Trofazni i jednofazni tiristorski regulator snage - princip rada, sklopovi. DIY krug regulatora napona Princip rada tiristorskog regulatora snage
Temperatura vrha lemilice ovisi o mnogim čimbenicima.
- Ulazni mrežni napon, koji nije uvijek stabilan;
- Rasipanje topline u masivnim žicama ili kontaktima na kojima se vrši lemljenje;
- Temperature okolnog zraka.
Za kvalitetan rad potrebno je održavati toplinsku snagu lemilice na određenoj razini. U prodaji postoji veliki izbor električnih uređaja s regulatorom temperature, ali cijena takvih uređaja je prilično visoka.
Stanice za lemljenje su još naprednije. Takvi kompleksi sadrže snažno napajanje, s kojim možete kontrolirati temperaturu i snagu u širokom rasponu.
Cijena odgovara funkcionalnosti.
Što trebate učiniti ako već imate lemilo i ne želite kupiti novo s regulatorom? Odgovor je jednostavan - ako znate koristiti lemilo, možete mu napraviti dodatak.
DIY regulator lemilice
Ovu temu odavno su savladali radio amateri, koji su više nego itko drugi zainteresirani za visokokvalitetni alat za lemljenje. Nudimo vam nekoliko popularnih rješenja s električnim dijagramima i postupcima montaže.
Dvostupanjski regulator snage
Ovaj sklop radi na uređajima koji se napajaju mrežom izmjeničnog napona od 220 volti. Dioda i sklopka su međusobno paralelno spojene u otvoreni krug jednog od dovodnih vodiča. Kada su kontakti prekidača zatvoreni, lemilo se napaja u standardnom načinu rada.
Kada se otvori, struja teče kroz diodu. Ako ste upoznati s principom protoka izmjenične struje, rad uređaja će biti jasan. Dioda, koja propušta struju samo u jednom smjeru, prekida svaki drugi poluciklus, smanjujući napon za pola. Sukladno tome, snaga lemilice se smanjuje za pola.
U osnovi, ovaj način rada se koristi tijekom dugih pauza tijekom rada. Lemilo je u stanju pripravnosti i vrh nije baš hladan. Da biste temperaturu podigli na 100%, uključite prekidač - i nakon nekoliko sekundi možete nastaviti s lemljenjem. Kada se zagrijavanje smanji, bakreni vrh manje oksidira, produžujući vijek trajanja uređaja.
VAŽNO! Ispitivanje se provodi pod opterećenjem, odnosno s priključenim lemilom.
Pri rotiranju otpornika R2, napon na ulazu u lemilo treba se glatko mijenjati. Krug je postavljen u tijelo nadzemne utičnice, što dizajn čini vrlo praktičnim.
VAŽNO! Komponente je potrebno pouzdano izolirati termoskupljajućom cijevi kako bi se spriječio kratki spoj u kućištu – utičnici.
Dno utičnice prekriveno je odgovarajućim poklopcem. Idealna opcija nije samo nadzemna utičnica, već zapečaćena ulična utičnica. U ovom slučaju odabrana je prva opcija.
Ispada neka vrsta produžnog kabela s regulatorom snage. Vrlo je praktičan za korištenje, na lemilici nema nepotrebnih uređaja, a upravljački gumb uvijek je pri ruci.
1. Otpornik 4,7 kOhm mlt-0,5 (čak i 0,25 vata će biti dovoljno).
2. Promjenjivi otpornik 500kOhm-1mOhm, sa 500kOhm će se regulirati sasvim glatko, ali samo u rasponu od 220V-120V. S 1 mOhm - regulirat će se čvršće, odnosno regulirat će se s razmakom od 5-10 volti, ali će se raspon povećati, moguće je regulirati od 220 do 60 volti! Preporučljivo je instalirati otpornik s ugrađenim prekidačem (iako možete i bez njega jednostavnim postavljanjem kratkospojnika).
3. Dinistor DB3. Možete nabaviti jednu od štedljivih LSD lampi. (Može se zamijeniti domaćim KH102).
4. Dioda FR104 ili 1N4007, takve se diode nalaze u gotovo svakoj uvezenoj radio opremi.
5. Strujno učinkovite LED diode.
6. Triac BT136-600B ili BT138-600.
7. Vijčane stezaljke. (možete i bez njih jednostavnim lemljenjem žica na ploču).
8. Mali radijator (do 0,5 kW nije potreban).
9. Filmski kondenzator 400 volti, od 0,1 mikrofarada do 0,47 mikrofarada.
Krug regulatora izmjeničnog napona:
Počnimo sastavljati uređaj. Prvo, hajdemo gravirati i kalajisati ploču. Tiskana pločica - njen crtež u LAY-u, nalazi se u arhivi. Kompaktnija verzija koju je predstavio prijatelj Sergej - .
