Plynula regulacia vykonu boilera

[Lubik]

Zdravim vsetkych.
Prosim o nakopnutie, ako plynule riesit samodomo regulaciu boilera v ongrid FVE s "modraskom" s limiterom.
Alebo ako riadit pomocou raspberry pi SSR rele? Z toho, co som uz vycital by asi nebolo vhodne riadit vykon SSR rele spinane v nule pomocou PWM - flickering pri ongrid sice nehrozi, ale velmi nedoverujem internemu limiteru prietokov modraska. Uz teraz pozorujem ako si odpluva do siete po vypnuti zataze.
Raspberry aktualne vycitava zo Shelly 3EM vykon FVE, vykon do boilera a vykon odoberany zo siete. Podla toho riiadi v krokoch 0 - 700 - 2000W vykon boilera oomocou rele.
Vopred dakujem za napady.

[Diablo007]

Modrásek opravdu dělá přetoky ač o něm prodejci píší že ne.
To řízení bojleru přes ssr relé tu má hodně kluků řešeno pomocí greenbona
http://www.yorix.cz/cz/greenbono/gbo-aku.htm

[Lubik]

Ano. Presne jeho cinnost by som rad napodobnil pomocou uz existujuceho vybavenia (raspberry a shelly 3em) + nejaky vhodny akcny clen typu ssr alebo triak.
Greenbono pouziva ssr s riadenim uhla, kedy sa otvori prechod. Celkom pekne je to tam na yorix.cz popisane.
Uvazoval som ako pomocou stacku raspberry - arduino (esp32) - ssr ovladat ten boiler

[Trubka]

Lubik,

• Nejprve potřebuješ generovat pomocí RPi PWM signál se střídou 0-100%, která se bude měnit podle toho, jak moc výkonu chceš do bojleru pustit.
• Tento PWM signál pak převedeš na analogový signál 0-10V. Například pomocí níže uvedeného převodníku za 80 Kč.
• Analogový signál 0-10V přivedeš do řídícího vstupu SSR relé s proporcionálním řízením, např viz níže.
• SSR relé vložíš do fázového přívodu k topnému elementu. Nulový vodič povedeš do topného elementu napřímo.

Převodník PWM na 0-10V:
https://www.laskarduino.cz/prevodnik-pw ... eti-0-10v/

5898-1_prevodnik2.jpg (3.13 KiB) Zobrazeno 9436 x

SSR relé s fázovým řízením a integrovaným chladičem:
https://www.enika.cz/rgc1p23v30ed-ssr-v ... ac_z23618/
https://www.enika.cz/data/files/produkt ... /rgc1p.pdf

8563_3.jpg (11.15 KiB) Zobrazeno 9436 x

SSR Carlo Gavazzi RGC1P23V30ED - logická část relé vyžaduje extra napájení pomocí 24V DC zdroje. Silová část je na 230V/30A.
SSR Carlo Gavazzi RGC1P23V30EA - logickou část relé lze napájet přímo z 230V AC. Silová část je na 230V/30A.

PS: Ještě je dobrý, dát před celý tento obvod EMI filtr. Funguje to samozřejmě i bez něj, akorát to může dělat dost VF rušení...

[Lubik]

Presne take nieco som hladal. Diky
Este otazka: kolko moze byt strata (teplo na chladici ssr) pri 2kW spirale a nastavenom cca polovicnom vykone?
Pytam sa hlacne koli umiestneniu toho ssr do nejakej instalacnej krabice. Pet-g krabicka vytlacena na 3d tlaciarni by sa asi roztopila, ci?

[Trubka]

Z vlastní zkušenosti mohu říct, že když to řídí 2,66kW spirálu, tak je ten chladič horkej jako prase.

Jak přesně určit tepelnou ztrátu by mohlo být v těch datsheetech viz výše. Také mám takové tušení, že přímo na stránkách Carlo Gavazzi je nějaký tool, kde se po zadání vstupních údajů člověku nabídne to správné SSR relé a rovnou to i řekne jaké chlazení je potřeba.

