Помогнете на развитието на сайта, споделяйки статията с приятели!

За да се контролират определени видове домакински уреди (например електроинструменти или прахосмукачки), се използва превключвател на захранването, базиран на триак. Подробности за принципа на действие на този полупроводников елемент може да се намери в материалите, публикувани на нашия уебсайт. В тази публикация разглеждаме редица въпроси, свързани със схемите за контрол на силата на силата на триак. Както винаги, нека започнем с теорията.

Принципът на работа на регулатора на триак

Припомнете си, че триак се нарича модификация на тиристора, който играе ролята на полупроводников ключ с нелинейна характеристика. Неговата основна разлика от основното устройство се състои в двупосочна проводимост при превключване в режим "отворено", когато се подава ток към управляващия електрод. Поради това свойство триаците не зависят от полярността на напрежението, което им позволява да се използват ефективно в схеми с променливо напрежение.

В допълнение към придобитите характеристики, тези устройства имат важно свойство на базовия елемент - способността да се поддържа проводимост, когато управляващият електрод е изключен. В този случай "затварянето" на полупроводниковия ключ възниква в момента, когато няма потенциална разлика между основните заключения на устройството. Тоест, когато променливото напрежение премине точката на нула.

Допълнителен бонус от такъв преход към „затворено” състояние е намаляването на броя на намесите в тази фаза на експлоатация. Имайте предвид, че под контрола на транзистори може да се създаде неинтерфериращ регулатор.

Поради свойствата, изброени по-горе, мощността на натоварване може да се контролира чрез контрол на фазите. Т. е. Триакът се отваря на всеки полупериод и се затваря при преминаване през нула. Времето на закъснение от началото на “отворения” режим прекъсва част от полупериода, в резултат на което изходната форма на вълната ще бъде пилообразна.

Формата на сигнала на изхода на регулатора на мощност: А - 100%, В - 50%, С - 25%

В този случай амплитудата на сигнала ще остане същата, поради което такива устройства са неправилно наречени регулатори на напрежението.

Опции на веригата на регулатора

Даваме няколко примера за схеми, които ви позволяват да контролирате силата на товара, използвайки триак, да започнем с най-простите.

Фигура 2. Схема на обикновен регулатор на мощност на триак с 220 V захранване

Легенда:

  • Резистори: R1- 470 kΩ, R2 - 10 kΩ,
  • Кондензатор С1 - 0, 1 μF x 400 V.
  • Диоди: D1 - 1N4007, D2 - всеки светодиоден индикатор 2.10-2.40 V 20 mA.
  • Динисторът DN1 е DB3.
  • Triac DN2 - KU208G, можете да инсталирате по-мощен аналог BTA16 600.

С помощта на динистора DN1 веригата D1-C1-DN1 се затваря, което преобразува DN2 в “отворена” позиция, при която остава в нулевата точка (завършване на полу-цикъл). Моментът на отваряне се определя от времето на натрупване на кондензатора на прага, необходим за превключване на DN1 и DN2. Контролира скоростта на зареждане на C1 верига R1-R2, от общото съпротивление на което зависи от момента на "отваряне" на триака. Съответно, мощността на натоварване се контролира от променлив резистор R1.

Въпреки простотата на схемата, тя е доста ефективна и може да се използва като димер за осветление с нажежаема жичка или контролер за захранване за поялник.

За съжаление горната схема няма обратна връзка, следователно не е подходяща като стабилизиран регулатор на оборотите на колекторния двигател.

Регулатор с обратна връзка

Необходима е обратна връзка за стабилизиране на оборотите на двигателя, които могат да се променят под влиянието на товара. Това може да стане по два начина:

  1. Инсталирайте тахометър, който измерва скоростта. Тази опция позволява прецизна корекция, но това увеличава разходите за прилагане на решението.
  2. Наблюдавайте промените в напрежението на електродвигателя и, в зависимост от това, увеличете или намалете “отворения” режим на полупроводниковия ключ.

Последният вариант е много по-лесен за изпълнение, но изисква малка корекция под силата на използваните електрически машини. По-долу е представена схема на такова устройство.

