Ventili 

Regulator napona za grijaće tijelo 2 5 kW krug. Elektronski regulatori snage opterećenja

U članku je opisano kako radi tiristorski regulator snage, čiji će dijagram biti prikazan u nastavku

U svakodnevnom životu vrlo često postoji potreba za regulacijom snage kućanskih aparata, kao što su električni štednjaci, lemilice, kotlovi i grijaći elementi, u transportu - brzina motora itd. Najjednostavniji amaterski radio dizajn dolazi u pomoć - regulator snage na tiristoru. Sastavljanje takvog uređaja neće biti teško, to može postati prvi kućni uređaj koji će obavljati funkciju podešavanja temperature vrha lemilice početnika radio amatera. Vrijedno je napomenuti da su gotove stanice za lemljenje s kontrolom temperature i drugim ugodnim funkcijama red veličine skuplje od jednostavnog lemilice. Minimalni skup dijelova omogućuje vam sastavljanje jednostavnog tiristorskog regulatora snage za zidnu montažu.

Za vašu informaciju, površinska montaža je metoda sastavljanja radio-elektroničkih komponenti bez korištenja tiskane pločice, a uz dobru vještinu omogućuje vam brzo sastavljanje elektroničkih uređaja srednje složenosti.

Također možete naručiti tiristorski regulator, a za one koji to žele sami shvatiti, u nastavku će biti prikazan dijagram i objašnjeno načelo rada.

Usput, ovo je jednofazni tiristorski regulator snage. Takav uređaj se može koristiti za kontrolu snage ili brzine. Međutim, prvo to moramo razumjeti jer će nam to omogućiti da shvatimo za koje je opterećenje bolje koristiti takav regulator.

Kako radi tiristor?

Tiristor je kontrolirani poluvodički uređaj koji može provoditi struju u jednom smjeru. Riječ "kontrolirano" korištena je s razlogom, jer uz njegovu pomoć, za razliku od diode, koja također provodi struju samo na jednom polu, možete odabrati trenutak kada tiristor počinje provoditi struju. Tiristor ima tri izlaza:

  • Anoda.
  • Katoda.
  • Kontrolna elektroda.

Da bi struja počela teći kroz tiristor, moraju biti ispunjeni sljedeći uvjeti: dio mora biti u strujnom krugu koji je pod naponom, a na upravljačku elektrodu mora se primijeniti kratkotrajni impuls. Za razliku od tranzistora, upravljanje tiristora ne zahtijeva zadržavanje upravljačkog signala. Nijanse tu ne završavaju: tiristor se može zatvoriti samo prekidanjem struje u krugu ili stvaranjem obrnutog napona anoda-katoda. To znači da je uporaba tiristora u istosmjernim krugovima vrlo specifična i često nerazborita, ali u izmjeničnim krugovima, primjerice u uređaju kao što je tiristorski regulator snage, strujni je krug konstruiran tako da je osiguran uvjet za zatvaranje. . Svaki poluval će zatvoriti odgovarajući tiristor.

Najvjerojatnije, ne razumijete sve? Nemojte očajavati - u nastavku će biti detaljno opisan proces rada gotovog uređaja.

Područje primjene tiristorskih regulatora

U kojim je krugovima učinkovito koristiti tiristorski regulator snage? Krug vam omogućuje savršeno reguliranje snage uređaja za grijanje, odnosno utjecaj na aktivno opterećenje. Kada radite s visoko induktivnim opterećenjem, tiristori se jednostavno ne mogu zatvoriti, što može dovesti do kvara regulatora.

Je li moguće imati motor?

Mislim da su mnogi čitatelji vidjeli ili koristili bušilice, kutne brusilice, koje se popularno nazivaju "brusilice", i druge električne alate. Možda ste primijetili da broj okretaja ovisi o dubini pritiska na gumb okidača uređaja. U ovom elementu ugrađen je tiristorski regulator snage (čiji je dijagram prikazan u nastavku), uz pomoć kojeg se mijenja broj okretaja.

Bilješka! Tiristorski regulator ne može promijeniti brzinu asinkronih motora. Dakle, napon se regulira na kolektorskim motorima opremljenim sklopom četkica.

Shema jednog i dva tiristora

Tipični krug za sastavljanje tiristorskog regulatora snage vlastitim rukama prikazan je na donjoj slici.

Izlazni napon ovog kruga je od 15 do 215 volti; u slučaju korištenja navedenih tiristora instaliranih na hladnjake, snaga je oko 1 kW. Usput, prekidač s kontrolom svjetline svjetla izrađen je prema sličnoj shemi.

Ako ne trebate u potpunosti regulirati napon i samo želite izlaz od 110 do 220 volti, upotrijebite ovaj dijagram koji prikazuje poluvalni tiristorski regulator snage.

Kako radi?

Informacije opisane u nastavku vrijede za većinu shema. Oznake slova će se uzeti u skladu s prvim krugom tiristorskog regulatora

Tiristorski regulator snage, čiji se princip rada temelji na faznoj kontroli vrijednosti napona, također mijenja snagu. Ovo načelo leži u činjenici da u normalnim uvjetima na opterećenje utječe izmjenični napon kućne mreže, mijenjajući se prema sinusoidnom zakonu. Gore, pri opisivanju principa rada tiristora, rečeno je da svaki tiristor radi u jednom smjeru, odnosno upravlja vlastitim poluvalom iz sinusnog vala. Što to znači?

