Trójfazowy i jednofazowy tyrystorowy regulator mocy - zasada działania, obwody. Tyrystorowe regulatory mocy Obwody tyrystorowych regulatorów mocy

23.07.2017 @ 23:39

Mój tyrystorowy regulator napięcia (TRI) wyróżnia się łatwością produkcji i konfiguracji, liniowością regulacji i dużą mocą wyjściową - 200 W bez grzejników i 1000 W z grzejnikami o powierzchni chłodzenia 50 cm2.

Po włączeniu TPH dodatnia półfala napięcia zasilania 220 V przechodzi przez obwód elektryczny VD2RЗR4 i ładuje kondensator C2. Gdy tylko Ucharge przekroczy napięcie włączenia tyrystora VS2, ten ostatni otworzy się i przekaże część dodatniej półfali do obciążenia. Obwód VD4R5 chroni VS2 prądem sterującym.

Zmieniając rezystancję całkowitą R4, można uzyskać regulowane (od 40 do 220 V) napięcie wyjściowe, do bezpośredniego pomiaru którego przeznaczony jest woltomierz zegarowy PV1. Lampka kontrolna HL1 służy do monitorowania napięcia sieciowego oraz stanu bezpieczników FU1 i FU2.

Obydwa kondensatory w TRI są tanie i powszechne - typu MBM. Dla R1, R2 i R5 można zastosować MLT-0,25. Zamiast R3 dobrze sprawdzi się MLT-0.5 (MLT-1). SP1 nadaje się jako rezystancja zmienna. Woltomierz - typ Ts4201 lub podobny, na napięcie 250 V AC. Diody wskazane na schemacie obwodu można zastąpić diodami o mniejszej mocy, na przykład KD102B lub KD105B. Tyrystory - o napięciu wstecznym co najmniej 300 V, powiedzmy KU202N lub KU202L. A jeśli planujesz używać TRN z obciążeniem nieprzekraczającym 350 W, to możesz zastosować również KU201L.

Schemat obwodu i topologia płytki drukowanej tyrystorowego regulatora napięcia

Lampa neonowa HL1 typ TN-0,2. Bezpieczniki dobierane są na podstawie działania urządzenia przy maksymalnym poborze prądu. Jeśli obciążeniem jest silnik elektryczny (na przykład podobny do tego stosowanego w wiertarce ręcznej), to bezpiecznik. = 0,5. 0,6 zaczynam.

Lepiej jest ustawić TRN na tymczasowej płytce drukowanej. Zamiast 390 kiloomów R2 i R5, najpierw przylutuj rezystory 1 kiloomów. Następnie, zmniejszając rezystancję R4 i R3, uzyskaj minimalny spadek napięcia na VS1, VS2.

Rezystory R2, R5 ograniczają prąd sterujący tyrystorów. Są wybierane przy maksymalnej mocy obciążenia. Nawet podczas regulacji nie wolno zwiększać prądu sterującego tyrystora do wartości większej niż 100 mA.

Po zakończeniu regulacji wszystkie elementy schematu elektrycznego przenoszone są na płytkę drukowaną o wymiarach 100x50x2,5 mm wykonaną z jednostronnej folii z włókna szklanego.

S. BABENKO, obwód moskiewski.

Tyrystorowy regulator mocy

1. Zasada działania tyrystora
2. Wideo: tyrystorowy regulator mocy DIY

We współczesnych amatorskich obwodach radiowych szeroko rozpowszechnione są różne typy części, w tym tyrystorowy regulator mocy. Najczęściej tę część stosuje się w lutownicach o mocy 25–40 W, które w normalnych warunkach łatwo się przegrzewają i stają się bezużyteczne. Problem ten można łatwo rozwiązać za pomocą regulatora mocy, który pozwala ustawić dokładną temperaturę.

Zastosowanie regulatorów tyrystorowych

Z reguły tyrystorowe regulatory mocy służą do poprawy właściwości użytkowych konwencjonalnych lutownic. Nowoczesne konstrukcje, wyposażone w wiele funkcji, są drogie, a ich zastosowanie będzie nieskuteczne przy niewielkich nakładach lutowniczych. Dlatego bardziej właściwe byłoby wyposażenie konwencjonalnej lutownicy w regulator tyrystorowy.

Tyrystorowy regulator mocy jest szeroko stosowany w systemach ściemniania oświetlenia. W praktyce są to zwykłe włączniki ścienne z obrotowym pokrętłem. Jednak takie urządzenia mogą normalnie działać tylko ze zwykłymi żarówkami. Nowoczesne świetlówki kompaktowe w ogóle ich nie dostrzegają, ze względu na umieszczony w nich mostek prostowniczy z kondensatorem elektrolitycznym. Tyrystor po prostu nie będzie działał w połączeniu z tym obwodem.

Te same nieprzewidywalne wyniki uzyskuje się przy próbie regulacji jasności lamp LED. Dlatego w przypadku regulowanego źródła światła najlepszą opcją byłoby użycie konwencjonalnych żarówek.

Istnieją inne obszary zastosowań tyrystorowych regulatorów mocy. Wśród nich na uwagę zasługuje możliwość regulacji elektronarzędzi ręcznych. Urządzenia regulacyjne instalowane są wewnątrz obudów i umożliwiają zmianę liczby obrotów wiertarki, wkrętarki, wiertarki udarowej i innych narzędzi.

Zasada działania tyrystora

Działanie regulatorów mocy jest ściśle powiązane z zasadą działania tyrystora. W obwodach radiowych jest to sygnalizowane ikoną przypominającą zwykłą diodę. Każdy tyrystor charakteryzuje się przewodnością jednokierunkową i, w związku z tym, zdolnością do prostowania prądu przemiennego. Udział w tym procesie staje się możliwy pod warunkiem przyłożenia do elektrody sterującej napięcia dodatniego. Sama elektroda sterująca znajduje się po stronie katody. Pod tym względem tyrystor był wcześniej nazywany diodą sterowaną. Przed podaniem impulsu sterującego tyrystor zostanie zamknięty w dowolnym kierunku.

Aby wizualnie określić przydatność tyrystora, podłącza się go do wspólnego obwodu z diodą LED przez źródło stałego napięcia 9 woltów. Dodatkowo do diody LED podłączony jest rezystor ograniczający. Specjalny przycisk zamyka obwód, a napięcie z dzielnika podawane jest na elektrodę sterującą tyrystora. W rezultacie tyrystor otwiera się, a dioda LED zaczyna emitować światło.

Po zwolnieniu przycisku i przestaniu go przytrzymywać, świecenie powinno kontynuować się. Jeśli naciśniesz przycisk ponownie lub kilka razy, nic się nie zmieni - dioda LED będzie nadal świecić z tą samą jasnością. Wskazuje to na stan otwarty tyrystora i jego techniczną przydatność. Pozostanie w pozycji otwartej do momentu przerwania takiego stanu pod wpływem wpływów zewnętrznych.

W niektórych przypadkach mogą istnieć wyjątki. Oznacza to, że po naciśnięciu przycisku dioda LED zapala się, a po zwolnieniu przycisku gaśnie. Taka sytuacja staje się możliwa dzięki przepływowi prądu przez diodę LED, którego wartość jest mniejsza w porównaniu z prądem trzymania tyrystora. Aby obwód działał prawidłowo, zaleca się wymianę diody LED na żarówkę, która zwiększy prąd. Inną opcją byłoby wybranie tyrystora o niższym prądzie trzymania. Parametr prądu trzymania dla różnych tyrystorów może się znacznie różnić, w takich przypadkach konieczne jest wybranie elementu dla każdego konkretnego obwodu.

Obwód najprostszego regulatora mocy

Tyrystor uczestniczy w prostowaniu napięcia przemiennego w taki sam sposób, jak zwykła dioda. Prowadzi to do prostowania półokresowego w znikomych granicach przy udziale jednego tyrystora. Aby osiągnąć pożądany rezultat, dwa półcykle napięcia sieciowego są kontrolowane za pomocą regulatorów mocy. Staje się to możliwe dzięki połączeniu tyrystorów typu back-to-back. Dodatkowo tyrystory można podłączyć do obwodu ukośnego mostka prostowniczego.

Najprostszy obwód tyrystorowego regulatora mocy najlepiej rozważyć na przykładzie regulacji mocy lutownicy. Nie ma sensu rozpoczynać kalibracji bezpośrednio od znaku zerowego. W związku z tym można regulować tylko jeden półcykl dodatniego napięcia sieciowego. Ujemny półcykl przechodzi przez diodę bez żadnych zmian bezpośrednio do lutownicy, zapewniając jej połowę mocy.

Przejście dodatniego półcyklu następuje przez tyrystor, dzięki czemu przeprowadzana jest regulacja. Obwód sterowania tyrystora zawiera proste elementy w postaci rezystorów i kondensatora. Kondensator ładowany jest z górnego przewodu obwodu, poprzez rezystory i kondensator, obciążenie i dolny przewód obwodu.

