A villamos energia problémája miatt az emberek egyre gyakrabban vásárolnak áramszabályozókat. Nem titok, hogy a hirtelen esések, valamint a túlzottan alacsony vagy magas feszültség hátrányosan befolyásolják a háztartási készülékeket. Az anyagi károk elkerülése érdekében olyan feszültségszabályozót kell használni, amely megvédi az elektronikus eszközöket a rövidzárlatoktól és a különböző negatív tényezőktől.
Szabályozó típusok
Manapság a piacon rengeteg különféle szabályozó található az egész házhoz, valamint kis teljesítményű egyéni háztartási készülékek. Vannak tranzisztoros feszültségszabályozók, tirisztorok, mechanikusok (a feszültség beállítását mechanikus csúszkával végezzük, a végén grafitrúddal). De a leggyakoribb a triac feszültségszabályozó. Ennek az eszköznek az alapja a triac, amely lehetővé teszi, hogy élesen reagáljon a túlfeszültségekre és kisimítsa azokat.
A triac egy olyan elem, amely öt p-n átmenetet tartalmaz. Ez a rádióelem képes az áramot előre és az ellenkező irányba is átadni.
Ezek az alkatrészek a különféle háztartási készülékekben megfigyelhetők a hajszárítótól az asztali lámpákon át a forrasztópákákig, ahol zökkenőmentes beállításra van szükség.
A triac működési elve meglehetősen egyszerű. Ez egyfajta elektronikus kulcs, amely adott frekvencián bezárja vagy kinyitja az ajtókat. Nál nél P-N nyitás a triac átmenete, a félhullám egy kis részét kihagyja és a fogyasztó csak a névleges teljesítmény egy részét kapja meg. Vagyis minél nyitottabb P-N átmenet, annál több áramot kap a fogyasztó.
Ennek az elemnek az előnyei a következők:
A fenti előnyökhöz kapcsolódóan elég gyakran alkalmazzák a triacokat és az ezeken alapuló szabályozókat.
Ez az áramkör meglehetősen könnyen összeszerelhető, és nem igényel egy nagy szám részletek. Egy ilyen szabályozóval nemcsak a forrasztópáka hőmérséklete szabályozható, hanem a hagyományos izzólámpák és LED-lámpák is. Ehhez az áramkörhöz különféle fúrók, darálók, porszívók, darálók kapcsolhatók, amelyek kezdetben sima fordulatszám szabályozás nélkül mentek.
Itt van egy ilyen 220 V-os feszültségszabályozó, amelyet saját kezével lehet összeállítani a következő alkatrészekből:
- R1 - ellenállás 20 kOhm, teljesítmény 0,25 watt.
- R2 - 400-500 kOhm változó ellenállás.
- R3 - 3 kOhm, 0,25 W.
- R4-300 Ohm, 0,5W.
- C1 C2 - nem poláris kondenzátorok 0,05 Mkf.
- C3 - 0,1uF, 400V
- DB3 - dinisztor.
- BT139-600 - a triac-ot a csatlakoztatandó terheléstől függően kell kiválasztani. Az e séma szerint összeállított eszköz 18A áramot tud szabályozni.
- Kívánatos radiátort alkalmazni a triacra, mivel az elem meglehetősen forró.
Az áramkört tesztelték, és elég stabilan működik alatta különböző típusok terhelések.
Van egy másik rendszer az univerzális teljesítményszabályozóhoz.
Az áramkör bemenetére 220 V váltakozó feszültség kerül, a kimeneten pedig már 220 V DC. Ennek a sémának már több részlete van az arzenáljában, és az összeszerelés bonyolultabbá válik. Az áramkör kimenetére bármilyen fogyasztó (egyenáram) csatlakoztatható. A legtöbb házban és lakásban az emberek energiatakarékos lámpákat próbálnak felszerelni. Nem minden szabályozó képes megbirkózni egy ilyen lámpa zökkenőmentes beállításával, például nem kívánatos tirisztoros szabályozó használata. Ez a séma lehetővé teszi ezeknek a lámpáknak a szabad csatlakoztatását, és egyfajta éjszakai lámpává tételét.
Az áramkör sajátossága, hogy amikor a lámpák legalább be vannak kapcsolva, minden háztartási készüléket le kell választani a hálózatról. Ezt követően a kompenzátor működik a számlálóban, és a lemez lassan leáll, és a lámpa tovább ég. Ez egy lehetőség egy triac teljesítményszabályozó saját kezű összeállítására. Az összeszereléshez szükséges alkatrészek névleges értéke a diagramon látható.
Egy másik szórakoztató rendszer, amely lehetővé teszi akár 5A terhelés és akár 1000 W teljesítmény csatlakoztatását.
A szabályozó a BT06-600 triac alapján van összeszerelve. Ennek az áramkörnek a működési elve a triac átmenetének megnyitása. Minél jobban nyitva van az elem, annál nagyobb teljesítményt kap a terhelés. És az áramkörben van egy LED, amely jelzi, hogy az eszköz működik-e vagy sem. A készülék összeszereléséhez szükséges alkatrészek listája:
- Az R1 egy 3,9 kΩ-os ellenállás, az R2 pedig egy 500 kΩ-os feszültségosztó, amely a C1 kondenzátor töltésére szolgál.
- C1 kondenzátor - 0,22 uF.
- dinisztor D1 - 1N4148.
- A D2 LED a készülék működésének jelzésére szolgál.
- dinisztorok D3 - DB4 U1 - BT06-600.
