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FORO TÉCNICO => Foro Técnico => Mensaje iniciado por: Jorge555 en 16 de Junio de 2014, 13:11:25

Título: limitación de la inrush current
Publicado por: Jorge555 en 16 de Junio de 2014, 13:11:25
Hola,

tengo un temporizador de enchufes de estos que a una hora enciende lo que hay conectado a él, y tengo conectada una regleta con varios aparatos, el problema es que debido a la corriente de arranque de las fuentes de alimentación de los aparatos conectados se me acaba quemando el programador.

Primero dejo un enlace sobre la corriente de arranque y las formas de limitarlas bastante completo: http://sound.westhost.com/articles/inrush.htm

Por lo que ando mirando de hacer un circuito entre el programador y la regleta que limite la corriente de arranque.

La primera solución que se me ocurre es usar un solid state relay con detección de cruce por cero, no acabaría con la corriente de arranque pero si la reduciría, por lo que quizás pueda llegar a valer. Algo de este estilo: http://www.sharpsma.com/webfm_send/321 (es el primero que me ha salido en el buscador, tengo que mirar cuál poner), en unas patas lleva la señal de alterna donde se conectaría la carga: http://idobartana.com/hakb/SSR/circuit.html y en el otro un led que activa la salida de alterna. Para encender el led rectificaría la entrada de alterna con algo similar a esto: http://www.micropic.es/mpblog/2004/05/minifuente-sin-transformador/ de la página de Nocturno y proporcionar esa corriente que necesita, de esta forma cuando el programador encienda el enchufe activa el led del SSR alimentando éste la regleta de enchufes cuando se detecta el cruce por cero y por tanto reduciendo la inrush current. Supongo que es mejor usar ya un SSR que hacerlo con un MOC y un triac.

Es lo primero que se me ha ocurrido, al ser éste un problema muy común no sé si habrá ya una solución comercial? o venden algún integrado similar al SSR que simplemente haga la función de activar el triac cuando se detecte el cruce por cero, y solo haya que conectar los dos cables de alterna más los de la carga?

La otra opción que se me ocurre para limitarla totalmente es usar una NTC en serie con la carga, y puentearla con un triac x segundos después (para evitar que se vaya la luz y vuelva con la NTC en caliente) de que ésta permita el paso de la corriente, solución que quizás sea más completa que la anterior.

No sé, conocéis solución habitual o comercial a este tipo de problema, algo que se ponga entre el enchufe y el aparato a alimentar para reducir su corriente de arranque?

Gracias.

Saludos.
Título: Re: limitación de la inrush current
Publicado por: SavageChicken en 16 de Junio de 2014, 13:54:42
Podrías Poner un relé con un delay a la conexión y conectar la mital de las cargas en conección directa y la mitad de las cargas al relé que hace el delay.
De este modo limitarías bastante las corrientes de partida....

Salud  8)
Título: Re: limitación de la inrush current
Publicado por: Jorge555 en 16 de Junio de 2014, 17:20:56
Hola, gracias por la respuesta, sería otra opción hacerlo así pero me gustaría probar a limitar la corriente de arranque montando un circuito para ello.

Gracias.

Saludos.
Título: Re: limitación de la inrush current
Publicado por: ppyote en 16 de Junio de 2014, 17:40:48
Que tipo de carga es?
Por que no vas activando las cargas de cada toma una tras otra?
Título: Re: limitación de la inrush current
Publicado por: Jorge555 en 16 de Junio de 2014, 19:08:09
Creo que lo más sencillo sería intentar reducir la corriente de arranque, implementar otra solución como encender las distintas cargas secuencialmente es más complejo de añadir. Si limito la corriente de arranque pondría un cirucito entre el programador y la regleta y me vale para todos los apartos que enchufe.

La carga son varias fuentes conmutadas, AC-DC, por lo que si no me equivoco y respondiendo es una carga de tipo inductiva, debido al transformador que tendrá cada fuente en su entrada. Por lo que tampoco sé cuál es el mejor punto para encenderlas, viendo el enlace anterior: http://sound.westhost.com/articles/inrush.htm , punto 4

Citar
Transformers and other inductive circuits behave in a manner that is not intuitive. Should the power be applied at zero volts (the zero crossing point), this is the very worst case. As the voltage increases the core saturates, and peak current is limited by one thing only - circuit resistance. Since a 500VA toroidal transformer will have a typical primary resistance of around 4 ohms (2 ohms for 120V countries), the worst case peak current is determined by ...