Elektroda sterująca tyrystora jest podłączona do dodatniego bieguna kondensatora. Kiedy napięcie na kondensatorze wzrasta do wartości umożliwiającej włączenie tyrystora, otwiera się. W rezultacie część dodatniego półcyklu napięcia jest przekazywana do obciążenia. Jednocześnie kondensator jest rozładowywany i przygotowywany do następnego cyklu.

Rezystor zmienny służy do regulacji szybkości ładowania kondensatora. Im szybciej kondensator zostanie naładowany do wartości napięcia, przy której tyrystor się otwiera, tym szybciej tyrystor się otwiera. W rezultacie do obciążenia dostarczane będzie bardziej dodatnie napięcie półokresowe. Obwód ten, wykorzystujący tyrystorowy regulator mocy, służy jako podstawa dla innych obwodów stosowanych w różnych dziedzinach.

DIY tyrystorowy regulator mocy

Tyrystorowy regulator mocy: obwód, zasada działania i zastosowanie

W artykule opisano działanie tyrystorowego regulatora mocy, którego schemat zostanie przedstawiony poniżej

W życiu codziennym bardzo często istnieje potrzeba regulacji mocy urządzeń gospodarstwa domowego, takich jak kuchenki elektryczne, lutownice, bojlery i elementy grzejne, w transporcie – prędkość obrotowa silnika itp. Na ratunek przychodzi najprostsza konstrukcja radia amatorskiego - regulator mocy na tyrystorze. Złożenie takiego urządzenia nie będzie trudne, może stać się pierwszym własnoręcznie wykonanym urządzeniem, które spełni funkcję regulacji temperatury grotu lutownicy początkującego radioamatora. Warto zaznaczyć, że gotowe stacje lutownicze z regulacją temperatury i innymi fajnymi funkcjami są o rząd wielkości droższe od zwykłej lutownicy. Minimalny zestaw części pozwala na złożenie prostego tyrystorowego regulatora mocy do montażu na ścianie.

Dla Państwa informacji montaż powierzchniowy jest metodą montażu elementów radioelektronicznych bez użycia płytki drukowanej i przy dobrych umiejętnościach pozwala na szybki montaż urządzeń elektronicznych o średnim stopniu skomplikowania.

Można również zamówić konstruktora elektronicznego regulatora tyrystorowego, a dla tych, którzy chcą to rozgryźć samodzielnie, poniżej zostanie przedstawiony schemat i wyjaśniona zasada działania.

Nawiasem mówiąc, jest to jednofazowy tyrystorowy regulator mocy. Takie urządzenie może służyć do kontrolowania mocy lub prędkości. Najpierw jednak musimy zrozumieć zasadę działania tyrystora, ponieważ pozwoli nam to zrozumieć, dla jakiego obciążenia lepiej zastosować taki regulator.

Jak działa tyrystor?

Tyrystor to kontrolowane urządzenie półprzewodnikowe, które może przewodzić prąd w jednym kierunku. Słowo „zarządzane” nie bez powodu jest używany, ponieważ za jego pomocą, w przeciwieństwie do diody, która również przewodzi prąd tylko do jednego bieguna, można wybrać moment, w którym tyrystor zacznie przewodzić prąd. Tyrystor ma trzy wyjścia:

Aby prąd zaczął płynąć przez tyrystor, muszą zostać spełnione następujące warunki: część musi znajdować się w obwodzie pod napięciem, a do elektrody sterującej należy przyłożyć krótkotrwały impuls. W przeciwieństwie do tranzystora sterowanie tyrystorem nie wymaga trzymania sygnału sterującego. Na tym nie kończą się niuanse: tyrystor można zamknąć jedynie poprzez przerwanie prądu w obwodzie lub wygenerowanie napięcia wstecznego anoda-katoda. Oznacza to, że zastosowanie tyrystora w obwodach prądu stałego jest bardzo specyficzne i często nierozsądne, natomiast w obwodach prądu przemiennego, np. w urządzeniu takim jak tyrystorowy regulator mocy, obwód jest skonstruowany w taki sposób, że zapewniony jest warunek zamknięcia . Każda półfala zamknie odpowiedni tyrystor.

Najprawdopodobniej nie rozumiesz wszystkiego? Nie rozpaczaj - poniżej szczegółowo opiszemy proces działania gotowego urządzenia.

Zakres stosowania regulatorów tyrystorowych

W jakich obwodach skuteczne jest zastosowanie tyrystorowego regulatora mocy? Obwód pozwala doskonale regulować moc urządzeń grzewczych, czyli wpływać na obciążenie czynne. Podczas pracy z obciążeniem silnie indukcyjnym tyrystory mogą po prostu się nie zamknąć, co może prowadzić do awarii regulatora.

Czy można regulować prędkość obrotową silnika?

Myślę, że wielu czytelników widziało lub używało wiertarek, szlifierek kątowych, popularnie nazywanych „szlifierkami”, i innych elektronarzędzi. Być może zauważyłeś, że liczba obrotów zależy od głębokości wciśnięcia przycisku spustowego urządzenia. To właśnie w tym elemencie wbudowany jest tyrystorowy regulator mocy (którego schemat pokazano poniżej), za pomocą którego zmienia się liczbę obrotów.

Notatka! Regulator tyrystorowy nie może zmieniać prędkości silników asynchronicznych. W ten sposób napięcie jest regulowane w silnikach komutatorowych wyposażonych w zespół szczotkowy.

Schemat tyrystorowego regulatora mocy z jednym i dwoma tyrystorami

Typowy obwód do montażu tyrystorowego regulatora mocy własnymi rękami pokazano na poniższym rysunku.

Napięcie wyjściowe tego obwodu wynosi od 15 do 215 woltów, w przypadku zastosowania wskazanych tyrystorów zainstalowanych na radiatorach moc wynosi około 1 kW. Nawiasem mówiąc, przełącznik z regulacją jasności światła jest wykonany według podobnego schematu.

Jeśli nie musisz w pełni regulować napięcia, a wystarczy uzyskać napięcie wyjściowe od 110 do 220 woltów, skorzystaj z tego schematu, który pokazuje półfalowy regulator mocy na tyrystorze.

Jak to działa?

Informacje opisane poniżej dotyczą większości programów. Oznaczenia literowe zostaną przyjęte zgodnie z pierwszym obwodem regulatora tyrystorowego

Tyrystorowy regulator mocy, którego zasada działania opiera się na kontroli fazowej wartości napięcia, również zmienia moc. Zasada ta polega na tym, że w normalnych warunkach na obciążenie oddziałuje napięcie przemienne sieci domowej, zmieniające się zgodnie z prawem sinusoidalnym. Powyżej opisując zasadę działania tyrystora powiedziano, że każdy tyrystor działa w jednym kierunku, czyli steruje własną półfali z fali sinusoidalnej. Co to znaczy?

Jeżeli za pomocą tyrystora obciążenie zostanie okresowo podłączone w ściśle określonym momencie, wartość napięcia skutecznego będzie niższa, ponieważ część napięcia (wartość skuteczna, która „spadnie na obciążenie) będzie mniejsza niż napięcie sieciowe Napięcie. Zjawisko to ilustruje wykres.

Zacieniony obszar to obszar naprężenia, który jest pod obciążeniem. Litera „a9raquo; oś pozioma wskazuje moment otwarcia tyrystora. Gdy kończy się półfala dodatnia i rozpoczyna się okres z półfali ujemną, jeden z tyrystorów zamyka się i w tym samym momencie otwiera się drugi tyrystor.

Zastanówmy się, jak działa nasz konkretny tyrystorowy regulator mocy

Ustalmy z góry, że zamiast słów „pozytywny” i „negatywny” będzie „first9raquo; i „drugi9raquo; (półfala).

Tak więc, gdy pierwsza półfala zaczyna działać na nasz obwód, kondensatory C1 i C2 zaczynają się ładować. Szybkość ich ładowania ograniczona jest potencjometrem R5. element ten jest zmienny i za jego pomocą ustawia się napięcie wyjściowe. Kiedy na kondensatorze C1 pojawi się napięcie niezbędne do otwarcia dinistora VS3, dinistor otwiera się i przepływa przez niego prąd, za pomocą którego tyrystor VS1 zostanie otwarty. Momentem załamania dinistora jest punkt „a9raquo; na wykresie przedstawionym w poprzedniej części artykułu. Gdy wartość napięcia przekroczy zero, a obwód znajdzie się pod drugą półfali, tyrystor VS1 zamyka się i proces powtarza się ponownie, tylko dla drugiego dinistora, tyrystora i kondensatora. Rezystory R3 i R3 służą do ograniczenia prądu sterującego, a R1 i R2 służą do termicznej stabilizacji obwodu.

Zasada działania drugiego obwodu jest podobna, ale kontroluje tylko jedną z półfali napięcia przemiennego. Teraz, znając zasadę działania i obwód, możesz własnymi rękami zmontować lub naprawić tyrystorowy regulator mocy.