- sorkapcsok P1, P2 terhelések csatlakoztatásához.
- R3 ellenállás - 22 kOhm és 2 watt teljesítmény
- A C2 - 0,22uF kondenzátort legalább 400 V feszültségre tervezték.
A triacokat és a tirisztorokat sikeresen használják indítóként. Néha nagyon erős fűtőelemeket kell beindítani, szabályozni a nagy teljesítményű hegesztőberendezések bekapcsolását, ahol az áramerősség eléri a 300-400 A-t. A kontaktorokkal történő mechanikus be- és kikapcsolás rosszabb, mint a triac indító a gyors kopás miatt. kontaktorok, továbbá mechanikus kapcsoláskor ív keletkezik, ami szintén káros hatással van a kontaktorokra. Ezért ezekre a célokra célszerű lenne triacokat használni. Itt van az egyik diagram.
Az összes névleges érték és alkatrészlista az ábrán látható. 4. Ennek az áramkörnek az előnye a teljes galvanikus leválasztás a hálózatról, amely károsodás esetén biztonságot nyújt.
A gazdaságban gyakran hegesztési munkákat kell végezni. Ha van kész inverter hegesztőgép, akkor a hegesztés nem jelent különösebb nehézséget, mivel a készülék árambeállítással rendelkezik. A legtöbb embernek nincs ilyen hegesztőgépe, és hagyományos transzformátoros hegesztőgépet kell használnia, amelyben az áramot az ellenállás változtatásával állítják be, ami meglehetősen kényelmetlen.
Azok, akik megpróbálták triac-ot szabályozóként használni, csalódni fognak. Nem fogja szabályozni a teljesítményt. Ennek oka a fáziseltolódás, ezért a félvezető kulcsnak nincs ideje rövid impulzus alatt „nyitott” módba kapcsolni.
De van kiút ebből a helyzetből. Ugyanolyan típusú impulzust kell alkalmazni a vezérlőelektródára, vagy állandó jelet kell adni az RE-re (vezérlőelektródára), amíg a nullán át nem jut. A vezérlő áramköre így néz ki:
Természetesen az áramkör összeszerelése meglehetősen bonyolult, de ez az opció megoldja a beállítással kapcsolatos összes problémát. Most már nem kell terjedelmes ellenállást használni, és emellett a nagyon sima beállítás nem fog működni. Triac esetén meglehetősen sima beállítás lehetséges.
Állandó feszültségesések, valamint alul- vagy túlfeszültség esetén ajánlatos triac szabályozót vásárolni, vagy ha lehetséges, saját kezűleg készítsen szabályozót. A szabályozó megvédi a háztartási készülékeket, és megakadályozza azok károsodását.
A cikk leírja a tirisztor teljesítményszabályozó működését, amelynek áramkörét az alábbiakban mutatjuk be.
A mindennapi életben nagyon gyakran szükséges a háztartási készülékek teljesítményének szabályozása, például elektromos tűzhelyek, forrasztópákák, kazánok és fűtőelemek, szállítás során - motorfordulatszám stb. A legegyszerűbb rádióamatőr kialakítás jön a segítségre - egy tirisztoron lévő teljesítményszabályozó. Nem nehéz összeszerelni egy ilyen eszközt, ez lehet a legelső házi készítésű eszköz, amely a kezdő rádióamatőr forrasztócsúcsának hőmérsékletének beállítását végzi. Érdemes megjegyezni, hogy a kész forrasztóállomások hőmérséklet-szabályozással és egyéb szép tulajdonságokkal sokkal drágábbak, mint egy egyszerű forrasztópáka. A minimális alkatrészkészlet lehetővé teszi egy egyszerű tirisztoros teljesítményszabályozó összeszerelését felületre szereléshez.
Tájékoztatjuk, hogy a felületi szerelés az elektronikai alkatrészek nyomtatott áramköri lap használata nélkül történő összeszerelésének módja, és jó hozzáértéssel lehetővé teszi a közepes bonyolultságú elektronikai eszközök gyors összeszerelését.
Tirisztoros szabályozót is rendelhet, aki pedig önállóan szeretné kitalálni, annak alább bemutatunk egy diagramot és elmagyarázzuk a működési elvet.
Egyébként ez egy egyfázisú tirisztoros teljesítményszabályozó. Egy ilyen eszközzel szabályozható a teljesítmény vagy a fordulatszám. Először azonban meg kell értenie, mert ez lehetővé teszi számunkra, hogy megértsük, milyen terhelés esetén jobb egy ilyen szabályozót használni.
Hogyan működik a tirisztor?
A tirisztor egy vezérelt félvezető eszköz, amely képes egy irányban áramot vezetni. A „vezérelt” szót okkal használjuk, mert segítségével a diódával ellentétben, amely szintén csak egy pólusra vezet áramot, kiválasztható az a pillanat, amikor a tirisztor elkezd áramot vezetni. A tirisztornak három kimenete van:
- Anód.
- Katód.
- vezérlő elektróda.
Ahhoz, hogy az áram elkezdjen folyni a tirisztoron, a következő feltételeknek kell teljesülniük: az alkatrésznek feszültség alatt álló áramkörben kell lennie, rövid ideig tartó impulzust kell adni a vezérlőelektródára. A tranzisztorokkal ellentétben a tirisztor vezérléséhez nem szükséges vezérlőjelet tartani. Az árnyalatok ezzel nem érnek véget: a tirisztort csak az áramkörben lévő áram megszakításával, vagy anód-katód fordított feszültség kialakításával lehet lezárni. Ez azt jelenti, hogy a tirisztor használata az egyenáramú áramkörökben nagyon specifikus és gyakran ésszerűtlen, de a váltakozó áramú áramkörökben, például egy olyan eszközben, mint a tirisztoros teljesítményszabályozó, az áramkört úgy alakítják ki, hogy a zárás feltétele legyen. biztosítani. A félhullámok mindegyike lezárja a megfelelő tirisztort.
