Трифазний та однофазний тиристорний регулятор потужності – принцип роботи, схеми. Тиристорні регулятори потужності Тиристорні регулятори потужності схеми

23.07.2017 @ 23:39

Мій тиристорний регулятор напруги (ТРИ) відрізняється простотою у виготовленні та налагодженні, лінійністю регулювання та великою потужністю на виході - 200 Вт без радіаторів та 1000 Вт з радіаторами площею охолодження 50 см 2 .

При включенні ТРН позитивна напівхвиля 220-вольтної напруги живлення проходить через електричний ланцюг VD2RЗR4 і заряджає конденсатор С2. Як тільки Uзаряду перевищить напругу включення тиристора VS2, останній відкриється і пропустить частину позитивної напівхвилі навантаження. Ланцюг VD4R5 оберігає VS2 за струмом управління.

Змінюючи загальний опір R4, можна отримати регульовану (від 40 до 220) вихідну напругу, для безпосереднього вимірювання якого призначений стрілковий вольтметр PV1. Індикаторна лампа HL1 служить для контролю напруги мережі, а також цілісності запобіжників FU1 і FU2.

Обидва конденсатори в ТРИ дешеві та поширені - типу МБМ. Для R1, R2 і R5 можна застосовувати МЛТ-0,25. На місці R3 добре працюватиме МЛТ-0,5 (МЛТ-1). Як змінний опір підійде СП1. Вольтметр – типу Ц4201 або аналогічний, розрахований на 250 В змінного струму. Зазначені на принциповій електричній схемі діоди можна замінити менш потужні, наприклад, КД102Б або КД105Б. Тиристори - із зворотним напруженням щонайменше 300 У, скажімо, КУ202Н чи КУ202Л. А якщо передбачається використовувати ТРН з навантаженням, що не перевищує 350 Вт, можна застосувати і КУ201Л.

Принципова електрична схема та топологія друкованої плати тиристорного регулятора напруги

Неонова лампа типу HL1 ТН-0,2. Запобіжники вибираються з розрахунку роботу пристрою з максимальним споживанням струму. Якщо навантаженням є електродвигун (наприклад, подібний до того, що використовується в ручному дрилі), то I предохр. = 0,5. 0,6 I пуску.

Налагоджувати ТРН краще на часовій монтажній платі. Замість 390-кілоомних R2 і R5 спочатку впаяти 1-кілоомні резистори. Потім, зменшуючи опір R4 і R3, досягти мінімального падіння напруги на VS1, VS2.

Резистори R2, R5 обмежують струм керування тиристорів. Підбираються вони за максимальної потужності в навантаженні. Навіть при налагодженні не допускається збільшувати струм керування тиристором більше 100 мА.

Після закінчення регулювання всі елементи принципової електричної схеми переносяться на друковану плату розмірами 100x50x2,5 мм із однобічно фольгованого склотекстоліту.

С. БАБЕНКО, Московська обл.

Тиристорний регулятор потужності

Принцип роботи тиристора
Відео: Тиристорний регулятор потужності своїми руками

У сучасних радіоаматорських схемах стала вельми поширеною набули різні види деталей, зокрема і тиристорний регулятор потужності. Найчастіше ця деталь використовується в паяльниках на 25-40 ват, які у звичайних умовах легко перегріваються та стають непридатними до роботи. Ця проблема легко вирішується за допомогою регулятора потужності, що дозволяє виставляти точну температуру.

Застосування тиристорних регуляторів

Як правило, тиристорні регулятори потужності застосовуються для покращення робочих властивостей звичайних паяльників. Сучасні конструкції, оснащені безліччю функцій, відрізняються високою вартістю, а їх використання буде неефективним за невеликих обсягів паяльних робіт. Тому доцільніше буде обладнання звичайного паяльника тиристорним регулятором.

Регулятор потужності на тиристорі широко застосовується у системах регулювання яскравості світильників. На практиці вони являють собою звичайні настінні вимикачі з ручкою-регулятором, що обертається. Однак такі пристрої здатні нормально працювати лише зі звичайними лампами розжарювання. Вони зовсім не сприймаються сучасними компактними люмінесцентними лампами, через розташований усередині них випрямний мост з електролітичним конденсатором. Тиристор просто не працюватиме у взаємодії із цією схемою.

Такі ж непередбачувані результати виходять при спробах відрегулювати яскравість світлодіодних ламп. Тому для регульованого джерела освітлення найбільш оптимальним варіантом буде використання звичайних ламп розжарювання.

Існують і інші сфери застосування тиристорних регуляторів потужності. Серед них слід зазначити можливість регулювання ручного електроінструменту. Регулюючі пристрої встановлюються всередині корпусів і дозволяють змінювати кількість обертів дриля, шуруповерта, перфоратора та іншого інструменту.

Принцип роботи тиристора

Дія регуляторів потужності тісно пов'язана із принципом роботи тиристора. На радіосхемах він позначається значком, що нагадує звичайний діод. Кожному тиристору властива одностороння провідність і, відповідно, здатність до випрямлення змінного струму. Участь у цьому процесі стає можливою за умови подачі до керуючого електрода позитивної напруги. Сам керуючий електрод розташовується з боку катода. У зв'язку з цим, тиристор раніше називався керованого діода. До подачі керуючого імпульсу, тиристор буде закритим у будь-якому напрямку.

Для того, щоб візуально визначити справність тиристора, його включають у загальний ланцюг зі світлодіодом через джерело постійної напруги 9 вольт. Додатково разом із світлодіодом підключається обмежувальний резистор. Спеціальна кнопка замикає ланцюг і напруга з дільника подається до керуючого електрода тиристора. В результаті тиристор відкривається і світлодіод починає випромінювати світло.

При відпусканні кнопки, коли вона перестає утримуватись у натиснутому положенні, свічення має продовжуватися. У разі повторного або неодноразового натискання кнопки нічого не зміниться - світлодіод так само світитиме з однаковою яскравістю. Це свідчить про відкритий стан тиристора та його технічну справність. Він перебуватиме у відкритому положенні доти, доки подібний стан не перерветься під впливом зовнішніх впливів.

У деяких випадках можуть бути винятки. Тобто при натисканні кнопки світлодіод спалахує, а при відпусканні кнопки - він гасне. Така ситуація стає можливою через струм, що проходить через світлодіод, значення якого менше порівняно зі струмом утримання тиристора. Щоб схема працювала нормально, світлодіод рекомендується замінити лампою розжарювання, що призведе до збільшення струму. Іншим варіантом буде підбір тиристора, у якого струм утримання буде меншим. Параметр струму утримання у різних тиристорів може бути з великим розкидом, у таких випадках доводиться підбирати елемент кожної конкретної схеми.

Схема найпростішого регулятора потужності

Тиристор бере участь у випрямленні змінної напруги так само, як і звичайний діод. Це призводить до однонапівперіодного випрямлення в незначних межах за участю одного тиристора. Для досягнення бажаного результату за допомогою регуляторів потужності здійснюється керування двома напівперіодами напруги мережі. Це стає можливим завдяки зустрічно-паралельному включенню тиристорів. Крім того, тиристори можуть включатись у ланцюг діагоналі випрямного моста.

Найпростішу схему тиристорного регулятора потужності найкраще розглядати з прикладу регулювання потужності паяльника. Немає сенсу починати регулювання прямо з нульової позначки. У зв'язку з цим регулювати можна лише один напівперіод позитивної напруги мережі. Проходження негативного напівперіоду здійснюється через діод, без змін, безпосередньо до паяльнику, забезпечуючи його половинну потужність.

