Jännitteensäädin lämmityselementti 2 5kw piirille. Elektroniset kuormatehosäätimet

Artikkelissa kuvataan, kuinka tyristoritehosäädin toimii, jonka piiri esitetään alla.

Jokapäiväisessä elämässä on hyvin usein tarpeen säätää kodinkoneiden, kuten sähköliesien, juotoskolvien, kattiloiden ja lämmityselementtien tehoa kuljetuksissa - moottorin kierroslukua jne. Yksinkertaisin amatööriradiomuotoilu tulee apuun - tyristorin tehonsäädin. Tällaisen laitteen kokoaminen ei ole vaikeaa, siitä voi tulla ensimmäinen kotitekoinen laite, joka suorittaa aloittelijan radioamatöörin juotoskärjen lämpötilan säätötoiminnon. On syytä huomata, että valmiit juotosasemat lämpötilasäädöllä ja muilla mukavilla ominaisuuksilla ovat paljon kalliimpia kuin yksinkertainen juotoskolvi. Osien vähimmäismäärä mahdollistaa yksinkertaisen tyristoritehosäätimen kokoamisen pinta-asennusta varten.

Pinta-asennus on tapa koota elektronisia komponentteja ilman piirilevyä, ja hyvällä taidolla sen avulla voit koota nopeasti keskikokoisia elektronisia laitteita.

Voit myös tilata tyristorisäätimen, ja niille, jotka haluavat selvittää sen itse, esitetään alla kaavio ja selitetään toimintaperiaate.

Muuten, tämä on yksivaiheinen tyristoritehosäädin. Tällaista laitetta voidaan käyttää tehon tai kierrosten määrän ohjaamiseen. Ensin sinun on kuitenkin ymmärrettävä, koska tämä antaa meille mahdollisuuden ymmärtää, mitä kuormaa on parempi käyttää tällaista säädintä.

Miten tyristori toimii?

Tyristori on ohjattu puolijohdelaite, joka pystyy johtamaan virtaa yhteen suuntaan. Sanaa "ohjattu" käytetään syystä, koska sen avulla, toisin kuin diodilla, joka myös johtaa virtaa vain yhteen napaan, voit valita hetken, jolloin tyristori alkaa johtaa virtaa. Tyristorilla on kolme lähtöä:

• Anodi.
• Katodi.
• ohjauselektrodi.

Jotta virta alkaa virrata tyristorin läpi, seuraavien ehtojen on täytyttävä: osan on oltava jännitteisessä piirissä, ohjauselektrodille on syötettävä lyhytaikainen pulssi. Toisin kuin transistorin, tyristorin ohjaaminen ei vaadi ohjaussignaalin pitämistä. Vivahteet eivät lopu tähän: tyristori voidaan sulkea vain katkaisemalla virta piirissä tai muodostamalla anodi-katodi käänteinen jännite. Tämä tarkoittaa, että tyristorin käyttö tasavirtapiireissä on hyvin spesifistä ja usein kohtuutonta, mutta vaihtovirtapiireissä esimerkiksi sellaisessa laitteessa kuin tyristorin tehonsäädin, piiri on suunniteltu siten, että sulkeutumisehto on tarjotaan. Jokainen puoliaalloista sulkee vastaavan tyristorin.

Et todennäköisesti ymmärrä kaikkea? Älä ole epätoivoinen - valmiin laitteen prosessi kuvataan yksityiskohtaisesti alla.

Tyristorisäätimien laajuus

Missä piireissä on tehokasta käyttää tyristoritehosäädintä? Piirin avulla voit säätää täydellisesti lämmityslaitteiden tehoa, eli vaikuttaa aktiiviseen kuormaan. Kun työskentelet erittäin induktiivisella kuormalla, tyristorit eivät välttämättä yksinkertaisesti sulkeudu, mikä voi johtaa säätimen vikaantumiseen.

Voiko moottori?

Luulen, että monet lukijat ovat nähneet tai käyttäneet porakoneita, kulmahiomakoneita, joita yleisesti kutsutaan "hiomakoneiksi" ja muita sähkötyökaluja. Olet ehkä huomannut, että kierrosten lukumäärä riippuu laitteen liipaisinpainikkeen painalluksen syvyydestä. Juuri tähän elementtiin on rakennettu tällainen tyristoritehosäädin (jonka kaavio on esitetty alla), jonka avulla kierrosten lukumäärää muutetaan.

Huomautus! Tyristoriohjain ei voi muuttaa asynkronisten moottoreiden nopeutta. Siten jännitettä säädellään harjakokoonpanolla varustetuissa kollektorimoottoreissa.

Kaavio yhdestä ja kahdesta tyristorista

Tyypillinen kaavio tyristorin tehonsäätimen kokoamisesta omin käsin on esitetty alla olevassa kuvassa.

Tämän piirin lähtöjännite on 15 - 215 volttia, jos näitä tyristoreita käytetään jäähdytyselementeillä, teho on noin 1 kW. Muuten, himmenninkytkimellä varustettu kytkin valmistetaan samanlaisen järjestelmän mukaan.

Jos et tarvitse täyttä jännitteen säätöä ja riittää 110-220 voltin saaminen ulostuloon, käytä tätä kaaviota, joka näyttää puoliaaltotyristoritehonsäätimen.

Kuinka se toimii?

Alla olevat tiedot koskevat useimpia piirejä. Kirjainmerkit otetaan tyristorisäätimen ensimmäisen piirin mukaisesti

Myös tyristoritehosäädin, jonka toimintaperiaate perustuu jännitearvon vaihesäätöön, muuttaa tehoa. Tämä periaate perustuu siihen, että normaaleissa olosuhteissa kuormaan vaikuttaa kotitalousverkon vaihtojännite, joka muuttuu sinimuotoisen lain mukaan. Yllä, kun kuvataan tyristorin toimintaperiaatetta, sanottiin, että jokainen tyristori toimii yhteen suuntaan, eli se ohjaa puoliaaltoaan sinusoidista. Mitä se tarkoittaa?