Korzystanie z regulatora w życiu codziennym i zasady bezpieczeństwa

Trzeba powiedzieć, że obwód ten nie zapewnia izolacji galwanicznej od sieci, dlatego istnieje niebezpieczeństwo porażenia prądem. Oznacza to, że nie należy dotykać elementów regulatora rękami. Należy zastosować izolowaną obudowę. Warto zaprojektować konstrukcję swojego urządzenia tak, aby w miarę możliwości schować je w regulowanym urządzeniu i znaleźć wolne miejsce w etui. Jeśli regulowane urządzenie jest umieszczone na stałe, ogólnie rzecz biorąc, sensowne jest podłączenie go za pomocą przełącznika ze ściemniaczem. Rozwiązanie to częściowo zabezpieczy przed porażeniem prądem, wyeliminuje konieczność poszukiwania odpowiedniej obudowy, posiada atrakcyjny wygląd i jest produkowane metodą przemysłową.

20 zdjęć kotów zrobionych w odpowiednim momencie Koty to niesamowite stworzenia i być może każdy o tym wie. Są też niesamowicie fotogeniczni i zawsze wiedzą, jak znaleźć się we właściwym miejscu o właściwym czasie.

Te 10 małych rzeczy, które mężczyzna zawsze zauważa u kobiety Myślisz, że Twój mężczyzna nic nie rozumie z kobiecej psychologii? To jest źle. Żadna drobnostka nie może być ukryta przed wzrokiem kochającego Cię partnera. A oto 10 rzeczy.

Niespodzianka: mężowie chcą, aby ich żony częściej robiły te 17 rzeczy Jeśli chcesz, aby twój związek był szczęśliwszy, powinieneś częściej robić rzeczy z tej prostej listy.

Nigdy tego nie rób w kościele! Jeśli nie jesteś pewien, czy zachowujesz się właściwie w kościele, czy nie, prawdopodobnie nie postępujesz tak, jak powinieneś. Oto lista tych okropnych.

Wbrew wszelkim stereotypom: dziewczyna z rzadką chorobą genetyczną podbija świat mody.Ta dziewczyna nazywa się Melanie Gaydos i szybko wdarła się do świata mody, szokując, inspirując i burząc głupie stereotypy.

10 uroczych dzieci gwiazd, które dziś wyglądają zupełnie inaczej Czas leci i pewnego dnia małe gwiazdy stają się dorosłymi, których nie można już rozpoznać. Ładni chłopcy i dziewczęta zamieniają się w...

TYRYSTOROWY REGULATOR NAPIĘCIA

Zmontowałem ten regulator napięcia do użytku w różnych kierunkach: regulacja prędkości obrotowej silnika, zmiana temperatury nagrzewania lutownicy itp. Tytuł artykułu może nie wydawać się całkowicie poprawny, a obwód ten czasami jest spotykany jako regulator mocy. ale tutaj musisz zrozumieć, że zasadniczo faza jest dostosowywana. Oznacza to czas, w którym półfala sieci przechodzi do obciążenia. Z jednej strony napięcie jest regulowane (poprzez cykl pracy impulsu), a z drugiej moc uwalniana do obciążenia.

Należy zaznaczyć, że to urządzenie najskuteczniej poradzi sobie z obciążeniami rezystancyjnymi – lampami, grzejnikami itp. Można również podłączyć odbiorniki prądu indukcyjnego, ale jeśli jego wartość będzie zbyt mała, niezawodność regulacji spadnie.

Obwód tego domowego regulatora tyrystorowego nie zawiera żadnych rzadkich części. Przy zastosowaniu diod prostowniczych wskazanych na schemacie urządzenie wytrzymuje obciążenie do 5A (około 1 kW), biorąc pod uwagę obecność grzejników.

Aby zwiększyć moc podłączonego urządzenia, należy zastosować inne diody lub zespoły diod zaprojektowane dla potrzebnego prądu.

Tyrystor również wymaga wymiany, ponieważ KU202 jest zaprojektowany na maksymalny prąd do 10A. Wśród mocniejszych zalecane są tyrystory domowe T122, T132, T142 i inne podobne serie.

W regulatorze tyrystorowym nie ma tak wielu części, w zasadzie montaż zamontowany jest akceptowalny, ale na płytce drukowanej projekt będzie wyglądał piękniej i wygodniej. Pobierz rysunek płytki w formacie LAY tutaj. Diodę Zenera D814G można wymienić na dowolną o napięciu 12-15V.

Jako przypadek użyłem pierwszego, na jaki się natknąłem - takiego, który był odpowiedniego rozmiaru. Aby podłączyć obciążenie, wyciągnąłem złącze wtyczki. Regulator działa niezawodnie i faktycznie zmienia napięcie od 0 do 220 V. Autor projektu: SssaHeKkk.

Prosty obwód tyrystorowego regulatora napięcia, zasada działania

Tyrystor jest jednym z najpotężniejszych urządzeń półprzewodnikowych, dlatego często wykorzystuje się go w wydajnych przetwornikach energii. Ma jednak swoje specyficzne sterowanie: można go otworzyć impulsem prądowym, ale zamknie się dopiero wtedy, gdy prąd spadnie prawie do zera (dokładniej poniżej prądu trzymania). Z tego powodu tyrystory są używane głównie do przełączania prądu przemiennego.

Regulacja napięcia fazowego

Istnieje kilka sposobów regulacji napięcia przemiennego za pomocą tyrystorów: można przepuszczać lub blokować całe półcykle (lub okresy) napięcia przemiennego z wyjścia regulatora. I można go włączyć nie na początku półcyklu napięcia sieciowego, ale z pewnym opóźnieniem - „a”. W tym czasie napięcie na wyjściu regulatora będzie wynosić zero, a na wyjście nie będzie przekazywana żadna moc. W drugiej części półcyklu tyrystor będzie przewodził prąd, a na wyjściu regulatora pojawi się napięcie wejściowe.

Czas opóźnienia jest często nazywany także kątem otwarcia tyrystora, zatem przy kącie zerowym prawie całe napięcie z wejścia trafi na wyjście, utracony zostanie jedynie spadek na otwartym tyrystorze. Wraz ze wzrostem kąta tyrystorowy regulator napięcia zmniejszy napięcie wyjściowe.

Charakterystykę regulacyjną przetwornicy tyrystorowej podczas pracy przy aktywnym obciążeniu pokazano na poniższym rysunku. Pod kątem 90 stopni elektrycznych moc wyjściowa będzie równa połowie napięcia wejściowego, a pod kątem 180 stopni elektrycznych. stopnie wyjściowe będą wynosić zero.

W oparciu o zasady regulacji napięcia fazowego można konstruować obwody regulacji, stabilizacji i miękkiego startu. Aby zapewnić płynny start, napięcie należy stopniowo zwiększać od zera do wartości maksymalnej. Zatem kąt otwarcia tyrystora powinien zmieniać się od wartości maksymalnej do zera.

Obwód tyrystorowego regulatora napięcia

Tabela ocen elementów

• C1 – 0,33 µF napięcie nie mniejsze niż 16V;
• R1, R2 – 10 kOhm 2W;
• R3 – 100 omów;
• R4 – rezystor zmienny 3,3 kOhm;
• R5 – 33 kOhm;
• R6 – 4,3 kOhm;
• R7 – 4,7 kOhm;
• VD1. VD4 – D246A;
• VD5 – D814D;
• VS1 – KU202N;
• VT1 – KT361B;
• VT2 – KT315B.

Obwód zbudowany jest na bazie elementów domowych, można go złożyć z tych części, które radioamatorzy mają od 20-30 lat. Jeśli tyrystor VS1 i diody VD1-VD4 zostaną zainstalowane na odpowiednich chłodnicach, wówczas tyrystorowy regulator napięcia będzie w stanie dostarczyć 10A do obciążenia, czyli przy napięciu 220 V jesteśmy w stanie regulować napięcie na obciążenie 2,2 kW.

Urządzenie ma tylko dwa elementy mocy: mostek diodowy i tyrystor. Są przeznaczone na napięcie 400 V i prąd 10 A. Mostek diodowy przekształca napięcie przemienne w jednobiegunowe pulsujące, a regulacja fazy półcykli odbywa się za pomocą tyrystora.

Stabilizator parametryczny składający się z rezystorów R1, R2 i diody Zenera VD5 ogranicza napięcie dostarczane do układu sterującego do 15 V. Szeregowe połączenie rezystorów jest konieczne w celu zwiększenia napięcia przebicia i zwiększenia strat mocy.

Na samym początku półcyklu napięcia przemiennego C1 jest rozładowywany, a w miejscu połączenia R6 i R7 również występuje napięcie zerowe. Stopniowo napięcia w tych dwóch punktach zaczynają rosnąć i im niższa rezystancja rezystora R4, tym szybciej napięcie na emiterze VT1 przekroczy napięcie u jego podstawy i otworzy tranzystor.
Tranzystory VT1, VT2 tworzą tyrystor małej mocy. Kiedy na złączu baza-emiter VT1 pojawi się napięcie większe niż próg, tranzystor otwiera się i otwiera VT2. A VT2 odblokowuje tyrystor.

Prezentowany obwód jest dość prosty, można go przenieść na nowoczesną bazę elementów. Możliwe jest również zmniejszenie mocy lub napięcia roboczego przy minimalnych modyfikacjach.

