Trijaci velike snage. Hajde da shvatimo kako konkretno radi naš tiristorski regulator snage

16.06.2019 Zanimljivo

Zbog problema sa strujom ljudi sve više kupuju regulatore snage. Nije tajna da nagle promjene, kao i pretjerano nizak ili visok napon, štetno djeluju na kućanske aparate. Kako bi se spriječila šteta na imovini, potrebno je koristiti regulator napona koji će zaštititi elektroničke uređaje od kratkih spojeva i raznih negativnih faktora.

Tipovi regulatora

Danas na tržištu možete vidjeti ogroman broj različitih regulatora kako za cijelu kuću, tako i za pojedinačne kućne aparate male snage. Postoje tranzistorski regulatori napona, tiristorski, mehanički (regulacija napona se vrši pomoću mehaničkog klizača sa grafitnom šipkom na kraju). Ali najčešći je triac regulator napona. Osnova ovog uređaja su trijaci, koji vam omogućavaju da oštro reagirate na prenapone i izgladite ih.

Triac je element koji sadrži pet pn spojeva. Ovaj radio element ima sposobnost propuštanja struje i u smjeru naprijed i u suprotnom smjeru.

Ove komponente se mogu vidjeti u raznim kućanskim aparatima, od fena za kosu i stolnih lampi do lemilica, gdje je potrebno glatko podešavanje.

Princip rada triaka je prilično jednostavan. Ovo je vrsta elektronskog ključa, koji zatim zatvara vrata, a zatim ih otvara na datoj frekvenciji. Kada se P-N spoj trijaka otvori, on prođe mali dio poluvala i potrošač prima samo dio nazivne snage. Odnosno, što se P-N spoj više otvara, potrošač prima više energije.

Prednosti ovog elementa uključuju:

U vezi s gore navedenim prednostima, prilično se često koriste trijaci i regulatori koji se temelje na njima.

Ovaj sklop je prilično jednostavan za sastavljanje i ne zahtijeva puno dijelova. Takav regulator se može koristiti za podešavanje ne samo temperature lemilice, već i običnih žarulja sa žarnom niti i LED lampi. Na ovu shemu možete spojiti razne bušilice, brusilice, usisivače, brusilice, što je u početku išlo bez glatkog podešavanja brzine.

Takav 220v regulator napona vlastitim rukama može se sastaviti od sljedećih dijelova:

R1 je otpornik od 20 kOhm snage 0,25 W.
R2 je varijabilni otpornik od 400-500 kOhm.
R3 - 3 kOhm, 0,25 W.
R4-300 Ohm, 0.5W.
C1 C2 - nepolarni kondenzatori 0,05 MKF.
C3 - 0,1 Mcf, 400 V.
DB3 je dinistor.
BT139-600 - triac se mora odabrati ovisno o opterećenju koje će biti spojeno. Uređaj sastavljen prema ovoj shemi može regulirati struju od 18A.
Preporučljivo je staviti radijator na triac, jer se element prilično zagrijava.

Krug je testiran i radi prilično stabilno pod različitim vrstama opterećenja..

Postoji još jedan univerzalni krug regulatora snage.

Na ulaz kola se dovodi naizmjenični napon od 220 V, a na izlazu je već 220 V DC. Ova shema već ima više dijelova u svom arsenalu, pa se shodno tome povećava složenost montaže. Na izlaz kola može se priključiti bilo koji potrošač (jednosmjerna struja). U većini kuća i stanova ljudi pokušavaju da ugrade štedljive lampe. Ne može se svaki regulator nositi s glatkom regulacijom takve lampe, na primjer, nepoželjno je koristiti tiristorski regulator. Ovaj sklop vam omogućava da neprimetno povežete ove lampe i od njih napravite neku vrstu noćnih svjetala.

Posebnost kruga je da kada su lampe uključene na minimum, svi kućanski aparati moraju biti isključeni iz mreže. Nakon toga u brojaču će raditi kompenzator, a disk će se polako zaustaviti, a svjetlo će nastaviti gorjeti. Ovo je prilika da vlastitim rukama sastavite triac regulator snage. Nazivi dijelova potrebnih za montažu mogu se vidjeti na dijagramu.