Valószínűleg nem értesz mindent? Ne essen kétségbe - a kész eszköz folyamatát az alábbiakban részletesen ismertetjük.
A tirisztoros szabályozók köre
Milyen áramkörökben hatékony a tirisztoros teljesítményszabályozó használata? Az áramkör lehetővé teszi a fűtőberendezések teljesítményének tökéletes szabályozását, azaz az aktív terhelés befolyásolását. Erősen induktív terhelés esetén előfordulhat, hogy a tirisztorok egyszerűen nem zárnak be, ami a szabályozó meghibásodásához vezethet.
Lehet a motor?
Gondolom, az olvasók közül sokan láttak vagy használtak már fúrót, sarokcsiszolót, amit népiesen "csiszolónak" neveznek, és egyéb elektromos szerszámokat. Talán észrevette, hogy a fordulatok száma a készülék trigger gombjának megnyomásának mélységétől függ. Ebben az elemben van beépítve egy ilyen tirisztoros teljesítményszabályozó (amelynek diagramja az alábbiakban látható), amelynek segítségével a fordulatszám megváltozik.
Jegyzet! A tirisztoros vezérlő nem tudja megváltoztatni az aszinkron motorok fordulatszámát. Így a feszültség szabályozása a kefe szerelvénnyel felszerelt kollektormotorokon történik.
Egy és két tirisztor vázlata
A tirisztor teljesítményszabályozó saját kezű összeszerelésének tipikus diagramja az alábbi ábrán látható.
Ennek az áramkörnek a kimeneti feszültsége 15 és 215 volt között van, a hűtőbordákra szerelt tirisztorok használata esetén a teljesítmény körülbelül 1 kW. Egyébként egy dimmer kapcsolóval ellátott kapcsoló hasonló séma szerint készül.
Ha nincs szüksége teljes feszültségszabályozásra, és elég 110-220 voltot kapni a kimeneten, használja ezt a diagramot, amely egy félhullámú tirisztoros teljesítményszabályozót mutat.
Hogyan működik?
Az alábbi információk a legtöbb áramkörre érvényesek. A betűjelöléseket a tirisztor szabályozó első áramkörének megfelelően veszik
A tirisztoros teljesítményszabályozó, amelynek működési elve a feszültségérték fázisszabályozásán alapul, szintén változtatja a teljesítményt. Ez az elv abban rejlik, hogy normál körülmények között a terhelést a háztartási hálózat váltakozó feszültsége befolyásolja, amely szinuszos törvény szerint változik. Fentebb a tirisztor működési elvének ismertetésekor elhangzott, hogy minden tirisztor egy irányban működik, vagyis szinuszosról vezérli a félhullámát. Mit jelent?
Ha egy tirisztor segítségével a terhelést periodikusan, egy szigorúan meghatározott pillanatban csatlakoztatjuk, az effektív feszültség nagysága kisebb lesz, mivel a feszültség egy része (a terhelésre „eső” effektív érték) kisebb lesz. mint a hálózati feszültség. Ezt a jelenséget a grafikon szemlélteti.
Az árnyékolt terület az a stressz terület, amely terhelés alatt áll. A vízszintes tengelyen lévő "a" betű a tirisztor nyitásának pillanatát jelzi. Amikor a pozitív félhullám véget ér, és elkezdődik a negatív félhullámú periódus, az egyik tirisztor zár, és ugyanabban a pillanatban nyílik a második tirisztor.
Nézzük meg, hogyan működik konkrétan a tirisztoros teljesítményvezérlőnk
1. séma
Előre rögzítsük, hogy a "pozitív" és "negatív" szavak helyett az "első" és a "második" (félhullám) szavakat kell használni.
Tehát amikor az első félhullám elkezd hatni az áramkörünkre, a C1 és C2 kapacitások töltődni kezdenek. Töltési sebességüket az R5 potenciométer korlátozza. ez az elem változó, és segítségével beállítható a kimeneti feszültség. Amikor a C1 kondenzátoron megjelenik a VS3 dinisztor nyitásához szükséges feszültség, a dinisztor kinyílik, áram folyik rajta, aminek segítségével a VS1 tirisztor kinyílik. A dinisztor meghibásodásának pillanata az "a" pont a cikk előző részében bemutatott grafikonon. Amikor a feszültség értéke átmegy nullán, és az áramkör a második félhullám alatt van, a VS1 tirisztor bezárul, és a folyamat megismétlődik, csak a második dinisztornál, tirisztornál és kondenzátornál. Az R3 és R3 ellenállásokat a vezérléshez, az R1 és R2 ellenállásokat pedig az áramkör termikus stabilizálásához használják.
A második áramkör működési elve hasonló, de a váltakozó feszültségnek csak az egyik félhullámát vezérli. Most, ismerve a működési elvet és az áramkört, saját kezűleg összeállíthat vagy megjavíthat egy tirisztoros teljesítményszabályozót.
