Pomozte vývoji webu a sdílení článku s přáteli!

Tyristorové regulátory výkonu se používají jak v běžném životě (v analogových pájecích stanicích, elektrických ohřívačích atd.), Tak ve výrobě (například pro spouštění vysoce výkonných pohonných jednotek). U domácích spotřebičů se zpravidla instalují jednofázové regulátory, v průmyslových instalacích se častěji používají třífázové regulátory.

Tato zařízení jsou elektronický obvod pracující na principu fázového řízení pro řízení výkonu v zátěži (více o této metodě bude popsáno níže).

Princip fungování fázové regulace

Principem regulace tohoto typu je, že pulzní otevření tyristoru má určitou fázi. Čím více se nachází od konce poloviny periody, tím větší bude amplituda napětí aplikovaného na zátěž. Na obrázku níže vidíme opačný proces, kdy impulsy přicházejí téměř do konce poloviny období.

Minimální výkon

Graf ukazuje čas, kdy je tyristor uzavřen t1 (fáze řídicího signálu), jak vidíte, otevírá se téměř na konci polovičního cyklu sinusoidu, v důsledku čehož je amplituda napětí minimální, a proto bude výkon v zátěži připojené k zařízení zanedbatelný (téměř na minimum). Zvažte případ uvedený v následujícím grafu.

Polovina výkonu

Zde vidíme, že pulzní otevření tyristoru spadá uprostřed poloviny periody, to znamená, že regulátor vydá polovinu výkonu z maxima možného. Práce na výkonu v blízkosti maxima je uvedena v následujícím grafu.

Napájení blízko maxima

Jak je vidět z grafu, impuls spadá na začátek sínusové poloviční periody. Doba, kdy je tyristor v uzavřeném stavu (t3), je zanedbatelná, proto se výkon v zátěži blíží maximální hodnotě.

Všimněte si, že třífázové regulátory výkonu pracují na stejném principu, ale řídí amplitudu napětí ne v jednom, ale ve třech fázích najednou.

Tento způsob regulace je jednoduchý na implementaci a umožňuje přesně měnit amplitudu napětí v rozsahu od 2 do 98 procent jmenovité hodnoty. To umožňuje plynulou regulaci výkonu elektrických instalací. Hlavní nevýhodou tohoto typu zařízení je vytvoření vysoké úrovně rušení v elektrické síti.

Alternativně, ke snížení interference, můžete přepínat tyristory, když sinusoid střídavého napětí prochází nulou. Je zřejmé, že práce takového regulátoru výkonu je vidět v následujícím grafu.

Spínání tyristoru "nula"

Legenda:

  • A - graf polovičních vln střídavého napětí;
  • B - provoz tyristoru při 50% maximálního výkonu;
  • C je graf ukazující činnost tyristoru při 66%;
  • D - 75% maxima.

Jak je vidět z grafu, tyristor „odřízne“ půlvlny a ne jejich části, což minimalizuje úroveň rušení. Nevýhodou takového provedení je nemožnost plynulé regulace, ale u zátěže s vysokou setrvačností (například různé topné články) toto kritérium není hlavní.

Video: Testování tyristorového výkonového regulátoru

Jednoduchý obvod řízení výkonu

Pro tento účel můžete nastavit výkon páječky pomocí analogových nebo digitálních pájecích stanic. Ty jsou poměrně drahé a není snadné je sestavit bez zkušeností. Zatímco analogová zařízení (která jsou v podstatě regulátory výkonu) nebude obtížné dělat s vlastními rukama.

Na tyristory dodáváme jednoduché obvodové zařízení, pomocí kterého můžete nastavit výkon páječky.

Nejjednodušší regulátor

Rádiové prvky vyznačené na schématu:

  • VD - КД209 (nebo podobné vlastnosti)
  • VS-KU203B nebo jeho analog;
  • R 1 - odpor s výkonem 15 kOm;
  • R 2 - proměnný odpor typu 30kOm;
  • С - kapacita elektrolytického typu s nominálním 4, 7 mikrofaradem a napětím od 50V;
  • R n je zátěž (v našem případě působí jako páječka).