Još jedno zanimljivo kolo koje vam omogućava da povežete opterećenje do 5A i snagu do 1000W.

Regulator je sastavljen na bazi triaka BT06-600. Princip rada ovog kola je otvaranje spoja triaka. Što je element više otvoren, to se više snage dovodi do opterećenja. I također u krugu postoji LED koja će vas obavijestiti da li uređaj radi ili ne. Lista dijelova koji će biti potrebni za sastavljanje uređaja:

R1 je otpornik od 3,9 kΩ, a R2 je 500 kΩ, vrsta djelitelja napona koji služi za punjenje kondenzatora C1.
kondenzator C1 - 0,22 μF.
dinistor D1 - 1N4148.
LED D2, služi za označavanje rada uređaja.
dinistori D3 - DB4 U1 - BT06-600.
stezaljke za priključak opterećenja P1, P2.
otpornik R3 - 22kOhm i snaga 2W
Kondenzator C2 - 0,22μF dizajniran je za napon od najmanje 400 V.

Triaci i tiristori se uspješno koriste kao starteri. Ponekad je potrebno pokrenuti vrlo moćne grijaće elemente, kontrolirati uključivanje moćne opreme za zavarivanje, gdje jačina struje doseže 300-400 A. Mehaničko uključivanje i isključivanje uz pomoć kontaktora je inferiorno s triac starterom zbog brzog habanje kontaktora, štaviše, prilikom mehaničkog uključivanja nastaje luk, koji takođe šteti kontaktorima. Stoga bi bilo preporučljivo koristiti trijake u ove svrhe. Evo jedne od šema.

Sve ocjene i lista dijelova prikazani su na Sl. 4. Prednost ovog kola je potpuna galvanska izolacija od mreže, što će osigurati sigurnost u slučaju oštećenja.

Često je na farmi potrebno obaviti radove zavarivanja. Ako postoji gotova inverterska mašina za zavarivanje, tada zavarivanje ne predstavlja posebne poteškoće, jer mašina ima podešavanje struje. Većina ljudi nema takvo zavarivanje i mora koristiti konvencionalno transformatorsko zavarivanje, u kojem se struja prilagođava promjenom otpora, što je prilično nezgodno.

Oni koji su pokušali koristiti triac kao regulator bit će razočarani. Neće podesiti snagu. To je zbog pomaka faze, zbog čega, tokom kratkog impulsa, poluvodički prekidač nema vremena da pređe u "otvoreni" način.

Ali postoji izlaz iz ove situacije. Impuls istog tipa treba primijeniti na kontrolnu elektrodu, ili konstantan signal treba primijeniti na kontrolnu elektrodu (kontrolnu elektrodu) sve dok ne dođe do prolaska kroz nulu. Krug regulatora izgleda ovako:

Naravno, sklop je prilično težak za sastavljanje, ali ova opcija će riješiti sve probleme s regulacijom. Sada nećete morati koristiti glomazan otpor, štoviše, vrlo glatko podešavanje neće raditi. U slučaju triaka, moguće je prilično glatko podešavanje.

Ako postoje stalni padovi napona, kao i podnapon ili prenapon, preporuča se kupiti triac regulator ili, ako je moguće, napraviti regulator vlastitim rukama. Regulator će zaštititi kućne aparate i spriječiti njihovo oštećenje.

Triac regulator snage je dizajniran za podešavanje snage uređaja za grijanje i rasvjetu čija snaga ne prelazi 1000 W.

