Коммутирование нагревателей

Добрый день!
Хочу сделать удаленное управление отопителем, выбираю схему силовой коммутации.
Для начала хочу сделеть 2 канала управления, на каждом будет отопитель от 1го устройства на 1 кВт до 2х устройств по 2.2 кВт (4.4 кВт - максимум на канал).
Выглядит, что "контактор модульный", например такой: "IEK КМ20-20 2P 20А 230В 2НО" мог бы подойти.
1) Подойдет ли коммутирующая часть такого контактора для коммутации 2х конвекторов (эл. опопитель) на 2 кВт?

Управление пойдет с выхода микроконтроллера на 3.3 или 5 вольт.
Для согласования планирую использовать оптопару типа MOC3083M.
2) Потянет ли оптопара коммутацию контактора?

В документации на контактор есть 3 типа (около-)потребляемой мощности:
- "Рассеиваемая мощность": 1 Вт;
- "Потребляемая мощность при удержании": 4.5 ВА;
- "Потребляемая мощность при срабатывании": 14 ВА;
3) Чем отличаются и что определяют эти 3 параметра?

4) Есть ли разумная альтернатива для коммутирования похожих нагрузок?

---
Заранее спасибо за внимание/ответы!
Александр

В ТХ контктора написано "Номинальное напряжение катушки управления, В 230"
А у Вас "Управление пойдет с выхода микроконтроллера на 3.3 или 5 вольт."
Сами вывод можете сделать?

Не понятна фраза "Для начала хочу сделеть 2 канала управления, на каждом будет отопитель от 1го устройства на 1 кВт до 2х устройств по 2.2 кВт (4.4 кВт - максимум на канал)."
Хотелось бы перевод этого текста на "электрический" язык - то есть схему бы увидеть.

катушка пускателя , как всякая индуктивность , обладает пусковым током .
это есть - Потребляемая мощность при срабатывании
Для работы в режиме удержания нужно меньше энергии - это Потребляемая мощность при удержании"

3.3/5.0 V (GPIO) планирую послать на входную цепь (светодиод) оптопары MOC3083M (через ограничительный резистор). Симисторная часть оптопары - прерывает фазу 220В на управляющую цепь "контактора".


Планирую сделать для начала 2 идентичных канала управления. Каждый канал я вижу так:
- Микроконтроллер (нога GPIO, питание - 3.3 или 5 вольт). Детально - пока не решил, вероятно - ATMega32 + GSM модуль;
- Управляющий сигнал посылаю на светодиод оптопары, через резистор;
- Симистор оптопары коммутирует 220V на обмотку контактора;
- Контактор - при срабатывании - подает 220V к отопителям;
- Отопитель - вероятно 1 или 2 устройства, мощностью от 1 до 2.2 кВт; идея - суммарная мощность отопителей на канал - не больше 4.4 кВт;

Тут нужно разделить вопрос на две части:
1) Схема управления
2) Выбор элементов схемы.

По пункту 1: я так понимаю, у Вас есть микроконтроллер, который воспринимает сигнал датчика температуры, преобразованный оптопарой. Вы хотите управлять нагревательными элементами. Вам необходимо сигнал с микроконтроллера (5 В) через транзистор вывести на управление промежуточного реле.
К пункту 2 можно перейти после того, как будет схема.

Спасибо!

Т.е. - кратковременно могу ожидать 14VA/220V = 64mA тока, через меньше чем секунду - меньше (4.5 ВА / 220 V = 21mA)?
Если производитель заявляет "Рассеиваемую мощность": 1 Вт, я для длительного удержания потребляется 4.5 VA, мне нужно радиатор приделывать?

Так тоже можно

Рассеиваемая мощность при Iе, Вт/полюс:

Не совсем.
Как минимум для начала - я планирую оставить цепи управления поддержания температуры отопителя (конвектор), так, чтобы настроить например градусов на 22 цельсия. При этом - я просто удаленно включаю или выключаю напряжение питания на отопителе.

Цель примерно такая: у меня есть дом-в-деревне, который обычно пуст почти целую зиму, нет смысла его отапливать постоянно. Но время от времени отдыхаю там, хотелось бы приезжать в теплый дом. Т.е. часа за 3..4 посылаю команду на включение отопления, и приезжаю в теплый дом, если все пошло так, как надо.

Симистор добавьте как рекомендовано здесь https://avrlab.com/node/287 и будет вам счастье. Если поставить мощный симистор и на радиатор, тогда можно будет и без пускателя.

Спасибо!

