Pomôžte rozvoju stránky a zdieľajte článok s priateľmi!

Tyristorové regulátory výkonu sa používajú v každodennom živote (v analógových spájkovacích staniciach, elektrických ohrievačoch atď.) A vo výrobe (napríklad na štartovanie vysoko výkonných pohonných jednotiek). V domácich spotrebičoch sa spravidla inštalujú jednofázové regulátory, v priemyselných zariadeniach sa častejšie používajú trojfázové regulátory.

Tieto zariadenia sú elektronickým obvodom pracujúcim na princípe fázového riadenia na riadenie výkonu v záťaži (viac o tejto metóde bude opísané nižšie).

Princíp fungovania fázovej regulácie

Princípom regulácie tohto typu je, že pulzný otvor tyristora má určitú fázu. Čím viac sa nachádza od konca polovice periódy, tým väčšia bude amplitúda napätia aplikovaného na záťaž. Na obrázku nižšie vidíme opačný proces, keď impulzy prichádzajú takmer do konca polovice obdobia.

Minimálny výkon

Graf ukazuje čas, kedy je tyristor zatvorený t1 (fáza riadiaceho signálu), ako vidíte, otvára sa takmer na konci polovičného cyklu sínusoidu, v dôsledku čoho je amplitúda napätia minimálna, a preto výkon v záťaži pripojenej k zariadeniu bude zanedbateľný (blízko minima). Zvážte prípad uvedený v nasledujúcom grafe.

Polovičný výkon

Tu vidíme, že pulzný otvor tyristora padá v polovici polovice periódy, to znamená, že regulátor vydá polovicu výkonu z maximálneho možného množstva. Práca na výkone blízkom maximu je zobrazená v nasledujúcom grafe.

Napájanie blízke maximu

Ako je možné vidieť z grafu, impulz padá na začiatok sínusovej polovičnej periódy. Čas, keď je tyristor v uzavretom stave (t3), je zanedbateľný, preto sa v tomto prípade výkon v záťaži blíži maximu.

Všimnite si, že trojfázové regulátory výkonu pracujú na rovnakom princípe, ale riadia amplitúdu napätia nie v jednom, ale v troch fázach naraz.

Tento spôsob regulácie je jednoduchý na implementáciu a umožňuje presne zmeniť amplitúdu napätia v rozsahu 2 až 98 percent menovitej hodnoty. To umožňuje plynulú reguláciu výkonu elektrických inštalácií. Hlavnou nevýhodou tohto typu zariadenia je vytvorenie vysokej úrovne rušenia v rozvodnej sieti.

Alternatívne, na zníženie interferencie, môžete prepínať tyristory, keď sínusoid striedavého napätia prechádza nulou. Práca takéhoto regulátora výkonu je zrejmá z nasledujúceho grafu.

Prepínanie tyristorov "nula"

Legenda:

  • A - graf polovičných vĺn striedavého napätia;
  • B - prevádzka tyristora pri 50% maximálneho výkonu;
  • C je graf znázorňujúci činnosť tyristora pri 66%;
  • D - 75% maxima.

Ako je možné vidieť z grafu, tyristor „odreže“ polvlny a nie ich časti, čo minimalizuje úroveň rušenia. Nevýhodou takejto implementácie je nemožnosť hladkej regulácie, ale pri zaťažení s vysokou zotrvačnosťou (napríklad rôzne vykurovacie prvky) toto kritérium nie je hlavným kritériom.

Video: Testovanie tyristorového regulátora výkonu

Jednoduchý obvod riadenia výkonu

Na tento účel môžete nastaviť výkon spájkovačky pomocou analógových alebo digitálnych spájkovacích staníc. Tieto sú pomerne drahé a nie je ľahké ich zostaviť bez skúseností. Kým analógové zariadenia (ktoré sú v podstate regulátory výkonu), nebude ťažké robiť vlastnými rukami.

Na tyristory dodávame jednoduché obvodové zariadenie, pomocou ktorého môžete nastaviť výkon spájkovačky.

Najjednoduchší regulátor

Rádiové prvky vyznačené na diagrame:

  • VD - КД209 (alebo podobné vlastnosti)
  • VS-KU203B alebo jeho analóg;
  • R 1 - odpor s výkonom 15 kOm;
  • R 2 - variabilný odpor typu 30kOm;
  • С - kapacita elektrolytického typu s nominálnym 4, 7 mikrofaradom a napätím od 50V;
  • R n je zaťaženie (v našom prípade pôsobí ako spájkovačka).