Specifikacije:
Radni napon; 160-300V
Opseg podešavanja snage 10-90%
Struja opterećenja: do 5 A

Uređaj se sastoji od triaka i vremenskog lanca. Princip regulacije snage je da se promijeni trajanje otvorenog stanja trijaka (slika 1). Što je trijak duže otvoren, to se više snage isporučuje na opterećenje. A pošto se trijak isključuje u trenutku kada je struja koja teče kroz trijak nula, mi ćemo podesiti trajanje otvaranja trijaka unutar polovine perioda. Na početku pozitivnog poluciklusa, triak je zatvoren. Kako napon mreže raste, kondenzator C1 se puni kroz razdjelnik R1, R2. Punjenje kondenzatora se nastavlja sve dok napon na njemu ne dostigne prag "kvara" dinistora (oko 32 V). Dinistor će zatvoriti krug Dl, Cl, D3 i otvoriti triac U1. Triak ostaje otvoren do kraja poluciklusa. Vrijeme punjenja kondenzatora je postavljeno parametrima lanca R1, R2, C1. Otpornik R2 postavlja vrijeme punjenja kondenzatora i, shodno tome, trenutak otvaranja dinistora i triaka. One. ovaj otpornik podešava snagu. Pod djelovanjem negativnog poluvala, princip rada je sličan. LED indikator pokazuje način rada regulatora snage.

Korišteni radioelementi:
R1 - 3,9 ... 10K
R2 - 500K
C1 - 0.22μF
D1 - 1N4148
D2 - LED
D3 - DB4
U1 - BT06-600
P1, P2 terminali
R3 - 22K 2W
C2 - 0.22μF 400V

Ispravno sastavljeno kolo ne zahtijeva podešavanje.
Kada koristite opterećenje snage veće od 300 W, triac se mora postaviti na radijator površine najmanje 20 cm 2
Na varijabilni otpornik mora biti ugrađena ručka od izolovanog materijala.

Kada se krug dopuni sa samo dva elementa (označena crvenom bojom na dijagramu), postaje moguće kontrolirati induktivno opterećenje. One. možete spojiti transformator na izlaz triac regulatora snage.

PAŽNJA! Uređaj nije galvanski izolovan od mreže! Zabranjeno je dirati elemente uključenog kola!

Članak opisuje kako radi tiristorski regulator snage, čiji će krug biti predstavljen u nastavku.

U svakodnevnom životu vrlo je često potrebno regulirati snagu kućanskih aparata, na primjer, električnog štednjaka, lemilice, bojlera i grijaćih elemenata, u transportu - brzinu motora itd. Najjednostavniji radio-amaterski dizajn dolazi u pomoć - regulator snage na tiristoru. Nije teško sastaviti takav uređaj, on može postati prvi domaći uređaj koji će obavljati funkciju podešavanja temperature vrha lemilice početnika radio-amatera. Treba napomenuti da su gotove stanice za lemljenje s kontrolom temperature i drugim ugodnim funkcijama mnogo skuplje od jednostavnog lemilice. Minimalni set dijelova omogućuje vam sastavljanje jednostavnog tiristorskog regulatora snage na zidu.

Za vašu informaciju, površinska montaža je način sklapanja elektronskih komponenti bez upotrebe štampane ploče, a uz dobru vještinu vam omogućava da brzo sastavite elektronske uređaje prosječne složenosti.

Možete naručiti i tiristorski regulator, a za one koji to žele sami shvatiti, u nastavku će biti prikazan dijagram i objašnjen princip rada.

Inače, ovo je jednofazni tiristorski regulator snage. Takav uređaj se može koristiti za kontrolu snage ili broja okretaja. Međutim, prvo morate razumjeti princip rada tiristora, jer će nam to omogućiti da shvatimo za koje opterećenje je bolje koristiti takav regulator.

Kako radi tiristor?

Tiristor je kontrolirani poluvodički uređaj koji može provoditi struju u jednom smjeru. Riječ "kontrolirano" se koristi s razlogom, jer je uz njenu pomoć, za razliku od diode, koja također provodi struju samo na jedan pol, moguće odabrati trenutak kada tiristor počinje provoditi struju. Tiristor ima tri izlaza:

Anoda.
Katoda.
Kontrolna elektroda.