Интересный вариант. Из плюсов - звуков коммутации не будет издавать (хотя это, пока - не очнь высокоприоритетно на данный момент), и, теоретически - выше надежность, так как нет механических контактов.
Долго думал насчет надежности, для "контактора", вроде - запас надежности проще высчитывается.
Но - вроде не нашел особых проблем на поверхности и в случае с симистором.
Немного шума в сеть (так как включаться будет большая мощность с задержкой по фазе) - но это не очень важно на первый взгляд, и потенциально - если пробъет симистор - нагрузка подключится намертво - в лучшем случае - много киловаттчасов порасходуются, хотя - это можно детектировать - хотябы посылать SMS о наличии напряжения без команды.
Влюбом случае - интересный вариант, буду думать - спасибо!

И как вариант автоматического отключения при пробое симистора - резистор подключить от фазы к земле (или - что-то похожее) - диффавтомат выключится.

Кстати - как обычно делается защита от пробоя силовых полупроводников?

Есть опто пары которые включаются или выключаются только при переходе через ноль. Намертво может и опто пару пробить.


Параллельно симистора есть RC цепочка для защиты от импульсных пере напряжений. Напрямую на пускатель, без симистора, вероятность выхода МОС будет намного выше.

Спасибо за ответ!

Похоже - не очень точно задал вопрос.
1) Я имел ввиду - как обычно реализуют защиту от случая, когда силовой полупроводниковый коммутатор (симистор в нашем случае) пробит по той или иной причине?
2) Мое предложение (защита цепи с помощью УЗО или дифф.автомата и намеренное формирование условий срабатывание этого защитного устройства при детектировании наличия напряжения в отопительной цепи при отсутствии управляющего сигнала) имеет смысл, или применяют другие методы?

У меня есть некоторая уверенность, что обработка этого случая (пробоя силового ключа) достаточно важна, в силу потенциальных мат. затрат ("нагорит" много киловатчасов) и возрастания риска возгорания от отопителя в случае его долгой работы и т.п.

Кстати - попробую поискать - есть ли готовые твердотельные реле с похожими характеристиками (коммутируемая часть: 220V/25A, управляющая часть: 3.3V/5V, 10mA), желательно на DIN-рейку. Наверное - было бы идеально для моей задачи.

---
Спасибо!

В практическом плане всё очень условно!
За время Вашего отсутствия, дом охлаждается достаточно "глубоко" и для того, что бы иметь комфорт к Вашему приезду, потребуется не 3-4 часа, а 1-3 суток, что бы скомпенсировать хотя бы частично холод, который "насосал" дом своей теплоёмкостью.
Поэтому для Вашего желания следует либо всё же поддерживать некоторую неполную температуру (скажем градусов 12-15), либо иметь соответствующее расположение в стенах дома слоя термоизоляции (эффект "термоса" - быстрый нагрев).

А может сделать проще, поставить воздуходувку (тепловую пушку и т.д.), по приезду ее включаете, пока перекурили то да се в доме уже пошел теплый "дух", а далее дом прогревается на штатном отоплении, когда надо отключите воздуходувку и все проблемы предыдущие отпадают.
Если использовать нагревательные элементы типа СФО то и кислород не выгорает.

Если все подобрано правильно его обычно не пробивает только в очень редких случаях.


Если боитесь можно сделать так. Есть приставки к автоматам для дистанционного отключения. Один раз мне приходилось решать подобную задачу на инкубаторе. Так же как и Вы решил обезопасить себя от пробоя тиристора. Поставил магнитный пускатель с нормально закрытыми контактами.

Сообщение отредактировал rosck - 30.3.2017, 6:32

Вопрос и мысль сама по себе правильная и действительно реализуется защита, но это совершенно не важно в Вашем случае, т.к. по условиям Вашей задачи нужно всего лишь включить ТЭНы на несколько часов до приезда на место. Как Вы себе это представляете?
Ну включили дистанционно, ну "пробился" ключ и что?
Обогрев работает, Вы приезжаете и обогрев под Вашим контролем, а перед отъездом отключаете его.
Откуда лишние киловатты на счётчик?
Если уж совем боитесь, то дополнительно установите таймер/реле времени (стоит копейки) по истечении которого обогреватели отключаться.

Спасибо!
Интересная идея с нормально замкрутыми контактами, подумаю.

Да, вероятность пробоя не очень большая, похоже.
Но случаи разные бывают - молния неудачно в провод приземлилась или мышка решила пожевать провод управления симистором.
2ой уровень защиты - наверное - больше для психологического спокойствия.


Планирую заложить функцию временнОго отключения в микроконтроллер (защищенного watchdog'ом), так чтобы удаленные команды выглядели примерно так:
- on 240 (включить на 240 минут);
- оff (выключить);
- on (запросить текущее состояние);
- temp (запросить температуру);
Защита - больше для внештатного случая (например выше), когда силовой элемент пробит, но электроника - еще жива, и электроника детектировала, что сигнала на включение нет, а напряжение на нагрузке - есть.

---
Спасибо,
Александр