Toto zariadenie reguluje len kladnú polovičnú periódu, takže minimálny výkon spájkovačky bude polovičný. Tyristor je riadený obvodom, ktorý obsahuje dva odpory a kapacitanciu. Doba nabíjania kondenzátora (je regulovaná odporom R 2 ) ovplyvňuje trvanie "otvorenia" tyristora. Nižšie je uvedený plán zariadenia.

Vplyv odporu R2 na činnosť regulátora

Vysvetlenie obrázku:

  • graf A - zobrazuje sínusové striedavé napätie aplikované na zaťaženie Rn (spájkovačka) s odporom R2 blízkym 0 kΩ;
  • graf B - zobrazuje amplitúdu sínusového napätia aplikovaného na spájkovačku s odporom R2 rovným 15 kΩ;
  • graf C, ako je možné vidieť z neho, s maximálnym odporom R2 (30 kΩ), čas prevádzky tyristora (t 2 ) je minimálny, to znamená, že spájkovačka pracuje s výkonom približne 50% menovitého výkonu.

Schéma zariadenia je pomerne jednoduchá, takže aj tí, ktorí nie sú dobre oboznámení s návrhom obvodov, budú schopní ho zostaviť sami. Treba upozorniť, že keď toto zariadenie pracuje, je v jeho okruhu napätie nebezpečné pre osobu, preto musia byť všetky jeho prvky spoľahlivo izolované.

Ako už bolo uvedené vyššie, zariadenia pracujúce na princípe fázovej regulácie sú zdrojom silného rušenia v elektrickej sieti. Z tejto situácie existujú dva spôsoby:

    • napájacie napätie cez vyhladzovací filter (jeho schéma je ľahké nájsť), najjednoduchším uskutočnením je feritový kruh so sieťovým káblom omotaným okolo neho;
      Feritový kruhový filter z kábla monitora
    • zostaviť zariadenie, ktoré nezasahuje, uvádzame príklad takejto schémy.

Regulátor bez rušenia

Nižšie je schéma regulátora výkonu, ktorý nezasahuje, pretože „neodrezáva“ polvlny, ale „odstrihuje“ určité množstvo z nich. Princíp činnosti takého zariadenia, sme uvažovali v časti "Princíp fungovania fázového riadenia", menovite spínanie tyristora cez nulu.

Rovnako ako v predchádzajúcej schéme, nastavenie výkonu nastáva v rozsahu od 50% do hodnoty blízkej maximu.

Žiadny rušivý regulátor

Zoznam rádiových prvkov použitých v prístroji, ako aj možnosti ich výmeny:

Tyristor VS - KU103V;

diódy:

VD 1 -VD 4 - KD209 (v zásade môžete použiť ľubovoľné analógy, ktoré umožňujú spätné napätie vyššie ako 300V a prúd väčší ako 0, 5A); VD 5 a VD 7 - KD521 (je možné inštalovať akúkoľvek pulznú diódu); VD 6 - KC191 (môžete použiť analóg s stabilizačným napätím 9V)

kondenzátory:

C 1 - elektrolytický typ s kapacitou 100 µF, určený na napätie najmenej 16V; C2 - 33H; S 3 - 1 mikrofaradom.

rezistory:

R1 a R5 - 120kΩ; R2-R4-12kOhm; R6 - 1KOhm

čipy:

DD1 - K176 LE5 (alebo LA7); DD2 –K176TM2. Alternatívne môžete použiť logiku série 561;

R n - spájkovačka pripojená ako záťaž.

Ak montáž tyristorového regulátora nevykonala žiadne chyby, zariadenie začne pracovať okamžite po zapnutí, nie je potrebné ho konfigurovať. S možnosťou merať teplotu spájkovacieho hrotu, môžete urobiť merítko pre odpor R 5 .

V prípade, že zariadenie nefunguje, odporúčame skontrolovať správnosť zapojenia rádiových prvkov (pred tým nezabudnite odpojiť sieť od siete).

Pomôžte rozvoju stránky a zdieľajte článok s priateľmi!

Kategórie:

Elektrikár