Jos tyristorin avulla kuorma kytketään määräajoin tiukasti määritellyllä hetkellä, tehollisen jännitteen suuruus on pienempi, koska osa jännitteestä (tehollinen arvo, joka "kuormaan putoaa") on pienempi. kuin verkkojännite. Tämä ilmiö on havainnollistettu kaaviossa.

Varjostettu alue on stressialue, joka osoittautui kuormitetuksi. Kirjain "a" vaaka-akselilla osoittaa tyristorin avautumishetken. Kun positiivinen puoliaalto päättyy ja negatiivisen puoliaallon jakso alkaa, yksi tyristoreista sulkeutuu, ja samalla hetkellä toinen tyristori avautuu.

Selvitetään, kuinka tyristoritehosäätimemme toimii erityisesti

Kaava yksi

Ehdotaan etukäteen, että sanojen "positiivinen" ja "negatiivinen" sijasta käytetään "ensimmäinen" ja "toinen" (puoliaalto).

Joten kun ensimmäinen puoliaalto alkaa vaikuttaa piiriimme, kapasitanssit C1 ja C2 alkavat latautua. Niiden latausnopeutta rajoittaa potentiometri R5. tämä elementti on muuttuva, ja sen avulla asetetaan lähtöjännite. Kun kondensaattoriin C1 ilmestyy VS3-dinistorin avaamiseen tarvittava jännite, dinistori avautuu, sen läpi kulkee virta, jonka avulla VS1-tyristori avautuu. Dinistorin hajoamishetki on piste "a" artikkelin edellisessä osassa esitetyssä kaaviossa. Kun jännitearvo kulkee nollan läpi ja piiri on toisen puoliaallon alla, tyristori VS1 sulkeutuu ja prosessi toistetaan uudelleen, vain toiselle dinistorille, tyristorille ja kondensaattorille. Vastuksia R3 ja R3 käytetään ohjaukseen ja R1 ja R2 - piirin lämpöstabilointiin.

Toisen piirin toimintaperiaate on samanlainen, mutta se ohjaa vain yhtä vaihtojännitteen puoliaalloista. Nyt, kun tiedät toimintaperiaatteen ja piirin, voit koota tai korjata tyristorin tehonsäätimen omin käsin.

Säätimen käyttö arjessa ja turvallisuudessa

Ei voida sanoa, että tämä piiri ei tarjoa galvaanista eristystä verkosta, joten sähköiskun vaara on olemassa. Tämä tarkoittaa, että säädinelementteihin ei saa koskea käsin. On käytettävä eristettyä koteloa. Laitteesi suunnittelu kannattaa suunnitella siten, että sen voi mahdollisuuksien mukaan piilottaa säädettävään laitteeseen, löytää vapaan paikan kotelosta. Jos säädettävä laite on paikallaan, on yleensä järkevää kytkeä se kytkimen kautta, jossa on valonsäädin. Tällainen ratkaisu suojaa osittain sähköiskulta, eliminoi tarpeen löytää sopivaa koteloa, on näyttävä ja valmistettu teollisesti.

Puolijohdelaitetta, jossa on 5 p-n-liitosta ja joka pystyy kuljettamaan virtaa eteen- ja taaksepäin, kutsutaan triaciksi. Koska niitä ei voida käyttää korkeilla vaihtotaajuuksilla, herkkyys sähkömagneettisille häiriöille ja huomattava lämmöntuotanto suuria kuormia vaihdettaessa, niitä ei tällä hetkellä käytetä laajalti suuritehoisissa teollisuuslaitoksissa.

Siellä ne korvataan onnistuneesti tyristoreihin ja IGBT-transistoreihin perustuvilla piireillä. Mutta laitteen kompaktit mitat ja sen kestävyys yhdistettynä ohjauspiirin alhaiseen hintaan ja yksinkertaisuuteen mahdollistivat niiden käytön alueilla, joilla edellä mainitut haitat eivät ole merkittäviä.

Nykyään triac-piirejä löytyy monista kodinkoneista hiustenkuivaajasta pölynimuriin, käsikäyttöisiin sähkötyökaluihin ja sähkölämmittimiin - missä tarvitaan sujuvaa tehonsäätöä.

Toimintaperiaate

Triacissa oleva tehonsäädin toimii kuten elektroninen avain, joka avautuu ja sulkeutuu ajoittain ohjauspiirin asettamalla taajuudella. Lukitusta avattaessa triac ohittaa osan verkkojännitteen puoliaallosta, mikä tarkoittaa, että kuluttaja saa vain osan nimellistehosta.

Tee se itse

Tähän mennessä myynnissä olevien triac-säätimien valikoima ei ole liian suuri. Ja vaikka tällaisten laitteiden hinnat ovat alhaiset, ne eivät usein täytä kuluttajan vaatimuksia. Tästä syystä tarkastelemme useita perussäädinpiirejä, niiden tarkoitusta ja käytettyä elementtipohjaa.

Laitekaavio

Piirin yksinkertaisin versio, joka on suunniteltu toimimaan kaikilla kuormilla. Käytössä on perinteisiä elektronisia komponentteja, ohjausperiaate on vaihepulssi.

Pääkomponentit:

• triac VD4, 10 A, 400 V;
• dinistori VD3, avautumiskynnys 32 V;
• potentiometri R2.

Potentiometrin R2 ja resistanssin R3 läpi kulkeva virta varaa kondensaattorin C1 kullakin puoliaalolla. Kun jännite saavuttaa 32 V kondensaattorilevyillä, VD3-dinistori avautuu ja C1 alkaa purkaa R4:n ja VD3:n kautta VD4-triakin ohjauslähtöön, joka avautuu kuljettamaan virtaa kuormaan.