Da bi struja počela teći kroz tiristor, moraju biti ispunjeni sljedeći uvjeti: dio mora biti u strujnom kolu, a na kontrolnu elektrodu mora se primijeniti kratak impuls. Za razliku od tranzistora, tiristorsko upravljanje ne zahtijeva zadržavanje upravljačkog signala. Ovo nije kraj nijansi: tiristor se može zatvoriti samo prekidom struje u krugu ili formiranjem obrnutog napona anoda-katoda. To znači da je upotreba tiristora u DC kolima vrlo specifična i često nerazumna, ali u AC krugovima, na primjer, u takvom uređaju kao što je tiristorski regulator snage, kolo je izgrađeno tako da je uvjet za zatvaranje obezbeđeno. Svaki od polutalasa će zatvoriti odgovarajući tiristor.

Vi, najvjerovatnije, ne razumijete sve? Ne očajavajte - proces gotovog uređaja bit će detaljno opisan u nastavku.

Obim tiristorskih regulatora

U kojim krugovima je učinkovito koristiti tiristorski regulator snage? Krug vam omogućava da savršeno regulirate snagu uređaja za grijanje, odnosno da utječete na aktivno opterećenje. Kada radite s visoko induktivnim opterećenjem, tiristori se jednostavno ne mogu zatvoriti, što može dovesti do kvara regulatora.

Znate li motor?

Mislim da su mnogi čitaoci vidjeli ili koristili bušilice, ugaone brusilice koje se popularno nazivaju "brusilice" i druge električne alate. Možda ste primijetili da broj okreta ovisi o dubini pritiska na okidač uređaja. Upravo je u ovom elementu izgrađen takav tiristorski regulator snage (čiji je dijagram prikazan u nastavku), uz pomoć kojeg se mijenja broj okretaja.

Bilješka! Tiristorski regulator ne može promijeniti brzinu asinhronih motora. Dakle, napon se reguliše na brušenim motorima opremljenim sklopom četkica.

Šema jednog i dva tiristora

Tipični krug za sastavljanje tiristorskog regulatora snage vlastitim rukama prikazan je na donjoj slici.

Izlazni napon ovog kola je od 15 do 215 volti, u slučaju korištenja ovih tiristora ugrađenih na hladnjake, snaga je oko 1 kW. Usput, prekidač s dimmerom izrađen je prema sličnoj shemi.

Ako vam nije potrebna puna regulacija napona i trebate dobiti samo 110 do 220 volti na izlazu, koristite ovaj dijagram koji prikazuje poluvalni regulator snage na tiristoru.

Kako radi?

Informacije opisane u nastavku vrijede za većinu kola. Slovne oznake bit će uzete u skladu s prvim krugom tiristorskog regulatora

Tiristorski regulator snage, čiji se princip rada temelji na faznoj kontroli vrijednosti napona, također mijenja snagu. Ovaj princip je da, u normalnim uslovima, na opterećenje deluje naizmenični napon kućne mreže, koji se menja po sinusoidnom zakonu. Iznad, u opisu, rečeno je da svaki tiristor radi u jednom smjeru, odnosno kontrolira svoj poluval iz sinusoida. Šta to znači?

Ako se uz pomoć tiristora opterećenje periodično priključi u strogo određenom trenutku, vrijednost efektivnog napona će biti manja, jer će dio napona (efektivna vrijednost koja "dolazi" do opterećenja) biti manji. nego napon mreže. Ovaj fenomen je ilustrovan na grafikonu.

Zasjenjeno područje je područje stresa koje je pod opterećenjem. Slovo "a" na horizontalnoj osi označava trenutak kada se tiristor otvara. Kada se završi pozitivni poluval i počne period sa negativnim poluvalom, jedan od tiristora se zatvara, a u istom trenutku se otvara drugi tiristor.

Hajde da shvatimo kako konkretno radi naš tiristorski regulator snage

Prva šema

Unaprijed odredimo da će se umjesto riječi "pozitivno" i "negativno" koristiti "prvi" i "drugi" (polutalas).