Každopádně, na "tlačenou krabičku" fakt zapomeň a dej to do normálního rozvaděče na DIN lištu.

[tominik]

Hola panove,
hodil by zde nekdo nejaky update, jak se to povedlo, pripadne foto plus tipy a triky? Mam v planu udelat to same reseni, ale na bojler 3F. Predpokladam, ze rizeni bude stejné až na to, že signál 0-10V půjde na 3 relé.

Dík T

[Sobik]

Ahoj, já to budu řídit pomocí frekvenčního měniče A550 PLUS - ten má přímo vstup 0-10V pro řízení výkonu a netopí, shelly 3em a Home assistanta. Ale na můj vkus sem si vzal docela velké sousto. Ale výzva je výzva.

[Bahora]

plánuji taky řízení bojleru, na stole mám china hračku H3P120YB a DTY120 pro 2kW spirálu snad neshoří, ale možnostna pro bastlení vypadá super.
Rád bych to pak ovládal pomocí ESPhome+HomeAssistant nebo PLC typu UniPi případně Lan Controller v3.5, to jeste uvidim.
https://vi.aliexpress.com/item/1005002537213932.html a https://vi.aliexpress.com/item/10000009401826.html
dává se na oba chaldič pro třífazové SSR
https://vi.aliexpress.com/item/32749315684.html

H45081baa0a774b49ae7426fbefdbf4e8z.jpg (95.98 KiB) Zobrazeno 6597 x

[mopadzi]

Ahoj, já to budu řídit pomocí frekvenčního měniče A550 PLUS - ten má přímo vstup 0-10V pro řízení výkonu a netopí, shelly 3em a Home assistanta. Ale na můj vkus sem si vzal docela velké sousto. Ale výzva je výzva.

to budeš řídit přímo amplitudu?

[tominik]

Ahoj, já to budu řídit pomocí frekvenčního měniče A550 PLUS - ten má přímo vstup 0-10V pro řízení výkonu a netopí, shelly 3em a Home assistanta. Ale na můj vkus sem si vzal docela velké sousto. Ale výzva je výzva.

To vypadá, že na tomto by se to dalo dobře vystavět. Výhodu vidím v možnosti ovládání přes modbus. Nezahřívá se a hlavně ovládání spirály není na principu vypínání zapínání ale změnou cele sinusovky.

[dumi]

Premyslim, proc vsichni kupuju ta cinska SSR rele pochybn ekvality, kdyz o 1000 draz mate luxusni, velice kvalitni rele od Carlo Gavazi, ktere navic expeduji v cechach, takze prijde druhej den.

https://www.enika.cz/rm1e23v25-ssr-as-2 ... vdc_z9065/

parametry jsou jasne dany, zadnej cinskej koeficient 0,1x.

Nemyslim, to rypave, opravdu me zajima, v cem jsou ta rele tak dobra, jsou opravdu tak spolehliva, ze ten necely 1000Kc rozdil za to nestoji? Chapu kdybych jich kupoval 15ks tam to bude asi znat, ale kdyz se kupuje jedno dve? V rozpoctu FVE uz to podle meneni znat.

Jakou mate zkusenost s tema cinskejma?

[Lubik]

Ahoj.
Takze update - trochu som pozabudol na toto vlakno.
Funguje to podla ocakavani - vyborne.
Esp32 - prevodnik pwm/0-10V - SSR carlo gavazzi s fazovym riadenim.
Vykon je riadeny pomocou programu v Esp32, kde vstupom je aktualna spotreba zo siete, aktualna vyroba z modraska a +- nejake nastavene parametre. Aktualne hodnoty si program v esp32 nacita caz api zo Shelly EM3. Tiez som tam dorabal nacitanie teploty z boilera snimacom, ktory nahradil povodny informacny teplomer.
Funguje to uz niekolko mesiacov vzhladom k mojej aktualnej zostave max. dobre.
Strucny popis cinnosti: Cez mqtt nastavim odber zo siete okolo 100W a tento stav sa snazi regulator drzat. Ak svieti slnko, modrasek pridava vykon a zaroven moj regulator zvysuje vykon boilera. Takto zvysuje az do aktualneho mozneho vykonu panelov. Ked pride mrak, vykon uberie. Ked sa zapne iny vykonny spotrebic, vykon boilera zasa uberie.
Takto reguluje iba ked svieti slnko. Po vecernom kupani (slnko nesvieti), uz vodu zo siete nedohrieva, ale caka do usvitu na vyrobu...
Ked je cez den slnka malo(v zime), po zotmeni este dohrieva boiler zo siete, aby sa rodina mohla okupat v teplej vode - toto je zasadna podmienka.

