Elektros schemos nemokamai. Triac galios reguliatorius indukcinėms apkrovoms. Galios reguliavimas Reikia fazių reguliatoriaus grandinės indukcinei apkrovai

GALIOS REGULIAVIMAS

Dažniausiai prietaisų galios reguliatoriai gaminami naudojant tiristorius, naudojant jį kaip galingą išvesties jungiklį. Tačiau kintamos srovės grandinėje esantis tiristorius yra nepatogus, nes jam reikia maitinimo per lygintuvo tiltelį, kuris, esant didelei apkrovos galiai, turi būti sumontuotas ant radiatoriaus. Šiuo atžvilgiu triac yra patogesnis pagrindiniam elementui. Pagrindinis skirtumas yra galimybė perjungti ne tik nuolatinę, bet ir kintamąją srovę, kuri gali tekėti bet kuria kryptimi – tiek iš anodo į katodą, tiek priešinga kryptimi.

Nuoroda: triakus su teigiama įtampa anode galima įjungti bet kokio poliškumo impulsais, tiekiamais į valdymo elektrodą katodo atžvilgiu, o esant neigiamai įtampai anode - tik neigiamo poliškumo impulsais. Norint valdyti triacą nuolatine srove, reikia daug galios, o valdant impulsą reikia tvarkyklės, kuri duoda trumpus impulsus, kai tinklo įtampa pereina per nulį, o tai sumažina trukdžių lygį, palyginti su reguliatoriais, kurie naudoja fazinio impulso valdymo metodą. .

Galios valdymo įtaisą sudaro triakas, laiko (fazės) delsos blokas, kompensacinė grandinė ir maitinimo šaltinis. Kompensacinė grandinė R8 C2 prideda maitinimo įtampai proporcingą įtampą prie zenerio diodo VD3 įtampos. Ši suma yra KT117 sujungimo tranzistoriaus bazinė įtampa. Sumažinus maitinimo įtampą, sumažėja tranzistoriaus maitinimo įtampa ir sumažėja laiko delsimas. Tai skiriasi nuo gerai žinomos triako galios reguliatoriaus grandinės BT136-600 ir dinistoriuje DB-3 valdymo impulsų stabilizavimu ir atitinkamai didesniu išėjimo įtampos tikslumu ir nuoseklumu.

Nustatydami galios valdymo įrenginį, turite jį prijungti prie tinklo su apkrova ir lygiagrečiai apkrovai sumontuoti voltmetrą. Keičiant įtampą kintamu rezistoriumi R8 reguliatoriaus įėjime, pasiekiame mažiausią įtampą esant apkrovai. Transformatorius pagamintas ant Sh5x6 šerdies, pirminė apvija yra 40 apsisukimų, antrinė apvija yra 50 apsisukimų PEL-0,2 - 0,3. Mano galios valdymo įrenginio versijoje transformatorių sumontavau ant K20x10x6 ferito žiedo su dviem identiškomis 40 apsisukimų apvijomis - viskas veikė puikiai. Norėdami vizualiai stebėti apkrovos įtampą (galią), sumontavau nedidelį kintamosios srovės voltmetrą, surinktą iš ritės į ritę sovietinio magnetofono įrašymo lygio indikatoriaus. Sujungiame natūraliai lygiagrečiai apkrovai. Raudona lemputė rodo, kad maitinimo valdymo įrenginys prijungtas prie tinklo, ir apšviečia svarstykles.

Šiuo reguliatoriumi galima prijungti iki dviejų kilovatų galios aktyvią apkrovą – elektrines virykles, elektrinius virdulius, elektrinius židinius, lygintuvus ir kt., o keičiant triacą galingesniu, pavyzdžiui, TC132-50, iki 10 kW. Tikras naudojimo pavyzdys: kaimyno 16 A automatai, naudojant elektrinį virdulį, nuolat išmuša kištukus Tefal 2 kW. Jų pakeisti neįmanoma, nes jis negyvena savo bute. Problemą išsprendė šis reguliavimo įtaisas, nustatytas 80% galios.

Naudingos modifikacijos: dirbant su indukcine apkrova, lygiagrečiai su galios reguliatoriaus triac, reikia įjungti RC grandinę, kad būtų apribotas anodo įtampos kilimo greitis. Bet koks triacinis reguliatorius yra radijo trukdžių šaltinis, todėl patartina galios reguliatorių aprūpinti radijo trukdžių filtru. LC radijo triukšmo filtras yra įprastas G-filtras su ritė ir kondensatoriumi. Kaip droselis L naudojama 100 vijų vielos ritė, suvyniota ant ferito strypo, kurio skersmuo yra 8 mm ir ilgis 50 mm. 1 mm laido skersmuo atitinka maždaug 700 W maksimalią apkrovos galią. Vardinės apkrovos srovės saugiklis apsaugo triacą nuo trumpojo jungimo apkrovoje. Nustatydami laikykitės saugos priemonių, nes visi galios reguliavimo prietaiso elementai yra galvaniškai prijungti prie 220 V tinklo.

Klausimai ir pastabos dėl diagramos – įjungta

Triac galios reguliatoriai veikia naudodami fazės valdymą. Jais galima keisti įvairių elektros prietaisų, veikiančių naudojant kintamąją įtampą, galią.

Prietaisai gali būti elektros kaitrinės lempos, šildymo prietaisai, kintamosios srovės elektros varikliai, transformatoriniai suvirinimo aparatai ir daugelis kitų. Jie turi platų reguliavimo diapazoną, kuris suteikia jiems platų pritaikymo spektrą, taip pat ir kasdieniame gyvenime.