Контрол на мощността с обратна връзка

Легенда:

  • Резистори: R1 - 18 kΩ (2 W); R2 е 330 kΩ; R3 - 180 Ом; R4 и R5 - 3.3 kΩ; R6 - необходимо е да се избере как ще бъде направено това ще бъде описано по-долу; R7 - 7.5 kΩ; R8 - 220 kΩ; R9 - 47 kΩ; R10 - 100 kΩ; R11 - 180 kΩ; R12 - 100 kΩ; R13 - 22 kΩ.
  • Кондензатори: С1 - 22 микрофарада х 50 V; С2 - 15 nF; С3 - 4, 7 микрофарада х 50 V; С4 - 150 nF; C5 - 100 nF; C6 - 1 uF x 50 V.
  • D1 диоди - 1N4007; D2 - всеки светодиод от 20 mA.
  • Triac T1 - BTA24-800.
  • Микросхема - U2010B.

Тази схема осигурява плавен старт на електрическата инсталация и осигурява нейната защита срещу претоварване. Допускат се три режима на работа (зададени чрез превключвател S1):

  • A - При претоварване светодиодът D2 се включва, което показва претоварване, след което двигателят намалява скоростта до минимум. За да излезете от режима, трябва да изключите и да включите устройството.
  • B - Когато е претоварен, светодиодът D2 се включва, двигателят се превключва за работа с минимална скорост. За да излезете от режима е необходимо да отстраните товара от електродвигателя.
  • C - режим на индикация за претоварване.

Настройката на веригата се свежда до избора на съпротивление R6, изчислява се в зависимост от мощността на електродвигателя по следната формула :. Например, ако трябва да контролираме двигател с мощност от 1500 W, тогава изчислението ще бъде както следва: 0.25 / (1500/240) = 0.04 Ohm.

За производството на това съпротивление най-добре е да се използва нихромова тел с диаметър 0, 80 или 1, 0 мм. По-долу е дадена таблица, която ви позволява да изберете съпротивлението R6 и R11, в зависимост от мощността на двигателя.

Таблицата за избор на стойности на съпротивление в зависимост от мощността на двигателя

Горното устройство може да се използва като регулатор на скоростта на двигателя на електрически инструменти, прахосмукачки и други домакински уреди.

Регулатор на индуктивно натоварване

Онези, които се опитват да контролират индуктивен товар (например трансформатор за заваръчна машина), използвайки гореспоменатите схеми, ще бъдат разочаровани. Устройствата няма да работят с възможния отказ на триаксите. Това се дължи на фазовото изместване, поради което полупроводниковия ключ няма време да премине в режим „отворен“ по време на кратък импулс.

Има два възможни решения на проблема:

  1. Подаване на контролен електрод от серия от подобни импулси.
  2. Осигурете постоянен сигнал към управляващия електрод, докато той премине през нула.

Първият вариант е най-оптимален. Даваме схема, в която се използва това решение.

Схема за управление на мощността за индуктивен товар

Както може да се види от следващата фигура, където са показани осцилограми на основните сигнали на регулатора на мощност, се използва импулсен пакет за отваряне на триака.

Осцилограми на входния (А), контролен (В) и изходния (С) регулатор на мощността

Това устройство позволява да се използват регулатори на полупроводникови превключватели за контрол на индуктивен товар.

Прост регулатор на мощността на триак DIY

В края на статията даваме пример за прост регулатор на мощността. По принцип можете да сглобите някоя от горните схеми (най-опростената версия е показана на фигура 2). За това устройство дори не е необходимо да се прави печатна платка, устройството може да се сглобява чрез монтаж. Пример за такова изпълнение е показан на фигурата по-долу.

Домашен регулатор на мощността

Възможно е да се използва този регулатор като димер, а също и да се контролира с неговите мощни електрически нагреватели. Препоръчваме да се избере верига, в която за управление се използва полупроводников превключвател с характеристиките на съответния ток на натоварване.

Помогнете на развитието на сайта, споделяйки статията с приятели!

Категория: