Тесты проводились со следующими комплектующими:
- стол 300х200 мм
- грелка 600 Вт
- твердотельное реле Zero-Cross
Конечный результат не особо лучше чем при ШИМ 50 Гц, но более стабильный и предсказуемый.
Проблем с калибровкой параметров ПИД не возникает.
Эксперимент 2 - Частота ШИМ сигнала 7.6294 Гц (период ~131 мс).
Результат сопоставим с вариантом smart-ssr.
Средний коэффициент заполнения ШИМ составляет 10...15%, что соответствует длительности импульса 13...19 мс. Импульсы ШИМ такой длительности в любом случае совпадут с одним переходом напряжения через ноль в течении периода.
Результаты будут хуже при уменьшении коэффициента заполнения ШИМ сигнала управления, т.е. при использовании грелки большей мощности или задании меньшей температуры.
Эксперимент 3 - Частота ШИМ сигнала 50 Гц (период 20 мс).
На начальном этапе нагрева происходит быстрый рост температуры. ПИД регулятор начинает уменьшать коэффициент заполнения.
При малом значении коэффициента заполнения, включение твердотельного реле Zero-Cross происходит очень редко и на короткие промежутки времени, так как короткие импульсы ШИМ сигнала редко совпадают с переходами напряжения через 0.
Частота напряжения в сети составляет 50 Гц (±0,2), что соответствует периоду 20 мс. Переход напряжения через ноль происходит каждые 10 мс.
При частоте ШИМ 50 Гц и коэффициенте заполнения 10%, длительность импульса будет составлять всего 2 мс. Такой короткий импульс попадёт на момент перехода напряжения через ноль только за счёт отсутствия синхронизации и их постоянного смещения относительно друг друга.
Как результат, автонастройка параметров ПИД регулятора завершается далеко не всегда. Повышение температуры увеличит коэффициент заполнения и шансы завершения калибровки ПИД. В работе имеет место большой разброс температуры, который будет тем больше чем больше мощность грелки и меньше заданная температура.
Собственно все проблемы начинаются при длительности импульса менее 10 мс и усугубляются при уменьшении этого значения.
При меньшей мощности грелки и большей заданной температуре ситуация должна быть лучше, так как коэффициент заполнения будет больше.