Aprašymas ir veikimo principas

Prietaiso veikimas pagrįstas triako įjungimo delsos reguliavimu, kai tinklo įtampa kerta nulį. Pusinio ciklo pradžioje triakas yra uždaroje padėtyje. Padidėjus teigiamos pusės bangos įtampai, kondensatorius įkraunamas fazės poslinkiu nuo tinklo įtampos.

Šį poslinkį lemia rezistorių P1, R1, R2 varžos vertės ir kondensatoriaus C1 talpa. Pasiekus kondensatoriaus slenkstinę vertę, triacas įjungiamas. Jis tampa laidus, leisdamas įtampai praeiti, taip sujungdamas grandinę rezistoriais ir kondensatoriais. Kai pusė ciklo pereina per 0, triac išjungiamas.

Tada, kai kondensatorius įkraunamas, jis vėl atsidaro su neigiama įtampos banga. Toks triako veikimas įmanomas dėl jo struktūros. Jame yra penki puslaidininkių sluoksniai su valdymo elektrodu. Tai suteikia jam galimybę pakeisti anodą ir katodą. Paprasčiau tariant, jis gali būti pavaizduotas kaip du tiristoriai su jungtimi.

Taikymo sritis

Triac galios reguliatoriai rado savo pritaikymą ne tik kasdieniame gyvenime, bet ir daugelyje pramonės šakų. Visų pirma, jie sėkmingai pakeičia sudėtingas relės kontaktų valdymo grandines. Jie padeda nustatyti optimalias sroves automatinio suvirinimo linijose ir daugelyje kitų pramonės šakų.

Kalbant apie šių prietaisų naudojimą kasdieniame gyvenime, jų naudojimas yra labai įvairus. Nuo kaitrinių lempų įtampos reguliavimo iki ventiliatoriaus greičio reguliavimo. Trumpai tariant, asortimentas toks įvairus, kad jį apibūdinti nelengva.

Triac galios reguliatorių tipai

Kalbant apie šiuos įrenginius, reikia pažymėti, kad jie visi veikia tuo pačiu principu. Pagrindinis jų skirtumas yra galia, kuriai jie skirti. Antrasis skirtumas bus valdymo schema. Kai kuriems triac tipams gali reikėti tiksliau sureguliuoti valdymo signalus. Valdymas gali būti labai įvairus – nuo ​​kondensatoriaus ir rezistorių poros iki modernaus mikrovaldiklio.

Schema

Galios reguliatoriai gali būti įvairių konstrukcijų. Paprasčiausia grandinė laikoma kintamo rezistoriaus panaudojimu, o sudėtingiausia – modernus mikrovaldiklis. Jei naudojate jį namuose, galite laikytis paprasčiausio.

To pakaks daugumai poreikių. Be apšvietimo reguliavimo, reguliatorius dažnai naudojamas. Mėgstantiems elektros inžineriją užsiimti namuose reikia reguliuoti lituoklio temperatūrą.

Nepatogu tai padaryti naudojant kintamuosius rezistorius, be to, yra dideli elektros nuostoliai. Geriausias sprendimas būtų naudoti triac reguliatorių.

Kaip surinkti reguliatorių

Surinkimui paimkime paprasčiausią grandinės schemą. Šioje grandinėje naudojamas triac VD2 - VTV 12-600V (600 - 800 V, 12 A), rezistoriai: R1 -680 kOhm, R2 - 47 kOhm, R3 - 1,5 kOhm, R4 - 47 kOhm. Kondensatoriai: C1 – 0,01 mF, C2 – 0,039 mF.

Norėdami surinkti tokią grandinę savo rankomis, turėsite atlikti tam tikrus veiksmus teisinga tvarka:

1. Būtina įsigyti visas dalis iš aukščiau pateikto sąrašo.
2. Antrasis etapas bus spausdintinės plokštės kūrimas. Kuriant reikia atsižvelgti į tai, kad kai kurios dalys bus montuojamos sumontuotos. O kai kurios dalys bus sumontuotos tiesiai į plokštę.
3. Plokštės kūrimas prasideda piešiant paveikslėlį su dalių vieta ir kontaktiniais takeliais tarp dalių. Tada piešinys perkeliamas į lentos ruošinį. Kai piešinys perkeliamas į lentą, viskas vyksta pagal gerai žinomą metodą. Lentos ėsdinimas, skylių gręžimas detalėms, takelių skardinimas ant lentos. Daugelis žmonių naudoja šiuolaikines kompiuterines programas, tokias kaip „Sprint Layout“, kad gautų lentos brėžinį, bet jei jų neturite, nieko tokio. Šiuo atveju turime nedidelę diagramą. Tai galima padaryti rankiniu būdu.
4. Kai plokštė bus paruošta, į paruoštas skylutes įstatykite reikiamus radijo komponentus, sutrumpinkite kontaktų ilgį vielos pjaustyklėmis iki reikiamo ilgio ir pradėkite litavimą. Norėdami tai padaryti, lituokliu pašildykite plokštės kontaktinį tašką, ant jo užtepkite litavimo, kai lituoklis pasklis po paviršių kontaktinėje vietoje, nuimkite lituoklį ir leiskite lituokliui atvėsti. Tokiu atveju visos dalys turi likti savo vietose ir nejudėti. Lituojant reikia laikytis saugos priemonių. Visų pirma, reikia apsisaugoti nuo nudegimų, juos gali sukelti kontaktas su lituokliu, karšto lydmetalio ar srauto purslai. Turėtumėte turėti drabužius, kurie maksimaliai apsaugotų visas kūno vietas. O norėdami apsaugoti akis, turite nešioti apsauginius akinius. Litavimo vieta turi būti vėdinamoje vietoje, nes darbo metu gali atsirasti korozinių dujų.
5. Paskutinis surinkimo etapas bus gautos lentos įdėjimas į dėžę. Kurį langelį pasirinkti, tiesiogiai priklausys nuo jūsų turimo reguliatoriaus tipo. Mūsų schemos atveju pakaks plastikinio lizdo dydžio dėžutės. Nedidelis skaičius dalių, iš kurių didžiausias yra kintamasis rezistorius, užima mažai vietos ir telpa į mažą erdvę.
6. Paskutinis veiksmas bus įrenginio patikrinimas ir konfigūravimas. Norėdami tai padaryti, jums reikės matavimo prietaiso įtampai stebėti ir apkrovos prietaiso, mūsų atveju - lituoklio. Sukant reguliatoriaus rankenėlę, reikia ištirti, kaip sklandžiai keičiasi išėjimo įtampa. Jei reikia, šalia reguliavimo rezistoriaus galite uždėti žymes.