(http://sound.westhost.com/articles/inrush-f3a.png)

Viendo la imagen anterior el mejor punto para encenderlas no es el paso por cero.

En realidad tendré esto:

(http://sound.westhost.com/articles/inrush-f3.gif)

y para el caso del banco de condensadores el mejor punto para alimentarlo si es el paso por cero.

Citar
The optimum switching point on the mains waveform is at the zero-crossing for a capacitor bank, but this is in direct conflict with the transformer's requirements for minimum inrush. As a result, there isn't an 'ideal' point on the AC waveform to apply power to the circuit, and the only real alternative for transformer-based power supplies is a series resistance. This can be a thermistor (with reservations) or a high power resistor with a bypass circuit.

Por lo que leyendo lo anterior supongo que la solución adecuada es ir a por la NTC en serie con el primario del transformador, y cortocircuitarla con un triac una vez que se haya calentado para quitarla del circutio, por si se va la luz y vuelve no coja a la NTC en caliente y no limite la corriente de inrush.  A no ser que las fuentes no lleven transformador, que entonces la opción del cruce por cero diría que si es adecuada.

No sé si habrá ya una solución comercial para este tema, diría que es un problema común?. Voy a ver si busco y leo un poco para enterarme bien de cómo va todo esto y mirar este punto que no me ha quedado muy claro:

Citar
If the power is connected to a transformer at the very peak of the AC voltage waveform, this is (surprisingly) a much better alternative. Inrush current will usually be quite low, generally less than 1/4 of the worst case value.

Aunque supongo que será el cos(wt) que sale en la fórmula de intensidad de la bobina.

si alguien conoce algo soy todo oídos  :mrgreen:

gracias por la respuesta.
Título: Re: limitación de la inrush current
Publicado por: tapi8 en 17 de Junio de 2014, 14:04:49
Citar
La carga son varias fuentes conmutadas, AC-DC, por lo que si no me equivoco y respondiendo es una carga de tipo inductiva, debido al transformador que tendrá cada fuente en su entrada.

Si son inductivas, muy inductivas por desgracia, los transformadores tienen picos de arranque de hasta 14 veces su intensidad nominal, mas incluso que un motor que suele tener picos de hasta 7 veces su I nominal.

En trifasica en el caso de motores  se ponen arrancadores suaves (tambien se llaman arrancadores progresivos), claro aqui sera monofasica, y para monofasica que yo sepa no los hay. Funcionan parecido a un dimmer, van recortando la onda de tension y poco a poco aumentando, si en principio dan un 30% supongamos, pasan al 40% al 50% y cuando llegan a 100% meten un contactor (de baypass) que queda alimentando la carga.

Puedes probar a hacerte uno para monofasica (nunca he probado esto en monofasica), con un TRIAC (si es poca potencia) detectas el cruce por 0 temporizas y disparas el TRIAC, cada segundo o cada dos segundos auments un 10 o un 20% hasta llegar a 100%. Con TRIACs hasta 20A maximo te ira bien, a partir de ahi tiristores mejor.

Con bancos de condensadores lo que haces es compensar el desfase entre I y V que provocan las cargas inductivas, es decir compensas reactiva, por lo que consigues reducir el consumo un poco, en torno a un 10% (depende de cuantas cargas tengas) pero no creo que te solucione los picos de arranque.

Citar
Creo que lo más sencillo sería intentar reducir la corriente de arranque, implementar otra solución como encender las distintas cargas secuencialmente es más complejo de añadir.

Creo que esta solucion es mas sencilla, con dos o tres reles o contactores si el consumo es muy alto, un PIC 12F los enciendes secuencialmente y listo, pero bueno tu veras.
Título: Re: limitación de la inrush current
Publicado por: Jorge555 en 17 de Junio de 2014, 21:55:59
Gracias tapi8,

después de mirar voy a intentar hacer un primer intento de reducir la corriente añadiendo una NTC o resistencia en serie y x tiempo después de que arranque el circuito puenteandola con un triac, a ver qué sale.