Zatim lemimo kondenzator. Na fotografiji je kondenzator sa strane kalajisanja, jer je moj primjer kondenzatora imao prekratke noge.
Lemimo dinistor. Dinistor nema polaritet pa ga ubacujemo po želji. Lemimo diodu, otpornik, LED, kratkospojnik i vijčani terminalni blok. Izgleda otprilike ovako:
I na kraju, posljednja faza je ugradnja radijatora na triac.
A ovdje je fotografija gotovog uređaja već u kućištu.
Treba napomenuti da će se ovaj uređaj najučinkovitije nositi s otpornim opterećenjima - svjetiljkama, grijačima itd. Mogu se priključiti i potrošači induktivne struje, ali ako je njegova vrijednost premala, pouzdanost prilagodbe će se smanjiti.
Krug ovog domaćeg tiristorskog regulatora ne sadrži oskudne dijelove. Kada koristite ispravljačke diode navedene na dijagramu, uređaj može izdržati opterećenje do 5A (oko 1 kW), uzimajući u obzir prisutnost radijatora.
Da biste povećali snagu spojenog uređaja, morate koristiti druge diode ili diodne sklopove dizajnirane za struju koja vam je potrebna.
Tiristor također treba zamijeniti, jer je KU202 dizajniran za maksimalnu struju do 10A. Među snažnijim se preporučuju domaći tiristori T122, T132, T142 i druge slične serije.
Nema toliko dijelova; u načelu je montirana montaža prihvatljiva, ali na tiskanoj ploči dizajn će izgledati ljepše i praktičnije. Crtanje ploče u LAY formatu. Zener dioda D814G može se promijeniti u bilo koju s naponom od 12-15V.
Jednom sklopljen najjednostavniji regulator napona na jednom tranzistoru bio je namijenjen određenom napajanju i određenom potrošaču, naravno, nije ga bilo potrebno povezivati nigdje drugdje, ali kao i uvijek, dođe trenutak kada prestanemo činiti pravu stvar . Posljedica toga su nevolje i razmišljanja kako dalje živjeti i biti te odluka da se ono što je ranije stvoreno obnovi ili nastavi stvarati.
Shema broj 1
Postojalo je stabilizirano sklopno napajanje koje je davalo izlazni napon od 17 volti i struju od 500 miliampera. Potrebna je periodična promjena napona u rasponu od 11 - 13 volti. I dobro poznati tranzistor jedan na jedan savršeno se nosio s tim. Dodao sam mu samo indikatorsku LED i granični otpornik. Usput, LED ovdje nije samo "krijesnica" koja signalizira prisutnost izlaznog napona. Uz točnu vrijednost graničnog otpornika, čak i mala promjena izlaznog napona odražava se na svjetlinu LED-a, što daje dodatne informacije o njegovom povećanju ili smanjenju. Izlazni napon se mogao mijenjati od 1,3 do 16 volti.
KT829, snažan niskofrekventni silicijski tranzistor, instaliran je na moćnom metalnom radijatoru i činilo se da bi, ako je potrebno, mogao lako izdržati veliko opterećenje, ali došlo je do kratkog spoja u krugu potrošača i izgorjelo je. Tranzistor ima veliko pojačanje i koristi se u niskofrekventnim pojačalima - tamo mu se stvarno vidi mjesto a ne u regulatorima napona.
S lijeve strane su uklonjene elektroničke komponente, s desne su pripremljene za zamjenu. Razlika u količini je u dvije stavke, ali u kvaliteti sklopova, prvog i ovog koji je odlučeno za prikupljanje, neusporediv je. Ovo postavlja pitanje - "Isplati li se sastaviti shemu s ograničenim mogućnostima kada postoji naprednija opcija" za isti novac ", u doslovnom i figurativnom smislu ove izreke?"
Shema broj 2
Novi sklop također ima tropinski električni priključak. komponenta (ali ovo više nije tranzistor) konstantni i promjenjivi otpornici, LED sa svojim limiterom. Dodana su samo dva elektrolitska kondenzatora. Tipični dijagrami obično pokazuju minimalne vrijednosti C1 i C2 (C1=0,1 µF i C2=1 µF) koje su potrebne za stabilan rad stabilizatora. U praksi se vrijednosti kapacitivnosti kreću od desetaka do stotina mikrofarada. Spremnici bi trebali biti smješteni što bliže čipu. Za velike kapacitete potreban je uvjet C1>>C2. Ako kapacitet kondenzatora na izlazu premašuje kapacitet kondenzatora na ulazu, tada dolazi do situacije u kojoj izlazni napon premašuje ulazni, što dovodi do oštećenja mikro kruga stabilizatora. Da biste ga isključili, ugradite zaštitnu diodu VD1.
Ova shema ima potpuno drugačije mogućnosti. Ulazni napon je od 5 do 40 volti, izlazni napon je 1,2 - 37 volti. Da, postoji pad napona ulaz-izlaz od cca 3,5 volta, ali nema ruže bez trnja. Ali mikro krug KR142EN12A, nazvan linearni podesivi stabilizator napona, ima dobru zaštitu od prekomjerne struje opterećenja i kratkotrajnu zaštitu od kratkih spojeva na izlazu. Njegova radna temperatura je do + 70 stupnjeva Celzijusa, radi s vanjskim razdjelnikom napona. Izlazna struja opterećenja je do 1 A tijekom dugotrajnog rada i 1,5 A tijekom kratkotrajnog rada. Najveća dopuštena snaga pri radu bez hladnjaka je 1 W, ako je mikro krug instaliran na radijatoru dovoljne veličine (100 cm2), tada je P max. = 10 W.
Što se dogodilo
Sam postupak ažurirane instalacije nije trajao više od prethodnog. U ovom slučaju nije dobiven običan regulator napona koji je spojen na stabilizirani naponski izvor napajanja, sklopljeni sklop, kada je spojen čak i na mrežni silazni transformator s ispravljačem na izlazu, sam daje potreban stabilizirani napon . Naravno, izlazni napon transformatora mora odgovarati dopuštenim parametrima ulaznog napona mikro kruga KR142EN12A. Umjesto toga, možete koristiti uvezeni analogni integralni stabilizator. Autor Babay iz Barnaula.
Raspravite o članku DVA JEDNOSTAVNA REGULATORA NAPONA
Tiristorski regulatori snage koriste se iu svakodnevnom životu (u analognim stanicama za lemljenje, električnim grijačima itd.) I u proizvodnji (na primjer, za pokretanje snažnih elektrana). U kućanskim aparatima u pravilu se ugrađuju jednofazni regulatori, u industrijskim instalacijama češće se koriste trofazni.
Ovi uređaji su elektronički sklopovi koji rade na principu fazne kontrole za kontrolu snage u opterećenju (više o ovoj metodi bit će riječi u nastavku).
Princip rada faznog upravljanja
Načelo regulacije ove vrste je da impuls koji otvara tiristor ima određenu fazu. To jest, što se dalje nalazi od kraja poluciklusa, to će veća amplituda biti napon koji se dovodi do opterećenja. Na donjoj slici vidimo obrnuti proces, kada impulsi stižu gotovo na kraju poluciklusa.
Graf prikazuje vrijeme kada je tiristor zatvoren t1 (faza upravljačkog signala), kao što vidite, otvara se gotovo na kraju poluciklusa sinusoide, kao rezultat toga, amplituda napona je minimalna, a stoga će snaga u opterećenju spojenom na uređaj biti beznačajna (blizu minimuma). Razmotrite slučaj prikazan na sljedećem grafikonu.
Ovdje vidimo da se impuls koji otvara tiristor javlja u sredini poluciklusa, odnosno regulator će dati polovicu najveće moguće snage. Rad pri blizu maksimalne snage prikazan je na sljedećem grafikonu.
Kao što se može vidjeti iz grafikona, puls se javlja na početku sinusoidnog poluciklusa. Vrijeme kada je tiristor u zatvorenom stanju (t3) je beznačajno, pa se u ovom slučaju snaga u opterećenju približava maksimumu.
Imajte na umu da trofazni regulatori snage rade na istom principu, ali kontroliraju amplitudu napona ne u jednoj, već u tri faze odjednom.
Ova metoda upravljanja je jednostavna za implementaciju i omogućuje vam točnu promjenu amplitude napona u rasponu od 2 do 98 posto nominalne vrijednosti. Zahvaljujući tome, glatka kontrola snage električnih instalacija postaje moguća. Glavni nedostatak uređaja ove vrste je stvaranje visoke razine smetnji u električnoj mreži.
Alternativa smanjenju buke je prebacivanje tiristora kada sinusni val izmjeničnog napona prolazi kroz nulu. Rad takvog regulatora snage može se jasno vidjeti na sljedećem grafikonu.
Oznake:
- A – graf poluvalova izmjeničnog napona;
- B – rad tiristora na 50% maksimalne snage;
- C – grafikon koji prikazuje rad tiristora na 66%;
- D – 75% maksimuma.
Kao što se može vidjeti iz grafikona, tiristor "odsijeca" poluvalove, a ne njihove dijelove, što smanjuje razinu smetnji. Nedostatak ove izvedbe je nemogućnost glatke regulacije, ali za opterećenja s velikom inercijom (na primjer, razni grijaći elementi), ovaj kriterij nije glavni.
Video: Ispitivanje tiristorskog regulatora snage
Jednostavan krug regulatora snage
Snagu lemilice možete prilagoditi pomoću analognih ili digitalnih stanica za lemljenje u tu svrhu. Potonji su prilično skupi i nije ih lako sastaviti bez iskustva. Dok analogne uređaje (koji su u biti regulatori snage) nije teško napraviti vlastitim rukama.
Ovdje je jednostavan dijagram uređaja koji koristi tiristore, zahvaljujući kojima možete regulirati snagu lemilice.
Radioelementi prikazani na dijagramu:
- VD – KD209 (ili sličan po karakteristikama)
- VS-KU203V ili njegov ekvivalent;
- R 1 – otpor s nazivnom vrijednošću od 15 kOhm;
- R 2 – promjenjivi otpornik 30 kOhm;
- C - kapacitet elektrolitičkog tipa s nazivnom vrijednošću od 4,7 μF i naponom od 50 V ili više;
- R n – opterećenje (u našem slučaju to je lemilo).
Ovaj uređaj regulira samo pozitivni poluciklus, tako da će minimalna snaga lemilice biti polovica nazivne. Tiristorom se upravlja kroz krug koji uključuje dva otpora i kapacitet. Vrijeme punjenja kondenzatora (regulirano je otporom R2) utječe na trajanje "otvaranja" tiristora. U nastavku je raspored rada uređaja.
Objašnjenje slike:
- grafikon A – prikazuje sinusoidu izmjeničnog napona koji se dovodi na opterećenje Rn (lemilo) s otporom R2 blizu 0 kOhm;
- grafikon B - prikazuje amplitudu sinusoide napona koji se dovodi na lemilo s otporom R2 jednakim 15 kOhm;
- grafikon C, kao što se iz njega vidi, pri maksimalnom otporu R2 (30 kOhm), vrijeme rada tiristora (t 2) postaje minimalno, odnosno lemilo radi s približno 50% nazivne snage.
Dijagram strujnog kruga uređaja prilično je jednostavan, tako da ga čak i oni koji nisu dobro upućeni u dizajn strujnog kruga mogu sami sastaviti. Potrebno je upozoriti da kada ovaj uređaj radi, u njegovom krugu postoji napon opasan po život ljudi, stoga svi njegovi elementi moraju biti pouzdano izolirani.
Kao što je već gore opisano, uređaji koji rade na principu fazne regulacije izvor su jakih smetnji u električnoj mreži. Postoje dvije opcije za izlazak iz ove situacije:
Regulator radi bez smetnji
Ispod je dijagram regulatora snage koji ne stvara smetnje, jer ne "odsiječe" poluvalove, već "odsiječe" određenu količinu njih. Razgovarali smo o principu rada takvog uređaja u odjeljku "Načelo rada fazne kontrole", naime, prebacivanje tiristora kroz nulu.
Kao iu prethodnoj shemi, podešavanje snage događa se u rasponu od 50 posto do vrijednosti blizu maksimuma.
Popis radioelemenata koji se koriste u uređaju, kao i mogućnosti za njihovu zamjenu:
Tiristor VS – KU103V;
Diode:
VD 1 -VD 4 – KD209 (u načelu, možete koristiti bilo koje analoge koji dopuštaju obrnuti napon veći od 300 V i struju veću od 0,5 A); VD 5 i VD 7 - KD521 (može se ugraditi bilo koja dioda pulsnog tipa); VD 6 – KC191 (možete koristiti analogni sa stabilizacijskim naponom od 9V)
Kondenzatori:
C 1 - elektrolitički tip s kapacitetom od 100 μF, dizajniran za napon od najmanje 16 V; C2-33H; C 3 – 1 µF.
Otpornici:
R 1 i R 5 – 120 kOhm; R 2 -R 4 – 12 kOhm; R 6 – 1 kOhm.
Čips:
DD1 – K176 LE5 (ili LA7); DD2 –K176TM2. Alternativno se može koristiti logika serije 561;
R n – lemilo spojeno kao opterećenje.
Ako prilikom sastavljanja tiristorskog regulatora snage nije došlo do pogrešaka, uređaj počinje raditi odmah nakon uključivanja, za to nije potrebna konfiguracija. Imajući mogućnost mjerenja temperature vrha lemilice, možete napraviti gradaciju ljestvice za otpornik R5.
Ako uređaj ne radi, preporučujemo da provjerite ispravno ožičenje radijskih elemenata (ne zaboravite ga isključiti iz mreže prije nego što to učinite).