Nawigacja po wpisach

Tyrystorowy regulator napięcia to prosty obwód, zasada działania. 15 komentarzy

Ponieważ mówimy o kątach elektrycznych, chciałbym wyjaśnić: gdy „a” zostanie opóźnione do 1/2 półcyklu (do 90 stopni elektrycznych), napięcie na wyjściu regulatora będzie równe prawie maksymalnemu i zacznie się zmniejszać dopiero, gdy „a” > 1/2 (>90). Na wykresie jest to zapisane na czerwono na szaro! Pół półcyklu to nie połowa napięcia.
Obwód ten ma jedną zaletę - prostotę, ale faza na elementach sterujących może prowadzić do trudnych konsekwencji. A zakłócenia wywołane w sieci elektrycznej przez odcięcie tyrystora są znaczne. Zwłaszcza przy dużym obciążeniu, co ogranicza zakres zastosowań tego urządzenia.
Widzę tylko jedno: wyregulowanie elementów grzejnych i oświetlenia w pomieszczeniach magazynowych i gospodarczych.

Na pierwszym obrazku jest błąd, 10 ms powinno odpowiadać półcyklowi, a 20 ms powinno odpowiadać okresowi napięcia sieciowego.
Dodano wykres charakterystyki regulacji podczas pracy z aktywnym obciążeniem.
Podobno piszesz o charakterystyce sterowania gdy obciążeniem jest prostownik z filtrem pojemnościowym? Wtedy tak, kondensatory będą ładowane maksymalnym napięciem i zakres regulacji będzie wynosić od 90 do 180 stopni.

Nie każdy ma złoża radzieckich komponentów radiowych. Dlaczego nie wskazać „burżuazyjnych” analogów starych domowych urządzeń półprzewodnikowych (na przykład 10RIA40M dla KU202N)?

Tyrystor KU202N jest obecnie sprzedawany za mniej niż dolara (nie wiem, czy jest w produkcji, czy też wyprzedają stare zapasy). A 10RIA40M jest drogi; na Aliexpress sprzedają go za około 15 dolarów plus wysyłka od 8 dolarów. Używanie 10RIA40M ma sens tylko wtedy, gdy trzeba naprawić urządzenie za pomocą KU202N, ale nie można znaleźć KU202N.
Do zastosowań przemysłowych tyrystory w pakietach TO-220, TO-247 są wygodniejsze.
Dwa lata temu zrobiłem przetwornicę o mocy 8 kW, więc kupiłem tyrystory za 2,5 dolara (w pakiecie TO-247).

O to właśnie chodziło, jeśli narysować oś napięcia (z jakiegoś powodu oznaczoną jako P) jak na drugim wykresie, to stanie się ona jaśniejsza wraz z podanymi w opisie stopniami, okresami i półcyklami. Pozostaje tylko usunąć na wyjściu znak napięcia przemiennego (mostek już go wyprostował) i moja skrupulatność będzie w pełni usatysfakcjonowana.
KU202N jest już sprzedawany na rynkach radiowych za naprawdę grosze i to w wersji 2U202N. Każdy, kto się na tym zna, zrozumie, że jest to produkcja wojskowa. Prawdopodobnie części zamienne do napraw magazynowych, które utraciły ważność, są wyprzedane.

Na rynku jeśli weźmie się to od ręki, wśród nowych można doliczyć jeszcze część lutowaną.
Możesz szybko sprawdzić tyrystor, na przykład KU202N, za pomocą prostego testera wskaźnikowego, który zmierzy rezystancję w skali w omach.
Podłączamy anodę tyrystora do plusa, katodę do minusa testera, w działającym KU202N nie powinno być wycieków.
Po zwarciu elektrody sterującej tyrystora z anodą igła omomierza powinna odchylić się i pozostać w tej pozycji po otwarciu.
W rzadkich przypadkach ta metoda nie działa i wówczas do testów potrzebny będzie zasilacz niskonapięciowy, najlepiej regulowany, żarówka w postaci latarki i rezystor.
Najpierw ustawiamy napięcie zasilania i sprawdzamy czy żarówka się świeci, następnie łączymy nasz tyrystor szeregowo z żarówką, zachowując polaryzację.
Żarówka powinna zapalić się dopiero po zwarciu anody tyrystorowej z elektrodą sterującą przez rezystor.
W takim przypadku rezystor należy dobrać na podstawie znamionowego prądu otwarcia tyrystora i napięcia zasilania.
Są to najprostsze metody, ale być może istnieją specjalne urządzenia do testowania tyrystorów i triaków.

Napięcie wyjściowe nie jest prostowane przez mostek, jest prostowane tylko dla obwodu sterującego.

Wyjście jest zmienne, mostek prostuje tylko dla obwodu sterującego.

Nie nazwałbym regulacją napięcia, ale regulacją mocy. Jest to standardowy obwód ściemniacza, który prawie wszyscy montowali. I zmniejszyli grzejnik do tyrystora. Teoretycznie oczywiście jest to możliwe, jednak w praktyce myślę, że trudno zapewnić wymianę ciepła pomiędzy grzejnikiem a tyrystorem, aby zapewnić 10A.

Jakie trudności ma KU202 z przenoszeniem ciepła? Wkręcamy śrubę końcową w chłodnicę i gotowe! Jeśli chłodnica jest nowa, a raczej gwinty nie są luźne, nie trzeba nawet smarować KTP. Powierzchnia standardowego grzejnika (czasami w zestawie) jest precyzyjnie zaprojektowana na obciążenie 10 A. Żadna teoria, tylko praktyka. Jedyną rzeczą jest to, że grzejniki powinny znajdować się na świeżym powietrzu (zgodnie z instrukcją), a przy takim połączeniu sieciowym jest to obarczone. Dlatego zamykamy, ale instalujemy chłodnicę. Tak, nie opieramy chodników o siebie.

Powiedz mi, jaki rodzaj kondensatora C1 to -330nF?

Chyba bardziej poprawne byłoby zapisanie C1 - 0,33 µF, ceramikę lub folię można ustawić na napięcie co najmniej 16V.

Wszystkiego najlepszego! Na początku składałem obwody bez tranzystorów... Jedno było nie tak - rezystancja sterująca się nagrzała i wypaliła się grafitowa warstwa toru. Następnie zebrałem ten diagram na CT. Ten pierwszy się nie udał - zapewne ze względu na duże wzmocnienie samych tranzystorów. Zmontowałem go na MP z zyskiem około 50. Działało bez problemów! Są jednak pytania...

Złożyłem też bez tranzystorów, ale nic się nie nagrzało.Były dwa rezystory i kondensator.Później też wymontowałem kondensator.Tak naprawdę pomiędzy anodą a sterowaniem był alternator i oczywiście mostek.Użyłem go wyreguluj moc lutownicy zarówno na 220 V, jak i na transformator pierwotny na lutownicę 12 V i wszystko działało i nie nagrzewało się. Teraz nadal leży w szafie w dobrym stanie. Być może nastąpił wyciek w kondensatorze pomiędzy katodą a układem sterującym w przypadku obwodu bez tranzystorów.

Zmontowałem go na MP z zyskiem około 50. Działa! Ale pytań było więcej...

Tyrystorowe regulatory napięcia to urządzenia przeznaczone do regulacji prędkości i momentu obrotowego silników elektrycznych. Regulacja prędkości obrotowej i momentu obrotowego odbywa się poprzez zmianę napięcia podawanego na stojan silnika i odbywa się poprzez zmianę kąta otwarcia tyrystorów. Ta metoda sterowania silnikiem elektrycznym nazywa się kontrolą fazy. Metoda ta jest rodzajem sterowania parametrycznego (amplitudy).

Można je wykonywać zarówno przy zamkniętych, jak i otwartych układach sterowania. Regulatory z otwartą pętlą nie zapewniają zadowalającej kontroli prędkości. Ich głównym zadaniem jest regulacja momentu obrotowego w celu uzyskania pożądanego trybu pracy napędu w procesach dynamicznych.

Część mocy jednofazowego tyrystorowego regulatora napięcia zawiera dwa sterowane tyrystory, które zapewniają przepływ prądu elektrycznego przy obciążeniu w dwóch kierunkach przy napięciu sinusoidalnym na wejściu.

Regulatory tyrystorowe z zamkniętym układem sterowania są z reguły stosowane z ujemnym sprzężeniem zwrotnym prędkości, co umożliwia uzyskanie dość sztywnych właściwości mechanicznych napędu w strefie niskiej prędkości.

Najbardziej efektywne wykorzystanie regulatory tyrystorowe do kontroli prędkości i momentu obrotowego.

Obwody mocy regulatorów tyrystorowych

Na ryc. 1, a-d pokazuje możliwe obwody łączenia elementów prostowniczych regulatora w jednej fazie. Najczęstszym z nich jest schemat na ryc. 1, a. Można go stosować z dowolnym schematem podłączenia uzwojenia stojana. Dopuszczalny prąd przez obciążenie (wartość skuteczna) w tym obwodzie w trybie prądu ciągłego wynosi:

Gdzie It t - dopuszczalna średnia wartość prądu przez tyrystor.