Cca 100W odberu zo siete som zvolil experimentalne, koli zvlastnej internej regulacii modraskov - tie ich limitery su ozaj dost divne.
Shelly meria o.i. aj cos fi, a teda je pekne vidiet, ako regulacia cinnej zataze (spiraly) danym sposobom narobi vyssie harmonicke a znizuje ucinnik. Nicomu to ale nevadi, ziadne rusenie ani ine veci sa nekonaju. A distributor ucinnik u domacich odberoch nevyhodnocuje.
Ssr rele spinane v nule by som v kombinacii s menicom nepouzival, staci ze vidim ako ho vie rozhodit indukcna varna doska pri vykone okolo 50%(to je ale na inu debatu).
Ak by bol zaujem o dalsie info, dajte vediet.

16816708969396300617628787632053.jpg (344.55 KiB) Zobrazeno 6168 x

16816708205881162455346849488281.jpg (268.79 KiB) Zobrazeno 6168 x

[tominik]

Ahoj, za mě zájem o více info určitě je.Jednak by pomohl soupis součástek, které jsi použil a potom bychom mohli více rozebrat proč nepoužívat SSR spínací v nule. Kdybys připojil spirálu před cívku od. střídače, apk by to střídač nezaznamenal. Reguloval bys výkon spirály adekvátně k přetokům, které máš.

Alespoň to je můj cíl. Chtěl bych mít bojler připojený mimo FVE resp ještě před měřící cívky FVE. Výkon nabíjení bojleru chci řídit na základě přetoků do sítě a dorovnávat +- 0 případně mírný přetok. Jinými slovy Home Assistant řekne, kolik šťávy pustit do spirály.

Pak je tu ještě jedna věc a to místo SSR použít frekvenční měnič. Prvně mi to přišlo jako dobrý nápad, ale z eshopu kde to prodávají mě odradili komentářem, že se to používá pouze pro řízení motorů a s tímto se nikdy nesetkali. Jelikož tomuto nerozumím. Co myslíte. Je frekvenční měnič vhodné řešení? Výhodou by bylo, že v síti by nebyly žádné vyšší harmonické.

[dumi]

frekvencnim menicem, nemuzes ridit vykon ciste odporove zateze. Nebude to vubec regulaovat, pojede to porad na 100% bez vlivu frekvence. Ta je totiz odporove zatezi uplne vis kde

[josse]

Dumi, zapomínáš na ochranu vinutí. S nižší frekvencí musíš snížit napětí. Tento vedlejší efekt se v odporech taky projeví.

Fungovat to bude kouzelně! Bez nežádoucích vlivů na ostrovní síť... Flickr, pískání měniče, nerovnoměrně zatěžované Horní a spodní půlvlna, ...

[dumi]

dobre, ale kolik dosahnes regulacniho rozsahu? a kolik takovej FM stoji? podle me to postrada smysl, ale mozna se proste pletu

Ale u asynchroniho motoru pokud snizis napeti o 10% tak ti vyrazne klesne rozbehovy moment. Takze to snizeni napeti bude o kolik?

pokud me moje znaolosti motoru ze skoly neklamou (je klidne mozny, ze jo, nebavilo me to ), tak odhaduju ze tim dosahnes regulacniho rozsahu tak 90-100% vykonu tyce. a to se fakt vyplati.

[Kostěj]

Bez nežádoucích vlivů na ostrovní síť... Flickr, pískání měniče, nerovnoměrně zatěžované Horní a spodní půlvlna, ...