Kaina

Rinkoje gausu įvairių kainų pasiūlymų. Triac galios reguliatorių kainai pirmiausia įtakos turi keli parametrai:

1. Produkto galia, kuo galingesnė galia, tuo brangesnis jūsų įrenginys.
2. Valdymo grandinės sudėtingumas, paprasčiausiose grandinėse, pagrindines išlaidas padengia triacai. Sudėtingose ​​valdymo grandinėse, kur naudojami mikrovaldikliai, dėl jų gali padidėti kaina. Jie suteikia papildomų funkcijų, atitinkamai, už didesnę kainą. Taigi reguliatorius yra ant rezistoriaus, kurio įtampa yra 220 V, o galia - 2500 W. kainuoja 1200 rublių, o ant mikrovaldiklio su tais pačiais parametrais - 2450 rublių.
3. Gamintojo prekės ženklas. Kartais už gerai reklamuojamą prekės ženklą galite sumokėti 50% daugiau.

Dabar galite rasti pagal įvairias schemas surinktus galios reguliatorius. Kiekvienas iš jų turės savų privalumų ir trūkumų. Šiuolaikiniai reguliatoriai skirstomi į du tipus: mikroprocesorinius ir analoginius. Analoginius reguliatorius galima priskirti prie ekonominės klasės sistemų. Jie žinomi nuo SSRS laikų, yra lengvai įgyvendinami ir pigūs. Svarbiausias jų trūkumas – nuolatinė savininko ar operatoriaus kontrolė.

Pateikiame paprastą pavyzdį: reikia, kad išėjimo įtampa būtų 170 V. Kai nustatėte šią įtampą, maitinimo įtampa buvo 225 V, o dabar įsivaizduokite, kad įėjimo įtampa pasikeitė 10 V, o išėjimo įtampa bus atitinkamai pakeisti.

Jei išėjimo įtampa paveikia procesą, gali kilti problemų. Be maitinimo įtampos kritimo, išėjimo įtampą gali paveikti paties reguliatoriaus parametrai. Kadangi kondensatoriaus talpa laikui bėgant keičiasi, kintamąjį rezistorių gali paveikti aplinkos drėgmė, todėl neįmanoma pasiekti stabilaus veikimo.

Mikroprocesoriniai reguliatoriai šios problemos neturi. Jie įgyvendina grįžtamąjį ryšį, leidžiantį greitai sureguliuoti valdymo signalą.

Vienas iš svarbių ilgalaikės eksploatacijos aspektų bus remontas ir aptarnavimas. Mikroprocesorių reguliatoriai yra sudėtingi gaminiai, todėl jiems pataisyti reikia specializuotų aptarnavimo centrų. Analoginius reguliatorius lengviau taisyti. Bet kuris radijo mėgėjas gali tai padaryti namuose.

Galutinį pasirinkimą dėl triac galios reguliatoriaus galite padaryti ištyrę jo veikimo sąlygas. Kai nereikia didesnio išvesties tikslumo, tikslinga pirmenybę teikti analoginiam įrenginiui, taupant pinigus. Kai išvestyje reikalingas tikslumas, negailėkite, įsigykite mikroprocesorinį įrenginį.

Norint valdyti kai kurių tipų buitinius prietaisus (pavyzdžiui, elektrinį įrankį ar dulkių siurblį), naudojamas galios reguliatorius, pagrįstas triaku. Daugiau apie šio puslaidininkinio elemento veikimo principą galite sužinoti iš mūsų svetainėje paskelbtos medžiagos. Šiame leidinyje mes apsvarstysime daugybę problemų, susijusių su triacinėmis grandinėmis, skirtomis valdyti apkrovos galią. Kaip visada, pradėkime nuo teorijos.

Triac reguliatoriaus veikimo principas

Prisiminkime, kad triaku paprastai vadinama tiristoriaus modifikacija, kuri atlieka puslaidininkinio jungiklio vaidmenį su netiesine charakteristika. Pagrindinis jo skirtumas nuo pagrindinio įrenginio yra dvipusis laidumas perjungiant į „atvirą“ darbo režimą, kai srovė tiekiama į valdymo elektrodą. Dėl šios savybės triacai nepriklauso nuo įtampos poliškumo, todėl juos galima efektyviai naudoti grandinėse su kintamąja įtampa.

Be įgytos savybės, šie įrenginiai turi svarbią pagrindinio elemento savybę – galimybę išlaikyti laidumą atjungus valdymo elektrodą. Tokiu atveju puslaidininkinio jungiklio „uždarymas“ įvyksta, kai nėra potencialų skirtumo tarp pagrindinių įrenginio gnybtų. Tai yra, kai kintamoji įtampa kerta nulinį tašką.

Papildoma premija iš šio perėjimo į „uždarą“ būseną yra trikdžių kiekio sumažinimas šiame veikimo etape. Atkreipkite dėmesį, kad reguliatorius, kuris nesukuria trukdžių, gali būti sukurtas valdant tranzistorius.