Avaamisen kestoa säätelee kynnysjännitteen VD3 (vakioarvo) ja resistanssin R2 valinnalla. Kuorman teho on suoraan verrannollinen potentiometrin R2 vastusarvoon.

Lisädiodien VD1 ja VD2 ja resistanssin R1 piiri on valinnainen ja varmistaa tasaisen ja tarkan lähtötehon säädön. VD3:n läpi kulkevan virran rajoituksen suorittaa vastus R4. Tämä saavuttaa vaaditun pulssin keston VD4:n avaamiseksi. Sulake Pr.1 suojaa piiriä oikosulkuvirroilta.

Piirin erottuva piirre on, että dinistori avautuu samassa kulmassa verkkojännitteen jokaisessa puoliaaltossa. Tämän seurauksena virran tasasuuntausta ei tapahdu, ja on mahdollista kytkeä induktiivinen kuorma, kuten muuntaja.

Triacit tulee valita kuormituksen suuruuden mukaan laskemalla 1 A \u003d 200 W.

Käytetyt elementit:

• Dinistor DB3;
• Triac TS106-10-4, VT136-600 tai muut, vaadittu teho on 4-12A.
• Diodit VD1, VD2 tyyppi 1N4007;
• Resistanssit R1100 kOhm, R3 1 kOhm, R4 270 ohm, R5 1,6 kOhm, potentiometri R2 100 kOhm;
• C1 0,47 uF (käyttöjännite alkaen 250 V).

Huomaa, että kaavio on yleisin, pienin vaihteluin. Esimerkiksi dinistori voidaan korvata diodisillalla tai RC-kohinanvaimennuspiiri voidaan asentaa rinnan triakin kanssa.

Nykyaikaisempi on piiri, jossa on triac-ohjaus mikro-ohjaimesta - PIC, AVR tai muu. Tällainen järjestelmä tarjoaa tarkemman jännitteen ja virran säädön kuormituspiirissä, mutta on myös vaikeampi toteuttaa.

Triac-tehosäätimen piiri

Kokoonpano

Tehonsäätimen asennus on suoritettava seuraavassa järjestyksessä:

1. Määritä sen laitteen parametrit, jolle kehitetty laite toimii. Parametreja ovat: vaiheiden lukumäärä (1 tai 3), lähtötehon hienosäätötarve, syöttöjännite voltteina ja nimellisvirta ampeereina.
2. Valitse laitteen tyyppi (analoginen tai digitaalinen), valitse elementit kuormitustehon mukaan. Voit tarkistaa ratkaisusi jossakin sähköpiirisimulaatioohjelmista - Electronics Workbench, CircuitMaker tai niiden online-vastineista EasyEDA, CircuitSims tai mistä tahansa muusta valitsemastasi.
3. Laske lämmönhäviö seuraavalla kaavalla: triac-jännitehäviö (noin 2 V) kertaa nimellisvirta ampeerina. Jännitehäviön tarkat arvot avoimessa tilassa ja nimellisvirran läpimenokyky on ilmoitettu triakin ominaisuuksissa. Saamme hajautetun tehon watteina. Valitse jäähdytin lasketun tehon mukaan.
4. Osta tarvittavat elektroniset komponentit, jäähdytyselementti ja piirilevy.
5. Tee kosketinkiskojen johdotus levylle ja valmistele paikat elementtien asennusta varten. Kiinnitä triac ja jäähdytin levylle.
6. Asenna elementit levylle juottamalla. Jos piirilevyä ei ole mahdollista valmistaa, voidaan komponentit liittää pinta-asennuksella lyhyillä johdoilla. Asennettaessa kiinnitä erityistä huomiota kytkentädiodien ja triakin napaisuuteen. Jos niissä ei ole päätemerkintöjä, joko "kaaret".
7. Tarkista koottu piiri yleismittarilla vastustilassa. Vastaanotetun tuotteen tulee vastata alkuperäistä projektia.
8. Kiinnitä triac tiukasti jäähdyttimeen.Älä unohda asentaa eristävää lämmönsiirtotiivistettä triakin ja jäähdyttimen väliin. Kiinnitysruuvi on tiukasti eristetty.
9. Aseta koottu skeema muovikotelossa.
10. Muista se elementtien liittimissä vaarallinen jännite.
11. Käännä potentiometri minimiin ja suorita koeajo. Mittaa jännite yleismittarilla säätimen lähdöstä. Kierrä potentiometrin nuppia hitaasti seurataksesi lähtöjännitteen muutosta.
12. Jos tulos sopii, voit kytkeä kuorman säätimen lähtöön. Muussa tapauksessa tehoa on säädettävä.

Triac tehojäähdytin

Tehon säätö

Potentiometri vastaa tehon säätämisestä, jonka kautta kondensaattori ja kondensaattorin purkauspiiri ladataan. Jos lähtötehoparametrit eivät ole tyydyttäviä, tulee valita purkauspiirin vastuksen arvo ja pienellä tehonsäätöalueella potentiometrin arvo.

• pidentää lampun käyttöikää, säätää valaistusta tai juotosraudan lämpötilaa yksinkertainen ja edullinen triac-säädin auttaa.
• valitse piirin tyyppi ja komponenttiparametrit suunnitellun kuorman mukaan.
• selvittää se huolellisesti kaavamaisia ​​ratkaisuja.
• ole varovainen kokoaessasi piiriä, tarkkaile puolijohdekomponenttien napaisuutta.
• älä unohda, että piirin kaikissa elementeissä on sähkövirta ja on tappava ihmisille.