Dakle, kada prvi poluval počne djelovati na naše kolo, kapaciteti C1 i C2 počinju se puniti. Njihova brzina punjenja je ograničena potenciometrom R5. ovaj element je promjenjiv i uz njegovu pomoć se podešava izlazni napon. Kada se na kondenzatoru C1 pojavi napon potreban za otvaranje dinistora VS3, dinistor se otvara, kroz njega teče struja uz pomoć koje će se otvoriti tiristor VS1. Trenutak sloma dinistora je tačka "a" na grafikonu predstavljenom u prethodnom dijelu članka. Kada vrijednost napona prijeđe nulu i kolo je ispod drugog polutalasa, tiristor VS1 se zatvara, a proces se ponovo ponavlja, samo za drugi dinistor, tiristor i kondenzator. Za kontrolu se koriste otpornici R3 i R3, a za termičku stabilizaciju kola R1 i R2.

Princip rada drugog kruga je sličan, ali kontrolira samo jedan od poluvalova naizmjeničnog napona. Sada, poznavajući princip rada i krug, možete sastaviti ili popraviti tiristorski regulator snage vlastitim rukama.

Upotreba regulatora u svakodnevnom životu i sigurnost

Mora se reći da ovaj krug ne pruža galvansku izolaciju od mreže, stoga postoji opasnost od strujnog udara. To znači da ne smijete rukama dodirivati elemente regulatora. Mora se koristiti izolovano kućište. Dizajn vašeg uređaja treba biti dizajniran tako da ga, ako je moguće, možete sakriti u podesivom uređaju, pronaći slobodan prostor u kućištu. Ako je podesivi uređaj nepomičan, onda ga općenito ima smisla povezati preko prekidača s prigušivačem. Takvo rješenje će djelomično zaštititi od strujnog udara, eliminirati potrebu za traženjem odgovarajućeg kućišta, ima atraktivan izgled i proizvedeno je industrijskom metodom.

Danas ću vam reći o vrlo korisnoj shemi koja će vam dobro doći i u laboratoriju i na farmi. Uređaj o kojem je riječ naziva se triac regulator snage. Regulator se može koristiti za glatko podešavanje svjetline osvjetljenja, temperature lemilice, brzine elektromotora (naizmjenične struje). Moja verzija korištenja regulatora je zanimljivija, ja glatko reguliram temperaturu grijanja grijaćeg elementa od 1 kW u aparatu za mjesečni aparat. Da, da, angažovan sam na ovom plemenitom cilju.

Kolo ima minimum elemenata i počinje odmah. Snaga opterećenja za triac regulator je određena strujom trijaka. BTA12-600 triac je dizajniran za struju od 12 ampera i napon od 600 volti. Triac mora biti izabran sa trenutnom marginom, ja sam izabrao dvostruku marginu. Na primjer, BTA12-600 triac sa optimalnim hlađenjem može proći kroz sebe struju od 8 ampera u normalnom načinu rada. Ako vam je potreban jači regulator, koristite triac BTA16-600 ili BTA24-600.

Radna temperatura triac kristala je od -40 do +125 stepeni Celzijusa. Potrebno je dobro hlađenje. Imam opterećenje od 1kW, odnosno struju opterećenja od oko 5A, radijator površine 200cm kvadrata. zagreva se od 85 do 90 stepeni Celzijusa tokom dugotrajnog rada (do 6 sati). Planiram povećati radnu površinu radijatora kako bih poboljšao pouzdanost uređaja.

Triac ima upravljački terminal i dva terminala kroz koje teče struja opterećenja. Ova dva zaključka se mogu zamijeniti, neće se dogoditi ništa strašno.

Radi sigurnosti (tako da struja ne klikne), triac se mora ugraditi na radijator kroz dielektričnu brtvu (polimer ili liskun) i dielektričnu čahuru.

Komponente.

Otpornik 4.7kOhm snage 0.25W. Dinistor sa oznakom DB3, nema polaritet, lemljen sa obe strane. Filmski kondenzator od 100nF 400V nema polaritet.