Nejsem si jist konstrukcí frekvenčních měničů, ale pokud bude na vstupu usměrňovač, tak ten stejně "vyzobává" ze sinusovky proud do kondenzátoru jen v krátkých pulzech, v době, kdy je napětí sítě větší než napětí na kondenzátoru. Ale třeba jsou na vstupu nějaké tlumivky, to podle váhy. Aby to tedy ty problémy neřešilo jen zdánlivě.

[Lubik]

Takze takto. Zjednodusena schema toho mojho zapojenia.

Vytazovac.drawio.png (103.05 KiB) Zobrazeno 5993 x

Prevodnik PWM to 0-10V:

Kód: Vybrat vše

https://www.laskakit.cz/prevodnik-pwm-na-napeti-0-10v/

SSR:

Kód: Vybrat vše

https://www.enika.cz/rm1e48v25-ssr-as-480v-25a-0-10v_z11745/

Raspberry Pi Zero sluzi na vycitavanie udajov zo Shelly, ukladanie do sqlite databazy, posielanie statistik na MQTT broker

Kód: Vybrat vše

flespi.io

a do Thingspeak. Do mobilu su potom rozne sikovne apky, ktore pekne tieto grafy z Thingspeak-u vykreslia.

Takto to zobrazuju apky v mobile:

Screenshot_20230417_191143_One UI Home.jpg (632.16 KiB) Zobrazeno 5993 x

Screenshot_20230417_191137_One UI Home.jpg (622.2 KiB) Zobrazeno 5993 x

Screenshot_20230417_191127_One UI Home.jpg (620.95 KiB) Zobrazeno 5993 x

Screenshot_20230417_191118_MQTT Dash.jpg (512.36 KiB) Zobrazeno 5993 x

V ESP32 bezi program v micropythone.

Aktualne udaje:

Kód: Vybrat vše

https://thingspeak.com/channels/74925

Kód: Vybrat vše

https://thingspeak.com/channels/195306

Vizualizacie na samotnom thingspeaku niesu nic moc, preto pouzivam appky pre mobil (screen vyssie)

[josse]

dobre, ale kolik dosahnes regulacniho rozsahu? a kolik takovej FM stoji? podle me to postrada smysl, ale mozna se proste pletu

Ale u asynchroniho motoru pokud snizis napeti o 10% tak ti vyrazne klesne rozbehovy moment. Takze to snizeni napeti bude o kolik?

pokud me moje znaolosti motoru ze skoly neklamou (je klidne mozny, ze jo, nebavilo me to ), tak odhaduju ze tim dosahnes regulacniho rozsahu tak 90-100% vykonu tyce. a to se fakt vyplati.

Dumi, neodsuneš do nového téma?

V/f je konstanta. A dále budu mluvit o ACIM, typu motoru pouze (asynchronní s kotvou na krátko), některé věci opravdu značně zjednodušuji!

Pleteš hrušky a jablka, regulovat motor změnou napětí je opravdu blbost, tam je závislost U na druhou. S polovičním napětím už je moment čtvrtinový... To se učilo dokud nebyly dostupné VFD. (I já jsem zažil pravěk, ale když se na to kouknu zpětně, něco se lépe vysvětluje/chápe, bez zmínky o VFD)

Frekvenční měnič udržuje v celém rozsahu konstantní moment a "malý skluz" (uvažuju rozběh a dobře nastavený)

Když má motor nominálních 50Hz a 400V L-L, pak při 25Hz musím nastavit napětí L-L 200V taky půlku abych zachoval nominální proud, kdybych nesnížil napětí, motor bych přetěžoval (elektrické ztráty ve statoru). Navíc hrozí porušení izolace, se snižující se frekvencí klesá vliv "indukčnosti" roste podíl "odporové" charakteristiky vinutí. se snižující se frekvencí cívka přestává být dívkou.

Kdybych napětí snížil více než frekvenci, nejspíše by napětí nedokázalo vytvořit proud potřebný pro požadovaný moment, "motor by svými otáčkami nestačil sledovat frekvenci" tím by se zvětšil skluz ("rozdíl otáček elektriky a otáček hřídele") a když se zvětší skluz tak se zvětší proud, sníží se účinnost, motor se bude hřát a práci kterou bych si představoval neudělá...

