Dimmer trava em altas correntes

[Marcos de Abreu Lima]

Prezados, não sou especialista em eletrônica e peço ajuda para alguém explicar o que pode estar acontecendo:

Estou montando um dimmer para controle de uma resistência elétrica de 6.500W em 220V, usando um triac BTA-41 600B (que suporta até 40A). O circuito é convencional como na foto abaixo.

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O dimmer foi testado e funciona perfeitamente com cargas de até 4.000w. Ocorre que quando vou testar uma carga de 6.500w o potenciômetro controla bem a potencia até chegar a 19A, mas quando chega a 20A ele dispara e vai sozinho para a potencia máxima (30A) e não reduz mais a potência quando volto a posição do potenciômetro. O curioso é que mesmo soltando a ligação do gate do triac ele continua conduzindo na potência máxima. Não é defeito do triac, porque troquei por outro igual e o problema continuou. O resistores é de 2w e o triac tem um bom dissipador.

[.if]

Seu triac pode estar entrando em condução pelo calor ou é falsificado ou algum intangível etc como p.ex. ruídos no gate. Tenta um snubber RC em paralelo com triac (não te dou valores)

 

inutos atrás, Marcos de Abreu Lima disse:

6.500W em 220V, usando um triac BTA-41 600B (que suporta até 40A

Tá no limite...eu (eu) não gosto disso. Prefiro que suporte o dobro ou +

[Marcos de Abreu Lima]

De fato é estranho, já troquei o triac (comprado em outro lugar) e já testei com um snubber em paralelo (300ohm e 150uF) e o problema se repete. Imagino que não seja aquecimento porque fiz o teste muito rápido e nem esquentou o dissipador. Creio que não seja problema de ruido no gate porque, quando esse "travamento" ocorre, o triac mantém-se em condução mesmo após desconectar o gate. Depois, quando volto a operá-lo com uma carga menor (15A), o dimmer volta a funcionar normalmente.

[Renato.88]

O triac é pra 40A e teoricamente seu resistor em carga máxima consome 30A em 220V, visto que a potência é de 6600W. 

 

Mas é CA, tem a tensão de pico que em 220V é de 310V.

 

Por um pequeno momento a corrente no triac chega a 42A e em outro momento é zero. Os 30A são a média. 

 

Aproveita que comprou outro triac, e liga os dois em paralelo, assim a corrente se divide vão trabalhar bem abaixo do limite. 

[Marcos de Abreu Lima]

Renato, esse triac é especificado para suportar picos de corrente de 420A. O curioso é que o triac não queimou, ele conduziu normal, só que sem o efeito do dimmer, conduzindo na potencia máxima sem responder ao potenciômetro. O que explicaria ele fechar o circuito mesmo com o gate desconectado?

Ligar 2 em paralelo é uma boa solução, mas eu gostaria de entender o que pode estar acontecendo.

[Renato.88]

1 hora atrás, Marcos de Abreu Lima disse:

O que explicaria ele fechar o circuito mesmo com o gate desconectado?

Sabemos que o triac quando ligado em CC se houver um único disparo no Gate, ele fecha o circuito pra sempre (só vai desligar quando a alimentação for cortada).

Em CA ele não deve permanecer ligado, pois a cada final do ciclo a tensão vai a zero (e aí temos a alimentação cortada).

 

Eu realmente não sei o que é, mas chuto que tenha alguma capacitância parasita ou que por algum outro motivo a tensão a tensão no gate nunca chegue a zero.

 

Faça uma experiência: coloque um resistor de 10k entre o gate e o terminal do triac que fica ligado no capacitor do dimmer. Se houver alguma capacitância parasita ou alguma força oculta que mantenha o triac disparado pra sempre o resistor deve cortar.

[.if]

Teorizei mas não registrei o lance do resistor pois teorizei que no semiciclo negativo o R o faria conduzir...

