Regulador de potencia de tiristores trifásico y monofásico: principio de funcionamiento, circuitos. Circuito regulador de voltaje DIY Principio de funcionamiento del regulador de potencia del tiristor
La temperatura de la punta del soldador depende de muchos factores.
- Voltaje de la red de entrada, que no siempre es estable;
- Disipación de calor en cables macizos o contactos sobre los que se realiza soldadura;
- Temperaturas del aire ambiente.
Para un trabajo de alta calidad, es necesario mantener la potencia térmica del soldador en un cierto nivel. Hay una gran selección de aparatos eléctricos con controlador de temperatura a la venta, pero el costo de dichos dispositivos es bastante alto.
Las estaciones de soldadura son aún más avanzadas. Estos complejos contienen una potente fuente de alimentación con la que es posible controlar la temperatura y la potencia en un amplio rango.
El precio coincide con la funcionalidad.
¿Qué debes hacer si ya tienes un soldador y no quieres comprar uno nuevo con regulador? La respuesta es simple: si sabe cómo usar un soldador, puede agregarle algo.
Regulador de soldador de bricolaje
Este tema lo dominan desde hace mucho tiempo los radioaficionados, que están más interesados que nadie en una herramienta de soldadura de alta calidad. Le ofrecemos varias soluciones populares con diagramas eléctricos y procedimientos de montaje.
Regulador de potencia de dos etapas
Este circuito funciona en dispositivos alimentados por una red de tensión alterna de 220 voltios. Un diodo y un interruptor están conectados en paralelo entre sí en el circuito abierto de uno de los conductores de alimentación. Cuando los contactos del interruptor están cerrados, el soldador se alimenta en modo estándar.
Cuando se abre, la corriente fluye a través del diodo. Si está familiarizado con el principio del flujo de corriente alterna, el funcionamiento del dispositivo le resultará claro. El diodo, al pasar corriente en una sola dirección, se corta cada segundo medio ciclo, reduciendo el voltaje a la mitad. En consecuencia, la potencia del soldador se reduce a la mitad.
Básicamente, este modo de energía se utiliza durante largas pausas durante el trabajo. El soldador está en modo de espera y la punta no está muy fría. Para llevar la temperatura al 100%, encienda el interruptor de palanca y después de unos segundos podrá continuar soldando. Cuando el calentamiento disminuye, la punta de cobre se oxida menos, lo que prolonga la vida útil del dispositivo.
¡IMPORTANTE! La prueba se realiza bajo carga, es decir, con un soldador conectado.
Al girar la resistencia R2, el voltaje en la entrada del soldador debe cambiar suavemente. El circuito se coloca en el cuerpo del enchufe aéreo, lo que hace que el diseño sea muy conveniente.
¡IMPORTANTE! Es necesario aislar de forma segura los componentes con tubos termorretráctiles para evitar cortocircuitos en la carcasa - enchufe.
La parte inferior del enchufe se cubre con una tapa adecuada. La opción ideal no es solo una toma aérea, sino una toma de calle sellada. En este caso se optó por la primera opción.
Resulta ser una especie de alargador con regulador de potencia. Es muy cómodo de usar, no hay dispositivos innecesarios en el soldador y la perilla de control está siempre a mano.
1. Resistencia de 4,7 kOhm mlt-0,5 (incluso 0,25 vatios serán suficientes).
2. Una resistencia variable de 500kOhm-1mOhm, con 500kOhm se regulará con bastante suavidad, pero sólo en el rango de 220V-120V. Con 1 mOhm, regulará más estrechamente, es decir, regulará con un espacio de 5 a 10 voltios, pero el rango aumentará, ¡es posible regular de 220 a 60 voltios! Es recomendable instalar la resistencia con un interruptor incorporado (aunque puedes prescindir de él simplemente instalando un jumper).
3. Dinistor DB3. Puedes conseguir uno con lámparas LSD económicas. (Se puede sustituir por KH102 doméstico).
4. Diodo FR104 o 1N4007; estos diodos se encuentran en casi cualquier equipo de radio importado.
5. LED de bajo consumo de corriente.
6. Triac BT136-600B o BT138-600.
7. Bloques de terminales de tornillos. (Puedes prescindir de ellos simplemente soldando los cables a la placa).
8. Radiador pequeño (hasta 0,5 kW no es necesario).
9. Condensador de película de 400 voltios, desde 0,1 microfaradios hasta 0,47 microfaradios.
Circuito regulador de voltaje CA:
Comencemos a ensamblar el dispositivo. Primero, grabemos y estañemos el tablero. La placa de circuito impreso, su dibujo en LAY, se encuentra en el archivo. Una versión más compacta presentada por un amigo. sergei - .