Aukščiau išvardytų savybių dėka apkrovos galią galima valdyti fazės valdymu. Tai yra, triakas atsidaro kas pusę ciklo ir užsidaro, kai peržengia nulį. „Atviro“ režimo įjungimo delsos laikas tarsi nutraukia pusę ciklo, todėl išvesties signalo forma bus dantyta.

Tokiu atveju signalo amplitudė išliks ta pati, todėl neteisinga tokius įrenginius vadinti įtampos reguliatoriais.

Reguliatoriaus grandinės parinktys

Pateiksime keletą grandinių, leidžiančių valdyti apkrovos galią naudojant triacą, pavyzdžius, pradedant nuo paprasčiausio.

2 pav. Paprasto triako galios reguliatoriaus, maitinamo 220 V įtampa, schema

Pavadinimai:

• Rezistoriai: R1 - 470 kOhm, R2 - 10 kOhm,
• Kondensatorius C1 – 0,1 µF x 400 V.
• Diodai: D1 – 1N4007, D2 – bet koks indikatorius LED 2,10-2,40 V 20 mA.
• Dinistor DN1 – DB3.
• Triac DN2 - KU208G, galite įdiegti galingesnį analoginį BTA16 600.

Dinistoriaus DN1 pagalba uždaroma grandinė D1-C1-DN1, kuri perkelia DN2 į „atvirą“ padėtį, kurioje jis lieka iki nulinio taško (pusės ciklo pabaigos). Atidarymo momentas nustatomas pagal kondensatoriaus slenkstinės įkrovos, reikalingos DN1 ir DN2 perjungti, kaupimo laiką. Įkrovimo greitį C1 valdo grandinė R1-R2, kurios bendras pasipriešinimas lemia triako „atidarymo“ momentą. Atitinkamai, apkrovos galia valdoma per kintamą rezistorių R1.

Nepaisant grandinės paprastumo, jis yra gana efektyvus ir gali būti naudojamas kaip kaitinimo siūlelio apšvietimo reguliatorius arba lituoklio galios reguliatorius.

Deja, aukščiau pateikta grandinė neturi grįžtamojo ryšio, todėl ji netinka kaip stabilizuoto komutacinio elektros variklio greičio reguliatorius.

Grįžtamojo ryšio reguliatoriaus grandinė

Norint stabilizuoti elektros variklio greitį, kuris gali keistis veikiant apkrovai, būtinas grįžtamasis ryšys. Tai galite padaryti dviem būdais:

1. Įdiekite tachometrą, kuris matuoja greitį. Ši parinktis leidžia tiksliai sureguliuoti, tačiau tai padidina sprendimo diegimo išlaidas.
2. Stebėkite elektros variklio įtampos pokyčius ir, priklausomai nuo to, padidinkite arba sumažinkite puslaidininkinio jungiklio „atvirą“ režimą.

Pastarąjį variantą įgyvendinti daug lengviau, tačiau reikia šiek tiek pakoreguoti naudojamos elektros mašinos galią. Žemiau yra tokio įrenginio schema.

Pavadinimai:

• Rezistoriai: R1 – 18 kOhm (2 W); R2 – 330 kOhm; R3 – 180 omų; R4 ir R5 – 3,3 kOhm; R6 – turi būti parinktas taip, kaip aprašyta toliau; R7 – 7,5 kOhm; R8 – 220 kOhm; R9 – 47 kOhm; R10 – 100 kOhm; R11 – 180 kOhm; R12 – 100 kOhm; R13 – 22 kOhm.
• Kondensatoriai: C1 – 22 µF x 50 V; C2 – 15 nF; C3 – 4,7 µF x 50 V; C4 – 150 nF; C5 – 100 nF; C6 – 1 µF x 50 V...
• Diodai D1 – 1N4007; D2 – bet koks 20 mA indikatorius.
• Triac T1 – BTA24-800.
• Mikroschema – U2010B.

Ši grandinė užtikrina sklandų elektros instaliacijos pradžią ir apsaugo ją nuo perkrovos. Leidžiami trys darbo režimai (nustatyti jungikliu S1):

• A – Kai atsiranda perkrova, įsijungia šviesos diodas D2, rodantis perkrovą, po kurios variklis sumažina greitį iki minimumo. Norėdami išeiti iš režimo, turite išjungti ir įjungti įrenginį.
• B – Jei yra perkrova, įsijungia šviesos diodas D2, variklis įjungiamas dirbti minimaliu greičiu. Norint išeiti iš režimo, reikia nuimti elektros variklio apkrovą.
• C – Perkrovos indikacijos režimas.

Nustatant grandinę reikia pasirinkti varžą R6; ji apskaičiuojama priklausomai nuo elektros variklio galios pagal šią formulę: . Pavyzdžiui, jei mums reikia valdyti 1500 W variklį, tada apskaičiavimas bus toks: 0,25 / (1500 / 240) = 0,04 Ohm.

Norint pasiekti šį atsparumą, geriausia naudoti 0,80 arba 1,0 mm skersmens nichrominę vielą. Žemiau yra lentelė, kuri leidžia pasirinkti varžą R6 ir R11, priklausomai nuo variklio galios.

Minėtas įrenginys gali būti naudojamas kaip elektrinių įrankių, dulkių siurblių ir kitos buitinės įrangos variklių greičio reguliatorius.

Reguliatorius indukcinei apkrovai

Tie, kurie bandys valdyti indukcinę apkrovą (pavyzdžiui, suvirinimo aparato transformatorių) naudodami aukščiau pateiktas grandines, nusivils. Įrenginiai neveiks, o triacai gali sugesti. Taip yra dėl fazės poslinkio, todėl trumpo impulso metu puslaidininkinis jungiklis neturi laiko persijungti į „atvirą“ režimą.