Ako povremeno povezujete opterećenje pomoću tiristora u strogo određenom trenutku, vrijednost efektivnog napona bit će niža, jer će dio napona (efektivna vrijednost koja "pada" na opterećenje) biti manji od napona mreže. Ova pojava je ilustrirana na grafikonu.

Zasjenjeno područje je područje stresa koje je pod opterećenjem. Slovo "a" na vodoravnoj osi označava moment otvaranja tiristora. Kada završi pozitivni poluval i započne period s negativnim poluvalom, jedan od tiristora se zatvara, au istom trenutku otvara se drugi tiristor.

Shvatimo kako radi naš specifični tiristorski regulator snage

Shema jedan

Unaprijed odredimo da će se umjesto riječi "pozitivno" i "negativno" koristiti "prvi" i "drugi" (poluval).

Dakle, kada prvi poluval počne djelovati na naš krug, kondenzatori C1 i C2 počinju se puniti. Njihova brzina punjenja ograničena je potenciometrom R5. ovaj element je promjenjiv, a uz njegovu pomoć postavlja se izlazni napon. Kada se na kondenzatoru C1 pojavi napon potreban za otvaranje dinistora VS3, dinistor se otvara i kroz njega teče struja uz pomoć koje će se otvoriti tiristor VS1. Trenutak kvara dinistora je točka "a" na grafikonu prikazanom u prethodnom odjeljku članka. Kada vrijednost napona prijeđe nulu i krug je pod drugim poluvalom, tiristor VS1 se zatvara, a proces se ponovno ponavlja, samo za drugi dinistor, tiristor i kondenzator. Otpornici R3 i R3 služe za upravljanje, a R1 i R2 za toplinsku stabilizaciju kruga.

Princip rada drugog kruga je sličan, ali on kontrolira samo jedan od poluvalova izmjeničnog napona. Sada, znajući princip rada i krug, možete sastaviti ili popraviti tiristorski regulator snage vlastitim rukama.

Korištenje regulatora u svakodnevnom životu i sigurnosne mjere

Mora se reći da ovaj krug ne osigurava galvansku izolaciju od mreže, tako da postoji opasnost od strujnog udara. To znači da ne smijete dodirivati ​​elemente regulatora rukama. Mora se koristiti izolirano kućište. Trebali biste dizajnirati svoj uređaj tako da ga, ako je moguće, možete sakriti u podesivi uređaj i pronaći slobodan prostor u kućištu. Ako se podesivi uređaj nalazi trajno, tada ga općenito ima smisla spojiti preko prekidača s prigušivačem. Ovo rješenje će djelomično zaštititi od strujnog udara, eliminirati potrebu za pronalaženjem prikladnog kućišta, ima atraktivan izgled i proizvedeno je industrijskom metodom.

Poluvodički uređaj koji ima 5 p-n spojeva i može propuštati struju u smjeru naprijed i nazad naziva se triak. Zbog nemogućnosti rada na visokim frekvencijama izmjenične struje, visoke osjetljivosti na elektromagnetske smetnje i značajnog stvaranja topline pri prebacivanju velikih opterećenja, trenutno se ne koriste naširoko u industrijskim instalacijama velike snage.

Tamo ih uspješno zamjenjuju sklopovi temeljeni na tiristorima i IGBT tranzistorima. Ali kompaktne dimenzije uređaja i njegova izdržljivost, u kombinaciji s niskom cijenom i jednostavnošću upravljačkog kruga, omogućili su im da se koriste u područjima gdje gore navedeni nedostaci nisu značajni.

Danas se triac krugovi mogu pronaći u mnogim kućanskim aparatima od sušila za kosu do usisavača, ručnih električnih alata i električnih uređaja za grijanje - gdje je potrebna glatka prilagodba snage.

Princip rada

Regulator snage na triaku radi poput elektroničkog ključa, povremeno se otvara i zatvara na frekvenciji koju određuje upravljački krug. Kada je otključan, triac propušta dio poluvala mrežnog napona, što znači da potrošač dobiva samo dio nazivne snage.

Uradi sam

Danas, raspon triac regulatora u prodaji nije jako velik. I iako su cijene takvih uređaja niske, često ne zadovoljavaju zahtjeve potrošača. Zbog toga ćemo razmotriti nekoliko osnovnih sklopova regulatora, njihovu namjenu i korištenu bazu elemenata.

Dijagram uređaja

Najjednostavnija verzija kruga, dizajnirana za rad s bilo kojim opterećenjem. Koriste se tradicionalne elektroničke komponente, princip upravljanja je fazno-pulsni.

Glavne komponente:

  • triak VD4, 10 A, 400 V;
  • dinistor VD3, prag otvaranja 32 V;
  • potenciometar R2.

Struja koja teče kroz potenciometar R2 i otpor R3 puni kondenzator C1 sa svakim poluvalom. Kada napon na pločama kondenzatora dosegne 32 V, dinistor VD3 se otvara i C1 se počinje prazniti kroz R4 i VD3 do upravljačkog terminala triaka VD4, koji se otvara kako bi omogućio protok struje do opterećenja.