He estado buscando y tampoco he encontrado una solución comercial directa, no sé si existirá.

Gracias por las respuestas, si consigo hacerlo y no me electrocuto en el intento  :D os cuento.

Saludos.
Título: Re: limitación de la inrush current
Publicado por: AcoranTf en 18 de Junio de 2014, 18:40:28
Creo que lo más sencillo sería intentar reducir la corriente de arranque, implementar otra solución como encender las distintas cargas secuencialmente es más complejo de añadir. Si limito la corriente de arranque pondría un cirucito entre el programador y la regleta y me vale para todos los apartos que enchufe.

La carga son varias fuentes conmutadas, AC-DC, por lo que si no me equivoco y respondiendo es una carga de tipo inductiva, debido al transformador que tendrá cada fuente en su entrada. Por lo que tampoco sé cuál es el mejor punto para encenderlas, viendo el enlace anterior: http://sound.westhost.com/articles/inrush.htm , punto 4



Las fuentes conmutadas no se comportan como carga inductiva. lo hacen como carga resistiva con un pequeño componente capacitivo. Por cierto, las fuentes conmutadas no llevan transformador en su entrada, sino un simple rectificador.
Otra cosa, aunque te veo muy empeñado en limitar la corriente de inicio, una buena solucion seria utilizar un simple contactor. La bobina de este la conectarias a la salida del programador y el contactor haria de interruptor de todas las cargas y se conectaria antes del programador.

Saludos.
Título: Re: limitación de la inrush current
Publicado por: tapi8 en 19 de Junio de 2014, 13:00:46
Citar
Las fuentes conmutadas no se comportan como carga inductiva. lo hacen como carga resistiva con un pequeño componente capacitivo. Por cierto, las fuentes conmutadas no llevan transformador en su entrada, sino un simple rectificador.

Joder claro, lei lo de los trafos y no me fije que son conmutadas  :5] aunque si tiene varios aparatos es raro que alguno no lleve trafo, sobre todo los antiguos, pero no seria logico que por eso saltara.

Citar
Otra cosa, aunque te veo muy empeñado en limitar la corriente de inicio, una buena solucion seria utilizar un simple contactor. La bobina de este la conectarias a la salida del programador y el contactor haria de interruptor de todas las cargas y se conectaria antes del programador.

Tambien tienes toda la razon, eso si, si es para bastantes amperios le saldra caro.
Título: Re: limitación de la inrush current
Publicado por: Jorge555 en 19 de Junio de 2014, 17:29:56
Perdonad, me he liado y lo he dicho mal  :oops:, no quería decir ahí conmutada me refería a las lineales, pero después de comprobarlo creo que la mayoría de fuentes que tengo si son sin transformador como decís.

La mayoría son fuentes de portátiles que vienen selladas en su caja, las fuentes de los portátiles son sin transformador en su entrada verdad? (están selladas y no puedo verlo sin romperlas) no sería una carga inductiva por lo que implementar el cruce por cero puede ser suficiente. Aunque no descarto poder poner también alguna fuente con transformador.

No conocía los contactores, si no me equivoco es como un relé que soporta mucha corriente?

Por lo que como me comentas tendría que conectar la salida del programador a la bobina del contactor, y luego la tensión AC de 220 al interruptor del contactor junto a la carga para que la encienda, este interruptor del contactor ya está pensado para aguantar picos altos de corriente.

Alimento desde un enchufe normal por lo que la corriente máxima que por ahí puede pasar de forma continua creo que son 16 Amperios, la corriente de arranque no la he medido.

Voy a buscar sobre los contactores que no los conozco.

Gracias
Título: Re: limitación de la inrush current
Publicado por: AcoranTf en 19 de Junio de 2014, 19:20:27
Perdonad, me he liado y lo he dicho mal  :oops:, no quería decir ahí conmutada me refería a las lineales, pero después de comprobarlo creo que la mayoría de fuentes que tengo si son sin transformador como decís.