A szabályozó használata a mindennapi életben és a biztonságban
Nem mondható el, hogy ez az áramkör nem biztosít galvanikus leválasztást a hálózatról, ezért fennáll az áramütés veszélye. Ez azt jelenti, hogy ne érintse meg kézzel a szabályozóelemeket. Szigetelt házat kell használni. Készüléke kialakítását úgy kell megterveznie, hogy lehetőség szerint egy állítható készülékbe rejtse, találjon szabad helyet a tokban. Ha az állítható eszköz álló helyzetben van, akkor általában célszerű egy fényerő-szabályozóval ellátott kapcsolón keresztül csatlakoztatni. Egy ilyen megoldás részben véd az áramütés ellen, szükségtelenné teszi a megfelelő tok megtalálását, vonzó kinézetés iparilag gyártják.
Egy nagyon régi és nagyon egyszerű séma a forrasztópáka teljesítményének beállítására, amely fűtőtestekhez is használható. Izzólámpákhoz is lehet, de ez ma már szerintem nem aktuális, hiszen a legtöbben már energiatakarékosat használnak.
A séma nem csak egyszerű, hanem megbízható is, és az általam és mások által személyesen tesztelt séma stabilan tartja a beépített teljesítményt. És még két diagram. 
De azonnal meg kell mondanom, hogy ezek a teljesítményszabályozók csak fűtőberendezésekkel és izzólámpákkal, transzformátorokkal működnek. A motorokkal és egyebekkel az eredmények megjósolhatatlanok – mindenféle induktív dolog ott kezdődik.
Az első két áramkör annyira egyszerű, hogy a nyomtatott áramköri lapok egyszerűen semmitmondóak, és egy hibás mobiltelefon töltőből vagy hasonlókból valamilyen dobozba szerelhetők. Kevés tapasztalattal rendelkező kezdőknek ennyi!
Valójában itt van maga a teljesítményszabályozó áramkör, ami annyira egyszerű, hogy közvetlenül beírtam a besorolást, kényelmesebb és áttekinthetőbb. Ennek az áramkörnek az egész trükkje egy neonlámpában és egy kondenzátorban van. Nem igazán értem a működését, de remekül működik. Valójában egy adott teljesítmény tirisztor vagy triac általi stabil megtartásához általában a félvezetőkön lévő vezérlőelemeket használják, és itt valamiféle izzó, amelyet teljesen más célokra készítettek, és egy kondenzátor csodákra képes. Általánosságban a mai nyelven azt mondhatjuk, hogy a séma a legkreatívabb. Ráadásul (majdnem elfelejtettem!) a neonlámpa egyben teljesítményjelzőként is szolgál: változtatja a fényerőt, és így szabályozható a beállítás.
Ebben az esetben az áramkör szabályozza a teljesítményt 0% és 100% között!
Így néz ki a jó öreg KU208G triac és mellette különféle neon izzók. Mindkettő fillérekért megtalálható a rádiópiacon, modern boltban aligha. A neont azonban ki lehet húzni néhány régi háztartási készülékből, és a KU208G analógját, azt hiszem, meg lehet vásárolni a boltban valami modernből.
Úgy tűnik, hogy a KU208V, TS112-10, TS112-16, TS122-10, TS122-25, T820KV analógjai.
Teljesítményszabályozó a KU202N tirisztoron
Ha nagyon szoros a neonnal vagy a KU208-cal, akkor még könnyebben összeszerelheti a vezérlőáramkört. El sem hiszem: hol van még könnyebb? 🙂 Igen, neonlámpa nélkül és triac helyett - KU202N tirisztor, ami még megfizethetőbb, olcsóbb és ömlesztve. A dióda bármilyen áram- és feszültségellátásra alkalmas lehet.
Szerintem a diagramból jól látszik, hogy ez a szabályozó a tartományban működik 50%-ról 100%-ra, de akár 99%, mivel egy hálózati félhullám közvetlenül a diódán megy keresztül.
Igen, általában a forrasztópáka és a kandalló esetében nem valószínű, hogy bárkinek nulláról kell szabályoznia. 50%-tól még kényelmesebb szerintem.
Ha el akarja távolítani az interferenciát a tirisztor / triac átkapcsolásából az első vagy a második szabályozókörben, akkor hurkot készíthet a ferritgyűrűn például egy régi monitorról vagy egy másik szükségtelen hálózati számítógép kábelről.
Zavarmentes teljesítményszabályozó
Ez pedig a szabályozó áramkör (kattintható) haladóbbaknak, a "számok" kedvelőinek. Szabályozza a teljesítményt, mint korábban 50%-tól, de a különbsége az első kettőtől, hogy a szabályozást már nem a ténylegesen interferenciát okozó hálózati szinusz félhullám egy részének levágásával, hanem eltérő számú félhullám számlálásával és átadásával hajtják végre. De a félhullámok teljes egészében átmennek, ezért nincs interferencia: a tirisztor nyitása nullához közeli szinten történik (néhány volt szükséges a nyitáshoz).
Az ábrán zöld körök jelzik néhány pontot, és az alábbi diagramokon - ezeken a pontokon a feszültségeket, megmagyarázva a teljesítményszabályozó áramkör zavarmentes működését. 
Sőt, a sémának megvan a maga sajátossága: az alsó három diagram szerint magyarázat nélkül kitalálhatja, hogy milyen elven szabályozzák a teljesítményt. A kiigazítás lépcsőzetes, és ekkora diszkrétséget mutat ki: 50%, 66,6%, 75% ... Továbbra is, logikusan, ahogy én értem, 80%, 83,3%, 85,7% ... Szóval kiderül, mert a szünetidő: 1/2, 1/3, 1/4, 1/6, 1/7 stb. Vagyis a vezérlési lépés a teljesítmény növekedésével csökken, ami indokolt - a forrasztópáka vonatkozásában.