Проходження позитивного напівперіоду відбувається через тиристор, за рахунок чого виконується регулювання. У ланцюзі управління тиристором присутні найпростіші елементи у вигляді резисторів та конденсатора. Зарядка конденсатора походить від верхнього дроту схеми, через резистори та конденсатор, навантаження та нижній провід схеми.

Керуючий електрод тиристора з'єднується з плюсовим виведенням конденсатора. Коли на конденсаторі напруга зростає до значення, що дозволяє включати тиристор, відбувається відкриття. В результаті, навантаження пропускається якась частина позитивного напівперіоду напруги. Одночасно настає розрядка конденсатора та підготовка до наступного циклу.

Для налаштування швидкості заряду конденсатора використовується змінний резистор. Чим швидше відбудеться зарядка конденсатора до значення напруги, при якому відкривається тиристор, тим настане відкриття тиристора. Отже, навантаження надійде більша кількість позитивного напівперіоду напруги. Ця схема, в якій використовується тиристорний регулятор потужності, є основою для інших схем, що застосовуються в різних областях.

Тиристорний регулятор потужності своїми руками

Тиристорний регулятор потужності: схема, принцип роботи та застосування

У статті розповідається про те, як працює тиристорний регулятор потужності, схема якого буде представлена нижче

У повсякденному житті часто виникає необхідність регулювання потужності побутових приладів, наприклад електроплити, паяльника, кип'ятильників і ТЕНів, на транспорті — оборотів двигуна і т.д. На допомогу приходить найпростіша радіоаматорська конструкція – регулятор потужності на тиристорі. Зібрати такий пристрій не складе труднощів, він може стати тим самим першим саморобним приладом, який виконуватиме функцію регулювання температури жала паяльника радіоаматора-початківця. Варто відзначити, що готові паяльні станції з контролем температури та іншими приємними функціями стоять на порядок дорожче простого паяльника. Мінімальний набір деталей дозволяє зібрати простий тиристорний регулятор потужності підвісним монтажем.

Навісний монтаж - це спосіб складання радіоелектронних компонентів без застосування друкованої плати, а при гарному навичці він дозволяє швидко зібрати електронні пристрої середньої складності.

Ви також можете замовити електронний конструктор тиристорного регулятора, а для тих, хто хоче розібратися у всьому самостійно, нижче буде представлено схему та пояснено принцип роботи.

До речі, це однофазний тиристорний регулятор потужності. Такий прилад може бути використаний для керування потужністю або кількістю обертів. Однак спочатку слід розібратися в принципі роботи тиристора, адже це дозволить нам зрозуміти, на яке навантаження краще використовувати такий регулятор.

Як працює тиристор?

Тиристор - це керований напівпровідниковий пристрій, здатний проводити струм в одному напрямку. Слово «керований9raquo; вжито неспроста, оскільки з його допомогою, на відміну діода, який теж проводить струм лише одного полюсу, можна вибирати момент, коли тиристор почне проводити струм. Тиристор має три висновки:

Для того, щоб струм почав текти через тиристор, необхідно виконати такі умови: деталь повинна стояти в ланцюгу, що знаходиться під напругою, на електрод, що управляє, повинен бути поданий короткочасний імпульс. На відміну від транзистора, керування тиристором не вимагає утримання сигналу, що управляє. На цьому нюанси не закінчуються: тиристор можна закрити лише перервавши струм у ланцюгу, або сформувавши зворотну напругу анод — катод. Це означає, що використання тиристора в ланцюгах постійного струму дуже специфічно і часто нерозсудливо, а ось ланцюгах змінного, наприклад, у такому приладі як тиристорний регулятор потужності, схема побудована таким чином, що забезпечена умова для закриття. Кожна з напівхвиль закриватиме відповідний тиристор.

Вам, мабуть, не все зрозуміло? Не варто впадати у відчай - нижче буде докладно описаний процес роботи готового пристрою.

Область застосування тиристорних регуляторів

У яких ланцюгах ефективно використовувати тиристорний регулятор потужності? Схема дозволяє добре регулювати потужність нагрівальних приладів, тобто впливати на активне навантаження. При роботі з високоіндуктивним навантаженням тиристори можуть просто не закритися, що може призвести до виходу з ладу регулятора.

Чи можна регулювати оберти двигуна?

Я думаю, багато хто з читачів бачили або користувалися дрилями, кутошліфувальними машинами, які в народі називають «болгарками», та іншим електроінструментом. Ви могли помітити, що кількість обертів залежить від глибини натискання на кнопку-курок приладу. Ось у цей елемент і вбудований такий тиристорний регулятор потужності (схема якого наведена нижче), за допомогою якого здійснюється зміна кількості оборотів.

Зверніть увагу! Тиристорний регулятор не може змінювати обертів асинхронних двигунів. Таким чином, напруга регулюється на колекторних двигунах, обладнаних щітковим вузлом.

Схема тиристорного регулятора потужності на одному та двох тиристорах

Типова схема для того, щоб зібрати тиристорний регулятор потужності своїми руками, зображена на малюнку нижче.

Вихідна напруга у даної схеми від 15 до 215 вольт, у разі застосування зазначених тиристорів, встановлених на тепловідведення, потужність становить близько 1 кВт. До речі, вимикач з регулятором яскравості світла зроблений за подібною схемою.

Якщо у вас немає необхідності повного регулювання напруги та достатньо отримувати на виході від 110 до 220 вольт, скористайтеся цією схемою, яка показує однонапівперіодний регулятор потужності на тиристорі.

Як це працює?

Наведена нижче інформація справедлива для більшості схем. Літерні позначення братимуться відповідно до першої схеми тиристорного регулятора

Тиристорний регулятор потужності, принцип роботи якого заснований на фазовому управлінні величиною напруги, змінює потужність. Цей принцип полягає в тому, що в нормальних умовах навантаження діє змінна напруга побутової мережі, що змінюється за синусоїдальним законом. Вище, при описі принципу роботи тиристора, було сказано, що кожен тиристор працює в одному напрямку, тобто керує своєю напівхвильою від синусоїди. Що це означає?

Якщо за допомогою тиристора періодично підключати навантаження в строго певний момент, величина напруги, що діє, буде нижче, оскільки частина напруги (діюча величина, яка «потрапить 9raquo; на навантаження) буде менше, ніж мережне. Це явище проілюстровано на графіку.

Заштрихована область - це і є сфера напруги, яка виявилася під навантаженням. Літерою «а9raquo; на горизонтальній осі позначено момент відкриття тиристора. Коли позитивна напівхвиля закінчиться і почнеться період із негативною напівхвильою, один із тиристорів закривається, і в той же момент відкривається другий тиристор.

Розберемося, як працює саме наш тиристорний регулятор потужності

Зазначимо заздалегідь, що замість слів «позитивна» і «негативна» будуть використані «перша9raquo; та «друга9raquo; (напівхвиля).

Отже, коли нашу схему починає діяти перша напівхвиля, починають заряджатися ємності C1 і C2. Швидкість їхнього заряду обмежена потенціометром R5. цей елемент є змінним, і з його допомогою задається вихідна напруга. Коли на конденсаторі C1 з'являється необхідне відкриття диністора VS3 напруга, диністор відкривається, через нього надходить струм, з допомогою якого буде відкритий тиристор VS1. Момент пробою диністора і є точка "а9ra"; на графіку, поданому у попередньому розділі статті. Коли значення напруги переходить через нуль і схема виявляється під другою напівхвильою, тиристор VS1 закривається, і процес повторюється заново, тільки другого диністора, тиристора і конденсатора. Резистори R3 і R3 служать обмеження струму управління, а R1 і R2 — для термостабілізації схеми.