Ve frekvenčních měnících jde volit charakter U/f, default je vždy konstanta, v odůvodněných případech má smysl jinou, musí to soustrojí vyžadovat.

Toto všechno je potřebné pro motory a když takový VFD použijeme do odporu, je to značka ideál.


To téma s usměrňovačem...
Ano, také to není ideální, cosfí je nějakých 0.6-0.7, ale je pořád stejné, je to usměrňovač s kondenzátorem. Jenže je striktně symetrický vůči oběma půlvlnám( jeden z mnoha typů SSR není symetrický).

Ideál je VFD s aktivním PFC. Ale není třeba se toho bát jako ostatních SSR! Všechny spínané zdroje jsou usměrňovače, měniče jsou na to připravené.

To co je zásadní rozdíl diody oproti SSR: dioda vede vždy před vrcholem sinusovky a vždy nevede kolem nuly, to kde přesně to je je vcelku jedno. Důležité je že nikdy nezačne vést proud až za vrcholem jako SSR které pro velké úhly otevření(malé zátěže) vede pouze konec půl-periody.

Když se podíváme ze strany měniče: tak vlastně VFD bez PFC uřezává špičky sinusovek. Když se podíváte na síť co k vám vede, má uřízlé špičky (a spousta dalších pokřivení).

Když měnič stabilizuje výstupní napětí, bude dělat FFT, ale v první řadě bude dělat sumu vzorků na druhou. Sumu má k dispozici v každý moment když počítá korekci PWM, kdežto FFT až po několika periodách.

Když se budeme dívat na sumu u vzorků na druhou, větší vliv má to kolem špičky než to kolem nuly. Oblasti kolem špičky jsou energetické, oblasti kolem nuly jsou tvarové (aby tam nebyly harmonické).

Díky té rozdílné rychlosti se sice měnič snaží vylepšit tvar ale nejde mu to, protože než zjistí které harmonické přidat/ubrat už mu SSR tvar vylepšilo jinak... A to jsou ty zvláštní zvuky co z toho jdou.

SSR tvoří nejhorší možný tvar, měnič kvůli tomu tvoří vyšší harmonické, které se pak někde potlačují a filtrují a výsledek jsou ztráty tam kde nechceme.

Transformátorem vlastně vyšší harmonické neprojdou, to je důvod proč SSR transformátorovým měničům vadí mnohem míň než HF měníčům

V tom jádře se opraví i ta nesymetrie, to je doslova zabiják HF měničů, ty prostě spadnou do chyby, když se pokusím odebírat moc výkonu v jedné půlce sinusovky pravidelně.

Na ten pokus VFD do bojleru se chystám. Mám kompresor a vodárnu s VFD a axperti (tedy HF měniče) žádný problém nemají v celém rozsahu výkonu. Prostě je větší odběr kolem špiček sinusovek a tam to díky té matematice dokáže snadno kompenzovat. A zase kolem zero crossing je ten proud více a déle žádný.

Můj oblíbený nflixin na displeji ukazuje napětí i proud na výstupu, má Modbus, stával málo přes $100, což jsem koukal už dávno neplatí. Navíc je třeba pro 1ph spotřebič kupovat silnější výkonově, ... Krát 3 fáze, ale na symetrické spirály by to mohlo fungovat elegantně. Mimochodem nesymetrická zátěž VFD nevadí, alespoň těm co jsem nechal ty jednofázové ventilátory "zaučit"/"očuchat". Některé by mohli mít detekci správného zapojení a vypnout se na přerušený vodič...

[skybor]

Takze takto. Zjednodusena schema toho mojho zapojenia.
...

Zdravím a gratuluju. Moc pěkné. Díky za prezentaci. Na něčem podobném momentálně taky dělám. Takže sháním jakékoli info. Měl bych pár (dva) doplňujících/upřesňujících dotazů.