Forrasztópáka tárcsajelző
Egyetértek, jelzés nélkül, a forrasztópáka teljesítményének beállítása valahogy nem kóser. Igen, lehet jeleket rajzolni a szabályozóra, de a hatás és a kényelem nem ugyanaz.
A forrasztópáka fűtésének beállításának könnyebbé tétele érdekében nem nehéz és nagyon hasznos jelzést adni az összeszerelt szabályozóhoz valamilyen kis mutatóeszközön. Egy ilyen jelzőt ki lehet húzni egy régi felesleges audio berendezésből, ha az még hever, vagy sétálva vásárolhat egy helyi bolhapiacon.
Az ábrán egy hasonló mutatóeszközt használó példamutató indikátordiagram látható. A felekezetek, akárcsak maga a séma, változtatásokat és egyszerűsítéseket tesznek lehetővé az elvek megértésével azok számára, akik begyűjtik. Az ezen a diagramon szereplő besorolásokat az M68501 tárcsajelzővel alkalmazták, amelyet a következőben használtak Szovjet magnók. Az M68501 használatakor a fő áramkör beállítása az R4 ellenállás kiválasztása. Más tárcsajelző használata esetén valószínűleg az R3-at is ki kell választania, mert a forrasztópáka teljesítménycsökkenésének kényelmes jelzéséhez az R3 / R4 ellenállások megfelelő egyensúlyának kell lennie. Annak érdekében, hogy ne derüljön ki, hogy 50% -os teljesítmény mellett az indikátortű 10-20% -kal csökken, vagy fordítva, enyhe teljesítménycsökkenéssel a felére tér el.
Láttad már az elektromágneses ingámat?
A tirisztoros teljesítményvezérlőket mind a mindennapi életben (analóg forrasztóállomásokon, elektromos fűtőberendezésekben stb.), mind a gyártásban (például nagy teljesítményű indításhoz) használják erőművek). A háztartási készülékekben általában egyfázisú szabályozókat szerelnek fel, ipari berendezésekben gyakrabban használnak háromfázisú szabályozókat.
Ezek az eszközök elektronikus áramkör, amely a fázisvezérlés elvén működik, a terhelésben lévő teljesítmény szabályozására (erről a módszerről az alábbiakban lesz szó).
A fázisszabályozás működési elve
Az ilyen típusú szabályozás elve az, hogy a tirisztort nyitó impulzusnak van egy bizonyos fázisa. Vagyis minél távolabb helyezkedik el a félciklus végétől, annál nagyobb lesz a terhelés amplitúdója. Az alábbi ábrán a fordított folyamatot látjuk, amikor is majdnem a félciklus végén megérkeznek az impulzusok.
A grafikonon a tirisztor zárási ideje t1 (a vezérlőjel fázisa) látható, amint látható, szinte a szinusz félciklusának végén nyit, ennek következtében a feszültség amplitúdója minimális, ill. ezért a készülékhez csatlakoztatott terhelésben a teljesítmény jelentéktelen lesz (közel a minimumhoz). Tekintsük az alábbi grafikonon bemutatott esetet.
Itt azt látjuk, hogy a tirisztort nyitó impulzus a félciklus közepére esik, vagyis a szabályozó a lehetséges maximális teljesítmény felét állítja elő. A maximális teljesítményhez közeli működést a következő grafikon mutatja.
Amint a grafikonon látható, az impulzus a szinuszos félciklus elején esik. Az az idő, amikor a tirisztor zárt állapotban van (t3), jelentéktelen, ezért ebben az esetben a terhelésben lévő teljesítmény megközelíti a maximumot.
Vegye figyelembe, hogy a háromfázisú teljesítményszabályozók ugyanazon az elven működnek, de nem egy, hanem egyszerre három fázisban szabályozzák a feszültség amplitúdóját.
Ez a szabályozási módszer könnyen megvalósítható, és lehetővé teszi a feszültség amplitúdójának pontos megváltoztatását a névleges érték 2 és 98 százaléka között. Ez lehetővé teszi az elektromos berendezések teljesítményének zökkenőmentes szabályozását. Az ilyen típusú eszközök fő hátránya a magas szintű interferencia létrehozása a hálózatban.
A zajcsökkentés alternatívájaként a tirisztorok átkapcsolhatók, amikor a váltakozó feszültség szinuszhulláma áthalad a nullán. A következő grafikonon jól látható egy ilyen teljesítményszabályozó működése.
Megnevezések:
- A - a váltakozó feszültség félhullámainak grafikonja;
- B - tirisztoros működés a maximális teljesítmény 50%-án;
- C - grafikon, amely a tirisztor működését mutatja 66% -on;
- D – a maximum 75%-a.
A grafikonon látható, hogy a tirisztor "levágja" a félhullámokat, nem pedig azok részeit, ami minimalizálja az interferencia mértékét. Az ilyen megvalósítás hátránya, hogy nem lehet zökkenőmentesen szabályozni, de nagy tehetetlenségű terhelés esetén (például különféle fűtőelemek) nem ez a kritérium a fő.
Videó: A tirisztoros teljesítményvezérlő tesztelése
Egy egyszerű teljesítményszabályozó diagramja
A forrasztópáka teljesítményét analóg vagy digitális forrasztóállomások segítségével állíthatja be erre a célra. Utóbbiak meglehetősen drágák, és tapasztalat nélkül nem könnyű összeszerelni őket. Míg az analóg eszközöket (amelyek alapvetően teljesítményszabályozók) nem nehéz saját kezűleg elkészíteni.