Принцип роботи другої схеми аналогічний, але в ній йде керування лише однією з напівхвиль змінної напруги. Тепер, знаючи принцип роботи та схему, ви можете зібрати або відремонтувати тиристорний регулятор потужності своїми руками.

Застосування регулятора у побуті та техніка безпеки

Не можна не сказати, що дана схема не забезпечує гальванічної розв'язки від мережі, тому існує небезпека ураження електричним струмом. Це означає, що не варто торкатися руками елементів регулятора. Необхідно використовувати ізольований корпус. Слід проектувати конструкцію приладу так, щоб по можливості ви могли сховати її в регульованому пристрої, знайти вільне місце в корпусі. Якщо регульований прилад розташовується стаціонарно, взагалі має сенс підключити його через вимикач з регулятором яскравості світла. Таке рішення частково убезпечить від ураження струмом, позбавить необхідності пошуку відповідного корпусу, має привабливий зовнішній вигляд і виготовлено промисловим методом.

20 фото кішок, зроблених у правильний момент Кішки – дивовижні створіння, і про це, мабуть, знає кожен. А ще вони неймовірно фотогенічні і завжди вміють опинитися у правильний час у правилах.

Ці 10 дрібниць чоловік завжди помічає в жінці Думаєте, ваш чоловік нічого не тямить у жіночій психології? Це не так. Від погляду люблячого вас партнера не сховається жодна дрібниця. І ось 10 речей.

Несподівано: чоловіки хочуть, щоб їхні дружини робили частіше ці 17 речей. Якщо ви хочете, щоб ваші стосунки стали щасливішими, вам варто частіше робити речі з цього простого списку.

Ніколи не робіть цього у церкві! Якщо ви не впевнені щодо того, правильно поводитеся в церкві чи ні, то, ймовірно, робите все ж таки не так, як належить. Ось список жахливих.

Всупереч усім стереотипам: дівчина з рідкісним генетичним розладом підкорює світ моди Цю дівчину звуть Мелані Гайдос, і вона увірвалася в світ моди стрімко, епатуючи, надихаючи і руйнуючи дурні стереотипи.

10 чарівних зіркових дітей, які сьогодні виглядають зовсім інакше Час летить, і одного разу маленькі знаменитості стають дорослими особистостями, яких уже не впізнати. Миловидні хлопчики та дівчата перетворюються на с.

ТИРИСТОРНИЙ РЕГУЛЯТОР НАПРУГИ

Даний регулятор напруги збирався мною для використання у різних напрямках: регулювання швидкості обертання двигуна, зміна температури нагріву паяльника тощо. Можливо назва статті здасться не зовсім коректною, і ця схема іноді зустрічається як регулятор потужності. Але тут треба розуміти, що насправді відбувається регулювання фази. Тобто часу, протягом якого мережева напівхвиля проходить у навантаження. І з одного боку регулюється напруга (через шпаруватість імпульсу), а з іншого - потужність, що виділяється на навантаженні.

Слід врахувати, що найбільш ефективно цей прилад справлятиметься з резистивним навантаженням - лампи, нагрівачі і т.д. Споживачі струму індуктивного характеру також можна підключати, але за дуже малої його величині надійність регулювання знизиться.

Схема даного саморобного регулятора тиристора не містить дефіцитних деталей. При використанні, зазначених на схемі випрямних діодів, прилад може витримати навантаження до 5А (приблизно 1 кВт) з урахуванням радіаторів.

Для збільшення потужності пристрою потрібно використовувати інші діоди або діодні зборки, розраховані на необхідний вам струм.

Також потрібно замінювати і тиристор, адже КУ202 розрахований на граничний струм до 10А. З найбільш потужних рекомендуються вітчизняні тиристори серії Т122, Т132, Т142 та інші аналогічні.

Деталей в тиристорному регуляторі не так вже й багато, в принципі допустимо навісний монтаж, проте на друкованій платі конструкція виглядатиме красивіше і зручніше. Малюнок плати у форматі LAY качаємо тут. Стабілітрон Д814Г змінюється на будь-який, з напругою 12-15В.

Як корпус використовував перший-ліпший — відповідний за розмірами. Для підключення навантаження вивів назовні роз'єм для вилки. Регулятор працює надійно та дійсно змінює напругу від 0 до 220 В. Автор конструкції: SssaHeKkk.

Тиристорний регулятор напруги проста схема, принцип роботи

Тиристор це один із найпотужніших напівпровідникових приладів, саме тому він часто використовується у потужних перетворювачах енергії. Але він має свою специфіку управління: його можна відкрити імпульсом струму, а ось закриється він тільки коли струм опуститися майже до нуля (якщо бути точніше, то нижче струму утримання). З цього тиристор переважно застосовуються для комутування змінного струму.

Фазове регулювання напруги

Існує кілька способів регулювання змінної напруги тиристорами: можна пропускати або забороняти вихід регулятора цілі напівперіоди (або періоди) змінної напруги. А можна включати не на початку напівперіоду напруги, а з деякою затримкою — 'a'. Протягом цього часу напруга на виході регулятора дорівнюватиме нулю, а потужність не буде передаватися на вихід. Другу частину напівперіоду тиристор проводитиме струм і на виході регулятора з'явиться вхідна напруга.

Час затримки ще часто називають кутом відкривання тиристора, так ось при нульовому куті практично вся напруга зі входу потраплятиме на вихід, тільки падіння на відкритому тиристорі губиться. При збільшенні кута тиристорний регулятор напруги знижуватиме вихідну напругу.

Регулювальна характеристика перетворювача тиристора при роботі на активне навантаження наведена на наступному малюнку. При вугіллі 90 електричних градусів на виході буде половина вхідної напруги, а при вугіллі 180 ел. градусів на виході буде нуль.

За підсумками принципів фазового регулювання напруги можна побудувати схеми регулювання, стабілізації, і навіть плавного пуску. Для плавного пуску напруга потрібно поступово підвищувати від нуля до максимального значення. Таким чином, кут відкривання тиристора повинен змінюватися від максимального значення до нуля.

Схема тиристорного регулятора напруги

Таблиця номіналів елементів

C1 - 0,33 мкФ напруга не нижче 16В;
R1, R2 - 10 ком 2Вт;
R3 - 100 Ом;
R4 – змінний резистор 3,3 кОм;
R5 – 33 ком;
R6 – 4,3 кОм;
R7 - 4,7 кОм;
VD1. VD4 - Д246А;
VD5 - Д814Д;
VS1 - КУ202Н;
VT1 - КТ361B;
VT2 - КТ315B.

Схема побудована на вітчизняній елементній базі, зібрати її можна з тих деталей, які провалялися у радіоаматорів 20-30 років. Якщо тиристор VS1 і діоди VD1-VD4 встановити на відповідні охолоджувачі, то тиристорний регулятор напруги буде здатний віддавати в навантаження 10А, тобто при напрузі 220 отримуємо можливість регулювати напругу на навантаженні в 2,2 кВт.

У пристрої всього два силові компоненти діодний міст і тиристор. Вони розраховані на напругу 400В та струм 10А. Діодний міст перетворює змінну напругу на однополярну пульсуючу, а фазове регулювання напівперіодів здійснює тиристор.

Параметричний стабілізатор з резисторів R1, R2 і стабілітрону VD5 обмежує напругу, яка подається на систему управління на рівні 15 В. Послідовне включення резисторів потрібно для збільшення пробивної напруги і збільшення потужності, що розсіюється.

На початку півперіоду змінної напруги С1 розряджений і в точці з'єднання R6 і R7 теж нульова напруга. Поступово напруги у цих двох точках починають зростати і що менше опір резистора R4, то швидше напруга на емітері VT1 пережене напругу з його основі і відкриє транзистор.
Транзистори VT1, VT2 становлять малопотужний тиристор. При появі напруги на база-емітерному переході VT1 більше порогового транзистор відкривається і відкриває VT2. А VT2 відмикає тиристор.

