3-fas tempkontroll med PID-reglering och PWM

[Tjomme]

Jag har just börjat fundera på ett nytt projekt - att styra radiatorerna i föreningslokalen (3x1000 W deltakopplat mellan de tre faserna) för att få bättre temperaturreglering.

Jag skulle vilja göra en enkel design där effekten pulsviddsmoduleras via en triac (nollgenomgång etc för att inte skapa övertoner) och signalen till triacen kommer från en PID-regulator för att få exakt temperatur. Temperaturen ska ha två fasta lägen (frostskydd och varmt) som ska kunna ändras med en extern signal.

En färdig PID-regulator är äckligt dyr och jag skulle vilja bygga en själv men har inga idéer. Är det någon som provat? Jag vill undvika att göra något PC-baserat utan vill löda ihop den själv.

Är det någon som gjort en 3-fas PWM-styrning? Hur kopplar man triacarna?

Kom med tips så jag får ändan nu!
/Tjomme

[Nihilim]

Om det är tillräckligt bra timing på grejjerna borde man kunna ha en triac till varje fas? Man borde dock akta så att inte faserna snedlastas.

[Mindmapper]

Styr man på nollgenomgång heter det fasvinkelstyrning. PWM fungerar lite annorlunda. Har inte koll på kretsar för trefas fasvinkelstyrning. Håller med om att använda PC är riktigt dumt.
Vad du skulle kunna göra är en styrning som använder hela perioder. Men till detta finns nog inte färdiga kretsar utan det är mcu som gäller.

[$tiff]

Temperaturreglering är en så pass långsam process att det är smartast att styra antal helperioder som värmeelementen är ansluta till nätet snarare än att försöka fasvinkelstyra dem.

Jag är tveksam till om du behöver den deriverande delen i regulatorn, men den integrerande delen behövs absolut, och den är den viktigaste att vara bra trimmad eftersom den avgör långtidsstabiliteten.

Menar du att du vill implementera regulatorn med diskreta kretsar, analog med operationsförstärkare? Jag själv hade föredragit en mikrokontroller.

[Icecap]

Jag har gjort en PID-reglering av värme och jag kan bara bekräfta att man egentligen bara behöver en PI-reglering.

Det enklaste är faktisk med en lämplig µC och man kan då styra hög/frostfri via en optokopplareingång om man vill.

[Tjomme]

OK, ni har givetvis rätt i att jag menar att jag ska styra effekten med hela perioder. Frågan är bara hur man i praktiken får till det med tre faser eftersom lasterna ligger mellan faserna vilket gör att det krävs samtidigt tillslag av alla faser för att någon effekt ska avges.

µC är nog enklast - Icecap, har du några tips efter ditt bygge av PI-reglering av värme? Om jag utgår ifrån det du fått att fungera är det "bara" att fundera på hur man får till trefasregleringen. Frågan är hur det ska gå till...

För det är inte så att det går att få till en hjälplig PI-reglering utan att programmera en processor?

[Mindmapper]

För att slå till trefas med nollspänningsgenomgång så slår du till den första när som helst, nästa fas vid dess noll, sedan sista fasen vid dess noll. Inga större problem.
Det finns färdiga regulatorer att köpa ca 2000kr kanske billigare.

[Icecap]

3-fas är bara frågan om 3 st optodiac med nollgenomgångsstyrning och långsam PWM, cykeltid kan vara 10-20 sek kanske.

PI-regleringen är enkel:

Variabel 'Summa' behövs, den ska vara kvar hela tiden, startar på noll.
Det finns en variabel 'Diff' att räkna med och ett par konstanter: P-faktor & I-faktor.

Med regelbundna mellanrum (timerfunktion) utförs följande:

Diff = Mål - Är_värde. (Diff kan bli negativt också)
Summa = Summa + Diff * I-faktor. (Här integreras)
Utsignal = Diff * P-faktor + Summa. (Räkna ihop rubbet)

Utsignalen bestämmer duty-cycle, i mitt fall är P-faktor 8000% och I-faktor 100% samt cykeltid 0:01:30 men dessa värden får du testa lite med för att hitta det optimala för dig.

Du kan nog bygga en PI-reg utan µC men det blir krångligt som fasen, du måste ha så stora tidkonstanter att läckströmmen i kondensatorer drar allting snett.