Itt van egy tirisztoros eszköz egyszerű diagramja, amelynek köszönhetően beállíthatja a forrasztópáka teljesítményét.
Az ábrán feltüntetett rádióelemek:
- VD - KD209 (vagy hasonló jellemzőkkel)
- VS-KU203V vagy azzal egyenértékű;
- R 1 - ellenállás 15 kOhm névleges értékkel;
- R 2 - változó típusú ellenállás 30 kOhm;
- C - h típusú elektrolitikus kapacitás 4,7 μF névleges értékkel és 50 V feszültséggel;
- R n - terhelés (esetünkben egy forrasztópáka működik).
Ez az eszköz csak a pozitív félciklust szabályozza, így a forrasztópáka minimális teljesítménye a névleges fele lesz. A tirisztor vezérlése két ellenállást és egy kapacitást tartalmazó áramkörön keresztül történik. A kondenzátor töltési ideje (ezt az R 2 ellenállás szabályozza) befolyásolja a tirisztor „nyitásának” időtartamát. Az alábbi grafikonon látható az eszköz működése.
Magyarázat az ábrához:
- A grafikon - az Rn terhelésre (forrasztópáka) szolgáltatott váltakozó feszültség szinuszosát mutatja, amelynek R2 ellenállása közel 0 kOhm;
- B grafikon - a forrasztópáka által táplált feszültség szinuszos amplitúdóját mutatja, amelynek R2 ellenállása 15 kOhm;
- A C grafikonon látható, hogy maximális R2 ellenálláson (30 kOhm) a tirisztor működési ideje (t 2) minimális lesz, vagyis a forrasztópáka a névleges körülbelül 50%-os teljesítménnyel működik.
A készülék áramköre meglehetősen egyszerű, így az áramkörökben nem túl jártasak is önállóan összeszerelhetik. Figyelmeztetni kell, hogy ennek a készüléknek a működése során emberi életre veszélyes feszültség van az áramkörében, ezért minden elemét megbízhatóan szigetelni kell.
Amint azt fentebb már leírtuk, a fázisszabályozás elvén működő készülékek erős interferenciát okoznak a hálózatban. Ebből a helyzetből két lehetőség van:
Zavarmentes szabályozó
Az alábbiakban egy olyan teljesítményszabályozó diagramja látható, amely nem zavarja, mivel nem „levágja” a félhullámokat, hanem „levág” egy bizonyos mennyiséget. Egy ilyen eszköz működési elvét a „Fázisszabályozás működési elve” részben megvizsgáltuk, nevezetesen a tirisztor nulláról való átkapcsolását.
Az előző sémához hasonlóan a teljesítménybeállítás 50 százaléktól a maximumhoz közeli értékig terjed.
A készülékben használt rádióelemek listája, valamint a cseréjük lehetőségei:
Tirisztor VS - KU103V;
Diódák:
VD 1 -VD 4 - KD209 (elvileg bármilyen analógot használhat, amely lehetővé teszi a 300 V-nál nagyobb fordított feszültségértéket és a 0,5 A-nél nagyobb áramerősséget); VD 5 és VD 7 - KD521 (bármilyen impulzus típusú dióda beszerelése megengedett); VD 6 - KC191 (használhat egy analógot 9 V stabilizáló feszültséggel)
Kondenzátorok:
C 1 - elektrolitikus típus, 100 mikrofarad kapacitással, legalább 16 V feszültségre tervezve; C2-33H; C 3 - 1uF.
Ellenállások:
R1 és R5 - 120 kOhm; R2-R4 - 12 kOhm; R 6 - 1 kOhm.
Mikroáramkörök:
DD1 - K176 LE5 (vagy LA7); DD2-K176TM2. Alternatív megoldásként 561-es sorozatú logika is használható;
R n - terhelésként csatlakoztatott forrasztópáka.
Ha a tirisztoros teljesítményszabályozó összeszerelése során nem történt hiba, akkor a készülék a bekapcsolás után azonnal működésbe lép, beállításra nincs szükség. A forrasztócsúcs hőmérsékletének mérésével az R 5 ellenálláson skála fokozatot készíthet.
Abban az esetben, ha az eszköz nem működik, javasoljuk, hogy ellenőrizze a rádióelemek helyes bekötését (előtte ne felejtse el leválasztani a hálózatról).
Eszközök, amelyek lehetővé teszik a munka irányítását elektromos készülékek, amelyek a felhasználó számára optimális tulajdonságokhoz igazítják őket, szilárdan beépültek a mindennapi életbe. Az egyik ilyen eszköz a teljesítményszabályozó. Az ilyen szabályozók használata elektromos fűtő- és világítóberendezések, valamint motoros készülékek használatakor szükséges. A szabályozók áramköre változatos, ezért néha nehéz kiválasztani a legjobb megoldást.
A legegyszerűbb energiaszabályozó
A terhelésre szolgáltatott teljesítményt megváltoztató eszközök első fejlesztései Ohm törvényén alapultak: az elektromos teljesítmény egyenlő az áram és a feszültség szorzatával, vagy az ellenállás és az áram négyzetének szorzatával. Ezen az elven készült a reosztát nevű készülék. Sorosan és párhuzamosan is található a csatlakoztatott terheléssel. Ellenállásának megváltoztatásával a teljesítményt is szabályozzák.
