Тиристорен контролер на мощността го прави сам: схеми

• Принципът на действие на фазовото регулиране
• Лесна верига за управление на мощността
• Регулатор без смущения

Помогнете на развитието на сайта, споделяйки статията с приятели!

Тиристорни регулатори на мощност се използват както в ежедневието (в аналогови запояващи станции, електрически нагреватели и др.), Така и в производството (например за стартиране на мощни агрегати). В домакинските уреди, като правило, се монтират еднофазни регулатори, в промишлени инсталации се използват трифазни регулатори.

Тези устройства са електронна схема, работеща на принципа на фазовия контрол за контролиране на мощността в товара (повече за този метод ще бъде описано по-долу).

Принципът на действие на фазовото регулиране

Принципът на регулиране от този тип е, че импулсното отваряне на тиристора има определена фаза. Това означава, че колкото по-далеч се намира от края на полупериода, толкова по-голяма амплитуда ще бъде напрежението, приложено към товара. На фигурата по-долу виждаме обратния процес, когато импулсите идват почти под края на полупериода.

Графиката показва времето, когато тиристорът е затворен t1 (контролна сигнална фаза), както виждате, той се отваря почти в края на полу-цикъла на синусоида, в резултат на което амплитудата на напрежението е минимална и следователно мощността в товара, свързана с устройството, ще бъде незначителна (близка до минималната). Разгледайте случая, представен в следващата графика.

Тук виждаме, че импулсното отваряне на тиристора попада в средата на полупериода, т.е. контролерът ще даде половината мощност от максимално възможното. Работата върху мощността близо до максимума е показана на следната графика.

Както може да се види от графиката, импулсът пада върху началото на синусоидалния полупериод. Времето, когато тиристорът е в затворено състояние (t3) е незначително, затова в този случай мощността в товара се приближава до максимума.

Имайте предвид, че трифазните регулатори на мощност работят на същия принцип, но те контролират амплитудата на напрежението не в една, а в три фази наведнъж.

Този метод на регулиране е лесен за изпълнение и ви позволява точно да променяте амплитудата на напрежението в диапазона от 2 до 98 процента от номиналната стойност. Това позволява плавно да се контролира мощността на електрическите инсталации. Основният недостатък на този тип устройство е създаването на високо ниво на смущения в електрическата мрежа.

Алтернативно, за да се намали смущенията, можете да превключвате тиристорите, когато синусоида на променливо напрежение преминава през нула. Ясно е, че работата на такъв регулатор на мощност може да се види на следващата графика.

Легенда:

• А - графика на полу вълните на променливото напрежение;
• Б - тиристорна работа при 50% от максималната мощност;
• С е графика, показваща работата на тиристора при 66%;
• D - 75% от максимума.

Както може да се види от графиката, тиристор „прекъсва“ полу-вълните, а не техните части, което намалява нивото на смущения. Недостатъкът на такова изпълнение е невъзможността за плавно регулиране, но за товар с висока инерция (например различни нагревателни елементи) този критерий не е основният.

Видео: Тестване на тиристорен контролер на мощността

Лесна верига за управление на мощността

За тази цел можете да регулирате силата на поялника с помощта на аналогови или цифрови запояващи станции. Последните са доста скъпи и не е лесно да се съберат без опит. Докато аналоговите устройства (които по същество са регулатори на мощността) няма да бъдат трудни за извършване със собствените си ръце.

Даваме прости схематични устройства на тиристори, чрез които можете да регулирате силата на поялника.

Радиоелементите, отбелязани на диаграмата:

• VD - КД209 (или подобни характеристики)
• VS-KU203B или негов аналог;
• R ₁ - съпротивление с номинална стойност 15 kOm;
• R ₂ - променливо съпротивление тип 30kOm;
• С - електролитен капацитет с номинален 4.7 микрофарад и напрежение от 50V;
• R _n е товарът (в нашия случай той действа като поялник).

Това устройство регулира само положителния полупериод, така че минималната мощност на поялника ще бъде наполовина номинална. Тиристорът се управлява чрез верига, включваща две съпротивления и капацитет. Времето за зареждане на кондензатора (регулирано от съпротивлението R ₂ ) влияе върху продължителността на "отварянето" на тиристора. По-долу е показан графикът на устройството.

Обяснение на фигурата:

• графика А - показва синусоидно променливо напрежение, приложено към натоварването Rn (поялник) със съпротивление R2 близо до 0 k;
• графика Б - показва амплитудата на синусоидалното напрежение, приложено към поялника със съпротивление R2, равно на 15 kΩ;
• График С, както може да се види от него, с максимално съпротивление R2 (30 kΩ), времето на работа на тиристора (t ₂ ) става минимално, т.е. поялникът работи с мощност около 50% от номиналната.

Схемата на устройството е доста проста, така че дори и тези, които не са добре запознати с дизайна на веригата, ще могат да го сглобят сами. Трябва да се предупреди, че когато това устройство работи, има напрежение, което е опасно за човека в неговата верига, поради което всички елементи трябва да бъдат надеждно изолирани.

Както вече беше описано по-горе, устройствата, работещи на принципа на фазовото регулиране, са източник на силни смущения в електрическата мрежа. Има два начина за излизане от тази ситуация:

• • захранващо напрежение през изглаждащ филтър (неговата схема е лесно да се намери), най-простото изпълнение е феритен пръстен с мрежов кабел, увит около него;

    

  • сглобявам устройство, което не се намесва, даваме пример за такава схема.

Регулатор без смущения

По-долу е показана схема на регулатор на мощността, който не пречи, защото не „отрязва“ полу-вълните, а „отрязва“ определено количество от тях. Принципът на работа на такова устройство, ние разглеждаме в раздела "Принципът на работа на фазовия контрол", а именно, превключването на тиристора през нула.

Както и в предишната схема, регулирането на мощността се извършва в диапазона от 50% до стойност, близка до максималната.

Списъкът на радиоелементите, използвани в устройството, както и опциите им за подмяна:

Тиристори VS - KU103V;

диоди:

VD ₁ -VD ₄ - KD209 (по принцип можете да използвате всякакви аналози, които позволяват обратното напрежение над 300V и ток по-голям от 0.5A); VD ₅ и VD ₇ - KD521 (разрешено е да се инсталира някакъв импулсен диод); VD ₆ - KC191 (можете да използвате аналог със стабилизиращо напрежение, равно на 9V)

кондензатори:

C ₁ - електролитен тип с капацитет 100 µF, проектиран за напрежение най-малко 16V; С2-33Н; С ₃ - 1 микрофарад.

резистори:

R1 и R5 - 120k3; R2-R4 - 12kOhm; R6 - 1KOhm

чипове:

DD1 - K176 LE5 (или LA7); DD2 –K176TM2. Като алтернатива можете да използвате логиката на серията 561;

R _n - поялник, свързан като товар.

Ако монтажът на тиристорния регулатор на мощност не е направил никакви грешки, тогава устройството започва да работи веднага след включване, не е необходимо да се конфигурира. С възможност за измерване на температурата на запоящия накрайник, можете да направите скала за резистор R ₅ .

В случай, че устройството не работи, препоръчваме да проверите коректността на окабеляването на радиоелементите (не забравяйте да го изключите от мрежата преди това).

Помогнете на развитието на сайта, споделяйки статията с приятели!