Tervehdys kaikille, jotka katsoivat valoa. Katsauksessa keskitytään, kuten luultavasti jo arvasit, erittäin hyödylliseen tehonsäätimeen / himmentimeen, joka on suunniteltu 2000 W:lle ja jonka avulla voit säätää eri laitteiden lähtötehoa. Adapteri on erittäin hyödyllinen jokapäiväisessä elämässä, siinä on paljon sovelluksia, joten jos olet kiinnostunut, olet tervetullut alle...
upd, lisätty pari testiä suuremmalla kuormalla

Yleinen muoto:


Lyhyet suorituskykyominaisuudet:
- Suurin teho - 2000W
- Syöttöjännite - 50-220V
- Asuminen - ei
- Mitat - 52mm * 50mm * 30mm
- Paino - 41 g

Mitat:

Virransäädin/himmennin tulee vakiolaukussa ja on pienikokoinen. Tässä on vertailu tuhannenteen seteliin ja tulitikkujen laatikkoon:




Ulkomuoto:

Säätimessä on vain yksi työkappale, jonka avulla voit muuttaa lähtötehoa enemmän tai vähemmän:


Osien määrä on pieni, juotos hyvä, juoksutusaine pestään:


Verkkoon/laitteisiin liittämistä varten korttiin juotetaan suojalevyillä varustettu riviliitin:


Kytkentä on yksinkertainen: kaksi vasenta liitintä (IN) kytketään 220 V verkkoon, kaksi oikeaa (OUT) kuorman liittämistä varten.
Valitettavasti laitteessa ei ole koteloa, joten ole varovainen käyttäessäsi tässä muodossa!

Testaus:

Esimerkkinä yritetään säätää EPTSN-40 juotosraudan tehoa, jonka teho on 40 W:


Ohjaamme parametreja kotitekoisella wattimittarilla:


Nimellistilassa juotosrauta kuluttaa noin 39 W:


Pienin mahdollinen teho tällä säätimellä oli 10W:


Suurin mahdollinen teho säätimen kautta on 38 W:


1-2W eroa voidaan kompensoida häviöillä lisäjohtoissa ja eri tulojännitteissä, ts. kun säädin on asetettu asentoon MAX, lähtötehoa ei läheskään rajoita mikään.
Monet kysyvät, he sanovat, miksi muuttaa juotosraudan tehoa. Vastaan ​​- minimoidaksesi piston loppuunpalamisen. Paljon pienemmällä kärjellä tai suuritehoisella juotosraudalla, pitkällä "valmius"-tilassa, kärki "palaa loppuun". Jos katkaiset jatkuvasti juotosraudan virran, sinun on odotettava muutama minuutti, jotta se lämpenee uudelleen haluttuun lämpötilaan. Samaa mieltä - ei kovin kätevää. Tämä säädin puolestaan ​​​​alentaa vain hieman lämpötilaa, ja juotosraudan parametrien saattamiseksi tarvittaessa nimellisarvoon se vie paljon vähemmän aikaa kuin täydellä lämmityksellä. Samalla kärjen kuluminen on pientä, se lämpenee nimellislämpötilaan puolessa minuutissa. Alla olevassa kuvassa teho on asetettu noin 30 W:iin:


Lukijoiden pyynnöstä lisään pienen testin tehokkaammalla kuormalla, joka on kuumailmapistooli KLT-3A. Kotitekoinen wattimittari käynnisti säätimen lähdön.
700 W:n kuormituksella (säätimien liukusäädin MAXissa) triac-patteri on lämmin, se lämpeni 35 °C:seen 5 minuutissa:


Tässä tilassa se voi toimia pitkään. Kuumailmapistoolin toisessa tilassa (säätimien liukusäädin MAXissa) lämpötila saavutti 50 ° C minuutissa. Teho tässä tapauksessa oli noin 1350W:


Tällaisella teholla tämä jäähdytin ei riitä jatkuvaan toimintaan, on tarpeen ruuvata massiivinen jäähdytin tai aktiivinen jäähdytys (jäähdytin). Mielestäni 800-900W asti, voit käyttää säädintä "sellaisenaan", suuremmilla tehoilla ja pitkillä käyttötiloilla on tarpeen muuttaa jäähdytystä!
Vielä pari esimerkkiä, säädin on asetettu keskiasentoon:


Hieman keskiarvon yläpuolella:


Hyvin yleisiä ohjainsovelluksia:
- Keräimen moottoreiden nopeuden muuttaminen:
Soveltuu useimpien sähkötyökalujen budjettisäätimeksi (kulmahiomakoneet / kulmahiomakoneet, porat, pyörövasarat, höylät, hiomakoneet). Erittäin kätevä asia malleille, joissa ei ole sisäänrakennettua nopeussäädintä tai pehmeäkäynnistysjärjestelmiä, esimerkiksi samat budjettikulmahiomakoneet, joiden karan nimellisnopeus on 11 000 rpm. Ainoa asia, joka on muistettava, on, että tehon pienentyessä myös akselin vääntömomentti laskee, ja jäähdytysjärjestelmä on suunniteltu nimellisnopeudelle, eikä se jäähdy kunnolla pienemmillä nopeuksilla. Ylikuumeneminen voi aiheuttaa työkalun palamisen
- Valaistuslamppujen tehon säätäminen on välttämätön asia, kun lamppuryhmän sammuttamista ei voida hyväksyä. Säätimen avulla voit muuttaa hehkun kirkkautta sujuvasti oikeaan paikkaan
- Lämmityslaitteiden tehon säätö: lämmityselementit, juotosraudat

Kaikki yhteensä, säädin sopii, jäähdytin ei käytännössä lämpene pienillä tehoilla (jopa 800-900W), suuremmilla tehoilla on toivottavaa muokata jäähdytystä ja raitoja levyllä. säädin on halpa, suositellaan ostamista ...

