- Princíp činnosti regulátora na triak
- Možnosti obvodu regulátora
- Regulátor so spätnou väzbou
- Induktívny regulátor záťaže
- Jednoduchý regulátor výkonu na triak DIY
Pomôžte rozvoju stránky a zdieľajte článok s priateľmi!
Na ovládanie určitých typov domácich spotrebičov (napríklad elektrického náradia alebo vysávača) sa používa sieťový vypínač na báze triakov. Podrobnosti o princípe fungovania tohto polovodičového prvku nájdete v materiáloch umiestnených na našich webových stránkach. V tejto publikácii sa zaoberáme radom otázok týkajúcich sa schém riadenia zaťaženia triakom. Ako vždy, začnime teóriou.
Princíp činnosti regulátora na triak
Pripomeňme, že triak sa nazýva modifikácia tyristora, ktorý hrá úlohu polovodičového kľúča s nelineárnou charakteristikou. Hlavný rozdiel oproti základnému zariadeniu spočíva v obojsmernom vedení pri prepnutí do režimu „otvoreného“ režimu, keď je prúd privádzaný na riadiacu elektródu. Vďaka tejto vlastnosti triaky nezávisia od polarity napätia, čo umožňuje ich efektívne využitie v obvodoch s premenlivým napätím.
Okrem získaných vlastností majú tieto zariadenia dôležitú vlastnosť základného prvku - schopnosť udržiavať vodivosť pri odpojení riadiacej elektródy. V tomto prípade "uzavretie" polovodičového kľúča nastáva v okamihu, keď neexistuje žiadny potenciálny rozdiel medzi hlavnými závermi zariadenia. To znamená, že keď striedavé napätie prechádza bodom nula.
Ďalším bonusom z takéhoto prechodu do „uzavretého“ stavu je zníženie počtu zásahov v tejto fáze prevádzky. Všimnite si, že pod kontrolou tranzistorov môže byť vytvorený nerušiaci regulátor.
Vďaka vyššie uvedeným vlastnostiam sa môže zaťaženie riadiť fázovým riadením. To znamená, že triak otvára každú polovicu obdobia a uzatvára sa pri prechode nulou. Čas oneskorenia nástupu „otvoreného“ režimu preruší časť polperiódy, výsledkom čoho bude výstupný priebeh píly.
V tomto prípade zostane amplitúda signálu rovnaká, preto sú takéto zariadenia nesprávne nazývané regulátory napätia.
Možnosti obvodu regulátora
Uvádzame niekoľko príkladov obvodov, ktoré umožňujú ovládať výkon záťaže pomocou triaku, začnime s najjednoduchším.
Legenda:
- Rezistory: R1 - 470 kΩ, R2 - 10 kΩ,
- Kondenzátor C1 - 0, 1 μF x 400 V.
- Diódy: D1 - 1N4007, D2 - akýkoľvek indikátor LED 2.10-2.40 V 20 mA.
- Dynistor DN1 je DB3.
- Triac DN2 - KU208G, môžete nainštalovať výkonnejší analógový BTA16 600.
Pomocou dynistora DN1 sa okruh D1-C1-DN1 uzavrie, čím sa DN2 prevedie do „otvorenej“ polohy, v ktorej zostáva v nulovom bode (dokončenie polovičného cyklu). Okamžik otvorenia je určený dobou akumulácie na kondenzátore prahového poplatku potrebného na spínanie DN1 a DN2. Riadi rýchlosť nabíjania C1 reťazca R1-R2, ktorého celkový odpor závisí od momentu "otvorenia" triaku. V súlade s tým je výkon zaťaženia riadený premenlivým odporom Rl.
Napriek jednoduchosti systému je veľmi účinný a môže byť použitý ako stmievač pre osvetľovacie zariadenia s vláknom alebo regulátorom výkonu pre spájkovačku.
Bohužiaľ, vyššie uvedená schéma nemá žiadnu spätnú väzbu, preto nie je vhodná ako stabilizovaný regulátor otáčok kolektorového motora.
Regulátor so spätnou väzbou
Spätná väzba je potrebná na stabilizáciu otáčok motora, ktoré sa môžu meniť vplyvom zaťaženia. To možno vykonať dvomi spôsobmi:
- Nainštalujte tachometer, ktorý meria rýchlosť. Táto možnosť umožňuje presné nastavenie, čo však zvyšuje náklady na implementáciu riešenia.