Trajanje otvaranja regulira se odabirom napona praga VD3 (konstantne vrijednosti) i otpora R2. Snaga u opterećenju izravno je proporcionalna vrijednosti otpora potenciometra R2.

Dodatni krug dioda VD1 i VD2 i otpora R1 nije obavezan i služi za glatko i točno podešavanje izlazne snage. Struja koja teče kroz VD3 ograničena je otpornikom R4. Time se postiže trajanje impulsa potrebno za otvaranje VD4. Osigurač Pr.1 štiti krug od struja kratkog spoja.

Posebnost kruga je da se dinistor otvara pod istim kutom u svakom poluvalu mrežnog napona. Kao rezultat toga, struja se ne ispravlja i postaje moguće spojiti induktivno opterećenje, na primjer transformator.

Triake treba odabrati prema veličini opterećenja, na temelju izračuna 1 A = 200 W.

Korišteni elementi:

  • Dinistor DB3;
  • Triac TS106-10-4, VT136-600 ili drugi, potrebna nazivna struja je 4-12A.
  • Diode VD1, VD2 tipa 1N4007;
  • Otpori R1100 kOhm, R3 1 kOhm, R4 270 Ohm, R5 1,6 kOhm, potenciometar R2 100 kOhm;
  • C1 0,47 µF (radni napon od 250 V).

Imajte na umu da je shema najčešća, s manjim varijacijama. Na primjer, dinistor se može zamijeniti diodnim mostom ili se RC krug za suzbijanje smetnji može instalirati paralelno s triakom.

Moderniji sklop je onaj koji upravlja trijakom iz mikrokontrolera - PIC, AVR ili drugi. Ova shema omogućuje točniju regulaciju napona i struje u krugu opterećenja, ali je i složenija za implementaciju.


 Krug regulatora snage triaka

Skupština

Regulator snage mora se sastaviti u sljedećem redoslijedu:

  1. Odredite parametre uređaja na kojem će uređaj koji se razvija raditi. Parametri uključuju: broj faza (1 ili 3), potrebu za preciznim podešavanjem izlazne snage, ulazni napon u voltima i nazivnu struju u amperima.
  2. Odaberite vrstu uređaja (analogni ili digitalni), odaberite elemente prema snazi ​​opterećenja. Svoje rješenje možete provjeriti u nekom od programa za modeliranje električnih krugova - Electronics Workbench, CircuitMaker ili njihovim online analozima EasyEDA, CircuitSims ili bilo kojem drugom po vašem izboru.
  3. Izračunajte rasipanje topline pomoću sljedeće formule: pad napona na trijaku (oko 2 V) pomnožen s nazivnom strujom u amperima. Točne vrijednosti pada napona u otvorenom stanju i nazivni protok struje navedeni su u karakteristikama triaka. Dobijamo disipaciju snage u vatima. Odaberite radijator prema izračunatoj snazi.
  4. Kupite potrebne elektroničke komponente, radijator i tiskana ploča.
  5. Postavite kontaktne staze na ploču i pripremite mjesta za ugradnju elemenata. Predvidjeti montažu na ploču za triak i radijator.
  6. Ugradite elemente na ploču pomoću lemljenja. Ako nije moguće pripremiti tiskanu ploču, tada možete koristiti površinsku montažu za spajanje komponenti pomoću kratkih žica. Prilikom sastavljanja obratite posebnu pozornost na polaritet spajanja dioda i triaka. Ako na njima nema oznaka igle, onda postoje "lukovi".
  7. Provjerite sklopljeni krug multimetrom u otpornom načinu rada. Dobiveni proizvod mora odgovarati izvornom dizajnu.
  8. Sigurno pričvrstite triac na radijator. Ne zaboravite postaviti izolacijsku brtvu za prijenos topline između triaka i radijatora. Vijak za pričvršćivanje je sigurno izoliran.
  9. Postavite sklopljeni krug u plastičnoj kutiji.
  10. Zapamtite da na terminalima elemenata Prisutan je opasan napon.
  11. Okrenite potenciometar na minimum i izvedite probni rad. Multimetrom izmjerite napon na izlazu regulatora. Lagano okrećite gumb potenciometra kako biste pratili promjenu izlaznog napona.
  12. Ako je rezultat zadovoljavajući, tada možete spojiti opterećenje na izlaz regulatora. U suprotnom, potrebno je izvršiti prilagodbe snage.

 Radijator snage triac

Podešavanje snage

Kontrola snage kontrolira se potenciometrom, preko kojeg se puni kondenzator i krug za pražnjenje kondenzatora. Ako parametri izlazne snage nisu zadovoljavajući, trebali biste odabrati vrijednost otpora u krugu pražnjenja i, ako je raspon podešavanja snage mali, vrijednost potenciometra.

  • produljite vijek trajanja lampe, prilagodite osvjetljenje ili temperaturu lemilice Pomoći će jednostavan i jeftin regulator koji koristi triac.
  • odaberite tip sklopa i parametre komponente prema planiranom opterećenju.
  • pažljivo razradite sklopna rješenja.
  • budite oprezni pri sastavljanju kruga, obratite pozornost na polaritet poluvodičkih komponenti.
  • ne zaboravite da električna struja postoji u svim elementima kruga a za ljude je smrtonosan.