Na prática há outra teoria

[Marcos de Abreu Lima]

Parece que temos a explicação. Como já comentado, o triac deve mesmo ter entrado em condução pelo calor. O estranho é que isso não deveria ter acontecido com um bom dissipador e operando em intervalos de no máximo 15s.

Instalei o triac novamente numa placa de cobre mergulhada em água corrente (praticamente só os terminais fora da água) e funcionou normal. Minha decepção é que ninguém mergulha um triac na água para resfriá-lo e pelo visto, se for resfriado só com dissipador de alumínio por convecção natural não vai operar nunca com 40A e pelo jeito nem com 30A.

[Renato.88]

21 minutos atrás, Marcos de Abreu Lima disse:

Minha decepção é que ninguém mergulha um triac na água para resfriá-lo e pelo visto

Máquinas industriais usam um dissipador com uma serpentina pra resfriar com água corrente. 

 

O corpo desse triac é pequeno pra dissipar tanta potência, assim não há tempo para o calor se espalhar em todo o dissipador durante o funcionamento. 

 

Por isso que eu disse pra colocar os dois, assim a potência se divide e o calor também. 

[.if]

13 horas atrás, Marcos de Abreu Lima disse:

Como já comentado,

Quem comentou? ... Ou talvez esta pessoa nem existe?

 

Seu dissipador pode estar mal dimensionado ou com mau contato térmico (sem pasta térmica p.ex.). Pra casos extremos, o cobre pode operar melhor. Também uma ventilação forçada. Indo 'um pouco' mais longe: nitrogênio líquido...

 

Pra altas potências controladas por triac em resistências uma opção é V maior: A I é menor. 380...440V. você consegue 380 onde num bifásico onde a concessionária oferece 220 na monofásica...

[MOR_AL]

22 horas atrás, Marcos de Abreu Lima disse:

Parece que temos a explicação. Como já comentado, o triac deve mesmo ter entrado em condução pelo calor. O estranho é que isso não deveria ter acontecido com um bom dissipador e operando em intervalos de no máximo 15s.

 

O cálculo do dissipador não é tão simples como provavelmente você imagina.

Esse triac, com essa corrente, precisa de um bom dissipador, calculado.

Tenho um controle de chuveiro elétrico em que o triac fica na saída de água fria, antes de entrar no chuveiro. A refrigeração é com água, que pode chegar até uns 30ºC no alto verão. Mas se você pensar que só usamos a água quente em dias frios, então a água fornecida pelo cano tem temperatura menor ainda, facilitando na dissipação. Mesmo assim é um excelente dissipador.

Fiz os cálculos para determinar a área de um dissipador quadrado e na vertical. No seu caso tem que ser mesmo com dissipação forçada, com ar ou água. Mas caso esteja interessado, peça e eu lhe mostro os cálculos.

MOR_AL

[Marcos de Abreu Lima]

Isadora Ferraz: quem comentou (citado acima) foi você, no primeiro post, acertou na primeira.

Obrigado a todos pelas dicas e explicações, vou avaliar melhor a questão da refrigeração.

[albert_emule]

Em 19/04/2020 às 16:56, Marcos de Abreu Lima disse:

Prezados, não sou especialista em eletrônica e peço ajuda para alguém explicar o que pode estar acontecendo:

Estou montando um dimmer para controle de uma resistência elétrica de 6.500W em 220V, usando um triac BTA-41 600B (que suporta até 40A). O circuito é convencional como na foto abaixo.

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O dimmer foi testado e funciona perfeitamente com cargas de até 4.000w. Ocorre que quando vou testar uma carga de 6.500w o potenciômetro controla bem a potencia até chegar a 19A, mas quando chega a 20A ele dispara e vai sozinho para a potencia máxima (30A) e não reduz mais a potência quando volto a posição do potenciômetro. O curioso é que mesmo soltando a ligação do gate do triac ele continua conduzindo na potência máxima. Não é defeito do triac, porque troquei por outro igual e o problema continuou. O resistores é de 2w e o triac tem um bom dissipador.

 

Falsificado. Já passei por isso