A reosztátba belépő áram megoszlik a reosztát és a terhelés között. Soros bekötés esetén az áram és a feszültség szabályozása, párhuzamosan pedig csak a potenciálkülönbség értéke. Attól függően, hogy milyen anyagból készült az ellenállás, a reosztátok lehetnek:
Az energiamegmaradás törvénye szerint a felvett elektromos energia nem tud egyszerűen eltűnni, ezért az ellenállásokban a teljesítmény hővé alakul, és nagy értéknél azt el kell távolítani. A kivonás biztosítására hűtést alkalmaznak, amelyet a reosztát olajba fújásával vagy bemerítésével végeznek.
A reosztát meglehetősen sokoldalú eszköz.. Egyetlen, de jelentős hátránya a hőleadás, ami nem teszi lehetővé, hogy a kis méretekkel készülő készüléket szükség esetén nagy teljesítmény átengedje. Az áramerősség és a feszültség szabályozásával a reosztátot gyakran használják a háztartási készülékek kis teljesítményű vezetékeiben. Például a hangerőszabályzó audioberendezésekben. Nem nehéz egy ilyen áramszabályozót saját kezűleg elkészíteni, nagyobb mértékben ez a huzalreosztátra vonatkozik.
Gyártásához állandó vagy nikróm huzalra lesz szüksége, amelyet egy tüskére tekernek. Az elektromos teljesítmény szabályozása a vezeték hosszának változtatásával történik.
A modern eszközök típusai
A félvezető technológia fejlődése lehetővé tette a teljesítmény szabályozását rádióelemekkel nyolcvan százalékos hatásfokkal. Ez lehetővé tette, hogy kényelmesen, 220 V-os hálózatban használhassák, anélkül, hogy szükség lenne rá. nagy rendszerek hűtés. Az integrált áramkörök megjelenése pedig lehetővé tette a teljes szabályozó egészének miniatűr méretének elérését.
A mai napig a termelés a következő típusú eszközöket gyártja:
Ebben az esetben a beállítás a bemeneti jel alakjától függetlenül megtörténik. Elhelyezésük típusa szerint a vezérlőeszközök hordozható és helyhez kötöttek. Ezek önálló csomagban és a berendezésbe integrálva is végrehajthatók. Az elektromos energia szabályozóit jellemző fő paraméterek a következők:
- sima beállítás;
- üzemi és csúcs bemeneti teljesítmény;
- bemeneti működési jel tartománya;
Így a modern elektromos teljesítményszabályozó egy elektronikus áramkör, amelynek használata lehetővé teszi a rajta áthaladó energia mennyiségének szabályozását.
Tirisztoros vezérlőkészülék
Egy ilyen eszköz működési elve nem különösebben bonyolult. A tirisztoros átalakítót elsősorban kis teljesítményű eszközök vezérlésére használják. Egy tipikus tirisztoros teljesítményszabályozó áramkör közvetlenül magából a tirisztorból, bipoláris tranzisztorokból és működési pontjukat beállító ellenállásokból, valamint egy kondenzátorból áll.
A kulcs módban működő tranzisztorok impulzusjelet képeznek. Amint a kondenzátor feszültségértékét összehasonlítják a működővel, a tranzisztorok kinyílnak. A jel a tirisztor vezérlőkimenetére kerül, azt is kinyitva. A kondenzátor lemerült és a kulcs le van zárva. Ez ismétlődik egy ciklusban. Minél hosszabb a késleltetés, annál kevesebb energiát szállít a terhelés.
Az ilyen típusú szabályozó előnyei az, hogy nem igényel hangolást, hátránya pedig a túlzott melegítés. A tirisztor túlmelegedésének leküzdésére aktív vagy passzív hűtőrendszert használnak.
Ez a típusú szabályozó arra szolgál, hogy a betáplált teljesítményt mindkettőre alakítsa át Háztartási gépek(forrasztópáka, villanyfűtő, spirállámpa), illetve ipari (erős erőművek sima indítása). A kapcsolóáramkörök lehetnek egyfázisúak és háromfázisúak. A leggyakrabban használt: ku202n, VT151, 10RIA40M.
Triac teljesítmény átalakító
A triac egy félvezető eszköz, amelyet váltakozó áramú áramkörben való használatra terveztek. fémjel Az eszköz az, hogy következtetései nem választanak el anódot és katódot. Ellentétben a tirisztorral, amely csak egy irányba engedi az áramot, A triac mindkét irányban vezeti az áramot. Ezért használják az AC hálózatokban.
Fontos különbség a triac és tirisztoros áramkörök között, hogy nincs szükség egyenirányítóra. A működés elve a fázisszabályozáson alapul, vagyis a triac nyitásának pillanatának megváltoztatásán a váltakozó feszültség nulláról való átmenetéhez képest. Egy ilyen eszköz lehetővé teszi a fűtőtestek, izzólámpák, a motor sebességének szabályozását. A triac kimenetén lévő jel fűrészfog alakú, szabályozott impulzusidőtartammal.
Az ilyen típusú készülékek saját gyártása könnyebb, mint a tirisztor. A közepes teljesítményű triac típusok: BT137-600E, MAC97A6, MCR 22-6 nagy népszerűségre tettek szert. Az ilyen elemeket használó triac teljesítményszabályozó áramköre könnyen gyártható, és nem igényel hangolást.