Подана схема досить проста, її можна перекласти на сучасну елементну базу. Також можна при мінімальних переробках знизити потужність або напругу роботи.

Навігація за записами

Тиристорний регулятор напруги проста схема, принцип роботи. 15 коментарів

Якщо ми вже заговорили про електричні кути, то хочеться уточнити: при затримці «а» до 1/2 напівперіоду (до 90 ел. градусів) напруга на виході регулятора дорівнюватиме практично максимальному, а зменшуватися почне тільки при «а» > 1/2 (> 90). На графіці - червоним по сірому накреслено! Половина напівперіоду – не половина напруги.
У даної схеми один плюс - простота, але фаза на елементах управління може призвести до непростих наслідків. Та й перешкоди тиристорним відсіченням, що наводяться в електромережі, чималі. Особливо при великому навантаженні, що обмежує сферу застосування даного пристрою.
Я бачу лише одне: регулювати нагрівальні елементи та освітлення у складських та підсобних приміщеннях.

На першому малюнку помилка, 10 мс має відповідати напівперіоду, а 20 мс відповідає періоду мережевої напруги.
Додав графік регулювальної характеристики при роботі на активне навантаження.
Ви мабуть пишіть про регулювальну характеристику коли навантаженням є випрямляч з ємнісним фільтром? Тоді так, конденсатори заряджатимуться на максимумі напруги і діапазон регулювання буде від 90 до 180 градусів.

Поклади радянських радіодеталей є далеко не у кожного. Чому не вказати «буржуйські» аналоги старих вітчизняних напівпровідникових приладів (наприклад, 10RIA40M для КУ202Н)?

Тиристор КУ202Н зараз продають менше ніж за долар (не знаю, чи виробляють чи старі запаси розпродують). А 10RIA40M дорогий, на аліекспрес його продають приблизно за 15 $ плюс доставка від 8 $. 10RIA40M має сенс використовувати тільки коли потрібно відремонтувати пристрій із КУ202Н, а КУ202Н не знайти.
Для промислового застосування зручніші тиристори у корпусах TO-220, TO-247.
Два роки тому робив перетворювач на 8 кВт, так тиристори купував по 2,5 $ (в корпусі TO-247).

Це й мало на увазі, якщо вісь напруги (чомусь позначена Р) провести, як на 2-му графіку, то стане ясніше з градусами, періодами та напівперіодами наведеними в описі. Залишилося прибрати знак змінної напруги на виході (воно вже випрямлене мостом) і моя скрупульозність буде задоволена повністю.
КУ202Н продають зараз на радіоринках справді за копійки, причому у виконанні 2У202Н. Хтось у темі, зрозуміє, що це військове виробництво. Напевно, розпродаються складські НЗ, яким всі терміни вийшли.

На ринку, якщо брати з рук, можуть серед нових підкласти і випаяну деталь.
Швидко перевірити тиристор, наприклад КУ202Н можна простим стрілочним тестером, включеним на вимірювання опорів за шкалою одиниці ом.
Анод тиристора з'єднуємо на плюс, катод на мінус тестера, у справному КУ202Н витоку не повинно бути.
Після замикання керуючого електрода тиристора на анод стрілка омметра повинна відхилитися і залишитися в такому положенні після розмикання.
У поодиноких випадках такий метод не спрацьовує, і тоді для перевірки знадобиться низьковольтний блок живлення, бажано регульований, лампочка від ліхтарика, і опір.
Спочатку встановлюємо напругу блоку живлення і перевіряємо чи світиться лампочка, потім послідовно з лампочкою, дотримуючись полярності з'єднуємо наш тиристор.
Лампочка повинна спалахнути лише після короткочасного замикання анода тиристора з керуючим електродом через резистор.
При цьому резистор потрібно підбирати, виходячи з номінального струму, що відкриває тиристора і напруги живлення.
Це найпростіші методи, але, можливо, існують і спеціальні прилади для перевірки тиристорів і симісторів.

На виході напруга не випрямлена мостом. Вона випрямлена тільки для схеми керування.

На виході зміна, міст випрямляє лише схеми управління.

Я назвав би не регулювання напруги, а регулювання потужності. Це стандартна схема регулятора висвітлення, яку раніше збирали майже всі. І про радіатор до тиристора загнули. Теоретично звичайно можна, але в практиці думаю важко забезпечити тепло обмін між радіатором і тиристором для забезпечення 10А.

А які складнощі із теплообміном у КУ202? Вкрутив торцевим болтом у радіатор і все! Якщо радіатор новий, точніше, різьблення не розбовтане, навіть КТП мазати не треба. Площа стандартного радіатора (іноді й у комплекті йшли), таки розрахована на навантаження 10 А. Жодної теорії, суцільна практика. Єдине, що радіатори мали знаходитися на відкритому повітрі (за інструкцією), а при такому підключенні мережі — загрожує. Тому закриваємо, але ставимо кулер. Так, бруківки один до одного не притуляємо.

Підкажіть, що це за конденсатор С1 -330нФ?

Напевно правильніше написати C1 - 0,33 мкФ, можна встановлювати керамічний або плівковий на напругу не менше 16В.

Усім найдобрішого! Спочатку збирав без транзисторів схеми… Один погано – регулювальний опір грівся та вигоряв шар графітової доріжки. Потім зібрав цю схему на кт. Перша невдало - ймовірно через велике посилення самих транзисторів. Зібрав на МП із посиленням близько 50. Заробила без проблем! Однак є питання…

Я теж збирав без транзисторів, але нічого не грілося. Це було два резистори і конденсатор, згодом прибрав і конденсатор. і на первинку трансформатора для паяльника на 12 вольт і все працювало і не грілося. Зараз досі в коморі лежить у справному стані.

Зібрав на МП із посиленням близько 50. Працює! Але побільшало питань…

Тиристорні регулятори напруги є пристрої, призначені для регулювання частоти обертання і моменту електродвигунів. Регулювання частоти обертання та моменту проводиться за рахунок зміни напруги, що підводиться до статора двигуна, та здійснюється зміною кута відкриття тиристорів. Такий спосіб керування електродвигуном отримав назву фазового керування. Цей спосіб є різновидом параметричного (амплітудного) керування.

Можуть виконуватися як із замкнутою, так і з розімкнутою системою регулювання. Регулятори із розімкнутою системою не забезпечують задовільного якості процесу регулювання частоти обертання. Основне їх призначення-регулювання моменту отримання необхідного режиму роботи приводу в динамічних процесах.

У силову частину однофазного тиристорного регулятора напруги включені два керовані тиристори, які забезпечують протікання електричного струму на нарізці в двох напрямках при синусоїдальній напрузі на вході.

Тиристорні регулятори із замкнутою системою регулюваннявикористовуються, як правило, з негативним зворотним зв'язком за швидкістю, що дозволяє мати досить жорсткі механічні характеристики приводу в зоні малих частот обертання.

Найбільш ефективне використання тиристорних регуляторівдля регулювання частоти обертання та моменту .

Силові ланцюги тиристорних регуляторів

На рис. 1 а-д показані можливі схеми включення випрямляючих елементів регулятора в одній фазі. Найбільш поширеною є схема на рис1,а. Вона може бути використана за будь-якої схеми з'єднання обмоток статора. Допустимий струм через навантаження (діюче значення) у цій схемі в режимі безперервного струму дорівнює:

де I т – допустиме середнє значення струму через тиристор.