La mayoría son fuentes de portátiles que vienen selladas en su caja, las fuentes de los portátiles son sin transformador en su entrada verdad? (están selladas y no puedo verlo sin romperlas) no sería una carga inductiva por lo que implementar el cruce por cero puede ser suficiente. Aunque no descarto poder poner también alguna fuente con transformador.

No conocía los contactores, si no me equivoco es como un relé que soporta mucha corriente?

Por lo que como me comentas tendría que conectar la salida del programador a la bobina del contactor, y luego la tensión AC de 220 al interruptor del contactor junto a la carga para que la encienda, este interruptor del contactor ya está pensado para aguantar picos altos de corriente.

Alimento desde un enchufe normal por lo que la corriente máxima que por ahí puede pasar de forma continua creo que son 16 Amperios, la corriente de arranque no la he medido.

Voy a buscar sobre los contactores que no los conozco.

Gracias

Si efectivamente, son reles de alta capacidad de manejo de corriente y normalmente tienen tres o cuatro contactos o "interruptores", ya que suelen utilizarse para arrancar motores trifasicos entre otras cosas. Tambien los hay monofasicos con 1 o 2 contactos y finalmente los hay que ademas de los contactos de potencia, tienen tambien algunos contactos auxiliares para facilitar la construccion de automatismos discretos. Lo mas habitual es que lleven dos contactos auxiliares, uno normalmente abierto, (NO) y uno normalmente cerrado, (NC).

Saludos.
Título: Re: limitación de la inrush current
Publicado por: Jorge555 en 19 de Junio de 2014, 20:07:15
Gracias, sería usar algo de este tipo: http://gxdelixi.en.alibaba.com/product/602705350-212054723/Delixi_CDCH8_house_hold_home_2P_25A_AC_contactor.html

(http://www.solarweb.net/forosolar/attachments/solar-termica/9392d1390605700-problema-la-centralita-control-desesperacion-delixi_25a_220v_cdch8_house_hold_ac.jpg)

En A1 y A2 se conectaría la salida del programador. En 1 y 3 se conectarían al enchufe de 220 V, y en 2 y 4 se conectaría la carga?

No parecen muy caro y si es así de simple puede ser la mejor solución.

Voy a seguir mirando.

Gracias

S2
Título: Re: limitación de la inrush current
Publicado por: tapi8 en 20 de Junio de 2014, 04:28:34
Citar
En A1 y A2 se conectaría la salida del programador. En 1 y 3 se conectarían al enchufe de 220 V, y en 2 y 4 se conectaría la carga?

Si, A2 lo conectas directamente al neutro de modo que cuando le des tension en A1 se activara y cerrara los contactos. En 1 y 3 alimentas con la fase directamente y de 2 y 4 sacas la alimentacion a las cargas. Como puede alimentar hasta 20A (es lo que pone en el contactor) podrias alimentar hasta 40A, 20 por cada contacto.
Título: Re: limitación de la inrush current
Publicado por: Jorge555 en 20 de Junio de 2014, 06:36:25
Supongo que puedo conectarlo en serie para tener 20A y en paralelo para tener 40, en serie fase y neutro lo conectaría en 1 y 3 y los dos bornes de la carga en 2 y 4. Pero será mucho mejor como dices poniendolas en paralelo para tener 40 A.

Gracias.

Saludos.
Título: Re: limitación de la inrush current
Publicado por: stk500 en 20 de Junio de 2014, 10:57:58
y porque no usa un Reles Solido, que es un Triac con opto acoplador, asi lo uso en mi PC, uso un salida USB que cuando se apaga la PC me apaga todos los equipo que tengo en una Regleta de enchufe, para que las los equipo de Audio no haga ruido los Trafo, le puse un Filtro DC,para eliminar corriente continua en las entradas de los Transformadores.

Saludos
Título: Re: limitación de la inrush current
Publicado por: tapi8 en 20 de Junio de 2014, 12:42:43
Citar
Supongo que puedo conectarlo en serie para tener 20A y en paralelo para tener 40, en serie fase y neutro lo conectaría en 1 y 3 y los dos bornes de la carga en 2 y 4. Pero será mucho mejor como dices poniendolas en paralelo para tener 40 A.