LED bilo koje boje, prečnik 3mm, reverzni napon 5V, struja 25mA. Ukratko, bilo koja LED 3mm. LED indikator pokazuje opterećenje, nemojte se uzbunjivati ako se ne upali kada ga prvi put uključite (prirodno bez opterećenja).

Prvo puštanje u rad se mora obaviti kratko vrijeme bez opterećenja. Ako je sve u redu, nijedan element se ne zagrijava, ništa nije kliknulo, onda ga uključujemo bez opterećenja na 15 sekundi. Zatim hvatamo lampu napona od 220V i snage 60-200W, okrećemo ručku promjenjivog otpornika i uživamo u radu.

Za zaštitu sam ugradio osigurač od 12A u prekid mrežne žice (220V).

Regulator snage koji smo sastavili na BTA12-600 triac može se koristiti za podešavanje temperature lemilice (podešavanjem snage), čime se dobija lemilica za vašu radionicu.

Tako jednostavan, ali u isto vrijeme vrlo efikasan regulator može sastaviti gotovo svako ko može držati lemilicu u rukama i makar malo čitati sklopove. Pa, ova stranica će vam pomoći da ostvarite svoju želju. Predstavljeni regulator vrlo glatko reguliše snagu bez prenapona i padova.

Jednostavan krug regulatora trijaka

Ovakav regulator se može koristiti u regulaciji rasvjete sa žaruljama sa žarnom niti, ali i sa LED lampama, ako se kupuju one s prigušivanjem. Lako je podesiti temperaturu lemilice. Možete beskonačno regulirati grijanje, mijenjati brzinu rotacije elektromotora faznim rotorom, a ima ih još mnogo gdje ima mjesta za tako korisnu stvar. Ako imate staru električnu bušilicu koja nema kontrolu brzine, onda ćete pomoću ovog regulatora poboljšati tako korisnu stvar.
Članak, uz pomoć fotografija, opisa i priloženog videa, vrlo detaljno opisuje cijeli proces proizvodnje, od prikupljanja dijelova do testiranja gotovog proizvoda.

Odmah kažem da ako niste u prijateljskim odnosima sa komšijama, onda se lanac C3 - R4 možda neće sastaviti. (Šala) Služi za zaštitu od radio smetnji.
Svi dijelovi se mogu kupiti u Kini na Aliexpressu. Cijene su od dva do deset puta niže nego u našim radnjama.
Za izradu ovog uređaja trebat će vam:

R1 - otpornik od oko 20 KOhm, snage 0,25 W;
R2 je potenciometar od oko 500 Kohm, moguće je od 300 Kohm do 1 Megohm, ali bolje od 470 Kohm;
R3 - otpornik od oko 3 Kom, 0,25 W;
R4- otpornik 200-300 Ohm, 0,5 W;
C1 i C2 - kondenzatori 0,05 MKF, 400 V;
C3 - 0,1 MKF, 400 V;
DB3 - dinistor, koji se nalazi u svakoj štedljivoj lampi;
BT139-600, reguliše struju 18 A ili BT138-800, reguliše struju od 12 A - trijake, ali možete uzeti bilo koje druge, zavisno od toga kakvo opterećenje treba regulisati. Dinistor se još naziva i dijak, trijak se zove trijak.
Radijator za hlađenje se bira na osnovu planirane regulacione snage, ali što je više to bolje. Bez radijatora može se regulisati maksimalno 300 vati.
Mogu se isporučiti bilo koji terminalni blokovi;
Koristite matičnu ploču kako želite, sve dok je sve uključeno.
Pa bez uređaja, kao bez ruku. Ali bolje je koristiti naš lem. Iako je skuplji, mnogo je bolji. Nisam vidio dobar kineski lem.

Početak sastavljanja regulatora

Prvo morate razmisliti o rasporedu dijelova tako da stavite što manje kratkospojnika i manje lemite, zatim vrlo pažljivo provjeravamo usklađenost sa dijagramom, a zatim lemimo sve spojeve.