Максимальна пряма та зворотна напруга тиристора

де k зап - коефіцієнт запасу, що вибирається з урахуванням можливих комутаційних перенапруг у схемі; - Чинне значення лінійної напруги мережі.

Мал. 1. Схеми силових ланцюгів тиристорних регуляторів напруги.

У схемі на рис. 1,б є лише один тиристор, включений у діагональ моста з некерованих діодів. Співвідношення між струмами навантаження та тиристора для цієї схеми має вигляд:

Некеровані діоди вибираються на струм вдвічі менший, ніж тиристора. Максимальна пряма напруга на тиристорі

Зворотне напруження на тиристорі близько до нуля.

Схема на рис. 1,б має деякі відмінності від схеми на рис. 1,а по побудові системи управління. У схемі на рис. 1, а керуючі імпульси на кожен з тиристорів повинні слідувати з частотою мережі живлення. У схемі на рис. 1,б частота імпульсів управління вдвічі більша.

Схема на рис. 1, що складається з двох тиристорів і двох діодів, по можливості управління, завантаження, по струму і максимальному прямому напрузі тиристорів аналогічна схемою на рис. 1, а.

Зворотна напруга в цій схемі через дії діода, що шунтує, близько до нуля.

Схема на рис. 1, г по струму і максимальному прямому та зворотному напрузі тиристорів аналогічна схемою на рис. 1, а. Схема на рис. 1, г відрізняється від розглянутих вимог до системи управління забезпечення необхідного діапазону зміни кута регулювання тиристорів. Якщо кут відлічувати від нуля фазної напруги, то схем на рис. 1, а-в справедливе співвідношення

де φ – фазовий кут навантаження.

Для схеми на рис. 1, г аналогічне співвідношення набуває вигляду:

Необхідність збільшення діапазону зміни кута ускладнює. Схема на рис. 1 г може бути застосована при включенні обмоток статора в зірку без нульового дроту і в трикутник з включенням випрямляючих елементів в лінійні дроти. Область застосування цієї схеми обмежена нереверсивними, а також реверсивними електроприводами з контактним реверсом.

Схема на рис. 4-1, д за своїми властивостями аналогічна схемою на рис. 1, а. Струм симістора тут дорівнює струму навантаження, а частота імпульсів управління дорівнює подвійній частоті напруги живлення. Недолік схеми на симісторах - значно менше, ніж у звичайних тиристорів, допустимі значення du/dt та di/dt.

Для тиристорних регуляторів найраціональніша схема на рис. 1, а з двома зустрічно-паралельно включеними тиристорами.

Силові схеми регуляторів виконуються із зустрічно-паралельно включеними тиристорами у всіх трьох фазах (симетрична трифазна схема), у двох та одній фазах двигуна, як показано на рис. 1, е, ж і з відповідно.

У регуляторах, що застосовуються в кранових електроприводах, найбільшого поширення набула симетрична схема включення, показана на рис. 1, е, що характеризується найменшими втратами від вищих гармонійних струмів. Вищі значення втрат у схемах із чотирма і двома тиристорами визначаються несиметрією напруги у фазах двигуна.

Основні технічні дані тиристорних регуляторів серії РСТ

Тиристорні регулятори серії РСТ є пристрої для зміни (за заданим законом) напруги, що підводиться до статора асинхронного двигуна з фазним ротором. Тиристорні регулятори серії РСТ виконуються за симетричною трифазною схемою включення (рис. 1, е). Застосування регуляторів зазначеної серії в кранових електроприводах дозволяє здійснювати регулювання частоти обертання в діапазоні 10:1 та регулювання моменту двигуна в динамічних режимах під час пуску та гальмування.

Тиристорні регулятори серії РСТ виконуються на тривалі струми 100, 160 та 320 А (максимальні струми відповідно 200, 320 та 640 А) та напруга 220 та 380 В змінного струму. Регулятор являє собою зібрані на загальній рамі три силові блоки (за кількістю фаз зустрічно-паралельно включених тиристорів), блок датчиків струму і блок автоматики. У силових блоках використовуються таблеткові тиристори з охолоджувачами з алюмінієвого профілю. Охолодження повітряне – природне. Блок автоматики – єдиний для всіх виконань регуляторів.

Тиристорні регулятори виконані зі ступенем захисту IP00 та призначені для встановлення на стандартні рами магнітних контролерів типу ТТЗ, які за конструкцією аналогічні контролерам серій ТА та ТСА. Габаритні розміри та маса регуляторів серії РСТ вказані в табл. 1.

Таблиця 1 Габаритні розміри та маса регуляторів напруги серії РСТ

У магнітних контролерах ТТЗ встановлені контактори напрямку реверсування двигуна, контактори роторної ланцюга та інші релейно-контактні елементи електроприводу, здійснюють зв'язок командоконтролера з тиристорним регулятором. Структура побудови системи керування регулятора видно з функціональної схеми електроприводу, показаної на рис. 2.

Трифазний симетричний тиристорний блок Т управляється системою фазового керування СФУ. За допомогою командоконтролера КК в регуляторі здійснюється зміна завдання швидкості БЗС, Через блок БЗС функції часу здійснюється управління контактором прискорення КУ2 в ланцюгу ротора. Різниця сигналів завдання та тахогенератора ТГ посилюється підсилювачами У1 та УЗ. До виходу підсилювача УЗ підключено логічний релейний пристрій, що має два стійкі стани: один відповідає включенню контактора напрямку вперед KB, друге - включенню контактора напрямку назад КН.

Одночасно зі зміною стану логічного пристрою реверсується сигнал ланцюга управління РУ. Сигнал з узгоджувального підсилювача У2 підсумовується з сигналом затриманого зворотного зв'язку струму статора двигуна, який надходить з блоку струмообмеження ТО і подається на вхід СФУ.

На блок логіки БЛ впливає сигнал з блоку датчиків струму ДТ і блоку наявності струму НТ, що забороняє перемикання контакторів напрямку під струмом. Блоком БЛ здійснюється також нелінійна корекція системи стабілізації частоти обертання задля забезпечення стійкості роботи приводу. Регулятори можуть бути використані в електроприводах механізмів підйому та пересування.

Регулятори серії РСТ виконані із системою обмеження струму. Рівень струмообмеження для захисту тиристорів від перевантажень і для обмеження моменту двигуна в динамічних режимах плавно змінюється від 0,65 до 1,5 номінального струму регулятора, рівень струмообмеження для максимально-струмового захисту від 0,9 до. 2,0 номінального струму регулятора. Широкий діапазон зміни уставок захисту забезпечує роботу регулятора одного типорозміру з двигунами, що відрізняються потужністю приблизно в 2 рази.

Мал. 2. Функціональна схема електроприводу з тиристорним регулятором типу РСТ: КК – командоконтролер; ТГ – тахогенератор; КН, KB – контактори напряму; БЗС – блок завдання швидкості; БЛ – блок логіки; У1, У2. УЗ – підсилювачі; СФУ-система фазового управління; ДП - датчик струму; ІТ – блок наявності струму; ТО – блок струмообмеження; МТ – блок захисту; КУ1, КУ2 – контактори прискорення; КЛ – лінійний контактор: Р – рубильник.

Мал. 3. Тиристорний регулятор напруги РСТ

Чутливість системи наявності струму становить 5-10 А діючого значення струму у фазі. У регуляторі передбачені також захисту: нульова, від комутаційних перенапруг, від зникнення струму хоча б в одній із фаз (блоки ІТ та МТ), від радіоперешкод. Швидкодіючими запобіжниками типу ПНБ 5М здійснюється захист від струмів короткого замикання.