Yra dvi problemos sprendimo galimybės:

1. Panašių impulsų serijos tiekimas į valdymo elektrodą.
2. Taikykite nuolatinį signalą valdymo elektrodui, kol jis praeis per nulį.

Pirmasis variantas yra pats optimaliausias. Čia yra diagrama, kurioje naudojamas šis sprendimas.

Kaip matyti iš toliau pateikto paveikslo, kuriame pavaizduotos galios reguliatoriaus pagrindinių signalų oscilogramos, triacui atidaryti naudojamas impulsų paketas.

Šis prietaisas leidžia naudoti puslaidininkinių jungiklių reguliatorius indukcinei apkrovai valdyti.

Paprastas galios reguliatorius ant triako savo rankomis

Straipsnio pabaigoje pateiksime paprasto galios reguliatoriaus pavyzdį. Iš esmės galite surinkti bet kurią iš aukščiau paminėtų grandinių (labiausiai supaprastinta versija parodyta 2 paveiksle). Šiam įrenginiui net nebūtina gaminti spausdintinės plokštės, įrenginį galima surinkti paviršiniu montavimu. Tokio įgyvendinimo pavyzdys parodytas paveikslėlyje žemiau.

Šis reguliatorius gali būti naudojamas kaip reguliatorius, taip pat gali būti naudojamas valdyti galingus elektrinius šildymo įrenginius. Rekomenduojame rinktis grandinę, kurioje valdymui naudojamas puslaidininkinis jungiklis, kurio charakteristikos atitinka apkrovos srovę.

Puslaidininkinis įtaisas, turintis 5 p-n sandūras ir galintis praleisti srovę pirmyn ir atgal, vadinamas triaku. Dėl nesugebėjimo veikti aukštu kintamosios srovės dažniu, didelio jautrumo elektromagnetiniams trukdžiams ir didelio šilumos susidarymo perjungiant dideles apkrovas, šiuo metu jie nėra plačiai naudojami didelės galios pramoniniuose įrenginiuose.

Ten jie sėkmingai pakeičiami grandinėmis, pagrįstomis tiristoriais ir IGBT tranzistoriais. Tačiau kompaktiški prietaiso matmenys ir jo ilgaamžiškumas kartu su maža valdymo grandinės kaina ir paprastumu leido juos naudoti tose srityse, kuriose minėti trūkumai nėra reikšmingi.

Šiandien triac grandines galima rasti daugelyje buitinių prietaisų – nuo ​​plaukų džiovintuvų iki dulkių siurblių, rankinių elektrinių įrankių ir elektrinių šildymo prietaisų – kur reikalingas sklandus galios reguliavimas.

Veikimo principas

Triac galios reguliatorius veikia kaip elektroninis raktas, periodiškai atsidarantis ir užsidarantis valdymo grandinės nurodytu dažniu. Atrakintas triacas praeina dalį tinklo įtampos pusės bangos, o tai reiškia, kad vartotojas gauna tik dalį vardinės galios.

Pasidaryk pats

Šiandien parduodamų triac reguliatorių asortimentas nėra labai didelis. Ir nors tokių prietaisų kainos nedidelės, dažnai jie neatitinka vartotojų reikalavimų. Dėl šios priežasties mes apsvarstysime keletą pagrindinių reguliatorių grandinių, jų paskirtį ir naudojamą elementų bazę.

Įrenginio schema

Paprasčiausia grandinės versija, skirta dirbti su bet kokia apkrova. Naudojami tradiciniai elektroniniai komponentai, valdymo principas – fazinis impulsas.

Pagrindiniai komponentai:

• triac VD4, 10 A, 400 V;
• dinistorius VD3, atidarymo slenkstis 32 V;
• potenciometras R2.

Srovė, tekanti per potenciometrą R2 ir varžą R3, įkrauna kondensatorių C1 kiekviena puse bangos. Kai įtampa ant kondensatoriaus plokščių pasiekia 32 V, atsidaro dinistorius VD3 ir C1 pradeda išsikrauti per R4 ir VD3 į triac VD4 valdymo gnybtą, kuris atsidaro, kad srovė galėtų tekėti į apkrovą.

Atidarymo trukmė reguliuojama pasirenkant slenkstinę įtampą VD3 (pastovią reikšmę) ir varžą R2. Apkrovos galia yra tiesiogiai proporcinga potenciometro R2 varžos vertei.

Papildoma diodų VD1 ir VD2 grandinė bei varža R1 yra neprivaloma ir užtikrina sklandų ir tikslų išėjimo galios reguliavimą. Srovę, tekančią per VD3, riboja rezistorius R4. Taip pasiekiama impulso trukmė, reikalinga VD4 atidaryti. Saugiklis Pr.1 apsaugo grandinę nuo trumpojo jungimo srovių.

Išskirtinis grandinės bruožas yra tas, kad dinistorius atsidaro tuo pačiu kampu kiekvienoje tinklo įtampos pusės bangoje. Dėl to srovė neištaisoma ir tampa įmanoma prijungti indukcinę apkrovą, pavyzdžiui, transformatorių.

Triacai turėtų būti parinkti pagal apkrovos dydį, remiantis 1 A = 200 W skaičiavimu.

Naudojami elementai:

• Dinistor DB3;
• Triac TS106-10-4, VT136-600 ar kt., reikalinga srovė yra 4-12A.
• Diodai VD1, VD2 tipas 1N4007;
• Varžos R1100 kOhm, R3 1 kOhm, R4 270 Ohm, R5 1,6 kOhm, potenciometras R2 100 kOhm;
• C1 0,47 µF (darbo įtampa nuo 250 V).