- Sledujte zmeny napätia na elektromotore av závislosti od toho zvyšujte alebo znižujte „otvorený“ režim polovodičového kľúča.
Druhá možnosť je oveľa ľahšie realizovateľná, ale vyžaduje si malé nastavenie pod výkonom použitých elektrických strojov. Nižšie je schéma takéhoto zariadenia.
Legenda:
- Rezistory: R1 - 18 kΩ (2 W); R2 je 330 kΩ; R3 - 180 Ohm; R4 a R5– 3, 3 kΩ; R6 - je potrebné zvoliť, ako to bude urobené, bude opísané nižšie; R7 - 7, 5 kΩ; R8 - 220 kΩ; R9 - 47 kΩ; R10 - 100 kΩ; R11 - 180 kΩ; R12 - 100 kΩ; R13 - 22 kΩ.
- Kondenzátory: C1 - 22 mikrofarád x 50 V; C2 - 15 nF; C3 - 4, 7 mikrofarady x 50 V; C4 - 150 nF; C5 - 100 nF; C6 - 1 uF x 50 V.
- D1 diódy - 1N4007; D2 - akýkoľvek indikátor LED pri 20 mA.
- Triac T1 - BTA24-800.
- Mikroobvod - U2010B.
Táto schéma zabezpečuje plynulý štart elektrickej inštalácie a zabezpečuje jej ochranu pred preťažením. Povolené sú tri prevádzkové režimy (nastavené prepínačom S1):
- A - Pri preťažení sa rozsvieti LED D2, čo signalizuje preťaženie, po ktorom motor zníži rýchlosť na minimum. Ak chcete režim opustiť, musíte ho vypnúť a zapnúť.
- B - Pri preťažení sa rozsvieti LED D2, motor sa prepne na prácu s minimálnymi otáčkami. Pre ukončenie režimu je potrebné odstrániť záťaž z elektromotora.
- C - Režim indikácie preťaženia.
Nastavenie obvodu sa redukuje na výber odporu R6, vypočíta sa podľa výkonu elektromotora podľa nasledujúceho vzorca :. Napríklad, ak potrebujeme riadiť motor s výkonom 1500 W, potom bude výpočet nasledovný: 0, 25 / (1500/240) = 0, 04 Ohm.
Na výrobu tohto odporu je najlepšie použiť nichromový drôt s priemerom 0, 80 alebo 1, 0 mm. Nižšie je tabuľka, ktorá vám umožňuje zvoliť si odpor R6 a R11 v závislosti od výkonu motora.
Vyššie uvedené zariadenie môže byť použité ako regulátor otáčok motora elektrických nástrojov, vysávačov a iných zariadení pre domácnosť.
Induktívny regulátor záťaže
Tí, ktorí sa pokúšajú ovládať indukčné zaťaženie (napríklad transformátor zváracích strojov) pomocou vyššie uvedených schém, budú sklamaní. Zariadenia nebudú fungovať, s možným zlyhaním triakov. Je to spôsobené fázovým posunom, preto polovodičový kľúč nemá čas prejsť do „otvoreného“ režimu počas krátkeho impulzu.
Existujú dva možné riešenia problému:
- Podanie série podobných impulzov riadiacej elektróde.
- Poskytnite konštantný signál riadiacej elektróde, kým neprejde nulou.
Prvá možnosť je najoptimálnejšia. Uvádzame schému, kde sa toto riešenie používa.
Ako je možné vidieť na nasledujúcom obrázku, kde sú zobrazené oscilogramy hlavných signálov regulátora výkonu, na otvorenie triaku sa použije pulzný paket.
Toto zariadenie umožňuje použitie regulátorov na polovodičových spínačoch na riadenie indukčnej záťaže.
Jednoduchý regulátor výkonu na triak DIY
Na konci článku uvádzame príklad jednoduchého regulátora výkonu. V zásade môžete zostaviť ktorýkoľvek z vyššie uvedených schém (najjednoduchšia verzia bola znázornená na obrázku 2). Pre toto zariadenie nie je potrebné ani vytvoriť dosku s plošnými spojmi, zariadenie môže byť zostavené montážou. Príklad takejto implementácie je znázornený na obrázku nižšie.
Tento regulátor je možné použiť ako stmievač a tiež na ovládanie pomocou výkonných elektrických ohrievačov. Odporúčame zvoliť obvod, v ktorom sa používa polovodičový spínač s vlastnosťami zodpovedajúceho záťažového prúdu.