У статті варто розкрити тему того, як робить роботу тиристорний регулятор напруги, схему якого можна детальніше оглянути в інтернеті.

У повсякденному житті найчастіше може розвинутися особлива необхідність у регулюванні загальної потужності побутових приладів, наприклад, електроплит, паяльника, кип'ятильника, а також ТЕНів, на транспорті - оборотів двигуна та іншого. У цьому випадку на допомогу нам прийде проста та радіоаматорська конструкція – це особливий регулятор потужності на тиристорі.

Створити такий пристрій не складе особливих труднощів, він може стати тим першим саморобним приладом, який виконуватиме функцію регулювання температури жала в паяльникуу будь-якого радіолюбителя-початківця. Потрібно відзначити і той факт, що готові паяльники на станції із загальним контролем температури та іншими особливими функціями коштують набагато більше, ніж найпростіші моделі паяльників. Мінімальна кількість деталей у конструкції допоможе зібрати нескладний тиристорний регулятор потужності з навісним монтажем.

Слід зазначити, що навісний тип монтажу - це варіант здійснення збирання радіоелектронних компонентів без використання при цьому спеціальної друкованої плати, а при якісному навичці він допомагає швидко зібрати електронні пристрої із середньою складністю виробництва.

Також ви можете замовити електронний тип конструктора типу тиристорного регулятора, а той, хто хоче повністю розібратися у всьому самостійно, повинен вивчити деякі схеми і принцип функціонування приладу.

Між іншим, такий пристрій є регулятором загальної потужності. Такий пристрій може бути застосованим для управління загальною потужністю або управлінням числа оборотів. Але спочатку потрібно повністю розібратися в загальному принципі функціонування такого пристрою, адже це допоможе зрозуміти, на яке навантаження варто розраховувати при використанні такого регулятора.

Як робить свою роботу тиристор?

Тиристор - це керований напівпровідниковий прилад, здатний швидко провести струм в один бік. Слово керований позначає тиристор непросто так, оскільки з його допомогою, на відміну діода, який також проводить загальний струм лише одного полюсу, можна вибирати окремий момент, коли тиристор почне процес проведення струму.

Тиристор має відразу три висновки струму:

Катод.
Анод.
Керований електрод.

Щоб здійснити течію струму через такий тиристор, варто виконати такі умови: деталь зобов'язана в обов'язковому порядку розташована на самому ланцюгу, який перебуватиме під загальним напруженням, на частину електрода, що управляє, повинен бути поданий потрібний короткочасний імпульс. На відміну від транзистора, керування таким тиристором не вимагатиме від користувача утримання керуючого сигналу.

Але в цьому всі труднощі використання такого приладу закінчуватись не будуть: тиристор можна легко закрити, якщо перервати надходження в нього струму по ланцюгу, або створивши зворотну напругу анод - катод. Це буде означати те, що застосування тиристора в ланцюгах постійного струму вважається досить специфічним і здебільшого цілком нерозсудливо, а в ланцюгах змінного, наприклад, в такому пристрої як тиристорний регулятор, схема створена таким методом, щоб було повністю забезпечено умову для закриття приладу . Будь-яка напівхвиля повністю закриватиме відповідний відділ тиристора.

Вам, швидше за все, складно зрозуміти схему його будови. Але, не потрібно засмучуватися - нижче буде детальніше описаний процес функціонування такого пристрою.

Область використання тиристорних пристроїв

З якою метою можна використовувати такий пристрій, як регулятор потужності тиристор. Такий прилад дозволяє більш ефективно регулювати потужність нагрівальних приладів, тобто навантаження на активні місця. Під час роботи з високоіндуктивним навантаженням тиристори здатні просто не закритися, що може призводити до виходу обладнання з нормальної роботи.

Чи можна самостійно здійснити регулювання обертів двигуна приладу?

Багато користувачів, які бачили або навіть на практиці застосовували дрилі, кутошліфувальні машини, які по-іншому називаються болгарками, та іншими електроінструментами. Вони могли легко побачити, що кількість обертів у таких виробах залежить, головним чином, від загальної глибини натискання на кнопку-курок у пристрої. Такий елемент якраз і перебуватиме в тиристорному регуляторі потужності (загальна схема такого приладу вказана в інтернеті), за допомогою якого відбувається зміна загальної кількості оборотів.

Варто звернути увагу на те, що регулятор не може самостійно змінювати свої оберти в асинхронних двигунах. Таким чином, напруга повноцінно регулюватиметься на колекторному двигуні, який обладнаний спеціальним лужним вузлом.

Як працює такий пристрій?

Наведені нижче характеристики відповідатимуть більшості схем.

При цьому відбувається певна область, яка перебуватиме під особливою напругою. Коли вплив позитивної напівхвилі закінчиться і почнеться новий період руху з негативно напівхвильою, один із таких тиристорів почне закриватися, й у цей час відкриється новий тиристор.

Замість слів позитивна та негативна хвиля варто використовувати перша та друга (напівхвиля).

У той час як на схему починає свій вплив перша напівхвиля, відбувається особлива зарядка ємності С1, і навіть С2. Швидкість їх повної зарядки буде обмежена потенціометром R 5. Такий елемент буде повністю змінним, і за його допомогою задаватиметься вихідна напруга. У той момент, коли на поверхні конденсатора С1 з'явиться необхідне для відкриття диристора VS напруги 3, весь диністор відкриється, а через нього почне проходити струм, за допомогою якого відкриється тиристор VS 1.

Під час пробою диністра утворюється точка на загальному графіку. Після того, як значення напруга перейде нульову позначку, і схема перебуватиме під впливом другої напівхвилі, тиристор VS 1, закриється, а процес повторюватиметься, тільки вже для другого диністра, тиристора, а також конденсатора. Резистори R 3 і R 3 необхідні обмеження загального струму управління, а R 1 і R 2 - для процесу термостабілізації всієї схеми.

Принцип дії другої схемибуде точно такий же, але в ній відбуватиметься управління лише однією з напівхвиль змінного струму. Після того, як користувач буде розуміти принцип роботи пристрою і його загальну схему будову, він зможе зрозуміти як зібрати або в разі необхідності відремонтувати тиристорний регулятор потужності самостійно.

Тиристорний регулятор напруги своїми руками

Не можна сказати, що дана схема не забезпечить гальванічну розв'язку від джерела живлення, тому є певна небезпека ураження електричними розрядами струму. Це означатиме, що не потрібно торкатися руками елементів регулятора.

Слід спроектувати конструкцію вашого приладу таким чином, щоб, по можливості, ви змогли сховати її в регульованому пристрої, а також знайти більш вільне місце всередині корпусу. Якщо пристрій, що регулюється, буде розташований на стаціонарному рівні, то має певний сенс здійснити його підключення через вимикач з особливим регулятором рівня яскравості світла. Таке рішення зможе частково убезпечити людину від ураження струмом, а також позбавить її необхідності пошуку відповідного корпусу у приладу, володіє привабливою зовнішньою будовою, а також створено з використанням промислових технологій.

Способи регулювання фазової напруги в мережі

За підсумками принципів і особливостей фазового регулювання напруги можна побудувати певні схеми регулювання, стабілізації, а окремих випадках з плавного пуску. Для більш плавного пуску напруга варто з часом підвищувати від нуля до максимального показника. Таким чином, під час відкривання тиристора максимальний показник значення має змінюватися до позначки нуль.

Схеми на тиристорах

Регулювати загальну потужність паяльника можна досить просто, якщо використати для цього аналогові або цифрові паяльні станції. Останні досить дорогі робити використання, і зібрати їх, не маючи особливого досвіду, досить складно. У той час як аналогові прилади (вважаються за своєю суттю регуляторами загальної потужності) не важко створити самостійно.