Maksymalne napięcie przewodzenia i wstecz tyrystora

Gdzie k zap - współczynnik bezpieczeństwa dobrany z uwzględnieniem możliwych przepięć łączeniowych w obwodzie; - wartość skuteczna napięcia sieciowego.

Ryż. 1. Schematy obwodów mocy tyrystorowych regulatorów napięcia.

Na schemacie na ryc. 1b do przekątnej mostka diod niesterowanych podłączony jest tylko jeden tyrystor. Zależność między prądami obciążenia i tyrystora dla tego obwodu jest następująca:

Diody niekontrolowane są wybierane na prąd o połowę mniejszy niż na tyrystor. Maksymalne napięcie przewodzenia na tyrystorze

Napięcie wsteczne na tyrystorze jest bliskie zeru.

Schemat na ryc. 1, b ma pewne różnice w stosunku do schematu na ryc. 1, oraz o budowie układu sterowania. Na schemacie na ryc. 1, a impulsy sterujące do każdego z tyrystorów muszą być zgodne z częstotliwością sieci zasilającej. Na schemacie na ryc. 1b częstotliwość impulsów sterujących jest dwukrotnie większa.

Schemat na ryc. 1, c, składający się z dwóch tyrystorów i dwóch diod, pod względem możliwości sterowania, obciążenia, prądu i maksymalnego napięcia przewodzenia tyrystorów jest podobny do obwodu z ryc. 1, za.

Napięcie wsteczne w tym obwodzie jest bliskie zeru ze względu na efekt bocznikowy diody.

Schemat na ryc. 1, g pod względem prądu i maksymalnego napięcia do przodu i do tyłu tyrystorów jest podobny do obwodu na ryc. 1, za. Schemat na ryc. 1, d różni się od uwzględnionych w wymaganiach dla układu sterowania w celu zapewnienia wymaganego zakresu zmiany kąta sterowania tyrystorów. Jeśli kąt jest mierzony od zerowego napięcia fazowego, to dla obwodów na ryc. 1, a-c zależność jest prawidłowa

Gdzie φ - kąt fazowy obciążenia.

Dla diagramu na ryc. 1, d podobna zależność przyjmuje postać:

Konieczność zwiększenia zakresu zmian kąta komplikuje sprawę. Schemat na ryc. 1, d można zastosować, gdy uzwojenia stojana są połączone w gwiazdę bez przewodu neutralnego oraz w trójkąt z włączeniem elementów prostowniczych w przewody liniowe. Zakres zastosowania określonego schematu jest ograniczony do nieodwracalnych, a także odwracalnych napędów elektrycznych z odwrotnym stykiem.

Schemat na ryc. 4-1, d ma podobne właściwości do schematu na ryc. 1, za. Prąd triaka jest tutaj równy prądowi obciążenia, a częstotliwość impulsów sterujących jest równa podwójnej częstotliwości napięcia zasilania. Wadą obwodu opartego na triakach jest to, że dopuszczalne wartości du/dt i di/dt są znacznie niższe niż w przypadku konwencjonalnych tyrystorów.

W przypadku regulatorów tyrystorowych najbardziej racjonalny schemat przedstawiono na ryc. 1, ale z dwoma tyrystorami ustawionymi tyłem do siebie.

Obwody mocy regulatorów zbudowane są z tyrystorów typu back-to-back połączonych we wszystkich trzech fazach (symetryczny obwód trójfazowy), w dwóch i jednej fazie silnika, jak pokazano na rys. Odpowiednio 1, f, g i h.

W regulatorach stosowanych w napędach elektrycznych dźwigów najbardziej rozpowszechniony jest symetryczny obwód przyłączeniowy pokazany na rys. 1, e, który charakteryzuje się najmniejszymi stratami od prądów wyższych harmonicznych. Wyższe wartości strat w obwodach z czterema i dwoma tyrystorami wynikają z asymetrii napięć w fazach silnika.

Podstawowe dane techniczne regulatorów tyrystorowych serii PCT

Regulatory tyrystorowe serii PCT są urządzeniami służącymi do zmiany (zgodnie z zadanym prawem) napięcia podawanego na stojan silnika asynchronicznego z uzwojonym wirnikiem. Regulatory tyrystorowe serii PCT wykonane są zgodnie z symetrycznym trójfazowym obwodem przełączającym (ryc. 1, e). Zastosowanie regulatorów tej serii w napędach elektrycznych żurawi pozwala na regulację prędkości obrotowej w zakresie 10:1 oraz regulację momentu obrotowego silnika w trybach dynamicznych podczas rozruchu i hamowania.

Regulatory tyrystorowe serii PCT przeznaczone są na prądy ciągłe o wartościach 100, 160 i 320 A (prądy maksymalne odpowiednio 200, 320 i 640 A) oraz napięcia 220 i 380 V AC. Regulator składa się z trzech bloków mocy zamontowanych na wspólnej ramie (w zależności od liczby faz tyrystorów typu back-to-back), bloku czujników prądu i bloku automatyki. W blokach mocy zastosowano tyrystory tabletkowe z chłodnicami wykonanymi z ciągnionych profili aluminiowych. Chłodzenie powietrzem jest czymś naturalnym. Zespół automatyki jest taki sam dla wszystkich wersji regulatorów.

Regulatory tyrystorowe wykonane są w stopniu ochrony IP00 i przeznaczone są do montażu na standardowych ramach regulatorów magnetycznych typu TTZ, które swoją konstrukcją przypominają sterowniki serii TA i TCA. Wymiary gabarytowe i masę reduktorów serii PCT podano w tabeli. 1.

Tabela 1 Wymiary i masa regulatorów napięcia serii PCT

Sterowniki magnetyczne TTZ wyposażone są w styczniki kierunkowe do rewersu silnika, styczniki obwodu wirnika i inne elementy styków przekaźnikowych napędu elektrycznego komunikujące się pomiędzy sterownikiem sterującym a regulatorem tyrystorowym. Strukturę układu sterowania regulatorem można zobaczyć na schemacie funkcjonalnym napędu elektrycznego pokazanym na rys. 2.

Trójfazowy symetryczny blok tyrystorowy T jest sterowany przez układ kontroli fazy SFU. Za pomocą sterownika KK w regulatorze zmienia się nastawę prędkości obrotowej BZS.Poprzez blok BZS w funkcji czasu sterowany jest stycznik przyspieszenia KU2 w obwodzie wirnika. Różnica pomiędzy sygnałami zadaniowymi a tachogeneratorem TG jest wzmacniana wzmacniaczami U1 i US. Do wyjścia wzmacniacza ultradźwiękowego podłączony jest przekaźnik logiczny, który posiada dwa stany stabilne: jeden odpowiada włączeniu stycznika kierunku do przodu KB, drugi odpowiada włączeniu stycznika kierunku wstecznego KN.

Równocześnie ze zmianą stanu urządzenia logicznego następuje odwrócenie sygnału w obwodzie sterującym obwodu sterującego. Sygnał ze wzmacniacza dopasowującego U2 jest sumowany z opóźnionym sygnałem sprzężenia zwrotnego dla prądu stojana silnika, który pochodzi z ogranicznika prądu TO i jest podawany na wejście SFU.

Na blok logiczny BL wpływa także sygnał z bloku czujników prądu DT i bloku obecności prądu NT, co uniemożliwia przełączanie styczników w kierunku pod prądem. Blok BL dokonuje również nieliniowej korekcji układu stabilizacji prędkości obrotowej, aby zapewnić stabilność napędu. Regulatory można stosować w napędach elektrycznych mechanizmów podnoszących i przemieszczających.

Regulatory serii PCT wykonane są z układem ograniczenia prądu. Poziom ograniczenia prądu w celu ochrony tyrystorów przed przeciążeniami i ograniczenia momentu obrotowego silnika w trybach dynamicznych płynnie zmienia się od 0,65 do 1,5 prądu znamionowego regulatora, poziom ograniczenia prądu dla zabezpieczenia nadprądowego wynosi od 0,9 do. Prąd znamionowy regulatora 2,0. Szeroki zakres zmian nastaw zabezpieczeń zapewnia współpracę regulatora o tej samej standardowej wielkości z silnikami różniącymi się mocą około 2-krotnie.

Ryż. 2. Schemat funkcjonalny napędu elektrycznego z regulatorem tyrystorowym typu PCT: KK – sterownik rozkazowy; TG - tachogenerator; KN, KB - styczniki kierunkowe; BZS - jednostka zadawania prędkości; BL - blok logiczny; U1, U2. Ultradźwięki - wzmacniacze; SFU - system kontroli fazy; DT - czujnik prądu; IT - blok aktualnej dostępności; TO - jednostka ograniczająca prąd; MT - jednostka zabezpieczająca; KU1, KU2 - styczniki przyspieszenia; CL - stycznik liniowy: R - przełącznik.

Ryż. 3. Tyrystorowy regulator napięcia PCT

Czułość systemu obecności prądu wynosi 5-10 A wartości skutecznej prądu w fazie. Regulator zapewnia także ochronę: zerową, przed przepięciami łączeniowymi, przed utratą prądu w co najmniej jednej z faz (jednostki IT i MT), przed zakłóceniami odbioru radiowego. Bezpieczniki szybkodziałające typu PNB 5M zapewniają ochronę przed prądami zwarciowymi.