Conectandolo en serie no ganas nada, si el contactor te aguanta 20A y las cargas consumen 16A, los puedes poner todos a un solo contacto, aunque te queda mejor repartido entre los dos contactos.

Citar
y porque no usa un Reles Solido, que es un Triac con opto acoplador

Si, poder se puede pero el TRIAC siempre estara consumiendo, y cuando corta siempre habra contacto, el rele mecanico si es un interruptor perfecto, cuando corta aisla totalmente y cuando conduce no cae ninguna tension.
Título: Re: limitación de la inrush current
Publicado por: tapi8 en 20 de Junio de 2014, 13:23:55
Mejor asi con el cable antes del interruptor del temporizador, si no estamos en las mismas y pasa toda la I a traves del temporizador.
Título: Re: limitación de la inrush current
Publicado por: Jorge555 en 20 de Junio de 2014, 17:16:48
stk500, la idea del SSR era lo primero que pensé, y si la carga no es inductiva se puede poner uno con paso por cero y puede funcionar.

Gracias tapi8, tengo que ver los distintos contactores ya que se clasifican en función de la carga: http://en.wikipedia.org/wiki/Utilization_categories y dan la intensidad que soportan para un tipo de carga. Supongo que uno para cargas inductivas aguantará bastante más que el programador que tengo actualmente y puede ser la solución.

Gracias a todos por las respuestas, voy a ver si doy con el contactor.

Saludos
Título: Re: limitación de la inrush current
Publicado por: tapi8 en 21 de Junio de 2014, 15:31:43
Citar
Supongo que uno para cargas inductivas aguantará bastante más que el programador que tengo actualmente y puede ser la solución.

Si hay muchos tipos de contactores, pero los mas tipicos y que mas se suelen vender aguantan cargas inductivas, porque donde mas se usan es la alimentacion de motores trifasicos, ademas por lo que dices tus cargas no son excesivamente inductivas, yo creo que cualquiera te valdra, pero escoge uno para cargas inductivas, por si acaso.
Título: Re: limitación de la inrush current
Publicado por: stk500 en 21 de Junio de 2014, 18:35:20
Yo uso este circuito (http://peter.family-rill.de/Projekte/SymAsym/DC-Netzfilter) para elevar las corriente continua en los Trafo y no me hagan ruido, funciona de maravilla.
y uso este Reles Solido (http://idobartana.com/hakb/SSR/circuit.html) donde conecto el Opto acoplador con la Salida USB de mi PC, ojo, no todas PC o Motherboard incorporan Jumper(puente) para activar/desactivar los 5 voltio del Bus USB.
estos Circuitos los instale en Armario de HiFi y evitas todos Ruidos e interferencia de corriente Alterna.

Saludos
Título: Re: limitación de la inrush current
Publicado por: tapi8 en 23 de Junio de 2014, 06:29:56
Si, Rafael los reles de estado solido van muy bien en muchas aplicaciones, pero tienen un problema y es que no aislan fisicamente la carga. Los semiconductores (triacs, tiristores, mosfets, igbts etc) no son interruptores prefectos, cuando conducen tienen siempre una pequeña R interna donde cae V y se pierde alguna W que produce calor, no se pierde mucho pero si algo, y cuando cortan y no conducen siempre dejan pasar una pequeña I de uA o mA. Si tu apagas esa instalacion y te pones a reparar cualquier cosa en la carga, si haces un corto, cosa por desgracia bastante frecuente, haras que por el TRIAC circule una gran I, suficiente para hacerlo conducir, te llevaras un calambrazo, el TRIAC se destruira y la carga que pusiste en corto tambien se estropeara.

Con el contactor si cortas la fase, puedes tocar incluso con la lengua que no te pasara nada (no es que yo tenga debilidad por lamer cables  :lol:) porque esta aislado totalmente, aun se puede hacer mejor y con un contacto aislar la fase y con el otro aislar el neutro, aunque el neutro lleva potencial de 0V a veces da alguna sorpresa desagradable.