Tuote toimitettiin myymälän arvostelun kirjoittamista varten. Katsaus julkaistaan ​​Sivustosääntöjen kohdan 18 mukaisesti.

Aion ostaa +78 Lisää suosikkeihin Tykkäs arvostelusta +54 +103

Jos kodissa on kaasunsyöttö, kaasuliesi ruoanlaitto on kätevämpää ja kaasukattilalämmitys on yleensä halvempaa kuin sähkövaihtoehto. Mutta kaasun puuttuessa sähkönkulutuksen optimoinnista tulee erittäin tärkeä tehtävä. Sen ratkaisemiseksi on tarpeen kuluttaa täsmälleen niin paljon sähköenergiaa kuin on tarpeen. Ja tämä vaatii kodin sähkölaitteiden ja valaistuksen optimaalisen hallinnan. Monet sähköliesi, sähkölämmittimet, tuulettimet jne. varustettu sisäänrakennetuilla säätimillä.

Mutta sähkölaitteiden ohjausjärjestelmän tekniset ominaisuudet maksavat paljon rahaa. Ja tästä syystä ostetaan useimmiten edullisia sähkölaitteita yksinkertaisilla säätimillä. Seuraavaksi kerromme lukijoille laitteista, joiden käyttö ei vain säästä sähköä, vaan myös tekee monista sähkölaitteista kätevämpiä. Nämä laitteet ovat tehonsäätimiä. Niiden tarkoituksena on säätää keskimääräistä jännitettä kuorman yli.

Helpoin tapa ostaa himmennin

Ne vähentävät sen kokoa ja vastaavasti virrankulutusta. Joule-Lenzin ja Ohmin lakien mukaan sähköpiirille. Tehokas kuormitustehon säätö saadaan aikaan erityisillä teknisillä ratkaisuilla. Ja mikä tahansa tehonsäädinpiiri sisältää puolijohdekytkimen. Ne, jotka haluavat nopeasti saada kyvyn ohjata joustavasti sähkölaitteitaan, voivat helposti ostaa yksinkertaisen tehonsäätimen. Se on himmennin. Tämän laitteen eri malleja myydään vähittäismyyntiketjuissa.

Tällainen säädin on erittäin kätevä maassa. Se on upea lisä pieneen kattilaan tai yksi-, kaksipolttiseen sähköliesiin. Nyt kypsennyksen aikana ei pala ja kiehuu liikaa. Kun ostat tehonsäätimen, varmista, että se sopii ratkaistaviin tehtäviin. Sen on oltava tehokkaampi kuin ohjatun sähkölaitteen. Useimmat himmentimet on suunniteltu palvelemaan asuinvalaistusta. Tästä syystä ne säätelevät pääasiassa tehoa 300 wattiin asti.

En löytänyt sitä kaupasta - tee se itse

Jos haluat ostaa tehokkaamman mallin, sinun on etsittävä sitä vähittäiskauppaketjuista. Vaihtoehtoinen ratkaisu on tarkastella tehonsäädinpiirejä, tehdä valittu malli omin käsin. Auttaaksemme lukijoitamme valitsemaan optimaalisen piirin, kuvailemme tarkemmin näiden laitteiden pääominaisuudet. Puolijohdeavaimen ohjain voidaan kytkeä päälle

• bipolaarinen transistori;
• kenttävaikutus transistori;
• tyristori;
• symmetrinen tyristori (triac, triac).

Tehonsäädin, jonka piiri sisältää minkä tahansa luetelluista puolijohdekytkimistä, on aina jossakin kahdesta tilasta. Se joko rajoittaa virtaa niin paljon kuin mahdollista (katkaisee kuorman) tai ei tarjoa juuri mitään vastusta (yhdistää kuorman). Liipaistuessaan puolijohdelaitteiden liitosresistanssi muuttuu nopeasti suuruusluokkaa. Jokainen sen arvo vastaa tiettyä sähkötehoa. Se vapautuu lämpönä ja sitä kutsutaan dynaamiseksi häviöksi. Mitä nopeammin laite toimii (sammuttaa tai kytkee kuorman), sitä vähemmän dynaamisia häviöitä.

Nopeimmat kytkimet ovat transistorit. Mutta ne kytkeytyvät päälle ja pois päältä millä tahansa ei-nolla-jännitearvolla. Jos nämä prosessit tapahtuvat lähellä sen amplitudiarvoa, dynaamiset häviöt ovat mahdollisimman suuria. Perinteinen tyristoriavain eroaa siinä, että se sammuu ilman ohjaussignaalia, kun kuormitusvirta kulkee nollan läpi. Vaikka sen sisällyttäminen tapahtuu samalla vaihtojännitteen amplitudilla kuin transistoreilla.

Valitse triac

Tästä syystä tyristoripiiri ja erityisesti triac-tehosäädin on yksinkertaisempi, taloudellisempi ja luotettavampi. Varsinkin jos se käynnistyy nopeasti. Triacin tehonsäätimessä sen lisäksi ei ole enää puolijohdelaitteita, joiden läpi kuormitusvirta kulkee. Ja säätimillä, joissa on loput näppäimet, on sellaisia ​​​​laitteita kuin tasasuuntausdiodit, mukaan lukien sisäänrakennetut. Siksi suosittelemme pysähtymistä triaceihin - niiden kanssa on piirejä monissa hakukirjoissa, suosituissa aikakauslehdissä ja siten Internetissä. Ne on helppo löytää ja valita jotain hyväksyttävää.

Triac KU208G:n ensimmäistä tehonsäädintä on käytetty useita vuosia, viime vuosisadan 80-luvulta lähtien.