W artykule warto poruszyć temat działania tyrystorowego regulatora napięcia, którego obwód można bardziej szczegółowo obejrzeć w Internecie.

W życiu codziennym w większości przypadków może zaistnieć szczególna potrzeba regulacji całkowitej mocy urządzeń gospodarstwa domowego, na przykład kuchenek elektrycznych, lutownicy, bojlera, a także elementów grzejnych, w transporcie - prędkości obrotowej silnika i innych rzeczy. W tym przypadku z pomocą przyjdzie nam prosta i amatorska konstrukcja radia - jest to specjalny regulator mocy na tyrystorze.

Stworzenie takiego urządzenia nie będzie trudne, może stać się pierwszym domowym urządzeniem, które się sprawdzi funkcja regulacji temperatury grotu w lutownicy dla każdego początkującego radioamatora. Należy również zauważyć, że gotowe lutownice na stacji z ogólną regulacją temperatury i innymi funkcjami specjalnymi kosztują znacznie więcej niż najprostsze modele lutownic. Minimalna liczba części w projekcie pomoże Ci zmontować prosty tyrystorowy regulator mocy z instalacją naścienną.

Należy zaznaczyć, że zamontowany typ instalacji umożliwia montaż elementów radioelektronicznych bez użycia specjalnej płytki drukowanej, a dzięki wysokiej jakości umiejętnościom pozwala na szybki montaż urządzeń elektronicznych o średnim stopniu złożoności produkcyjnej.

Można również zamówić elektroniczny konstruktor regulatora tyrystorowego, a ci, którzy chcą wszystko samodzielnie zrozumieć, powinni przestudiować niektóre obwody i zasadę działania urządzenia.

Nawiasem mówiąc, takie urządzenie jest regulator mocy całkowitej. Urządzenie takie może służyć do sterowania mocą całkowitą lub kontrolowania prędkości. Ale najpierw musisz w pełni zrozumieć ogólną zasadę działania takiego urządzenia, ponieważ pomoże ci to zrozumieć, jakiego obciążenia powinieneś się spodziewać podczas korzystania z takiego regulatora.

Jak tyrystor wykonuje swoją pracę?

Tyrystor to kontrolowane urządzenie półprzewodnikowe, które może szybko przewodzić prąd w jednym kierunku. Słowo sterowany nie bez powodu oznacza tyrystor, gdyż za jego pomocą, w przeciwieństwie do diody, która również przewodzi prąd całkowity tylko do jednego bieguna, można wybrać osobny moment, w którym tyrystor rozpoczyna proces przewodzenia prądu.

Tyrystor ma jednocześnie trzy wyjścia prądowe:

1. Katoda.
2. Anoda.
3. Kontrolowana elektroda.

Aby umożliwić przepływ prądu przez taki tyrystor, muszą być spełnione następujące warunki: część musi znajdować się w samym obwodzie, który będzie pod napięciem ogólnym, a do części sterującej należy przyłożyć wymagany krótkotrwały impuls elektroda. W przeciwieństwie do tranzystora sterowanie takim tyrystorem nie będzie wymagało od użytkownika trzymania sygnału sterującego.

Ale na tym nie kończą się wszystkie trudności związane z użyciem takiego urządzenia: tyrystor można łatwo zamknąć, przerywając przepływ prądu do niego przez obwód lub tworząc odwrotne napięcie anoda-katoda. Będzie to oznaczać, że zastosowanie tyrystora w obwodach prądu stałego uważane jest za dość specyficzne i w większości przypadków zupełnie nieuzasadnione, a w obwodach prądu przemiennego np. w urządzeniu takim jak regulator tyrystorowy obwód jest tworzony w taki sposób, że warunek zamknięcia urządzenia jest w pełni zapewniony. Dowolna półfala całkowicie pokryje odpowiednią sekcję tyrystora.

Najprawdopodobniej to zrobisz trudno zrozumieć schemat jego budowy. Ale nie ma się co denerwować - proces działania takiego urządzenia zostanie opisany bardziej szczegółowo poniżej.

Obszar zastosowania urządzeń tyrystorowych

Do jakich celów można zastosować urządzenie takie jak tyrystorowy regulator mocy? Takie urządzenie pozwala skuteczniej regulować moc urządzeń grzewczych, czyli obciążać obszary aktywne. Podczas pracy z obciążeniem wysoce indukcyjnym tyrystory mogą po prostu się nie zamknąć, co może spowodować, że taki sprzęt nie będzie działał normalnie.

Czy istnieje możliwość samodzielnej regulacji prędkości obrotowej silnika urządzenia?

Wielu użytkowników, którzy widzieli lub nawet używali wiertarek, szlifierek kątowych, zwanych inaczej szlifierkami, i innych elektronarzędzi. Mogli łatwo zauważyć, że liczba obrotów w takich produktach zależy głównie od od całkowitej głębokości naciśnięcia przycisku spustowego w urządzeniu. Taki element zostanie umieszczony w tyrystorowym regulatorze mocy (ogólny schemat takiego urządzenia jest wskazany w Internecie), za pomocą którego zmienia się całkowita liczba obrotów.

Warto zwrócić uwagę na fakt, że regulator nie może samodzielnie zmieniać prędkości obrotowej w silnikach asynchronicznych. W ten sposób napięcie będzie w pełni regulowane na silniku komutatorowym, który jest wyposażony w specjalną jednostkę alkaliczną.

Jak działa takie urządzenie?

Charakterystyki opisane poniżej będą odpowiadać większości obwodów.

W tym przypadku istnieje pewien obszar, który będzie poddawany szczególnemu stresowi. Kiedy zakończy się działanie dodatniej półfali i rozpocznie się nowy okres ruchu z ujemną półfali, jeden z tych tyrystorów zacznie się zamykać, a jednocześnie otworzy się nowy tyrystor.

Zamiast słów fala dodatnia i ujemna należy użyć pierwszej i drugiej fali (półfali).

Podczas gdy pierwsza półfala zaczyna wpływać na obwód, istnieje specjalne ładowanie pojemności C1, a także C2. Szybkość ich pełnego ładowania będzie ograniczona potencjometrem R 5. Taki element będzie całkowicie zmienny i za jego pomocą zostanie ustawione napięcie wyjściowe. W momencie, gdy na powierzchni kondensatora C1 pojawi się napięcie niezbędne do otwarcia dirystora VS 3, cały dinistor otworzy się i zacznie przez niego przepływać prąd, za pomocą którego otworzy się tyrystor VS 1.

Podczas rozkładu dinistry na ogólnym wykresie powstaje punkt. Gdy wartość napięcia przekroczy zero, a obwód znajdzie się pod wpływem drugiej półfali, tyrystor VS 1 zamknie się i proces zostanie powtórzony tylko dla drugiego dinistora, tyrystora i także kondensatora. Rezystory R 3 i R 3 są potrzebne do ograniczenia całkowitego prądu sterującego, a R 1 i R 2 - do procesu stabilizacji termicznej całego obwodu.

Zasada działania drugiego schematu będzie dokładnie taki sam, ale kontrolowana będzie w nim tylko jedna z półfali prądu przemiennego. Gdy użytkownik zrozumie zasadę działania urządzenia i jego ogólną budowę, będzie mógł zrozumieć, jak samodzielnie zmontować lub, jeśli to konieczne, naprawić tyrystorowy regulator mocy.

DIY tyrystorowy regulator napięcia

Nie można powiedzieć, że obwód ten nie zapewni izolacji galwanicznej od źródła zasilania, dlatego istnieje pewne niebezpieczeństwo porażenia prądem. Dzięki temu nie będziesz musiał dotykać elementów regulatora rękami.

Należy zaprojektować swoje urządzenie tak, aby było to możliwe, jeśli to możliwe ukryj go w regulowanym urządzeniu, a także znaleźć więcej wolnego miejsca wewnątrz obudowy. Jeśli regulowane urządzenie znajduje się na poziomie stacjonarnym, sensowne jest podłączenie go za pomocą przełącznika ze specjalną regulacją jasności światła. Takie rozwiązanie może częściowo uchronić człowieka przed porażeniem prądem, a także odciąży go od konieczności poszukiwania odpowiedniej obudowy dla urządzenia, posiada atrakcyjną konstrukcję zewnętrzną, a także jest tworzone przy użyciu technologii przemysłowych.

Metody regulacji napięcia fazowego w sieci

W oparciu o zasady i cechy regulacji napięcia fazowego można skonstruować określone schematy regulacji, stabilizacji, a w niektórych przypadkach miękkiego startu. Aby uzyskać płynniejszy start należy z czasem zwiększać napięcie od zera do wartości maksymalnej. Zatem podczas otwierania tyrystora wartość maksymalna powinna zmienić się na zero.

Obwody tyrystorowe

Możesz w prosty sposób dostosować całkowitą moc lutownicy, jeśli jej używasz analogowe lub cyfrowe stacje lutownicze. Te ostatnie są dość drogie w użyciu i dość trudno je złożyć bez dużego doświadczenia. Natomiast urządzenia analogowe (uważane za w zasadzie regulatory mocy całkowitej) nie są trudne do samodzielnego stworzenia.