Pozdravljam sve koji su svratili. Recenzija će se usredotočiti, kao što ste vjerojatno već pogodili, na vrlo koristan regulator snage/dimer snage 2000 W koji vam omogućuje podešavanje izlazne snage raznih uređaja. Adapter je vrlo koristan u svakodnevnom životu, ima dosta primjena, pa ako koga zanima, dobrodošao pod mačku...
Ažurirano, dodao par testova s ​​većim opterećenjem

Opći obrazac:


Kratke tehničke karakteristike:
- Maksimalna snaga – 2000W
- Napon napajanja – 50-220V
- Stanovanje - nema
- Dimenzije - 52mm*50mm*30mm
- Težina – 41g

Dimenzije:

Regulator snage/dimer dolazi u standardnoj torbi i malih je dimenzija. Evo usporedbe s novčanicom od tisuću dolara i kutijom šibica:




Izgled:

Regulator ima samo jedan radni element, koji vam omogućuje promjenu izlazne snage više ili manje:


Broj dijelova je mali, lemljenje je dobro, fluks je ispran:


Za spajanje na mrežu/uređaje, na pločicu je zalemljen terminalni blok sa zaštitnim stranama:


Spajanje je jednostavno: dvije lijeve stezaljke (IN) za spajanje na 220V mrežu, dvije desne stezaljke (OUT) za spajanje opterećenja.
Nažalost, uređaj nema nikakvo kućište, pa budite oprezni kada ga koristite u ovom obliku!

Testiranje:

Kao primjer, pokušajmo regulirati snagu lemilice EPCN-40, snage 40W:


Parametre ćemo pratiti domaćim vatmetrom:


U nominalnom načinu rada, lemilo troši oko 39 W:


Minimalna moguća snaga s ovim regulatorom bila je 10W:


Maksimalna moguća snaga kroz regulator je 38W:


Razlika od 1-2W može se nadoknaditi gubicima u dodatnim žicama i različitim ulaznim naponima, tj. Kada je regulator postavljen na MAX, izlazna snaga je gotovo neograničena.
Mnogi će se ljudi pitati zašto mijenjati snagu lemilice. Moj odgovor je smanjiti izgaranje savjeta. S puno manjim veličinama vrha ili velikom snagom lemilice, ako se ostavi u "pripravnom" načinu rada dulje vrijeme, vrh "pregori". Ako stalno isključujete napajanje lemilice, morat ćete pričekati nekoliko minuta da se ponovno zagrije na željenu temperaturu. Slažete se - nije baš zgodno. Ovaj regulator, zauzvrat, samo malo smanjuje temperaturu i, ako je potrebno, da bi se parametri lemilice doveli do nominalne, trebat će mnogo manje vremena nego kod potpunog zagrijavanja. U isto vrijeme, trošenje vrha je malo, zagrijava se do nominalne temperature za pola minute. Na slici ispod snaga je postavljena na oko 30W:


Na zahtjev čitatelja, dodajem mali test s jačim opterećenjem, a to je pištolj na vrući zrak KLT-3A. Domaći vatmetar bio je spojen na izlaz regulatora.
S opterećenjem od 700W (klizač regulatora postavljen na MAX), radijator triac je topao, za 5 minuta se zagrijao do 35°C:


U ovom načinu rada može raditi dugo vremena. U drugom načinu rada pištolja za vrući zrak (kontrolni klizač na MAX), temperatura je dosegla 50°C u minuti. Snaga je bila oko 1350W:


S takvom snagom ovaj radijator nije dovoljan za dugotrajan rad, potrebno je pričvrstiti masivniji radijator ili aktivno hlađenje (hladnjak). Po mom mišljenju, do 800-900 W možete koristiti regulator "kakav jest" pri većim snagama i dugotrajnim načinima rada, hlađenje treba modificirati!
Još par primjera, regulator je postavljen na srednji položaj:


Malo iznad prosjeka:


Vrlo uobičajene primjene regulatora:
- Promjena broja okretaja kolektorskih motora:
Prikladan kao regulator proračuna za većinu električnih alata (kutne brusilice/brusilice, bušilice, udarne bušilice, blanje, brusilice). Vrlo zgodna stvar za modele koji nemaju ugrađeni regulator brzine ili sustave mekog pokretanja, na primjer, iste proračunske kutne brusilice s nominalnom brzinom vretena od 11.000 o / min. Jedina stvar koju trebate zapamtiti je da kako se snaga smanjuje, okretni moment na osovini također opada, plus sustav hlađenja je dizajniran za nazivne brzine i neće se pravilno hladiti pri smanjenim brzinama. Postoji opasnost od opeklina instrumenta zbog pregrijavanja
- Podešavanje snage osvjetljenja lampi je neizostavna stvar kada je gašenje određene grupe lampi nedopustivo. Regulator vam omogućuje glatku promjenu svjetline sjaja na pravom mjestu
- Podešavanje snage grijaćih uređaja: grijača, lemilica

Ukupno, regulator je dobar, radijator se praktički ne zagrijava pri malim snagama (do 800-900W), pri većim snagama preporučljivo je poboljšati hlađenje i tragove na ploči. Regulator jeftin, preporuka za kupnju...