Досить проста схема приладу, яка допоможе регулювати показник потужності на паяльнику.

VD - КД209 (чи близькі за його загальним параметрам).
R 1 - опір з особливим номіналом 15 ком.
R 2 - це резистор, який має особливий показник змінного струму близько 30 кОм.
Rn - це загальне навантаження (у цьому випадку замість неї буде використано спеціальний маятник).

Такий пристрій для регуляції може контролювати не тільки позитивний напівперіод, тому потужність паяльника буде в кілька разів менше номінальної. Управляється такий тиристор за допомогою спеціального ланцюга, який несе в собі два опори, а також ємність. Час заряджання конденсату(воно регулюватиметься особливим опором R2) впливає тривалість відкриття такого тиристора.

Тиристорні регулятори потужності є однією з найпоширеніших радіоаматорських конструкцій і в цьому немає нічого дивного. Адже всім, хто колись користувався звичайним 25 - 40 ватним паяльником, здатність його до перегрівання навіть дуже відома. Паяльник починає диміти і шипіти, потім, досить скоро, опромінене жало вигоряє, стає чорним. Паяти таким паяльником зовсім неможливо.

І ось тут на допомогу приходить регулятор потужності, за допомогою якого можна досить точно виставити температуру для паяння. Орієнтуватися слід на те, щоб при торканні паяльником шматка каніфолі вона диміла ну, так, середньо, без шипіння та бризок, не дуже енергійно. Орієнтуватися слід на те, щоб паяння виходило контурним, блискучим.

Щоб не ускладнювати розповідь, не розглядатимемо тиристор у вигляді його чотиришарової p-n-p-n структури, малюватимемо вольтамперну характеристику, а просто на словах опишемо, як же він, тиристор, працює. Для початку в ланцюзі постійного струму, хоча в цих ланцюгах тиристори майже не застосовуються. Адже вимкнути тиристор, який працює на постійному струмі, досить складно. Все одно, що коня зупинити на скаку.

І все ж таки великі струми і високі напруги тиристорів залучають розробників різної, як правило, досить потужної апаратури постійного струму. Для вимикання тиристорів доводиться йти різні ускладнення схем, хитрощі, але загалом результати виходять позитивними.

Позначення тиристора на важливих схемах показано малюнку 1.

Рисунок 1. Тиристор

Неважко помітити, що за своїм позначенням на схемах тиристор дуже схожий на . Якщо розібратися, то він, тиристор, теж має односторонню провідність, а отже, може випрямляти змінний струм. Ось тільки робити це він буде лише в тому випадку, коли на електрод, що управляє, подано відносно катода позитивну напругу, як показано на малюнку 2. За старою термінології тиристор іноді називали керованим діодом. Поки не подано керуючий імпульс, тиристор закритий у будь-якому напрямку.

Малюнок 2.

Як увімкнути світлодіод

Тут усе дуже просто. До джерела постійної напруги 9В (можна використовувати батарейку "Крона") через тиристор Vsx підключений світлодіод HL1 з обмежувальним резистором R3. За допомогою кнопки SB1 напруга з дільника R1, R2 може бути подано на керуючий електрод тиристора, і тоді тиристор відкриється, світлодіод починає світитися.

Якщо відпустити кнопку, перестати її утримувати в натиснутому стані, то світлодіод повинен продовжувати світитися. Таке короткочасне натискання кнопки можна назвати імпульсним. Повторне і навіть багаторазове натискання цієї кнопки нічого не змінить: світлодіод не згасне, але й не світитиме яскравіше або тьмяніше.

Натиснули – відпустили, а тиристор залишився у відкритому стані. Причому цей стан є стійким: тиристор буде відкритий доти, поки з цього стану його не виведуть зовнішні дії. Така поведінка схеми говорить про справний стан тиристора, його придатність для роботи в пристрої, що розробляється або ремонтується.

Маленьке зауваження

Але з цього правила часто трапляються винятки: кнопку натиснули, світлодіод запалився, а коли кнопку відпустили, то згас, як, ні в чому не бувало. І в чому ж тут каверза, що зробили не так? Може кнопку натискали недостатньо довго чи не дуже фанатично? Ні, все було зроблено досить сумлінно. Просто струм через світлодіод виявився меншим, ніж струм утримання тиристора.

Щоб описаний досвід пройшов вдало, треба просто замінити світлодіод на лампу розжарювання, тоді струм стане більше, або підібрати тиристор з меншим струмом утримання. Цей параметр у тиристорів має значний розкид, іноді навіть тиристор доводиться для конкретної схеми підбирати. Причому однієї марки, з однією літерою та з однієї коробки. Дещо краще з цим струмом у імпортних тиристорів, яким останнім часом віддається перевага: і купити простіше, і параметри краще.

Як закрити тиристор

Ніякі сигнали, подані на електрод, що управляють, закрити тиристор і погасити світлодіод не зможуть: управляючий електрод може тільки включити тиристор. Існують, звичайно, тиристори, що замикаються, але їх призначення дещо інше, ніж банальні регулятори потужності або прості вимикачі. Звичайний тиристор можна вимкнути тільки перервавши струм через ділянку анод - катод.

Зробити це можна як мінімум трьома способами. По-перше, тупо відключити всю схему від батарейки. Згадуємо рисунок 2. Природно, що світлодіод згасне. Але при повторному підключенні він сам не включиться, оскільки тиристор залишився в закритому стані. Цей стан також є стійким. І вивести його з цього стану, запалити світло, допоможе тільки натискання кнопки SB1.

Другий спосіб перервати струм через тиристор це просто взяти і замкнути висновки катода та анода дротяною перемичкою. При цьому весь струм навантаження, в нашому випадку це лише світлодіод, потече через перемичку, а струм через тиристор дорівнюватиме нулю. Після того, як перемичку буде прибрано, тиристор закриється, і світлодіод згасне. При дослідах з подібними схемами як перемичку найчастіше використовується пінцет.

Припустимо, що замість світлодіода в цій схемі буде достатньо потужна спіраль нагрівальна з великою тепловою інерцією. Тоді виходить практично готовий регулятор потужності. Якщо комутувати тиристор таким чином, що на 5 секунд спіраль увімкнена і стільки ж часу вимкнена, то в спіралі виділяється 50-процентна потужність. Якщо ж за час цього десятисекундного циклу включення здійснюється лише на 1 секунду, то очевидно, що спіраль виділить лише 10% тепла від своєї потужності.

Приблизно з такими тимчасовими циклами, що вимірюються в секундах, працює регулювання потужності мікрохвильової печі. Просто за допомогою реле вмикається та вимикається ВЧ випромінювання. Тиристорні регулятори працюють на частоті мережі живлення, де час вимірюється вже мілісекундами.

Третій спосіб вимикання тиристора

Полягає в тому, щоб до нуля зменшити напругу живлення навантаження, а то й зовсім змінити полярність напруги живлення на протилежну. Саме така ситуація виходить під час живлення тиристорних схем змінним синусоїдальним струмом.

При переході синусоїди через нуль вона змінює знак на протилежний, тому струм через тиристор стає менше струму утримання, а потім і зовсім рівним нулю. Таким чином, проблема виключення тиристора вирішується як би сама собою.

Тиристорні регулятори потужності. Фазове регулювання

Отже, справа лишилася за малим. Щоб вийшло фазове регулювання, треба просто у певний час подати керуючий імпульс. Тобто імпульс повинен мати певну фазу: чим ближче він буде розташований до кінця напівперіоду змінної напруги, тим менша амплітуда напруги виявиться на навантаженні. Фазовий спосіб регулювання показаний малюнку 3.