Atkreipkite dėmesį, kad schema yra labiausiai paplitusi, su nedideliais pakeitimais. Pavyzdžiui, dinistorių galima pakeisti diodiniu tilteliu arba lygiagrečiai su triaku galima įrengti trukdžius slopinančią RC grandinę.

Modernesnė grandinė yra ta, kuri valdo triacą iš mikrovaldiklio – PIC, AVR ar kt.Ši grandinė leidžia tiksliau reguliuoti įtampą ir srovę apkrovos grandinėje, tačiau ją taip pat sudėtingiau įgyvendinti.

Triac galios reguliatoriaus grandinė

Surinkimas

Galios reguliatorius turi būti surinktas tokia seka:

1. Nustatykite įrenginio, kuriame veiks kuriamas įrenginys, parametrus. Parametrai apima: fazių skaičių (1 arba 3), poreikį tiksliai reguliuoti išėjimo galią, įėjimo įtampą voltais ir vardinę srovę amperais.
2. Pasirinkite įrenginio tipą (analoginį arba skaitmeninį), pasirinkite elementus pagal apkrovos galią. Savo sprendimą galite patikrinti vienoje iš elektros grandinių modeliavimo programų – Electronics Workbench, CircuitMaker ar jų internetiniuose analoguose EasyEDA, CircuitSims ar bet kurioje kitoje jūsų pasirinktoje vietoje.
3. Apskaičiuokite šilumos išsklaidymą pagal šią formulę: įtampos kritimas triake (apie 2 V) padaugintas iš vardinės srovės amperais. Tikslios įtampos kritimo atviroje būsenoje ir vardinės srovės srauto reikšmės nurodytos triako charakteristikose. Mes gauname galios išsklaidymą vatais. Pasirinkite radiatorių pagal apskaičiuotą galią.
4. Įsigykite reikiamus elektroninius komponentus, radiatorius ir spausdintinė plokštė.
5. Ant lentos išdėstykite kontaktinius takelius ir paruoškite vietas elementams montuoti. Pateikite triac ir radiatorių tvirtinimą ant lentos.
6. Sumontuokite elementus ant plokštės, naudodami litavimą. Jei neįmanoma paruošti spausdintinės plokštės, galite naudoti paviršinį montavimą, kad sujungtumėte komponentus naudojant trumpus laidus. Surinkdami atkreipkite ypatingą dėmesį į diodų ir triako sujungimo poliškumą. Jei ant jų nėra smeigtukų žymėjimų, tada yra „lankų“.
7. Patikrinkite surinktą grandinę multimetru varžos režimu. Gautas gaminys turi atitikti originalų dizainą.
8. Saugiai pritvirtinkite triacą prie radiatoriaus. Nepamirškite tarp triako ir radiatoriaus uždėti izoliacinę šilumos perdavimo tarpinę. Tvirtinimo varžtas yra patikimai izoliuotas.
9. Įdėkite surinktą grandinę plastikiniame dėkle.
10. Atminkite, kad elementų gnybtuose Yra pavojinga įtampa.
11. Pasukite potenciometrą iki minimumo ir atlikite bandomąjį važiavimą. Išmatuokite įtampą reguliatoriaus išėjime multimetru. Sklandžiai pasukite potenciometro rankenėlę, kad stebėtumėte išėjimo įtampos pokytį.
12. Jei rezultatas yra patenkinamas, galite prijungti apkrovą prie reguliatoriaus išvesties. Priešingu atveju reikia reguliuoti galią.

Triac galios radiatorius

Galios reguliavimas

Galios valdymas valdomas potenciometru, per kurį įkraunamas kondensatorius ir kondensatoriaus iškrovos grandinė. Jei išėjimo galios parametrai nepatenkinami, reikia pasirinkti varžos vertę iškrovos grandinėje ir, jei galios reguliavimo diapazonas mažas, potenciometro reikšmę.

• prailginti lempos tarnavimo laiką, reguliuoti apšvietimą arba lituoklio temperatūrą Padės paprastas ir nebrangus reguliatorius naudojant triacs.
• pasirinkite grandinės tipą ir komponentų parametrus pagal planuojamą apkrovą.
• kruopščiai tai išdirbk grandinės sprendimai.
• būkite atsargūs surinkdami grandinę, stebėkite puslaidininkių komponentų poliškumą.
• nepamirškite, kad elektros srovė yra visuose grandinės elementuose ir tai yra mirtina žmonėms.

Grandinių pasirinkimas ir galios reguliatoriaus veikimo aprašymas naudojant triacus ir kt. Triac galios reguliatorių grandinės puikiai tinka kaitrinių lempų tarnavimo laikui pratęsti ir jų ryškumui reguliuoti. Arba nestandartinės įrangos maitinimui, pavyzdžiui, 110 voltų.

Paveikslėlyje pavaizduota triako galios reguliatoriaus grandinė, kurią galima pakeisti keičiant bendrą tinklo pusciklių skaičių, kurį per tam tikrą laiko intervalą praeina triakas. DD1.1.DD1.3 mikroschemos elementai yra pagaminti su maždaug 15-25 tinklo pusciklų virpesių periodu.

Impulsų darbo ciklą reguliuoja rezistorius R3. Tranzistorius VT1 kartu su diodais VD5-VD8 yra skirtas susieti triac įjungimo momentą, kai tinklo įtampa pereina per nulį. Iš esmės šis tranzistorius yra atviras, atitinkamai į įėjimą DD1.4 siunčiamas „1“, o tranzistorius VT2 su triac VS1 uždaromas. Nulio kirtimo momentu tranzistorius VT1 užsidaro ir atsidaro beveik iš karto. Tokiu atveju, jei išėjimas DD1.3 buvo 1, tai elementų DD1.1.DD1.6 būsena nepasikeis, o jei išvestis DD1.3 buvo „nulis“, tada elementų DD1.4.DD1 .6 generuos trumpą impulsą, kurį sustiprins tranzistorius VT2 ir atidarys triac.