Proizvod je dostavljen za pisanje recenzije od strane trgovine. Recenzija je objavljena u skladu s klauzulom 18 Pravila stranice.

Planiram kupiti +78 Dodaj u favorite Svidjela mi se recenzija +54 +103

Ako vaš dom ima opskrbu plinom, praktičnije je kuhati na plinskom štednjaku, a grijanje plinskim bojlerom obično je jeftinije od električne opcije. Ali u nedostatku plina, optimizacija potrošnje električne energije postaje vrlo važan zadatak. Da biste to riješili, potrebno je potrošiti točno onoliko električne energije koliko je potrebno. To zahtijeva optimalnu kontrolu kućanskih aparata i rasvjete. Mnogi električni štednjaci, električni grijači, ventilatori itd. opremljeni ugrađenim regulatorima.

Ali tehničke mogućnosti sustava upravljanja električnom opremom koštaju mnogo novca. I zbog toga se najčešće kupuju jeftini električni uređaji s jednostavnim regulatorima. Zatim ćemo reći čitateljima o uređajima čija će uporaba ne samo uštedjeti energiju, već će mnoge električne uređaje učiniti praktičnijima. Ovi uređaji su regulatori snage. Njihova je svrha regulirati prosječni napon na opterećenju.

Najlakši način je kupiti dimmer

Smanjuju njegovu veličinu, a time i potrošnju energije. Prema Joule-Lenzovim i Ohmovim zakonima za električni krug. Učinkovita kontrola snage opterećenja osigurana je posebnim tehničkim rješenjima. A svaki krug regulatora snage sadrži poluvodički prekidač. Svatko tko želi brzo steći sposobnost fleksibilnog upravljanja svojim električnim uređajima može lako kupiti jednostavan regulator snage. To je dimmer. U trgovačkim lancima prodaju se različiti modeli ovog uređaja.

Takav regulator je vrlo prikladan u zemlji. Bit će prekrasan dodatak malom kotlu ili električnom štednjaku s jednim ili dva plamenika. Sada tijekom kuhanja neće biti gorenja i previše vrenja. Kada kupujete regulator snage, svakako provjerite odgovara li zadacima koji se rješavaju. Mora biti snažniji od električne opreme kojom se upravlja. Većina modela dimmera dizajnirana je za servisiranje rasvjete stanova. Iz tog razloga uglavnom reguliraju snagu do 300W.

Niste ga pronašli u trgovini - učinite to sami

Za nabavu snažnijeg modela morat ćete ga potražiti u trgovačkim lancima. Alternativno rješenje je pogledati dijagrame regulatora snage i sami izraditi odabrani model. Kako bismo našim čitateljima pomogli u odabiru optimalnog kruga, detaljnije ćemo opisati glavne značajke ovih uređaja. Kontroler na poluvodičkoj sklopki može se izraditi pomoću

  • bipolarni tranzistor;
  • tranzistor s efektom polja;
  • tiristor;
  • simetrični tiristor (triac, triac).

Regulator snage u čijem se strujnom krugu nalazi neka od navedenih poluvodičkih sklopki uvijek je u jednom od dva stanja. Ili ograničava struju što je više moguće (isključuje opterećenje) ili ne pruža gotovo nikakav otpor (spaja opterećenje). Kada se aktivira, otpor spoja poluvodičkih uređaja brzo mijenja vrijednost. Svaka vrijednost odgovara određenoj električnoj snazi. Oslobađa se kao toplina i naziva se dinamički gubici. Što uređaj brže radi (isključuje ili spaja teret), manji su dinamički gubici.

Najbrži prekidači su tranzistori. Ali oni se uključuju i isključuju pri bilo kojoj vrijednosti napona različitoj od nule. Ako se ti procesi dogode blizu vrijednosti njegove amplitude, dinamički gubici bit će što veći. Konvencionalna tiristorska sklopka razlikuje se po tome što se isključuje bez upravljačkog signala kada struja opterećenja prolazi kroz nulu. Iako je uključen na istu amplitudu izmjeničnog napona kao i kod tranzistora.

Odaberite triak

Iz tog razloga, tiristorski krug, a posebno regulator snage triac, ispostavlja se jednostavnijim, ekonomičnijim i pouzdanijim. Pogotovo ako se brzo uključi. Regulator snage na trijaku, osim njega, nema više poluvodičkih elemenata kroz koje teče struja opterećenja. A regulatori s drugim sklopkama i takvim uređajima svakako će imati ispravljačke diode, uključujući i one ugrađene. Stoga preporučujemo da se usredotočite na triacs - krugovi s njima nalaze se u mnogim referentnim knjigama, popularnim časopisima i, posljedično, na Internetu. Lako ih je pronaći i odabrati nešto prihvatljivo.

Prvi regulator snage temeljen na triaku KU208G korišten je dugi niz godina, počevši od 80-ih godina prošlog stoljeća.