Fázistranszformációs módszer
Maga a fényerő-szabályozó sokféle alkalmazással rendelkezik. Használatának egyik lehetősége a világítás intenzitásának beállítása. Bekötési rajz Az eszközt leggyakrabban speciális mikrokontrollereken valósítják meg, amelyek munkájuk során beépített elektronikus feszültségcsökkentő áramkört használnak. Emiatt a dimmerek zökkenőmentesen képesek változtatni a teljesítményt, de érzékenyek az interferenciára.
A fázisteljesítmény-szabályozók stabilizálása nem zener-diódákkal történik, hanem párban működő tirisztorokat használnak stabilizátorként. Munkájuk alapja a kulcsos tirisztor nyitási szögének megváltoztatása, amelynek eredményeként a terhelés a félciklus kezdeti részével lekapcsolt jeleket kap, csökkentve az effektív feszültségértéket. A fényerő-szabályozók hátrányaira magas hullámosságra és alacsony kimeneti teljesítménytényezőre vonatkozik.
A rádióamatőrök körében a legnépszerűbbek a lámpa fényerejének szabályozására és a forrasztópáka teljesítményének megváltoztatására szolgáló áramkörök. Az ilyen áramkörök könnyen megismételhetők, és nyomtatott áramköri lapok használata nélkül is összeállíthatók egyszerű felületi rögzítéssel.
Az önállóan készített sémák teljesítményükben semmiképpen sem rosszabbak a gyáriaknál, mivel nem igényelnek beállításokat, és a javítható rádiókomponensekkel azonnal használatra készek. Ha nincs lehetőség vagy vágy, hogy az eszközt a semmiből saját kezűleg készítse el, készleteket vásárolhat saját gyártású. Az ilyen készletek tartalmazzák az összes szükséges rádióelemet, nyomtatott áramkörés diagram összeszerelési útmutatóval.
Domináns séma
Egy ilyen eszközt a legegyszerűbb tirisztorra szerelni. Az áramkör működése a tirisztor kinyitásának képességén alapul, amikor a bemeneti szinusz áthalad a nullán, aminek következtében a jel megszakad, és a terhelésnél megváltozik a feszültség.
A tirisztoros teljesítményszabályozó megismétlésére szolgáló áramkör egy VS1 tirisztor használatán alapul, amely KU202N. Ez a rádióelem szilíciumból készült, és van p-n-p szerkezet típus. Közepes teljesítményű jelek szimmetrikus kapcsolójaként és a tápáramkörök váltakozó áramú kapcsolására szolgál.
220 V feszültség alkalmazásakor a bemeneti jelet egyenirányítják és a C1 kondenzátorba táplálják. Amint a C1 feszültségesése megegyezik a potenciálkülönbség értékével, az R3 és R4 ellenállások közötti ponton a VT1 és VT2 bipoláris tranzisztorok kinyílnak. A feszültségszintet a VD1 Zener dióda korlátozza. A jel a KU202N vezérlőkimenetre kerül, és a C1 kondenzátor lemerül. Amikor jel érkezik a vezérlőkimeneten, a tirisztor feloldódik. Amint a kondenzátor lemerül, a VT1 és a VT2 záródik, és a tirisztor reteszelődik. A bemeneti jel következő félciklusában minden újra megismétlődik.
A KT814 és KT815 tranzisztorok. A kisülési idő az R5-tel és a teljesítmény mellett is állítható. A Zener-diódát 7-14 V stabilizáló feszültséggel használják.
Egy ilyen szabályozó nemcsak dimmerként, hanem kollektormotor teljesítményének szabályozására is használható. A domináns áramkör legfeljebb 10 amper árammal működhet, ez az érték közvetlenül függ a használt tirisztor jellemzőitől, miközben a radiátorra kell felszerelni.
Forrasztópáka fűtés szabályozó
A forrasztópáka teljesítményszabályozása nemcsak az élettartamát befolyásolja pozitívan, meggátolja a hegy és belső elemeinek túlmelegedését, hanem lehetővé teszi a készülék hőmérséklete szempontjából kritikus rádióelemek forrasztását is.
A forrasztópáka hőmérsékletének szabályozására szolgáló eszközöket régóta gyártanak. Ennek egyik típusa egy háztartási készülék volt, amelyet "Kiegészítő készülék P223 típusú elektromos forrasztópáka számára" néven gyártottak. Lehetővé tette egy kisfeszültségű forrasztópáka csatlakoztatását egy 220 V-os hálózathoz.
A forrasztópáka szabályozójának legegyszerűbb módja egy triac KU208G használatával.
A tápérintkezők sorba vannak kötve a terheléshez. Ezért a triakon átfolyó áram egybeesik a terhelési árammal. A kulcs mód vezérléséhez VS2 dinisztort használnak. A C1 kondenzátor töltése az R1 és R2 ellenállásokon keresztül történik. A működés jelzése a VD1 és a LED alá van szervezve. Mivel a kondenzátoron lévő feszültség változása időbe telik, fáziseltolódás lép fel a hálózati és a kondenzátor feszültsége között. Az R2 ellenállás értékének változtatásával a fáziseltolódás nagysága beállítható. Minél tovább töltődik a kondenzátor, annál kevésbé van a triac nyitott állapotban, így a teljesítmény értéke is alacsonyabb.
Egy ilyen szabályozót legfeljebb 300 watt teljesítményű terhelések csatlakoztatására tervezték. 100 wattnál nagyobb teljesítményű forrasztópáka használatakor a triacot radiátorra kell felszerelni. A legyártott tábla könnyen felhelyezhető egy 25x30 mm méretű textolitra és szabadon elhelyezhető egy belső konnektorban.