Nykyaikaiset triacit säätimissä

KU208G:n vanhentunut muotoilu ei ole aina kätevä sijoittaa säätimen koteloon. Uudessa mallissa BT136 600E, jossa kytkentä- ja säätöparametrit ovat suunnilleen samat, voit koota kompaktimman triac-tehosäätimen. Tässä mallissa on sen kompaktiuden ansiosta huomattavasti enemmän suunnitteluvaihtoehtoja, joista valita.

Jos tehonsäädin on tehty yksinään, jonka piiri on otettu mistä tahansa lähteestä, muista vertailla käytetyn avaimen ja kuorman maksimivirtoja. Tätä tarkoitusta varten jaa tyyppikilven kuormitusteho 220:lla. Jotta tehonsäädin toimisi luotettavasti triacissa, eikä vain saatu virta-arvo tulee olla 0,7 piirissä käytetyn avaimen nimellisarvosta. Siksi monille kodinkoneille KU208G on melko heikko. Mutta se voidaan korvata tehokkaammalla, esimerkiksi BTA 12:lla.

Tämä näppäin 12 ampeerillaan pystyy säätämään kuormitusta luotettavasti 1848 wattiin asti, nostamalla sitä lyhyesti 2000 wattiin. Esimerkiksi tämän mallin triacissa kootulla tehonsäätimellä voidaan ohjata vedenkeitintä. Yksi näistä vaihtoehdoista on esitetty alla.

Tehonsäädinpiiriä valittaessa

• kollektorin tasavirtamoottori,
• yleismoottorit (myös keräilymoottorit),
• sopii sähkömoottorin ohjaamiseen kaikissa sähkölaitteissa,

Suosittelemme, että kiinnität huomiota johtamisen turvallisuuteen. Se saadaan galvaanisella eristyksellä säätöpiirissä. Avain irtoaa turvallisesti ohjaimesta, jota käyttäjä koskettaa. Tätä varten käytetään muuntajilla varustettuja piiriratkaisuja sekä. Esimerkkejä tällaisista järjestelmistä on esitetty alla. Näissä järjestelyissä ohjauselementti on osa säädintä.

Tehokas, luotettava ja turvallinen tehonsäädin tuo uusia kuluttajaominaisuuksia moniin sähkölaitteisiisi. Sinun on valittava oikea laite, kun ostat tai teet ne virheettömästi omin käsin valitun järjestelmän mukaan.

Nykyaikaisten piirien käyttö yksinkertaisilla alkuperäisratkaisuilla perinteiseen elementtipohjaan ja uusiin pienikokoisiin mikropiireihin mahdollistaa kompaktien ja helppokäyttöisten suuritehoiset säätimet. Tässä artikkelissa kuvataan useita yksinkertaisia ​​5 kW:n kuormitustehosäätimiä, jotka on helppo valmistaa saatavilla olevista osista.

Elektroniset tehonsäätimetkuormia käytetään nykyään laajasti teollisuudessa ja jokapäiväisessä elämässäsähkömoottoreiden pyörimisnopeuden tasainen säätö, lämmittimien lämpötila, huonevalaistuksen voimakkuus sähkölampuilla, tarvittavan hitsausvirran säätö, akkujen latausvirran säätö jne. Aikaisemmin tähän käytettiin tilaa vieviä muuntajia ja automuuntajia, joissa kuormalla toimivien käämien kierrokset vaihdettiin porrastetusti tai tasaisesti. Elektroniset säätimet ovat kompaktimpia, helppokäyttöisempiä ja kevyempiä, ja niillä on paljon enemmän tehoa. Pohjimmiltaan elektronisten vaihtovirtasäätimien toimeenpanoelementit ovat: tyristori, triac ja optotyristori, jälkimmäistä ohjataan siihen sisäänrakennetun optoerottimen kautta, mikä eliminoi galvaanisen yhteyden ohjauspiirin ja virtalähteen välillä.

Näiden elementtien tehonsäätö perustuu triac-kytkentävaiheen muutokseen ohjauspiirin jokaisessa sinimuotoisen jännitteen puoliaallossa. Tämän seurauksena kuorman jännitemuoto "leikkaa" jyrkän rintaman siniaallon puoliaaltoja (kuva 1).Tässä tapauksessa itse tehonsäätimen jännitteen muoto on kuvan 2 mukainen. Tällä aaltomuodolla on laaja valikoima yliaaltoja, jotka sähköjohtoja pitkin eteneessään voivat häiritä elektronisia laitteita: televisioita, tietokoneita, äänilaitteita jne. Tässä suhteessa RC- tai RLC-suodattimet asennetaan tällaisten tehonsäätimien verkkotuloihin.

Kuva 1

Käytännössä kaikissa tällä hetkellä valmistetuissa kodin elektronisissa laitteissa ja tietokoneissa on omat sisäänrakennetut ylijännitesuojat, joiden vuoksi tehonsäätimien häiriöt eivät välttämättä vaikuta näiden elektronisten laitteiden toimintaan. Kirjoittaja testasi erilaisia ​​tehonsäätimiä ilman omia verkkosuodattimia huoneissa, joihin on asennettu televisio,

Kuva 2

tietokone, FM-vastaanotin ja DVD-soitin UMZCH:lla Tässä laitteessa ei havaittu häiriöitä, mutta tämä ei tarkoita, että suodattimia ei tarvita ollenkaan. Nämä tehonsäätimet voivat häiritä kuistilla olevien naapureiden elektronisia laitteita. Käytännön tutkimukset häiriön leviämisestä naapurihuoneiden sähköjohdotuksen kautta oskilloskoopilla osoittivat, että kun kuormitustehoa säädetään 2 kW:iin asti, RC-suodatin riittää, mikä vahvistetaan teollisuustuotekaavioilla. Suurempia tehonsäätimiä varten on tarpeen kytkeä LC-suodatin RC-suodattimen jälkeen,