Toto zařízení reguluje pouze kladné poločasy, takže minimální výkon páječky bude poloviční. Tyristor je řízen obvodem obsahujícím dva odpory a kapacitní odpor. Doba nabíjení kondenzátoru (je regulována odporem R 2 ) ovlivňuje dobu trvání "otevření" tyristoru. Níže je uveden plán zařízení.

Vliv rezistence R2 na provoz regulátoru

Vysvětlení obrázku:

  • graf A - ukazuje sinusoidní střídavé napětí aplikované na zátěž Rn (páječka) s odporem R2 blízkým 0 kΩ;
  • graf B - zobrazuje amplitudu sinusového napětí aplikovaného na páječku s odporem R2 rovným 15 kΩ;
  • graf C, jak je vidět z ní, s maximálním odporem R2 (30 kΩ), doba provozu tyristoru (t 2 ) je minimální, to znamená, že páječka pracuje s výkonem asi 50% jmenovitého výkonu.

Schéma zařízení je velmi jednoduché, takže i ti, kteří nejsou dobře obeznámeni s návrhem obvodů, budou schopni je sestavit sami. Je třeba upozornit, že když je toto zařízení v provozu, existuje napětí nebezpečné pro osobu v jejím obvodu, proto musí být všechny jeho prvky spolehlivě izolovány.

Jak již bylo popsáno výše, zařízení pracující na principu fázové regulace jsou zdrojem silného rušení v elektrické síti. Z této situace existují dva způsoby:

    • napájecí napětí přes vyhlazovací filtr (jeho schéma je snadné najít), nejjednodušším provedením je feritový kroužek se síťovým kabelem omotaným kolem něj;
      Feritový kruhový filtr z kabelu monitoru
    • sestavíme zařízení, které není v rozporu, uvedeme příklad takového schématu.

Regulátor bez rušení

Níže je schéma regulátoru výkonu, které neinterferuje, protože „neřezává“ půlvlny, ale „odřezává“ určité množství z nich. Princip činnosti takového zařízení jsme uvažovali v sekci "Princip činnosti fázového řízení", totiž spínání tyristoru přes nulu.

Stejně jako v předchozím schématu se nastavení výkonu provádí v rozsahu od 50% do hodnoty blízké maximální hodnotě.

Žádný rušivý regulátor

Seznam rádiových prvků použitých v přístroji a možnosti jejich výměny:

Tyristor VS - KU103V;

Diody:

VD 1 -VD 4 - KD209 (v zásadě můžete použít libovolné analogové signály, které umožňují zpětné napětí vyšší než 300V a proud vyšší než 0, 5A); VD 5 a VD 7 - KD521 (je možné instalovat jakoukoliv pulzní diodu); VD 6 - KC191 (můžete použít analog s stabilizačním napětím 9V)

Kondenzátory:

C 1 - elektrolytický typ s kapacitou 100 µF, určený pro napětí nejméně 16V; C2 - 33H; S 3 - 1 mikrofaradem.

Rezistory:

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

Integrované obvody:

DD1 - K176 LE5 (nebo LA7); DD2 –K176TM2. Alternativně můžete použít logiku řady 561;

R n - páječka připojená jako zátěž.

Pokud montáž tyristorového regulátoru nevykonala žádné chyby, zařízení začne pracovat ihned po zapnutí, není třeba je konfigurovat. Mít schopnost měřit teplotu pájecího hrotu, vy můžete dělat měřítko pro odpor R 5 .

V případě, že zařízení nefunguje, doporučujeme zkontrolovat správnost zapojení rádiových prvků (před tím nezapomeňte odpojit od sítě).

Pomozte vývoji webu a sdílení článku s přáteli!

Kategorie:

Elektrikář