Kol generatoriaus išvestyje yra loginis nulis, procesas vyks cikliškai po kiekvieno tinklo įtampos perėjimo per nulinį tašką.

Grandinės pagrindas yra užsieninis triac mac97a8, leidžiantis perjungti didelės galios prijungtas apkrovas, o reguliuoti naudojau seną sovietinį kintamąjį rezistorių, o kaip indikaciją naudojau įprastą LED.

Triaciniame galios reguliatoriuje naudojamas fazės valdymo principas. Galios reguliatoriaus grandinės veikimas pagrįstas triac įjungimo momento keitimu, palyginti su tinklo įtampos perėjimu per nulį. Pradiniu teigiamo pusciklo momentu triakas yra uždaroje būsenoje. Didėjant tinklo įtampai, kondensatorius C1 įkraunamas per daliklį.

Didėjanti kondensatoriaus įtampa faze perkeliama nuo tinklo įtampos tiek, kiek priklauso nuo bendros abiejų rezistorių varžos ir kondensatoriaus talpos. Kondensatorius kraunamas tol, kol jo įtampa pasiekia dinistoriaus „gedimo“ lygį, maždaug 32 V.

Tuo metu, kai atsidaro dinistorius, atsidarys ir triakas, o per apkrovą, prijungtą prie išėjimo, tekės srovė, priklausomai nuo bendros atviro triako varžos ir apkrovos. Triakas veiks iki pusės ciklo pabaigos. Rezistoriumi VR1 nustatome dinistoriaus ir triako atidarymo įtampą, taip reguliuojant galią. Neigiamos pusės ciklo metu grandinės veikimo algoritmas yra panašus.

3,5 kW galios grandinės pasirinkimas su nedideliais pakeitimais

Valdiklio grandinė paprasta, apkrovos galia įrenginio išvestyje yra 3,5 kW. Naudodami šį savadarbį mėgėjišką radiją galite reguliuoti apšvietimą, šildymo elementus ir daug daugiau. Vienintelis reikšmingas šios grandinės trūkumas yra tas, kad jokiu būdu negalite prie jos prijungti indukcinės apkrovos, nes triacas perdegs!

Projektuojant panaudoti radijo komponentai: Triac T1 - BTB16-600BW arba panašūs (KU 208 arba VTA, VT). Dinistor T - tipo DB3 arba DB4. Kondensatorius 0,1 µF keramikinis.

Atsparumas R2 510 omų riboja maksimalius kondensatoriaus voltus iki 0,1 μF; jei reguliatoriaus slankiklį nustatysite į 0 omų padėtį, grandinės varža bus apie 510 omų. Talpa įkraunama per rezistorius R2 510 omų ir kintamą varžą R1 420 kOhm, po to, kai U ant kondensatoriaus pasieks dinistoriaus DB3 atidarymo lygį, pastarasis generuos impulsą, kuris atrakina triacą, po kurio, toliau praeinant sinusoidei, triakas užrakintas. T1 atidarymo ir uždarymo dažnis priklauso nuo U lygio 0,1 μF kondensatoriuje, kuris priklauso nuo kintamo rezistoriaus varžos. Tai yra, nutraukdama srovę (aukštu dažniu), grandinė taip reguliuoja išėjimo galią.

Su kiekviena teigiama įvesties kintamos įtampos pusbange talpa C1 įkraunama per rezistorių grandinę R3, R4, kai kondensatoriaus C1 įtampa tampa lygi dinistoriaus VD7 atidarymo įtampai, įvyks jo gedimas ir talpa bus lygi. išleidžiamas per diodinį tiltelį VD1-VD4, taip pat varžą R1 ir valdymo elektrodą VS1. Norėdami atidaryti triacą, naudojama diodų VD5, VD6, kondensatoriaus C2 ir varžos R5 elektrinė grandinė.

Būtina pasirinkti rezistoriaus R2 reikšmę, kad abiejose tinklo įtampos pusės bangose ​​reguliatoriaus triacas veiktų patikimai, taip pat būtina pasirinkti varžų R3 ir R4 reikšmes, kad sukant kintamąjį varžos rankenėlė R4, apkrovos įtampa sklandžiai keičiasi nuo minimalių iki didžiausių verčių. Vietoj TC 2-80 triac galite naudoti TC2-50 arba TC2-25, nors apkrovoje šiek tiek sumažės leistina galia.

KU208G, TS106-10-4, TS 112-10-4 ir jų analogai buvo naudojami kaip triakas. Tuo metu, kai triacas uždaromas, kondensatorius C1 įkraunamas per prijungtą apkrovą ir rezistorius R1 ir R2. Įkrovimo greitį keičia rezistorius R2, rezistorius R1 skirtas apriboti maksimalią įkrovimo srovės vertę

Kai kondensatoriaus plokštėse pasiekiama slenkstinė įtampos vertė, atsidaro jungiklis, kondensatorius C1 greitai iškraunamas į valdymo elektrodą ir perjungia triaką iš uždaros būsenos į atvirą; atviroje būsenoje triakas apeina grandinę R1, R2, C1. Šiuo metu tinklo įtampa eina per nulį, triacas užsidaro, tada kondensatorius C1 vėl įkraunamas, bet su neigiama įtampa.

Kondensatorius C1 nuo 0,1...1,0 µF. Rezistorius R2 1,0...0,1 MOhm. Triakas įjungiamas teigiamu srovės impulsu į valdymo elektrodą su teigiama įtampa įprasto anodo gnybte ir neigiamu srovės impulsu į valdymo elektrodą su neigiama įtampa prie įprastinio katodo. Taigi pagrindinis reguliatoriaus elementas turi būti dvikryptis. Kaip raktą galite naudoti dvikryptį dinistorių.