Luego soldamos el condensador. La foto muestra el condensador desde el lado de estañado, porque mi ejemplo del condensador tenía patas demasiado cortas.
Soldamos el dinistor. El dinistor no tiene polaridad, así que lo insertamos como desees. Soldamos el diodo, la resistencia, el LED, el jumper y el bloque de terminales de tornillos. Se parece a esto:
Y al final, el último paso es instalar un radiador en el triac.
Y aquí hay una foto del dispositivo terminado que ya está en el estuche.
Cabe señalar que este dispositivo hará frente de manera más efectiva a cargas resistivas: lámparas, calentadores, etc. También se pueden conectar consumidores de corriente inductiva, pero si su valor es demasiado pequeño, la confiabilidad del ajuste disminuirá.
El circuito de este regulador de tiristores casero no contiene piezas escasas. Cuando se utilizan los diodos rectificadores indicados en el diagrama, el dispositivo puede soportar una carga de hasta 5 A (aproximadamente 1 kW), teniendo en cuenta la presencia de radiadores.
Para aumentar la potencia del dispositivo conectado, debe utilizar otros diodos o conjuntos de diodos diseñados para la corriente que necesita.
También es necesario reemplazar el tiristor, porque KU202 está diseñado para una corriente máxima de hasta 10 A. Entre los más potentes se recomiendan los tiristores domésticos de las series T122, T132, T142 y otras similares.
No hay tantas piezas; en principio, el montaje montado es aceptable, pero en una placa de circuito impreso el diseño se verá más hermoso y más conveniente. Dibujo del tablero en formato LAY. El diodo zener D814G se puede cambiar por cualquiera con un voltaje de 12-15V.
Una vez ensamblado, el regulador de voltaje más simple en un transistor estaba destinado a una fuente de alimentación específica y a un consumidor específico; por supuesto, no era necesario conectarlo a ningún otro lugar, pero como siempre, llega un momento en el que dejamos de hacer lo correcto. . La consecuencia de esto son problemas y pensamientos sobre cómo vivir y ser más y la decisión de restaurar lo que se creó antes o continuar creando.
Esquema número 1
Había una fuente de alimentación conmutada estabilizada que daba un voltaje de salida de 17 voltios y una corriente de 500 miliamperios. Se requirió un cambio periódico de voltaje en el rango de 11 a 13 voltios. Y el conocido transistor uno a uno se las arregló perfectamente. Le agregué solo un LED de indicación y una resistencia limitadora. Por cierto, el LED aquí no es solo una "luciérnaga" que indica la presencia de voltaje de salida. Con el valor correcto de la resistencia limitadora, incluso un pequeño cambio en el voltaje de salida se refleja en el brillo del LED, lo que proporciona información adicional sobre su aumento o disminución. El voltaje de salida se puede cambiar de 1,3 a 16 voltios.
KT829, un potente transistor compuesto de silicio de baja frecuencia, se instaló en un potente radiador de metal y parecía que, si era necesario, podría soportar fácilmente una carga pesada, pero se produjo un cortocircuito en el circuito del consumidor y se quemó. El transistor tiene una ganancia alta y se utiliza en amplificadores de baja frecuencia; realmente se puede ver su lugar allí y no en los reguladores de voltaje.
A la izquierda se retiran los componentes electrónicos, a la derecha se preparan para su reemplazo. La diferencia en cantidad es de dos ítems, pero en cuanto a la calidad de los circuitos, el primero y el que se decidió recoger, es incomparable. Esto plantea la pregunta: "¿Vale la pena montar un esquema con capacidades limitadas cuando existe una opción más avanzada "por el mismo dinero", en el sentido literal y figurado de este dicho?"
Esquema número 2
El nuevo circuito también cuenta con una conexión eléctrica de tres pines. componente (pero esto ya no es un transistor) resistencias constantes y variables, un LED con su propio limitador. Sólo se han añadido dos condensadores electrolíticos. Normalmente, los diagramas típicos indican los valores mínimos de C1 y C2 (C1=0,1 µF y C2=1 µF) que son necesarios para el funcionamiento estable del estabilizador. En la práctica, los valores de capacitancia oscilan entre decenas y cientos de microfaradios. Los contenedores deben ubicarse lo más cerca posible del chip. Para grandes capacidades se requiere la condición C1>>C2. Si la capacitancia del capacitor en la salida excede la capacitancia del capacitor en la entrada, entonces surge una situación en la que el voltaje de salida excede el de entrada, lo que daña el microcircuito estabilizador. Para excluirlo, instale un diodo protector VD1.
