, že si může odplynovat. Odhadem tak rok 1978-1981. Dobastlil jsem k tomu ještě komparátor na vypínací napětí při nabíjení. Moje jedna z prvních zcela dotažených konstrukcí, která mi zůstala dodnes funkční a používaná. Přes 35 let leží v garáži, což je dost agresivní prostředí, zima, vedro, vlhko, výpary od nabíjení. Prostě funkční ale vošklivá, hliníkový dekly poteklý, zoxidovaný. Tak ji malinko renovuju.
Narazil jsem na hodně zadrhávající měřák na nastavení nabíjecího proudu, vypínacího napětí a skutečnýho napětí. Meřák je stará bakelitová DHR 7 (tedy nevím to číslo, čelo je 7 x 7 cm). Stupnice je přemalovaná, hodnoty deprézu neznám. Budu tam muset dát něco jinýho, původní měřák těžko seženu. Napěťová stupnice je lineár do 25V, proudová nelineár dole zhuštěná do 10A. Už si nepamatuju, čím jsem ji cejchoval a pak kreslil, tepelný jsem určitě neměl, možná ruskej elektromagnetickej, co byl pro servis zdrojů pro sálový počítač. Je mi jasný, že řízený usměrňovač kvůli patvaru co z něho leze nepůjde ocejchovat běžným deprézem a nebo digitálem. Při nastavení proudu na 10A digitál i Avomet 2 ukazují kolem 5A.
Jak to znova nejlíp zkalibrovat na jinej měřák a jakej proud je vlastně pro baterku podstatný? Maximum proudových špiček a nebo "plocha" pulzů, co do ní lezou?
Podle oscila je na proudovým bočníku ampérmetru při proudu do baterky 2A každých 10 mS pulz začínající "na konci" sinusovky a klesající podle ní k nule. Pokud ubírám proud, tak se tyristory zapínají na sinusovce dýl. Když přidávám proud nad 2 A, začne se zvyšovat jen každej druhej pulz, tedy po 20 mS. Když odpojím řízení od jednoho nebo druhýho tyristoru, tak ty vysoký pulzy jsou po 40mS a po 20mS ty nízký, měřák proudu se cuká a trafo mnohem víc vrčí. Chodí to vůbec 35 let správně? Baterky to rozhodně neničí, co si pamatuju, Šáda 120 běžně 6 let, P405 vydržela minimálně 9 let pak jsem ji prodal, Xsara 11 let a C4 zatím 8.
Díky za případný rozbor funkce toho usměrňovače.

[TAKJAN]

Jo, přesně to mám taky. Postupným vylepšováním z toho vznikl "orloj", tak to nazval EKKAR. Abych pravdu řekl, mám tam A-metr, ale co přesně ukazuje... Normální deprez, možná paralelně kond? Mně ten proud tak nebere, hlavně že tam teče. Běžně všichni z rodiny nabíjíme co to jde, třeba 25A. A na AKU žádný následky nijak neregistrujem. Možná to zkusit true ampermetrem? Měří DC klešťák vůbec takhle?

[EKKAR]

Pro baterku je důležitá "plocha pod křivkou" = to je energie dodaná do baterky. Vejška špičky je nepodstatná, to je jen špičková hodnota proudu, energie je úměrná integrálu plochy. Správně ukazuje tepelnej nebo elektromagnetickej systém (ukazuje správně efektivní hodnotu TRMS bez ohledu na tvar průběhu). Digitály jedině pokud mají opravdu TRMS metodu integrace.

[PavelFF]

Pro baterku je podstatná velikost střední hodnoty proudu, tedy v podstatě plocha těch špiček na osciloskopu. Ze střední hodnoty se počítá dodaný či vydaný náboj, čili Ah. Výška špiček je důležitá pro vodiče trafa, protože na ní hodně závisí efektivní hodnota proudu , která způsobuje ohřev vodičů.
Ručkové magnetoelektrické měřáky měří střední hodnotu proudu jaksi samy od sebe z principu a to je přesně to, co potřebuješ. Pokud je ale průběh extrémně strmý, špičatý a krátký (zjednodušeně), tak možná měřák naráží na frekvenční vlastnosti ústrojí a bude tam nějaká přídavná chyba. Řekl bych, že pro daný účel je to nepodstatné. Digitál by měl ukázat stejnou hodnotu, protože taky měří střední hodnotu. Nebezpečí spočívá v tom, že střední hodnota může být relativně malá, zatímco efektivní může být značná a trafo se přehřeje. Evidentně to není tvůj případ.