Diodai D5-D6 naudojami apsaugoti tiristorių nuo galimo gedimo dėl atvirkštinės įtampos. Tranzistorius veikia lavinos gedimo režimu. Jo gedimo įtampa yra apie 18-25 voltus. Jei nerandate P416B, galite pabandyti rasti jo pakaitalą.

Impulsinis transformatorius apvyniotas ant 15 mm skersmens ferito žiedo, markės N2000.Tiristorių galima pakeisti KU201

Šio galios reguliatoriaus grandinė yra panaši į aukščiau aprašytas grandines, tik įvesta trukdžių slopinimo grandinė C2, R3, o jungiklis SW leidžia nutraukti valdymo kondensatoriaus įkrovimo grandinę, o tai leidžia akimirksniu užrakinti triacą. ir atjungti apkrovą.

C1, C2 - 0,1 MKF, R1-4k7, R2-2 mOhm, R3-220 Ohm, VR1-500 kOhm, DB3 - dinistorius, BTA26-600B - triac, 1N4148/16 V - diodas, bet koks LED.

Reguliatorius skirtas apkrovos galiai reguliuoti grandinėse iki 2000 W, kaitrinėse lempose, šildymo prietaisuose, lituoklyje, asinchroniniuose varikliuose, automobiliniame įkroviklyje, o pakeitus triacą galingesniu, jis gali būti naudojamas dabartiniame reguliavime. grandinė suvirinimo transformatoriuose.

Šios galios reguliatoriaus grandinės veikimo principas yra tas, kad apkrova gauna pusę tinklo įtampos ciklo po pasirinkto skaičiaus praleistų pusciklų.

Diodinis tiltelis ištaiso kintamąją įtampą. Rezistorius R1 ir zenerio diodas VD2 kartu su filtro kondensatoriumi sudaro 10 V maitinimo šaltinį K561IE8 mikroschemos ir KT315 tranzistoriaus maitinimui. Ištaisyti teigiami įtampos, einančios per kondensatorių C1, pusciklai stabilizuojami zenerio diodu VD3 ties 10 V lygiu. Taigi į K561IE8 skaitiklio skaičiavimo įvestį C seka impulsai, kurių dažnis yra 100 Hz. Jei jungiklis SA1 yra prijungtas prie 2 išvesties, tada tranzistoriaus bazėje nuolat bus loginis vienas lygis. Kadangi mikroschemos atstatymo impulsas yra labai trumpas ir skaitiklis sugeba iš naujo paleisti iš to paties impulso.

3 kaištis bus nustatytas į loginį vieną lygį. Tiristorius bus atidarytas. Visa galia bus išleista esant apkrovai. Visose paskesnėse SA1 padėtyse 3 skaitiklio kaištyje vienas impulsas praeis per 2–9 impulsus.

K561IE8 lustas yra dešimtainis skaitiklis su poziciniu dekoderiu išėjime, todėl loginis vienas lygis bus periodiškas visuose išėjimuose. Tačiau jei jungiklis sumontuotas 5 išėjime (1 kontaktas), skaičiuojama tik iki 5. Kai impulsas praeis per 5 išvestį, mikroschema bus iš naujo nustatyta į nulį. Skaičiavimas prasidės nuo nulio, o 3 kaištyje atsiras loginis vieno lygis per vieną pusę ciklo. Per tą laiką atsidaro tranzistorius ir tiristorius, vienas pusciklas pereina į apkrovą. Kad būtų aiškiau, pateikiu grandinės veikimo vektorines diagramas.

Jei reikia sumažinti apkrovos galią, galite pridėti kitą skaitiklio lustą, sujungdami ankstesnio lusto 12 kaištį su kito lusto 14 kaiščiu. Įdiegę kitą jungiklį, galite reguliuoti galią iki 99 praleistų impulsų. Tie. galite gauti apie šimtąją visos galios.

KR1182PM1 mikroschema turi du tiristorius ir jiems skirtą valdymo bloką. Maksimali KR1182PM1 mikroschemos įėjimo įtampa yra apie 270 voltų, o maksimali apkrova gali siekti 150 vatų nenaudojant išorinio triako ir iki 2000 W naudojant, taip pat atsižvelgiant į tai, kad triacas bus sumontuotas. ant radiatoriaus.

Norint sumažinti išorinio triukšmo lygį, naudojamas kondensatorius C1 ir induktorius L1, o talpa C4 reikalinga sklandžiam apkrovos įjungimui. Reguliavimas atliekamas naudojant varžą R3.

Gana paprastų lituoklio reguliatoriaus grandinių pasirinkimas palengvins radijo mėgėjo gyvenimą.

Derinys susideda iš skaitmeninio reguliatoriaus naudojimo paprastumo ir paprasto reguliavimo lankstumo derinimo.

Nagrinėjama galios reguliatoriaus grandinė veikia pagal principą keičiant į apkrovą patenkančios įėjimo kintamos įtampos periodų skaičių. Tai reiškia, kad prietaisas negali būti naudojamas kaitrinių lempų ryškumui reguliuoti dėl matomo mirksėjimo. Grandinė leidžia reguliuoti galią aštuonių iš anksto nustatytų verčių ribose.

Klasikinių tiristorių ir triakų reguliatorių grandinių yra labai daug, tačiau šis reguliatorius pagamintas ant modernaus elementų pagrindo ir, be to, buvo fazinis, t.y. neperduoda visos tinklo įtampos pusės bangos, o tik tam tikrą jos dalį, taip ribodamas galią, nes triakas atsidaro tik reikiamu fazės kampu.