Este esquema tiene posibilidades completamente diferentes. El voltaje de entrada es de 5 a 40 voltios, el voltaje de salida es de 1,2 a 37 voltios. Sí, hay una caída de voltaje de entrada-salida de aproximadamente 3,5 voltios, pero no hay rosas sin espinas. Pero el microcircuito KR142EN12A, llamado estabilizador de voltaje ajustable lineal, tiene una buena protección contra el exceso de corriente de carga y protección a corto plazo contra cortocircuitos en la salida. Su temperatura de funcionamiento es de hasta + 70 grados centígrados, funciona con un divisor de voltaje externo. La corriente de carga de salida es de hasta 1 A durante el funcionamiento a largo plazo y 1,5 A durante el funcionamiento a corto plazo. La potencia máxima permitida cuando se opera sin disipador de calor es 1 W, si el microcircuito está instalado en un radiador de tamaño suficiente (100 cm2), entonces P máx. = 10W.
Qué pasó
El proceso de instalación actualizado en sí no tomó más tiempo que el anterior. En este caso, lo que se obtuvo no fue un simple regulador de voltaje conectado a una fuente de alimentación de voltaje estabilizado; el circuito ensamblado, cuando se conecta incluso a un transformador reductor de red con un rectificador en la salida, proporciona por sí mismo el voltaje estabilizado necesario. . Naturalmente, el voltaje de salida del transformador debe corresponder a los parámetros permitidos del voltaje de entrada del microcircuito KR142EN12A. En su lugar, puede utilizar un estabilizador integral analógico importado. Autor Babay iz Barnaula.
Discuta el artículo DOS REGULADORES DE TENSIÓN SIMPLES
Los reguladores de potencia de tiristores se utilizan tanto en la vida cotidiana (en estaciones de soldadura analógicas, dispositivos de calefacción eléctrica, etc.) como en la producción (por ejemplo, para poner en marcha potentes centrales eléctricas). En los electrodomésticos, por regla general, se instalan reguladores monofásicos, en instalaciones industriales se utilizan con mayor frecuencia los trifásicos.
Estos dispositivos son circuitos electrónicos que funcionan según el principio de control de fase para controlar la potencia en la carga (se explicará más sobre este método a continuación).
Principio de funcionamiento del control de fase.
El principio de regulación de este tipo es que el pulso que abre el tiristor tiene una determinada fase. Es decir, cuanto más lejos esté del final del semiciclo, mayor será la amplitud del voltaje suministrado a la carga. En la siguiente figura vemos el proceso inverso, cuando los pulsos llegan casi al final del medio ciclo.
El gráfico muestra el tiempo en que el tiristor está cerrado t1 (fase de la señal de control), como puede ver, se abre casi al final del semiciclo de la sinusoide, como resultado, la amplitud del voltaje es mínima y por lo tanto, la potencia en la carga conectada al dispositivo será insignificante (cerca del mínimo). Considere el caso presentado en el siguiente gráfico.
Aquí vemos que el pulso que abre el tiristor se produce en la mitad del medio ciclo, es decir, el regulador dará la mitad de la potencia máxima posible. El funcionamiento cerca de la potencia máxima se muestra en el siguiente gráfico.
Como puede verse en el gráfico, el pulso se produce al comienzo del semiciclo sinusoidal. El tiempo que el tiristor está en estado cerrado (t3) es insignificante, por lo que en este caso la potencia en la carga se acerca al máximo.
Tenga en cuenta que los reguladores de potencia trifásicos funcionan según el mismo principio, pero controlan la amplitud del voltaje no en una, sino en tres fases a la vez.
Este método de control es fácil de implementar y le permite cambiar con precisión la amplitud del voltaje en el rango del 2 al 98 por ciento del valor nominal. Gracias a esto, es posible un control fluido de la potencia de las instalaciones eléctricas. La principal desventaja de los dispositivos de este tipo es la creación de un alto nivel de interferencia en la red eléctrica.
Una alternativa para reducir el ruido es cambiar los tiristores cuando la onda sinusoidal del voltaje de CA pasa por cero. El funcionamiento de dicho regulador de potencia se puede ver claramente en el siguiente gráfico.
Designaciones:
- A – gráfico de medias ondas de tensión alterna;
- B – funcionamiento del tiristor al 50% de la potencia máxima;
- C – gráfico que muestra el funcionamiento del tiristor al 66%;
- D – 75% del máximo.
