Usando un amortiguador RC con un triac. ¿Es seguro este diseño? (simulación incluida)

Estoy diseñando un interruptor de CA para un motor de lavadora. No se pretende controlar la velocidad, solo un interruptor para encender el motor durante 10 segundos y apagarlo durante 10 segundos. Estoy usando un controlador triac de detección cero MOC3063 y un triac BT137-600E. Este circuito se recomendó en la hoja de datos MOC3063 (he cambiado el triac a BT137):ingrese la descripción de la imagen aquí

He encontrado empíricamente el modelo del motor:

ingrese la descripción de la imagen aquí

Todavía no he implementado este diseño y estaba experimentando con los valores usando un simulador de circuitos. Utilicé el siguiente circuito para ver qué sucedería sin el amortiguador (en aras de la simplicidad, los triacs se han reemplazado con un interruptor): (Agregue http: al comienzo del enlace de la imagen)

El interruptor se desconecta después de 160 ms. ¡El resultado de la simulación muestra un pico de 250000V!:

Ahora uso el circuito con el amortiguador:

El voltaje tomado del mismo lugar muestra:

Entonces, es obvio que el amortiguador ha reducido el pico de voltaje de 250000 a 2000 voltios. Y el dv/dt es de aproximadamente 40v/us, que es más bajo que el dv/dt clasificado por triac, que es de 50v/us.

Pregunta 1: Calculé dv/dt dividiendo el voltaje máximo del pico por el tiempo que tardó el pico en alcanzar su máximo (~2000v/50us). ¿Es esto correcto? Puedo obtener valores más altos o más bajos dependiendo de la sección de la pendiente que calcule esto. ¿Es fiable el dv/dt que he obtenido?

Pregunta 2: Suponiendo que obtuve el dv/dt correctamente en la pregunta 1, el triac ahora puede manejar el dv/dt, pero ¿será capaz de manejar el pico de 2000v? ¿Tiene un voltaje de ruptura? No veo nada en la hoja de datos, excepto el "voltaje pico repetitivo fuera de estado", que es de 600 voltios. ¿Cuál es el voltaje máximo de una vez que un triac puede manejar mientras está apagado?

Pregunta 3: Las simulaciones mostraron que casi todo el pico de voltaje de llamada (2000v) aparece en el condensador amortiguador y la resistencia amortiguadora solo ve un pico de 20 voltios (llamada). ¿Qué tipo de capacitor debo usar para manejar este voltaje y con qué voltaje nominal? ¿Puede una tapa de 600v manejar este pico único?

Pregunta 4: La potencia disipada en la resistencia se muestra a continuación (recuerde que una vez que el triac se apague, permanecerá apagado durante 10 segundos) ¿Qué tipo de resistencia (potencia que puede manejar) debo usar? ¿Y necesito usar una resistencia de composición de carbono (que generalmente se usa en amortiguadores) o será suficiente una resistencia de película de carbono normal aquí?

Pregunta 5: ¿Qué sucederá si reemplazo el capacitor amortiguador de 10nf con un capacitor de 100nf? Si hago esto, el pico de voltaje bajará a casi 600v (vea la figura a continuación) y estaré seguro con respecto a todos los parámetros (dv/dt, pico de voltaje, voltaje del capacitor). Entonces, ¿por qué no debería usar 100nf? ¿Por qué la hoja de datos de MOC3063 recomienda un 10nf pero las simulaciones muestran un rendimiento mucho mejor con un límite de 100nf?

Perdón por la publicación larga y muchas preguntas. Pero realmente necesito entender esto.

Respuestas (1)

Su simulación es demasiado pesimista, porque está abriendo su interruptor en un cruce por cero del voltaje de la fuente. Debido a la naturaleza inductiva de su carga (el motor), esto corresponde casi al flujo máximo de corriente.

En realidad, su triac conducirá hasta el cruce por cero actual , momento en el cual habrá muy poca energía almacenada en la inductancia de la carga.

@ Dave Tweed: No estoy tan seguro de que lo que dices sea correcto. La hoja de datos dice que el MOC3063 es un detector de cruce de "voltaje cero", no un cruce de "corriente cero".
Si eso es correcto. El MOC3063 disparará el triac en un cruce por cero de voltaje. Independientemente, el propio triac continuará conduciendo hasta que la corriente de carga caiga por debajo de su valor de corriente de mantenimiento.
Está bien. Gracias, fue realmente útil (es el primero que uso triacs). Entonces, ¿cuál es el peor de los casos para una simulación (e implementación)? El triac tiene una corriente de mantenimiento máxima de 20 mA y una corriente de bloqueo de 35 mA. ¿Debo encontrar el momento en que la corriente alcanza los 35 mA y luego apagar el interruptor en ese momento exacto y ver los resultados? ¿Es este el peor de los casos?
Podría hacer eso, o simplemente podría poner un modelo real de un triac en su simulación.