Že máš pulzy nesymetrické je pravděpodobně chyba způsobená nedokonalým buzením tyristorů. Baterce to vadit nebude ale trafo trošku trpí. To je to zmiňované vrčení. Ale pokud se to děje při malých proudech, tak se taky nic neděje (už 35let). Jen z trafa nedostaneš maximální výkon, což tě asi moc netrápí.

[Bernard]

A ještě k té případné filtraci, tak ta je celkem zbytená. Akumulétor 12 V s nábojem 1 Ah se tváří jako kapacita 3600 As/12 V = 300 F, a další nabíjení tu kapacitu dál zvětšuje. Nejaký běžné kondenzátor zo prakticky nezmění.

[TAKJAN]

Ne, ne, kond myslím paralelně na měřák, aby se nechvěla ručka a nějak to integrovalo.
Takže True by měl měřit, když je to psáno a stál asi 5kKč?

[EKKAR]

Ověříš to jednoduše. Proud změřenej za Graetzovým můstkem bez filtrace považuj za 100% - efektivní hodnotu napětí změřit dokážeš, ohmickou hodnotu rezistoru jako zátěže taky. Vypočítáš proud a porovnáš ho s údajem měřáku. Pak vyřadíš dvoucestný usměrnění a necháš tam jen 1 diodu zase bez filtrace . TRMS měřák by měl ukázat pokles proudu (i výkonu) na 50%.
To samý by měl ukazovat, když necháš dvoucestný usměrnění (půlmůstek se dvěma tyristorama a dvěma diodama) a pomocí vošklivoškopku nastavíš okamžik otevírání obou tyristorů tak, aby se otevíraly v pozici "∏/2" neboli v maximu napětí (dá se to pohlídat i tak, že pomocí vrcholovýho = špičkovýho voltmetru nastavuješ otevírací úhel "odzadu" = od co nejpozdějšího otevírání směrem k menšímu zpoždění po průchodu nulou. V momentě kdy se špičkový napětí za tyristorama přestane zvyšovat, máš nastavenej otevírací úhel 90° = ∏/2). V ten moment by ampérmetr měl taky ukazovat 50% proudu. do zátěže proti neřízenýmu usměrňovači.

A BACHA - VŠECKO CO POPISUJU PLATÍ PRO ODPOROVOU ZÁTĚŽ, JAK TAM BUDEŠ MÍT ZA TYRISTORAMA ŠPULKU NEBO KONĎOURA, TAK SE TO VŠECKO MĚNÍ!!!

[PavelFF]

Takže True by měl měřit, když je to psáno a stál asi 5kKč?

Znalost efektivní hodnoty proudu je ti při nabíjení celkem k ničemu. Například budeš vědět, že do baterky tekl po dobu 10hodin efektivní proud 2A. O množství dodaného náboje se z toho nedá usoudit kvantitativně nic. Kdyby to však byl býval proud střední, pak bys býval věděl, že do baterky natekl náboj 20Ah. Ale je prakticky jedno, jaký proud měříš, při nabíjení se stejně hlídá napětí. A proud během nabíjení klesá, takže spočítat náboj vynásobením časem se taky jednoduše nedá. Měřidlo proudu je jen orientační pomůcka pro kontrolu mezních stavů - neteče nic/teče nebezpečně moc.

Jinak pokusy , které navrhuje EKKAR, jsou celkem zbytečné, pokud se spokojíš s faktem, že magnetoelektrický nebo digitální stejnosměrný voltmetr měří správně střední hodnotu a že efektivní hodnota je při nabíjení k ničemu. Kromě toho si myslím, že EKKAR káže bludy, protože polovina pulzů(poloviční plocha) neznamená polovinu efektivního proudu ani polovinu výkonu. .

[TAKJAN]

Mezi střední a efektivní hodnotou přece platí pevný vztah.
Pravda, že nás zajímá napětí, ale 100% nabitý aku má nějakých 17V a pěkně vaří. To u uzavřených nedělá dobrotu. Takže naplno nabít znamená venku z auta a uvařit, takže starý klasický otevřený typ. To moc lidí nedělá:-) Mně udržovák, připojený dejme tomu deset dní zvedne napětí na asi 15V, což považuju za dobrý.

[PavelFF]

Mezi střední a efektivní hodnotou přece platí pevný vztah.
....

Platí jen u průběhu, který se tvarově nemění, což u fázového řízení tyristorů neplatí.

[EKKAR]

...
Jinak pokusy , které navrhuje EKKAR, jsou celkem zbytečné, pokud se spokojíš s faktem, že magnetoelektrický nebo digitální stejnosměrný voltmetr měří správně střední hodnotu a že efektivní hodnota je při nabíjení k ničemu. Kromě toho si myslím, že EKKAR káže bludy, protože polovina pulzů(poloviční plocha) neznamená polovinu efektivního proudu ani polovinu výkonu. .