Kuva 3

Kuva 4

Kaavamainen kaavio teollisuustehosäätimen verkkosuodattimesta 4 kW:iin asti tyyppi RT-4 UHL4.2 220V-1 R30 on esitetty kuvassa 3,säätimen asennus - kuvassa 4. Jokainen kela sisältää 90 kierrosta PEV-2-lankaa, jonka halkaisija on 1,5 mm, kierrettynä kahteen kerrokseen kehykselle, jonka sisään on sijoitettu ferriittisydän, jonka läpäisevyys on Ф600 ja jonka halkaisija on 8 mm. Kelan induktanssi on 0,25 mH. Tehonsäätimiä ilman suodattimia voidaan käyttää autotalleissa, yksittäisissä kodinhoitohuoneissa, mökeissä jne., eli kaukana naapureista. Jos tehonsäädin on erillinen tuote ja se on suunniteltu kytkemään eri tehoisia kuormia, käyttäjien on tärkeää tietää, että säätimen nupin samassa asennossa eri kuormilla on erilaiset jännitteet. Tästä syystä tehonsäädin on asetettava nollaan ennen kuorman kytkemistä. Tarvittaessa voit ohjata kuorman jännitettä erillisellä tai sisäänrakennetulla volttimittarilla.

Internetissä ja sähkölehdissä on monia erilaisia ​​sähköisten kuormatehosäätimien piirejä lähes samoilla toiminnoilla, mutta muitakin piiriratkaisuja on mm.häiriöttömät säätimet. Nämä säätimet antavat sinimuotoisia virtoja, joiden kestoa säätelee kuorman teho. Tällaisten säätimien piirit ovat suhteellisen monimutkaisia ​​ja niitä voidaan käyttää joissakin erikoistapauksissa. Tällaisten sääntelijöiden käyttöä teollisuudessa ei ole tavattu. Suurin osa tehonsäätimistä on rakennettu kuorman vaihevirran säädön periaatteelle. Suurin ero on tyristorien ja triakkien ohjauspiirit. Teho-osa on käytännössä kolme vaihtoehtoa: tyristori diodisillan diagonaalissa, kaksi vastarinnakkaistyristoria ja triakki. Ohjauspiirit ovat erilaisia ​​vaihtoehtoja, jotka perustuvat transistoreihin, mikropiireihin, dinistoreihin, kaasupurkauslaitteisiin, unijunction-transistoreihin jne., joista osa on esitetty [1-6]. Tällaiset suunnitelmat sisältävät monia yksityiskohtia, niitä on suhteellisen vaikea valmistaa ja säätää.

Tyristorisäätimet

Yksinkertaisin ja yleisimmin käytetty tehonsäädin oli diodisillan diagonaaliin sisältyvä ja yksinkertaisella ohjauspiirillä varustettu tyristorisäädin (kuva 5).. Tämän säätimen toimintaperiaate on hyvin yksinkertainen, kunhan kondensaattori C2 on ladattu R2:n ja R4:n kautta, tyristori on lukittu, kun liipaisujännite saavutetaan C2:ssa, tyristori avautuu ja siirtää virran kuormaan ja C2 nopeasti purkautuu matalan kautta

Kuva 5 tehonsäädin tyristorin päällä

avoin tyristorin vastus. Kun sinimuotoinen verkkojännite kulkee nollan läpi, tyristori lukittuu ja odottaa uutta jännitteen nousua kohdassa C2. Mitä enemmän aikaa C2 latautuu, sitä vähemmän aikaa tyristori on aukitilassa ja sitä pienempi on kuorman virta. Mitä pienempi on R4:n arvo, sitä nopeammin C2 latautuu ja enemmän virtaa johdetaan kuormaan. Tämän piirin etuna on, että hyvän tyristorin parametreistä riippumatta kuorman positiiviset ja negatiiviset virtapulssit ovat aina symmetrisiä, samoin kuin vain yhden tyristorin läsnäolo, joka, kun ne ilmestyivät, oli pulaa. Haittana on neljän tehokkaan diodin läsnäolo, jotka yhdessä tyristorin ja jäähdyttimien kanssa lisäävät merkittävästi säätimen mittoja. Kompaktimpia ja kaksi kertaa tehokkaampia ovat anti-rinnakkaistyristoreihin perustuvat tehonsäätimet. Kahdella KU202N-tyristorilla, joissa on yksinkertainen ohjauspiiri, saadaan jopa 4 kW:n kuormatehosäädin, jota kirjoittaja käyttää pitkään tehostetussa lämmittimessä.

Kaavamainen kaavio tällaisesta säätimestä linjasuodattimella on esitetty kuvassa 6. Tällaisten piirien haittana on positiivisten ja negatiivisten virtapulssien epäsymmetria kuormassa tyristoriparametrien leviämisen kanssa.

Kuva 6

Epäsymmetria ilmenee tyristorin avautumisen alkuvaiheessa. Lämmittimissä ja sähkötyökaluissa, joissa on kollektorimoottorit, tällä epäsymmetrialla ei ole käytännön merkitystä, ja kun niiden kirkkaus laskee, valaistuslaitteet alkavat vilkkua, koska jonkin napaisuuden pulssit katoavat kokonaan. Tämän puutteen poistamiseksi on tarpeen valita tyristorit, joilla on identtiset parametrit avausvirralle ja tyristorien pitovirralle teknisestä tasavirtalähteestä vastaavalla kuormalla tai valitsemalla toinen tyristori lampun vilkkumisen puuttumiseksi vähintään lämmitysteholla. spiraali.

Yksi tyristorityypeistä on optotyristorit, joiden ohjaamiseen voidaan antirinnakkaisliitännällä soveltaa kuvan 5 piirin ohjausperiaatetta.positiivisten ja negatiivisten ohjauspulssien erottelulla diodeilla tai dinistoreilla.