1) Chápu to dobře, že to řídíš hlavně na základě informací z toho watmetru?
Já to chci na ostrovní systém, takže zatím plánuju spíš řízení podle stavu baterek, ale možná by to šlo taky nějak takhle. Ale jinak logika bude hodně podobná. Jen u mne to bude řídít PLC Siemens LOGO! (jako už skoro všechno) + nástavba RPi/NodeRed/Grafana na ty "důležité opičárny".
Výstupem z LOGa by mělo být taky PWM převedeno na 0-10V a řízení SSR (stejně jako to máš ty).

2) Proč jsi vybral zrovna tohle SSR a jak jsi s ním spokojen? Tedy spíš proč na 480V ? Uvažuju nad stejným nebo podobným, ale na 230V. Nějaký chladič? Nějaký filtr?

[Lubik]

Ahoj.
Ospravedlnujem sa, ze odpovedam trochu neskor.

1. Ano, Rozumies dobre, otvaranie SSR rele riadim na zaklade okamzitych hodnot nameranych cez Shelly 3PM. Konkretny algoritmus a hodnoty vyplynuli z dlhodobejsich merani a hlavne z pozorovani "Modraska". V nom sa bije biju limiter a MPPT regulator. Trpi schizofreniou pri niektorych pracovnych bodoch

2. SSR som pouzil podla aktualnej dostupnosti a prevedenia. Zatvoril som ho do hlinikovej krabicky od stareho GSM komunikatoru (vidno na obrazku vyssie - ten PARADOX...). Ta krabicka sluzi zaroven ako chladic. Mam to tesne pri boileri - minimalne dlzky drotov, ziadne filtre.

S SSR som max spokojny. S cim som spokojny uz menej je chovanie Modraska, ale vsak co by som chcel za tie prachy

[jumajazu]

Ahoj, zaujímavé riešenie, inšpiroval si ma.

Chcel by som použiť SSR relé s fázovou reguláciou na vyťažovanie do bojlera z Axpert King.

Na výber mám dve varianty SSR, s ovládaním 4-20mA alebo 0-10 V:
https://www.enika.cz/rm1e48v25-ssr-as-4 ... 0v_z11745/
alebo
https://www.enika.cz/rm1e48aa25-ssr-as- ... 0ma_z6900/

Ktorá z možností 4-20mA alebo 0-10 V sa dá jednoduchšie ovládať pomocou ESP32? Viem, že priamo pripojiť to nejde, ale mal si dôvod, prečo si uprednostnil možnosť 0-10V?

Či by sa nedala na výstupe ESP32 vytvoriť pomocou napätového výstupu a rezistora prúdová slučka 5-20mA a tú priamo pripojiť na vstup SSR, aby sa nemusel použiť externý prevodník?

Ďakujem.

[Lubik]

Ktorá z možností 4-20mA alebo 0-10 V sa dá jednoduchšie ovládať pomocou ESP32? Viem, že priamo pripojiť to nejde, ale mal si dôvod, prečo si uprednostnil možnosť 0-10V?

Esp ma pwm vystup, teda jednoduche prepocitavanie potom na velkost otvorenia ssr. Prevodnik pwm na napatie 0-10V je za par supiek. Nemam skusenost s riadenim rele cez prudovu slucku. Asi by to slo spravit ako vravis cez dac prevodnik v edp do rezistora Otazka je skor, aka je vstupna impedancia ssr. Pre 20mA potom bude potrebne dost vysoke napatie, ktore esp samo o sebe na vystupe neda.
Velka vyhoda takeho riesenia (cez esp) je, ze sa to da podla potrieb pouzit pre akekolvek vstupne udaje (odoberany vykon zo siete, vykon z panelov, stav baterie, potreba dohriat zo siete...).

[Kodl69]

z PWM esp na 0-10V stačí RC článek a jeden OZ se dvěma odpory, PWM je po vyfiltrování vlastně 0-3V, takže stačí OZ se zesílením 3.3. Podobně se to dá udělat pro 0-20mA, jenom se OZ zapojí jako zdroj produ řízený napětím. https://cs.wikipedia.org/wiki/Zapojen%C ... 3%A1_pumpa