Popisuju jak porovnat údaj ampérmetru a předpokládám, že řízenej tyristorovej usměrňovač je zapojenej za trafem, tudíž je napájenej sinusovým průběhem. Když zanedbáme posun úhlu otevření vinou otevíracího napětí PN přechodů, pak do odporový zátěže teče při střídavým = neusměrněným i při dvojcestně usměrněným proudu stejnej výkon, definovanej efektivníma hodnotama proudu i napětí. TRMS měřák bude v obou případech ukazovat stejnou hodnotu proudu. Pokud v tom samotným zapojení 50% půlvln vynechám, nesnaž se mi tvrdit, že TRMS měřák ukáže jinou, než 50% EFEKTIVNÍ hodnotu. A musí bejt úplně jedno, jestli vynechám každou druhou půlvlnu, nebo nechám půlvlny všecky a uříznu z každý z nich polovičku. Jediný co se změní, je kmitočet zvlnění, který v případě vynechání celejch půlvln bude 50Hz a v případě posunutí otevíracího úhlu bude 100Hz - POŘÁD BERU SÍŤOVEJ KMITOČET na sekundáru síťovýho trafa, NE NĚJAKEJ HRCPRC GENERÁTOR BŮHVÍJAKÝHO PRŮBĚHU. Ano, výchylka měřáku je úměrná střední hodnotě, ale všecky měřáky (včetně digitálních) se cejchujou v hodnotách efektivních a tam kde ne, je to na měřáku výslovně vyznačeno. A já popisuju JEN METODU JAK POROVNAT ÚDAJ MĚŘÁKU a tím posoudit, jestli umí nebo neumí TRMS.

[Celeron]

Že máš pulzy nesymetrické je pravděpodobně chyba způsobená nedokonalým buzením tyristorů. Baterce to vadit nebude ale trafo trošku trpí. To je to zmiňované vrčení.

Ještě jsem trochu laboroval a zjistil následující:
Když na měřáku nabíječky nastavím 6A a odpojím řízení jednoho tyristoru, tak je proud na měřáku stejnej, jen se rafika klepe a vrčí trafo. To znamená, že v řízení UJT je zpětná vazba na proud, který se bere z bočníku pro ampérmetr. Nojo, ale to bude asi problém, protože ampérmetr je k bočníku připojen jen přes odpor pouhých 64R, takže když přes ampérmetr dám "integrační kondík" tak se to nejspíš zpětně projeví do stabilizace proudu v zapojení UJT.
Jak jsem psal, s jedním zapojeným tyristorem vysoký impulz každých 40ms, mezi tím na 20mS je nízký impulz, co se zvyšuje jen do 2A. Ale proč, vždyť to je jednocestný usměrnění. To není špatný otvírání jednoho z tyristorů kvůli nesymetrii budícího trafa. To spíš vypadá, že UJT hází na vyšším proudu sudý pulzy delší než lichý.
A propo, když koukám na zapojení, v budícím trafu jsou 3 cívky, jedna je budící od UJT a další dvě je každá na jeden tyristor. To znamená, že oba tyristory dostávají stejný zapalovací impulz, jen se otevře ten, co je na něm půlvlna.
Zkusil jsem na jednom tyristoru prohodit vývody vinutí budícího trafa a měl jsem to dobře, po prohození se to chová stejně jako když odpojím jeden tyristor.
Herdek, kdybych našel to zapojení.... Když koukám na plošák, zjevně tam jsou z obou konců sekundáru síťovýho trafa dvě diody bez filtrace, určitě to dělá každých 10mS synchronizaci UJT s sinusovkou.

[Milan_F]

[mtajovsky]

Kromě toho si myslím, že EKKAR káže bludy, protože polovina pulzů(poloviční plocha) neznamená polovinu efektivního proudu ani polovinu výkonu. .

Jen částečně - polovina plochy, pokud je tvarově shodná s vynechanou polovinou (např. jednocestné usměrnění) znamená polovinu výkonu, ale ne polovinu efektivního proudu. Při odporové zátěži je to 1/√2.

[Celeron]

Milan_F: Díky! Zrovna tenhle rok mám neúplnej a chybí mě tohle číslo i dvanáctka s obsahem.

Překvapuje mě, že v nabíječce nemám výstupní tlumivku. Že by tenkrát nebyla? A taky doufán, že ty funkční podivnosti nejsou tím, že moje trafo je z 24V osvětlení, nemá tedy vyvedený střed a je nahrazen grécem.