Moderni trijaci u regulatorima

Zastarjeli dizajn KU208G nije uvijek prikladan za postavljanje u tijelo regulatora. Novi model BT136 600E, koji ima približno iste parametre prebacivanja i podešavanja, omogućit će vam sastavljanje kompaktnijeg regulatora snage triaka. Uz ovaj model, zbog njegove kompaktne veličine, postoji znatno više mogućnosti dizajna među kojima možete birati.

Ako napravite vlastiti regulator snage, čiji je dijagram preuzet iz bilo kojeg izvora, svakako usporedite maksimalne struje korištenog prekidača i opterećenja. U tu svrhu podijelite nazivnu snagu opterećenja s 220. Za pouzdan rad regulatora snage na triaku, a ne samo na triaku, rezultirajuća vrijednost struje mora biti 0,7 od nazivne vrijednosti sklopke koja se koristi u krugu. Stoga će za mnoge kućanske električne uređaje KU208G biti prilično slab. Ali može se zamijeniti snažnijim, na primjer VTA 12.

Ovaj ključ sa svojih 12 ampera moći će pouzdano regulirati opterećenje do 1848 W uz kratko povećanje do 2000 W. Sastavljeni regulator snage na temelju triaka ovog modela, na primjer, može se koristiti za upravljanje električnim kuhalom za vodu. Jedna takva opcija prikazana je u nastavku.

Pri izboru kruga regulatora snage

  • DC komutatorski motor,
  • univerzalni (također komutatorski) motori,
  • pogodan za upravljanje elektromotorom u bilo kojoj električnoj opremi,

Preporučujemo da obratite pozornost na sigurnost upravljanja. Omogućuje ga galvanska izolacija u krugu regulatora. Ključ se pouzdano oslobađa iz upravljačkog elementa koji korisnik dodirne. U tu svrhu koriste se sklopna rješenja s transformatorima, kao i optocoupler elektronički uređaji. Primjeri takvih shema prikazani su u nastavku. U tim je krugovima upravljački element dio regulatora.

Učinkovit, pouzdan i siguran regulator snage dodat će nova potrošačka svojstva mnogim vašim električnim uređajima. Ostaje vam pravi izbor uređaja prilikom kupnje ili izrade bez pogrešaka vlastitim rukama prema odabranoj shemi.

Korištenje suvremene tehnologije sklopova koja koristi jednostavna izvorna rješenja na tradicionalnoj bazi elemenata i na novim mikro krugovima male veličine omogućuje nam proizvodnju kompaktnih i jednostavnih za korištenje regulatori velike snage. Ovaj članak opisuje nekoliko jednostavnih dizajna regulatora snage opterećenja do 5 kW, koji se lako mogu izraditi od dostupnih dijelova.


Elektronski regulatori snageopterećenja trenutno se široko koriste u industriji i svakodnevnom životu zaglatka regulacija brzine vrtnje elektromotora, temperatura grijaćih uređaja, intenzitet osvjetljenja prostorija električnim svjetiljkama, podešavanje potrebne struje zavarivanja, podešavanje struje punjenja baterija i sl. Prethodno su za to korišteni glomazni transformatori i autotransformatori s postupnim ili glatkim prebacivanjem zavoja njihovih namota koji rade na opterećenju. Elektronički regulatori su kompaktniji, jednostavniji za korištenje i lagani sa znatno većom snagom. U osnovi, izvršni elementi elektroničkih regulatora izmjenične struje su: tiristor, triac i optotiristor, a potonji se upravlja preko optokaplera koji je ugrađen u njega, čime se eliminira galvanska veza između upravljačkog kruga i napojne mreže.

Regulacija snage pomoću ovih elemenata temelji se na promjeni sklopne faze triaka u svakom poluvalu sinusoidnog napona pomoću upravljačkog kruga. Kao rezultat, valni oblik napona na opterećenju je "odsječak" poluvalova sinusoide sa strmim frontama (slika 1).U ovom slučaju valni oblik napona na samom regulatoru snage ima oblik prikazan na sl. 2. Ovaj oblik signala ima širok raspon harmonika, koji, šireći se kroz električne žice, mogu ometati elektroničke uređaje: televizore, računala, opremu za reprodukciju zvuka itd. U tom smislu, RC ili RLC filtri instalirani su na mrežnim ulazima takvih regulatora snage.

Sl. 1

U praksi, svi trenutno proizvedeni elektronički kućanski uređaji i računala imaju vlastite ugrađene prenaponske filtre, zahvaljujući kojima smetnje regulatora snage možda neće utjecati na rad ovih elektroničkih uređaja. Autor je testirao različite regulatore snage bez vlastitih mrežnih filtara u prostorijama u kojima je TV,

sl.2

Računalo, FM prijemnik i DVD player s UMZCH-om Na ovoj opremi nisu primijećene smetnje, ali to ne znači da filtri uopće nisu potrebni. Ovi regulatori snage mogu ometati elektroničku opremu susjeda u ulazu. Praktične studije širenja buke kroz električne instalacije u susjednim prostorijama pomoću osciloskopa pokazale su da je pri regulaciji snage opterećenja do 2 kW dovoljan RC filtar, što potvrđuju dijagrami strujnih krugova industrijskih proizvoda. Za regulatore veće snage potrebno je nakon RC filtera spojiti LC filter,