Como se puede ver en el gráfico, el tiristor "corta" las medias ondas, no partes de ellas, lo que minimiza el nivel de interferencia. La desventaja de esta implementación es la imposibilidad de una regulación suave, pero para cargas con alta inercia (por ejemplo, varios elementos calefactores), este criterio no es el principal.
Video: Prueba de un regulador de potencia de tiristores.
Circuito regulador de potencia simple
Puede ajustar la potencia del soldador utilizando estaciones de soldadura analógicas o digitales para este fin. Estos últimos son bastante caros y no es fácil montarlos sin experiencia. Mientras que los dispositivos analógicos (que son esencialmente reguladores de potencia) no son difíciles de fabricar con sus propias manos.
Aquí hay un diagrama simple de un dispositivo que usa tiristores, gracias al cual puede regular la potencia del soldador.
Radioelementos indicados en el diagrama:
- VD – KD209 (o similar en características)
- VS-KU203V o su equivalente;
- R 1 – resistencia con un valor nominal de 15 kOhm;
- R 2 – resistencia variable 30 kOhm;
- C – capacitancia de tipo electrolítico con un valor nominal de 4,7 μF y una tensión de 50 V o más;
- R n – carga (en nuestro caso es un soldador).
Este dispositivo regula únicamente el semiciclo positivo, por lo que la potencia mínima del soldador será la mitad de la nominal. El tiristor se controla a través de un circuito que incluye dos resistencias y una capacitancia. El tiempo de carga del condensador (está regulado por la resistencia R2) afecta la duración de la "apertura" del tiristor. A continuación se muestra el programa de funcionamiento del dispositivo.
Explicación de la imagen:
- el gráfico A – muestra una sinusoide de tensión alterna suministrada a la carga Rn (soldador) con una resistencia R2 cercana a 0 kOhm;
- el gráfico B – muestra la amplitud de la sinusoide de la tensión suministrada al soldador con una resistencia R2 igual a 15 kOhm;
- gráfico C, como se puede ver en él, a la resistencia máxima R2 (30 kOhm), el tiempo de funcionamiento del tiristor (t 2) se vuelve mínimo, es decir, el soldador funciona con aproximadamente el 50% de la potencia nominal.
El diagrama de circuito del dispositivo es bastante simple, por lo que incluso aquellos que no están muy versados en el diseño de circuitos pueden ensamblarlo ellos mismos. Es necesario advertir que cuando este dispositivo está en funcionamiento, en su circuito hay una tensión peligrosa para la vida humana, por lo que todos sus elementos deben estar aislados de forma fiable.
Como ya se describió anteriormente, los dispositivos que funcionan según el principio de regulación de fase son una fuente de fuertes interferencias en la red eléctrica. Hay dos opciones para salir de esta situación:
Regulador funcionando sin interferencias.
A continuación se muestra un diagrama de un regulador de potencia que no crea interferencias, ya que no "corta" las medias ondas, sino que "corta" una cierta cantidad de ellas. Discutimos el principio de funcionamiento de dicho dispositivo en la sección "El principio de funcionamiento del control de fase", es decir, cambiar el tiristor a cero.
Al igual que en el esquema anterior, el ajuste de potencia se produce en el rango del 50 por ciento hasta un valor cercano al máximo.
Lista de radioelementos utilizados en el dispositivo, así como opciones para reemplazarlos:
Tiristor VS – KU103V;
Diodos:
VD 1 -VD 4 – KD209 (en principio, puede utilizar cualquier análogo que permita un voltaje inverso de más de 300 V y una corriente de más de 0,5 A); VD 5 y VD 7 – KD521 (se puede instalar cualquier diodo de tipo pulsado); VD 6 – KC191 (puede utilizar un análogo con un voltaje de estabilización de 9V)
Condensadores:
C 1 – tipo electrolítico con una capacidad de 100 μF, diseñado para un voltaje de al menos 16 V; C2-33H; C3 – 1 µF.
Resistencias:
R 1 y R 5 – 120 kOhmios; R2-R4 – 12 kOhmios; R 6 – 1 kOhmio.
Papas fritas:
DD1 – K176 LE5 (o LA7); DD2 –K176TM2. Alternativamente, se puede utilizar la lógica de la serie 561;
R n – soldador conectado como carga.
Si no se cometieron errores al ensamblar el regulador de potencia de tiristores, entonces el dispositivo comienza a funcionar inmediatamente después de encenderlo, no se requiere ninguna configuración para ello. Al tener la capacidad de medir la temperatura de la punta del soldador, puede realizar una gradación de la escala para la resistencia R5.
Si el dispositivo no funciona, recomendamos comprobar el correcto cableado de los elementos radio (no olvides desconectarlo de la red antes de hacerlo).