Käytännöllinen kaavio tällaisesta kuormitustehosäätimestä 5 kW:iin asti on esitetty kuvassa 7.Kirjoittaja käyttää tätä säädintä säätämään muiden tehokkaiden sähkölaitteiden hitsausvirtaa ja toimintatapoja. Tehonsäädin on varustettu kuorman osoitinjänniteilmaisimella, mikä lisää sen toiminnan mukavuutta. Kuvassa 8näkyy osoitinilmaisin (pos. 1), johon on liimattu sen tasasuuntaajan ja suodattimen osat. Säätimessä ei ole ylijännitesuojaa, koska sitä käytetään joko maalla tai autotallissa. Tarvittaessa voit käyttää siihen suodatinta, jonka kaavio on esitetty kuvassa 3.

Kuva 7, tehonsäätimen piiri optotyristoreilla

Kuva 8

Triac säätimet

Erityisen kiinnostavia ovat nykyaikaiset tehonsäätimet, jotka perustuvat triaceihin. Perinteiset triac-ohjauspiirit sisältävät suhteellisen monia osia, kuten kuvassa 4 esitetystä teollisuussäätimen piirilevystä näkyy selvästi.Esimerkiksi mikrosiruKR1167KP1B antaa ohjauspulsseja triakin ohjauselektrodille, joka näkyy oskilogrammissa (kuva 9).Kaavamainen kaavio tehonsäätimestä, joka käyttää tätä Zaporozhyen sähköasentajien keskuudessa yleistä mikropiiriä, on esitetty kuvassa. 10. Tämä VS1:n jäähdytyselementtitön tehonsäädin voi käyttää jopa 200 W:n kuormia

Kuva 9

(Kuva 11), ja jäähdyttimellä, jonka pinta-ala on vähintään 100 cm 2 - jopa 2 kW. Kävi ilmi, että tätä järjestelmää voidaan yksinkertaistaa entisestään ilman laadun heikkenemistä. Yksinkertaistettu kaavio säätimestä tällä mikropiirillä on esitetty kuvassa. 12.Kun käytetään huollettavia osia, nämä piirit eivät vaadi säätöä.

Kuva 10, tehonsäätimen piiri triaceissa

Yöpöytälamppujen säätimien valmistuksessa kävi ilmi, että joissakin triaceissa ja mikropiireissä on vikoja, jotka vaikuttavat pulssien symmetriaan ja vastaavasti lamppujen hehkun säädön tasaisuuteen ja jopa johtavat niihin.

Kuva 11

vilkkuu. Painetun piirilevyn osien uudelleenjuottaminen on epämiellyttävä toimenpide ja johtaa sen vaurioitumiseen. Tässä suhteessa tehtiin testilevy kuvan 1 kaavion mukaisesti. 10(ilman R1:tä ja C1:tä) yksirivisen mikropiirin pistokkeella, joka ratkaisi nämä ongelmat. Juota säädin painetun piirilevyn koskettimiin 1-2

Riisi. 12

trimmausvastus R5. Kuormitukseksi on kytketty hehkulamppu. Ennen osien asentamista testausta varten levy on irrotettava verkkovirrasta.

Kuvan 11 kaavion perusteella valmistettiin kannettava tekninen ohjain erilaisiin töihin. Osien asennus näkyy kuvassaartikkelin alussa (alakansi poistettu). Piiri on koottu alumiinikoteloon, joka toimii myös triac-jäähdyttimenä, eristetty kotelosta kiilletiivisteellä ja eristävällä erikoisaluslevyllä. Triakin kiinnittämisen jälkeen on ehdottomasti tarkistettava sen anodin ja kotelon välinen eristysvastus, jonka on oltava vähintään 1 MΩ.

Yhteenvetona on huomattava, että kuormitustehosäätimet, jotka on koottu kuvion 6 ja 2 kaavioiden mukaisesti. 10, testattu pitkällä aikavälillä, ovat optimaaliset luotettavuuden, kompaktin, osien yksinkertaisuuden, asennuksen ja käyttöönoton suhteen. Tyristoriparametrien pienellä hajallaan ja triac-parametrien epäsymmetrisyydellä nämä säätimet voivat toimia kaikentyyppisillä sopivan tehon kuormilla, paitsi valaistuslaitteita. Vastusten ja kondensaattorien poikkeama kaavioissa ilmoitetuista 10 ... 20% ei vaikuta säätimien toimintaan. Annetut ohjauspiirit voivat toimia myös tehokkaampien tyristoreiden ja triakkien kanssa kuormitustehosäätimissä 5 kW asti. Tehonsäädin kuvan 1 kaavion mukaisesti. 12 suositellaan enintään 100 W:n valaisimille ilman jäähdytyselementtiä. Tämän säätimen toimintaa muun tyyppisille kuormille ei ole testattu, mutta oletettavasti sen ei pitäisi olla huonompi kuin kuvan 1 kaavion mukaan koottu säädin. 10 .

A.N. Žurenkov

Kirjallisuus

1. Zolotarev S. Tehonsäädin // Radio. -1989. - Nro 11.

2. Karapetyants V. Tehonsäätimen parantaminen // Radio. - 1986. -№11.

3. Leontiev A., Lukash S. Jännitteensäädin pulssivaiheohjauksella // Radio -1992. - Nro 9.

4. Biryukov S. Kaksikanavainen triac-ohjain // Radio. - 2000. - Nro 2.

5 . Zorin S. Tehonsäädin // Radio. -2000. - № 8 .

6. Zhurenkov A. Hiustenkuivaaja elektronisella tehonsäädöllä // Elektrik. - 2009. - Nro 1-2.

7. Zhurenkov A. Lisätty teho lämmitin // Elektrik. - 2009. - Nro 9.