Dość prosty obwód urządzenia, który pomoże wyregulować wskaźnik zasilania na lutownicy.

1. VD - KD209 (lub podobny w swojej ogólnej charakterystyce).
2. R 1 - rezystancja o specjalnej wartości znamionowej 15 kOhm.
3. R 2 to rezystor o specjalnej wartości znamionowej prądu przemiennego wynoszącej około 30 kOhm.
4. Rn to obciążenie całkowite (w tym przypadku zamiast tego zostanie użyte specjalne wahadło).

Takie urządzenie regulacyjne może kontrolować nie tylko dodatni półcykl, dlatego moc lutownicy będzie kilkakrotnie mniejsza niż nominalna. Taki tyrystor jest sterowany za pomocą specjalnego obwodu, który przenosi dwie rezystancje i pojemność. Czas ładowania kondensatu(będzie to regulowane specjalnym oporem R2) wpływa na czas otwarcia takiego tyrystora.

Tyrystorowe regulatory mocy są jedną z najpopularniejszych konstrukcji radioamatorów i nie jest to zaskakujące. W końcu każdy, kto kiedykolwiek używał zwykłej lutownicy o mocy 25 - 40 W, doskonale zdaje sobie sprawę z jej zdolności do przegrzania. Lutownica zaczyna dymić i syczeć, po czym wkrótce ocynowany grot wypala się i staje się czarny. Lutowanie taką lutownicą nie jest już możliwe.

I tu z pomocą przychodzi regulator mocy, za pomocą którego można dość dokładnie ustawić temperaturę lutowania. Należy kierować się tym, że gdy dotkniemy lutownicą kawałka kalafonii, dymi dobrze, umiarkowanie, bez syczenia i chlapania, i niezbyt energicznie. Należy skupić się na tym, aby lutowanie było wyprofilowane i błyszczące.

Aby nie komplikować historii, nie będziemy rozważać tyrystora w postaci jego czterowarstwowej struktury p-n-p-n, rysować charakterystykę prądowo-napięciową, ale po prostu opiszemy słowami, jak on, tyrystor, działa. Zacznijmy od obwodów prądu stałego, chociaż tyrystory prawie nigdy nie są w tych obwodach używane. W końcu wyłączenie tyrystora działającego na prąd stały jest dość trudne. To jak zatrzymać galopującego konia.

A jednak wysokie prądy i wysokie napięcia tyrystorów przyciągają twórców różnych, zwykle dość mocnych, urządzeń prądu stałego. Aby wyłączyć tyrystory, trzeba uciekać się do różnych komplikacji i sztuczek obwodów, ale ogólnie wyniki są pozytywne.

Oznaczenie tyrystora na schematach obwodów pokazano na rysunku 1.

Rysunek 1. Tyrystor

Łatwo zauważyć, że po oznaczeniu na schematach tyrystor jest bardzo podobny. Jeśli na to spojrzysz, tyrystor również ma przewodnictwo jednokierunkowe i dlatego może prostować prąd przemienny. Zrobi to jednak tylko wtedy, gdy do elektrody sterującej względem katody zostanie przyłożone napięcie dodatnie, jak pokazano na rysunku 2. Zgodnie ze starą terminologią tyrystor był czasami nazywany diodą sterowaną. Dopóki nie zostanie podany impuls sterujący, tyrystor jest zamknięty w dowolnym kierunku.

Rysunek 2.

Jak włączyć diodę LED

Tutaj wszystko jest bardzo proste. Dioda LED HL1 z rezystorem ograniczającym R3 jest podłączona do źródła stałego napięcia 9 V (można użyć baterii Krona) poprzez tyrystor Vsx. Za pomocą przycisku SB1 można podać napięcie z dzielnika R1, R2 na elektrodę sterującą tyrystora, po czym tyrystor się otworzy i zaświeci się dioda LED.

Jeśli teraz zwolnisz przycisk i przestaniesz go przytrzymywać, dioda LED powinna nadal się świecić. Takie krótkie naciśnięcie przycisku można nazwać impulsowym. Wielokrotne lub nawet wielokrotne naciśnięcie tego przycisku niczego nie zmieni: dioda LED nie zgaśnie, ale nie będzie świecić jaśniej ani słabiej.

Nacisnęli i zwolnili, a tyrystor pozostał otwarty. Co więcej, stan ten jest stabilny: tyrystor będzie otwarty, dopóki wpływy zewnętrzne nie usuną go z tego stanu. Takie zachowanie obwodu świadczy o dobrym stanie tyrystora, jego przydatności do pracy w opracowywanym lub naprawianym urządzeniu.

Mała uwaga

Często jednak zdarzają się wyjątki od tej reguły: przycisk został naciśnięty, dioda LED zaświeciła się, a po zwolnieniu przycisku zgasła, jak gdyby nic się nie stało. I gdzie tu jest haczyk, co zrobili źle? Może przycisk nie był wciśnięty dostatecznie długo lub niezbyt fanatycznie? Nie, wszystko zostało zrobione w miarę sumiennie. Po prostu prąd płynący przez diodę LED okazał się mniejszy niż prąd trzymania tyrystora.

Aby opisany eksperyment zakończył się sukcesem, wystarczy wymienić diodę LED na żarówkę, wtedy prąd wzrośnie, lub wybrać tyrystor o niższym prądzie trzymania. Ten parametr dla tyrystorów ma znaczny rozrzut, czasami konieczne jest nawet dobranie tyrystora do konkretnego obwodu. I tej samej marki, z tą samą literą i z tego samego pudełka. Nieco lepiej radzą sobie z tym prądem tyrystory importowane, które ostatnio zyskały na popularności: łatwiej je kupić i mają lepsze parametry.

Jak zamknąć tyrystor

Żadne sygnały wysłane do elektrody sterującej nie mogą zamknąć tyrystora i wyłączyć diodę LED: elektroda sterująca może jedynie włączyć tyrystor. Istnieją oczywiście tyrystory zamykane na klucz, ale ich przeznaczenie jest nieco inne niż banalne regulatory mocy czy proste przełączniki. Zwykły tyrystor można wyłączyć jedynie poprzez przerwanie prądu przez sekcję anoda - katoda.

Można tego dokonać na co najmniej trzy sposoby. Po pierwsze, głupio jest odłączać cały obwód od akumulatora. Przypomnij sobie rysunek 2. Oczywiście dioda LED zgaśnie. Ale po ponownym podłączeniu nie włączy się sam, ponieważ tyrystor pozostaje w stanie zamkniętym. Stan ten jest również stabilny. A żeby go wyprowadzić z tego stanu, zapalić światło, pomoże tylko wciśnięcie przycisku SB1.

Drugim sposobem przerwania prądu przez tyrystor jest po prostu zwarcie zacisków katody i anody za pomocą przewodu zwierającego. W takim przypadku cały prąd obciążenia, w naszym przypadku jest to tylko dioda LED, przepłynie przez zworkę, a prąd przez tyrystor wyniesie zero. Po zdjęciu zworki tyrystor zostanie zamknięty, a dioda LED zgaśnie. Podczas eksperymentów z takimi obwodami pęsety są najczęściej używane jako zworki.

Załóżmy, że zamiast diody LED w tym obwodzie będzie dość mocna cewka grzewcza o dużej bezwładności cieplnej. Następnie otrzymujesz prawie gotowy regulator mocy. Jeśli przełączysz tyrystor w taki sposób, że spirala będzie włączona na 5 sekund i wyłączona na ten sam czas, wówczas w spirali zostanie uwolnione 50 procent mocy. Jeśli podczas tego dziesięciosekundowego cyklu włącznik zostanie włączony tylko na 1 sekundę, to jest całkiem oczywiste, że cewka odda tylko 10% ciepła swojej mocy.

Regulacja mocy w kuchence mikrofalowej odbywa się w przybliżeniu w tych cyklach czasowych, mierzonych w sekundach. Po prostu za pomocą przekaźnika promieniowanie HF jest włączane i wyłączane. Regulatory tyrystorowe pracują z częstotliwością sieci zasilającej, gdzie czas mierzony jest w milisekundach.

Trzeci sposób wyłączenia tyrystora

Polega na zmniejszeniu napięcia zasilania obciążenia do zera lub nawet całkowitej zmianie polaryzacji napięcia zasilania na przeciwną. Dokładnie taka sytuacja ma miejsce, gdy obwody tyrystorowe zasilane są przemiennym prądem sinusoidalnym.

Kiedy sinusoida przechodzi przez zero, zmienia znak na przeciwny, więc prąd płynący przez tyrystor staje się mniejszy niż prąd trzymania, a następnie całkowicie równy zero. W ten sposób problem wyłączenia tyrystora został rozwiązany jakby sam.

Tyrystorowe regulatory mocy. Regulacja fazowa

Zatem sprawa pozostaje niewielka. Aby uzyskać kontrolę fazy, wystarczy w określonym czasie podać impuls sterujący. Innymi słowy, impuls musi mieć określoną fazę: im bliżej końca półcyklu napięcia przemiennego, tym mniejsza będzie amplituda napięcia na obciążeniu. Metodę kontroli fazy pokazano na rysunku 3.