Рисунок 3. Фазове регулювання

У верхньому фрагменті картинки керуючий імпульс подається майже на початку півперіоду синусоїди, фаза керуючого сигналу близька до нуля. На малюнку цей час t1, тому тиристор відкривається майже на початку напівперіоду, а в навантаженні виділяється потужність близька до максимальної (якби в ланцюзі не було тиристорів, потужність була б максимальною).

Самі управляючі сигнали цьому малюнку не показані. В ідеальному варіанті вони є короткими позитивними щодо катода імпульсами, поданими у певній фазі на керуючий електрод. У найпростіших схемах це може бути лінійно наростаюча напруга, що отримується при заряді конденсатора. Про це буде розказано дещо нижче.

На середньому графіку керуючий імпульс подається в середині напівперіоду, що відповідає фазовому куту Π/2 або моменту часу t2, тому навантаження виділяється лише половина максимальної потужності.

На нижньому графіці відкривають імпульси подаються дуже близько до закінчення напівперіоду, тиристор відкривається майже перед тим, як йому належить закритися, за графіком цей час позначено як t3, відповідно потужність у навантаженні виділяється незначна.

Схеми включення тиристорів

Після короткого розгляду принципу роботи тиристорів, мабуть, можна навести кілька схем регуляторів потужності. Нового тут нічого не винайдено, все можна знайти в Інтернеті або в старих радіотехнічних журналах. Просто у статті наводиться короткий огляд та опис роботи схем тиристорних регуляторів. При описі роботи схем звертатиме увагу на те, яким чином використовуються тиристори, які існують схеми включення тиристорів.

Як було сказано на початку статті, тиристор випрямляє змінну напругу як звичайний діод. Виходить однополуперіодне випрямлення. Колись саме так, через діод, включалися лампи розжарювання на сходових клітках: світла зовсім трохи, в очах рябить, зате лампи перегорають дуже рідко. Те саме вийде, якщо світлорегулятор виконати на одному тиристорі, тільки з'являється можливість регулювання вже й так незначної яскравості.

Тому регулятори потужності керують обома напівперіодами напруги мережі. Для цього застосовується зустрічно – паралельне включення тиристорів, або включення тиристора до діагоналі випрямного мосту.

Для наочності цього твердження надалі будуть розглянуті кілька схем тиристорних регуляторів потужності. Іноді їх називають регуляторами напруги, і яку назву вірніше вирішити важко, адже разом з регулюванням напруги регулюється і потужність.

Найпростіший тиристорний регулятор

Він призначений регулювання потужності паяльника. Його схема показано малюнку 4.

Рисунок 4. Схема найпростішого тиристорного регулятора потужності

Регулювати потужність паяльника, починаючи з нуля, немає сенсу. Тому можна обмежитися регулюванням лише одного напівперіоду напруги мережі, в даному випадку позитивного. Негативний напівперіод відбувається без змін через діод VD1 відразу на паяльник, що забезпечує його половинну потужність.

Позитивний напівперіод проходить через тиристор VS1, що дозволяє здійснювати регулювання. Ланцюг управління тиристором гранично простий. Це резистори R1, R2 та конденсатор C1. Конденсатор заряджається ланцюгом: верхній провід схеми, R1, R2 і конденсатор C1, навантаження, нижній провід схеми.

До плюсового виведення конденсатора підключений керуючий електрод тиристора. Коли напруга на конденсаторі зростає до напруги включення тиристора, останній відкривається, пропускаючи в навантаження позитивний напівперіод напруги, вірніше, його частина. Конденсатор C1 у своїй, природно, розряджається, цим підготовляючись до наступного циклу.

Швидкість заряду конденсатора регулюється змінним резистором R1. Чим швидше конденсатор зарядиться до напруги відкриття тиристора, тим раніше тиристор відкриється, тим більша частина позитивного напівперіоду напруги надійде в навантаження.

Схема проста, надійна, для паяльника цілком підходить, хоча регулює лише один напівперіод напруги. Дуже схожа схема показана малюнку 5.

Рисунок 5. Тиристорний регулятор потужності

Вона дещо складніша за попередню, але дозволяє здійснювати регулювання більш плавно і точно, завдяки тому, що схема формування керуючих імпульсів зібрана на двобазовому транзисторі КТ117. Цей транзистор призначений створення генераторів імпульсів. Більше, здається, ні на що інше не здатне. Подібна схема використовується в багатьох регуляторах потужності, а також в імпульсних блоках живлення в якості формувача імпульсу, що запускає.

Як тільки напруга на конденсаторі C1 досягає порога спрацьовування транзистора, останній відкривається і на виведенні Б1 з'являється позитивний імпульс, що відкриває VS1 тиристор. Резистор R1 може регулювати швидкість заряду конденсатора.

Чим швидше зарядиться конденсатор, тим раніше з'явиться імпульс, тим більша напруга надійде в навантаження. Друга напівхвиля напруги мережі проходить в навантаження через діод VD3 без змін. Для живлення схеми формувача імпульсів, що управляють, використовується випрямляч VD2, R5, стабілітрон VD1.

Тут можна запитати, а коли ж відкриється транзистор, який поріг спрацьовування? Відкриття транзистора відбувається у той час, коли напруга з його емітері Е перевищить напруга з урахуванням Б1. Основи Б1 і Б2 не рівноцінні, якщо їх поміняти місцями, то генератор не запрацює.

На малюнку 6 показана схема, що дозволяє регулювати обидва напівперіоди напруги.

Малюнок 6.

За допомогою цієї схеми можна знизити температуру праски, електрообігрівача, паяльника або яскравість горіння електролампи. Схема регулятора досить проста і зібрана на двох тиристорах та двох динисторах. Пристрій дозволяє змінювати напругу живлення навантаження (її потужність повинна бути менше 200 Вт) в досить широкій межі 15 ... 215 В.

Перший варіант регулятора потужності

Функціонує тиристорний регулятор потужностінаступним чином. У момент, коли на верхньому за схемою роз'єм Х1 знаходиться позитивний напівперіод мережевої напруги, відбувається заряд ємностей С2, С1 (через опір R5).

Через певний час ємність С2 заряджається рівня відкриття диністора V4. Диністор миттєво відкривається і напруга, що проходить через нього, відмикає тиристор V2. Тиристор подає частину напруги на підключене навантаження і в той же час ще заряджає конденсатор С1.

У разі знаходження на цьому ж роз'ємі Х1 негативного напівперіоду напруги мережі відкриється другий диністор V3, який призведе до відкриття тиристора V1. Отже, ці два тиристори включатимуться поперемінно. Зміщення фази напруги мережі на керуючих електродах тиристорів виконується потенціометром, причому максимальне зміщення буде при максимальному опорі даного потенціометра.

Динистори здійснюють роль електроключів, що включаються при досягненні необхідної напрузі на ємностях С1 і С2. Використання диністоров забезпечує надійне відкриття тиристорів при рівному зсуві фази незалежно від їх параметрів.

Опір R2 і R4 лімітують струм, що протікає через керуючий електрод тиристорів, а опори R1 і R3 забезпечують термостабільність роботи регулятора потужності.

Динистори КН102А можна замінити на КН102В або КН102Б, але при цьому необхідно трохи знизити ємність конденсаторів С1 і С2 до 0,2мкФ. Найкращий результат роботи показали конденсатори марки БМТ з напругою не нижче 300 В. Використовуючи тиристори КУ202К-КУ202Н на тепловідводі, можна підвищити потужність керованого навантаження до 1000 Ватт.

Другий варіант регулятора потужності

Ця схема дозволяє змінювати потужність на підключеному навантаженні від 5 ... 99% від її фактичної потужності.