sl.3

sl.4

Shematski dijagram mrežnog filtra za industrijski regulator snage do 4 kW tipa RT-4 UHL4.2 220V-1 P30 prikazan je na sl. 3,ugradnja regulatora - na sl. 4. Svaka zavojnica sadrži 90 zavoja PEV-2 žice promjera 1,5 mm, namotanih u dva sloja na okvir, unutar kojeg se nalazi feritna jezgra propusnosti F600 promjera 8 mm. Induktivitet zavojnice je 0,25 mH. Regulatori snage bez filtera mogu se koristiti u garažama, pojedinačnim pomoćnim prostorijama, vikendicama itd., To jest, daleko od susjeda. Ako je regulator snage zaseban proizvod i namijenjen je za spajanje trošila različite snage, važno je da korisnici znaju da će s istim položajem gumba regulatora različita trošila imati različite napone. Iz tog razloga, regulator snage mora biti postavljen na nulu prije spajanja opterećenja. Ako je potrebno, možete pratiti napon na opterećenju pomoću zasebnog ili ugrađenog voltmetra.

Na Internetu i u časopisima o elektrotehnici postoji mnogo različitih sklopova elektroničkih regulatora snage opterećenja s gotovo istim funkcijama, ali postoje i druga sklopna rješenja, npr.regulatori koji ne interferiraju. Ovi regulatori proizvode izboje sinusoidnih struja, čije trajanje regulira snagu u opterećenju. Strujni krugovi takvih regulatora su relativno složeni i mogu se koristiti u nekim posebnim slučajevima. Korištenje takvih regulatora u industriji nije susrećeno. Velika većina regulatora snage izgrađena je na principu fazne kontrole struje u opterećenju. Glavna razlika su upravljački krugovi za tiristore i trijake. Energetski dio se sastoji od praktički tri opcije: tiristor u dijagonalnom diodnom mostu, dva tiristora uzastopno i triak. Upravljački krugovi su različite mogućnosti koje se temelje na tranzistorima, mikrokrugovima, dinistorima, uređajima za pražnjenje u plinu, jednospojnim tranzistorima itd., od kojih su neke dane u [1-6]. Takvi krugovi sadrže mnogo dijelova i relativno su složeni za proizvodnju i postavljanje.

Tiristorski regulatori

Najjednostavniji i najrašireniji regulator snage bio je tiristorski regulator spojen na dijagonalu diodnog mosta i s jednostavnim upravljačkim krugom (sl. 5).. Princip rada ovog regulatora je vrlo jednostavan: dok se kondenzator C2 puni kroz R2 i R4, tiristor je zaključan, kada se postigne napon otključavanja na C2, tiristor se otvara i propušta struju u opterećenje, a C2 se brzo prazni. kroz niske

Slika 5 regulator snage na tiristoru

otpor otvorenog tiristora. Kada sinusni mrežni napon prođe kroz nulu, tiristor se isključuje i čeka novo povećanje napona na C2. Što se više vremena C2 puni, tiristor je manje u otvorenom stanju i manja je struja u opterećenju. Što je manja vrijednost R4, C2 se brže puni i više struje prolazi kroz opterećenje. Prednost ovog sklopa je u tome što su, bez obzira na parametre radnog tiristora, pozitivni i negativni strujni impulsi u opterećenju uvijek simetrični, kao i prisutnost samo jednog tiristora, koji su bili u nedostatku kada su se pojavili. Nedostatak je prisutnost četiri snažne diode, što zajedno s tiristorom i hladnjacima značajno povećava dimenzije regulatora. Regulatori snage temeljeni na back-to-back tiristorima su kompaktniji i dvostruko snažniji. Pomoću dva tiristora KU202N s jednostavnim upravljačkim krugom dobiva se regulator snage opterećenja do 4 kW, koji autor već dugo koristi u grijaču velike snage.

Shematski dijagram takvog regulatora s mrežnim filtrom prikazan je na sl. 6. Nedostatak takvih krugova je asimetrija pozitivnih i negativnih strujnih impulsa u opterećenju kada parametri tiristora variraju.

sl.6

Asimetrija se očituje u početnoj fazi otvaranja tiristora. Za uređaje za grijanje i električne alate s kolektorskim motorima ova asimetrija ne igra praktičnu ulogu, a rasvjetni uređaji, kada se njihova svjetlina smanji, počinju treptati, budući da impulsi nekog polariteta potpuno nestaju. Da bi se uklonio ovaj nedostatak, potrebno je odabrati tiristore s identičnim parametrima za struju otvaranja i struju držanja tiristora iz tehnološkog izvora istosmjerne struje pri odgovarajućem opterećenju ili odabirom drugog tiristora na temelju odsutnosti treptanja žarulje na minimalnoj žarnoj niti. toplina.

Jedna od varijanti tiristora su optotiristori, za kontrolu kojih se, kada su spojeni u paralelnom načinu back-to-back, može primijeniti princip upravljanja kruga na slici 5.s odvajanjem pozitivnih i negativnih kontrolnih impulsa pomoću dioda ili dinistora.