Rysunek 3. Kontrola fazy

W górnym fragmencie rysunku impuls sterujący podawany jest niemal na samym początku półcyklu sinusoidy, faza sygnału sterującego jest bliska zeru. Na rysunku jest to czas t1, zatem tyrystor otwiera się niemal na początku półcyklu, a obciążenie oddaje moc bliską maksymalnej (gdyby w obwodzie nie było tyrystorów, moc byłaby maksymalna).

Same sygnały sterujące nie są pokazane na tym rysunku. Idealnie są to krótkie impulsy dodatnie względem katody, przyłożone w określonej fazie do elektrody sterującej. W najprostszych obwodach może to być liniowo rosnące napięcie uzyskiwane podczas ładowania kondensatora. Zostanie to omówione poniżej.

Na środkowym wykresie impuls sterujący jest przykładany w połowie półcyklu, co odpowiada kątowi fazowemu Π/2 lub czasowi t2, zatem do obciążenia uwalniana jest tylko połowa maksymalnej mocy.

Na dolnym wykresie impulsy otwierające podawane są bardzo blisko końca półcyklu, tyrystor otwiera się prawie przed zamknięciem, zgodnie z wykresem ten czas jest oznaczony jako t3, w związku z tym uwalniana jest niewielka moc ładunek.

Tyrystorowe obwody przełączające

Po krótkim rozważeniu zasady działania tyrystorów prawdopodobnie możemy podać kilka obwodów regulatora mocy. Tutaj nie wymyślono nic nowego, wszystko można znaleźć w Internecie lub w starych czasopismach radiotechnicznych. Artykuł zawiera jedynie krótki przegląd i opis pracy obwody regulatora tyrystorowego. Opisując działanie obwodów, zwrócimy uwagę na to, w jaki sposób stosuje się tyrystory, jakie istnieją obwody do łączenia tyrystorów.

Jak powiedziano na samym początku artykułu, tyrystor prostuje napięcie przemienne jak zwykła dioda. Powoduje to prostowanie półfalowe. Dawno, dawno temu, żarówki na klatkach schodowych włączano w ten sposób, poprzez diodę: światła było bardzo mało, raziło w oczy, ale lampy wypalały się bardzo rzadko. To samo stanie się, jeśli ściemniacz zostanie wykonany na jednym tyrystorze, tylko możliwa będzie regulacja i tak już nieznacznej jasności.

Dlatego regulatory mocy kontrolują oba półcykle napięcia sieciowego. W tym celu stosuje się przeciwrównoległe połączenie tyrystorów, czyli połączenie tyrystora z przekątną mostka prostowniczego.

Aby uczynić to stwierdzenie jaśniejszym, poniżej rozważymy kilka obwodów tyrystorowych regulatorów mocy. Czasami nazywa się je regulatorami napięcia i trudno zdecydować, która nazwa jest bardziej poprawna, ponieważ wraz z regulacją napięcia regulowana jest również moc.

Najprostszy regulator tyrystorowy

Służy do regulacji mocy lutownicy. Jego schemat pokazano na rysunku 4.

Rysunek 4. Schemat prostego tyrystorowego regulatora mocy

Nie ma sensu regulować mocy lutownicy zaczynając od zera. Możemy zatem ograniczyć się do regulacji tylko jednego półcyklu napięcia sieciowego, w tym przypadku dodatniego. Ujemny półcykl przechodzi bez zmian przez diodę VD1 bezpośrednio do lutownicy, która zapewnia jej połowę mocy.

Dodatni półcykl przechodzi przez tyrystor VS1, który umożliwia regulację. Obwód sterowania tyrystora jest niezwykle prosty. Są to rezystory R1, R2 i kondensator C1. Kondensator jest ładowany poprzez obwód: górny przewód obwodu, R1, R2 i kondensator C1, obciążenie, dolny przewód obwodu.

Elektroda sterująca tyrystora jest podłączona do dodatniego bieguna kondensatora. Kiedy napięcie na kondensatorze wzrasta do napięcia włączenia tyrystora, ten ostatni otwiera się, przekazując dodatni półcykl napięcia, a raczej jego część, do obciążenia. W tym samym czasie kondensator C1 naturalnie się rozładowuje, przygotowując się w ten sposób do następnego cyklu.

Szybkość ładowania kondensatora jest kontrolowana za pomocą rezystora zmiennego R1. Im szybciej kondensator jest ładowany do napięcia otwarcia tyrystora, tym szybciej tyrystor się otwiera, tym większa część dodatniego półcyklu napięcia trafia do obciążenia.

Obwód jest prosty, niezawodny i całkiem odpowiedni dla lutownicy, chociaż reguluje tylko jeden półcykl napięcia sieciowego. Bardzo podobny obwód pokazano na rysunku 5.

Rysunek 5. Tyrystorowy regulator mocy

Jest nieco bardziej skomplikowany niż poprzedni, ale umożliwia płynniejszą i dokładniejszą regulację, ponieważ obwód generowania impulsów sterujących jest montowany na tranzystorze z podwójną bazą KT117. Tranzystor ten przeznaczony jest do tworzenia generatorów impulsów. Wydaje się, że nie jest zdolny do niczego innego. Podobny obwód jest stosowany w wielu regulatorach mocy, a także w zasilaczach impulsowych jako układ kształtujący impuls wyzwalający.

Gdy tylko napięcie na kondensatorze C1 osiągnie próg zadziałania tranzystora, ten ostatni otwiera się i na pinie B1 pojawia się dodatni impuls, otwierając tyrystor VS1. Rezystor R1 może służyć do regulacji szybkości ładowania kondensatora.

Im szybciej ładuje się kondensator, tym szybciej pojawia się impuls otwierający, tym większe jest napięcie dostarczane do obciążenia. Druga półfali napięcia sieciowego przechodzi do obciążenia przez diodę VD3 bez zmian. Do zasilania obwodu kształtującego impuls sterujący stosuje się prostownik VD2, R5 i diodę Zenera VD1.

Tutaj możesz zapytać, kiedy tranzystor się otworzy, jaki jest próg zadziałania? Otwarcie tranzystora następuje w momencie, gdy napięcie na jego emiterze E przekroczy napięcie na bazie B1. Podstawy B1 i B2 nie są równoważne; jeśli zostaną zamienione, generator nie będzie działał.

Rysunek 6 pokazuje obwód, który pozwala regulować oba półcykle napięcia.

Rysunek 6.

Za pomocą tego obwodu można obniżyć temperaturę żelazka, grzejnika elektrycznego, lutownicy lub jasność lampy elektrycznej. Obwód regulatora jest dość prosty i jest zamontowany na dwóch tyrystorach i dwóch dinistorach. Urządzenie umożliwia zmianę napięcia zasilania obciążenia (jego moc powinna wynosić mniej niż 200 watów) w dość szerokim zakresie 15...215 V.

Pierwsza wersja regulatora mocy

Funkcjonowanie tyrystorowy regulator mocy w następujący sposób. W momencie, gdy na schemacie na górnym złączu X1 wystąpi dodatni półcykl napięcia sieciowego, ładowane są kondensatory C2, C1 (przez rezystancję R5).

Po pewnym czasie pojemność C2 jest ładowana do poziomu otwarcia dinistora V4. Dinistor natychmiast się otwiera, a przechodzące przez niego napięcie odblokowuje tyrystor V2. Tyrystor dostarcza część napięcia do podłączonego obciążenia i jednocześnie ładuje kondensator C1.

Jeżeli na tym samym złączu X1 wystąpi ujemny półcykl napięcia sieciowego, otworzy się drugi dinistor V3, co doprowadzi do otwarcia tyrystora V1. W rezultacie te dwa tyrystory będą włączać się naprzemiennie. Przesunięcie fazowe napięcia sieciowego na elektrodach sterujących tyrystorów odbywa się za pomocą potencjometru, a maksymalne przesunięcie będzie przy maksymalnej rezystancji tego potencjometru.

Dinistory działają jak przełączniki elektryczne, włączając się po osiągnięciu wymaganego napięcia na kondensatorach C1 i C2. Zastosowanie dinistorów zapewnia niezawodne otwarcie tyrystorów z równym przesunięciem fazowym, niezależnie od ich parametrów.

Rezystory R2 i R4 ograniczają prąd płynący przez elektrodę sterującą tyrystorów, a rezystancje R1 i R3 zapewniają stabilność termiczną regulatora mocy.

Istnieje możliwość zastąpienia dinistorów KN102A KN102V lub KN102B, ale w tym przypadku konieczne jest nieznaczne zmniejszenie pojemności kondensatorów C1 i C2 do 0,2 μF. Najlepsze wyniki wydajności wykazały kondensatory marki BMT o napięciu co najmniej 300 V. Stosując tyrystory KU202K-KU202N na radiatorze, można zwiększyć moc kontrolowanego obciążenia do 1000 W.

Druga wersja regulatora mocy

Układ ten umożliwia zmianę mocy przy podłączonym obciążeniu w zakresie od 5...99% jego mocy rzeczywistej.