Praktični shematski dijagram takvog regulatora snage opterećenja do 5 kW prikazan je na sl. 7.Ovaj regulator koristi autor za podešavanje struje zavarivanja i načina rada drugih snažnih električnih uređaja. Regulator snage je opremljen indikatorom napona na opterećenju, što povećava praktičnost njegovog rada. Na sl.8vidljiv je brojčanik (poz. 1) na koji su zalijepljeni dijelovi njegovog ispravljača i filtra. Regulator nema zaštitu od prenapona, jer se koristi ili u seoskoj kući ili u garaži. Ako je potrebno, možete koristiti filtar, čiji je dijagram prikazan na sl. 3.

Slika 7, dijagram regulatora snage koji koristi optotiristore

sl.8

Regulatori na trijacima

Od posebnog su interesa moderni krugovi regulatora snage koji koriste triac. Tradicionalni upravljački krugovi triaka sadrže relativno mnogo dijelova, kao što se može jasno vidjeti na ploči industrijskog regulatora prikazanoj na sl. 4.Na primjer, mikrokrugKR1167KP1B šalje upravljačke impulse prikazane na oscilogramu na upravljačku elektrodu triaka (slika 9).Shematski dijagram regulatora snage koji koristi ovaj mikro krug, uobičajen među električarima Zaporozhye, prikazan je na slici. 10. Ovaj regulator snage bez hladnjaka za VS1 može podnijeti opterećenja do 200 W

Sl.9

(Slika 11), i s radijatorom s površinom od najmanje 100 cm 2 - do 2 kW. Pokazalo se da se ova shema može dodatno pojednostaviti bez gubitka kvalitete. Pojednostavljeni dijagram regulatora s ovim mikro krugom prikazan je na Sl. 12.Kada koristite dijelove koji se mogu servisirati, ovi krugovi ne zahtijevaju podešavanje.

Slika 10, krug regulatora snage pomoću triaka

U proizvodnji regulatora za noćne svjetiljke pokazalo se da neki trijaci i mikrosklopovi imaju nedostatke koji utječu na simetriju impulsa i, prema tome, na ujednačenost podešavanja sjaja svjetiljke, pa čak i dovode do njihovog

Sl.11

trepćući. Ponovno lemljenje dijelova na tiskanoj ploči je neugodan postupak i dovodi do njenog oštećenja. S tim u vezi, testna ploča je napravljena prema dijagramu na Sl. 10(bez R1 i C1) s utičnicom za jednoredni mikro krug, koji je riješio ove probleme. Regulatori su zalemljeni na kontakte 1-2 tiskane pločice.

Riža. 12

otpornik za poliranje R5. Kao opterećenje je spojena žarulja sa žarnom niti. Prije ugradnje dijelova za testiranje, ploču je potrebno isključiti iz napajanja.

Na temelju dijagrama na slici 11. izrađen je prijenosni procesni upravljač za razne radove. Ugradnja dijelova prikazana je na fotografijina početku članka (donja naslovnica je uklonjena). Krug je sastavljen u aluminijskom kućištu, koje također služi kao triac hladnjak, izolirano od kućišta brtvom od tinjca i posebnom izolacijskom podloškom. Nakon pričvršćivanja triaka potrebno je provjeriti izolacijski otpor između njegove anode i kućišta, koji mora iznositi najmanje 1 MOhm. Ovaj regulator je pri testiranju dva sata normalno radio bez zagrijavanja kućišta do opterećenja od 500 W.

Zaključno, treba napomenuti da regulatori snage opterećenja sastavljeni prema dijagramima na sl. 6 i sl. 10, testirani dugotrajnim radom, najoptimalniji su u pogledu pouzdanosti, kompaktnosti, jednostavnosti dijelova, ugradnje i puštanja u rad. S malim varijacijama u parametrima tiristora i asimetrijom u parametrima triaka, ovi regulatori mogu raditi na svim vrstama opterećenja odgovarajuće snage, osim rasvjetnih uređaja. Odstupanja vrijednosti otpornika i kondenzatora od onih navedenih u dijagramima za 10 ... 20% ne utječu na rad regulatora. Gornji upravljački krugovi također mogu raditi s jačim tiristorima i triacima u regulatorima snage za opterećenja do 5 kW. Regulator snage prema dijagramu na Sl. 12 preporuča se koristiti za rasvjetne uređaje snage do 100 W bez hladnjaka. Rad ovog regulatora za druge vrste opterećenja nije ispitan, ali vjerojatno ne bi trebao biti lošiji od regulatora sastavljenog prema dijagramu na Sl. 10 .

A.N. Zhurenkov

Književnost

1. Zolotarev S. Regulator snage // Radio. -1989. - br. 11.

2. Karapetjanc V. Poboljšanje regulatora snage // Radio. - 1986. -№11.

3. Leontyev A., Lukash S. Regulator napona s fazno-impulsnom kontrolom // Radio -1992. - br. 9.

4. Biryukov S. Dvokanalni triak regulator // Radio. - 2000. - br.2.

5 . Zorin S. Regulator snage // Radio. -2000. - № 8 .

6. Zhurenkov A. Sušilo za kosu s elektroničkim regulatorom snage // Električar. - 2009. - br. 1-2.

7. Zhurenkov A. Grijač povećane snage // Električar. - 2009. - br. 9.