Triaci velike snage. Idemo shvatiti kako naš tiristorski regulator snage konkretno radi

16.06.2019 Zanimljiv

Zbog problema sa strujom ljudi sve više kupuju regulatore snage. Nije tajna da iznenadni padovi, kao i pretjerano nizak ili visoki napon, negativno utječu 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 čimbenika.

Vrste regulatora

Danas se na tržištu može vidjeti ogroman broj različitih regulatora za cijelu kuću, kao i pojedinačnih kućanskih aparata male snage. Postoje tranzistorski regulatori napona, tiristor, mehanički (podešavanje napona vrši se pomoću mehaničkog klizača s grafitnom šipkom na kraju). Ali najčešći je triac regulator napona. Osnova ovog uređaja su trijaci, koji vam omogućuju da oštro reagirate na udare struje i izgladite ih.

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

Ove komponente se mogu promatrati u raznim kućanskim aparatima, od sušila za kosu i stolnih svjetiljki do lemilica, gdje je potrebno glatko podešavanje.

Princip rada triaka je prilično jednostavan. Ovo je vrsta elektroničkog ključa koji ili zatvara vrata ili ih otvara određenom frekvencijom. Prilikom otvaranja P-N spoja triaka, on propušta mali dio poluvala i potrošač prima samo dio nazivne snage. Odnosno, što se P-N spoj više otvara, potrošač prima više snage.

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 može se koristiti za reguliranje ne samo temperature lemilice, već i konvencionalnih žarulja sa žarnom niti i LED žarulja. Na ovaj krug mogu se spojiti razne bušilice, brusilice, usisavači, brusilice, koje su u početku išle bez glatke kontrole brzine.

Evo takvog 220v regulatora napona vlastitim rukama može se sastaviti iz sljedećih dijelova:

R1 - otpornik 20 kOhm, snaga 0,25 vata.
R2 - varijabilni otpornik 400-500 kOhm.
R3 - 3 kOhm, 0,25 W.
R4-300 Ohma, 0,5 W.
C1 C2 - nepolarni kondenzatori 0,05 Mkf.
C3 - 0,1uF, 400V
DB3 - dinistor.
BT139−600 - triac se mora odabrati ovisno o opterećenju koje će biti spojeno. Uređaj sastavljen prema ovoj shemi može regulirati struju od 18A.
Poželjno je staviti radijator na triac, jer je element prilično vruć.

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

Postoji još jedna shema za univerzalni regulator snage.

Na ulaz kruga se dovodi izmjenični napon od 220 V, a na izlazu se već napaja 220 V DC. Ova shema već ima više detalja u svom arsenalu, odnosno povećava se složenost montaže. Na izlaz kruga moguće je spojiti bilo koji potrošač (jednosmjerna struja). U većini kuća i stanova ljudi pokušavaju ugraditi štedljive svjetiljke. Neće se svaki regulator nositi s glatkim podešavanjem takve svjetiljke, na primjer, nepoželjno je koristiti tiristorski regulator. Ova shema omogućuje vam da slobodno povežete ove svjetiljke i učinite ih nekom vrstom noćnog svjetla.

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

Još jedna zabavna shema koja vam omogućuje spajanje opterećenja do 5A i snage do 1000W.

Regulator je sastavljen na bazi triaka BT06−600. Princip rada ovog kruga je otvaranje prijelaza triaka. Što je element više otvoren, to se više snage dovodi do opterećenja. I također u krugu postoji LED koja će vam dati do znanja radi li uređaj ili ne. Popis dijelova koji će biti potrebni za sastavljanje uređaja:

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

Triaci i tiristori se uspješno koriste kao starteri. Ponekad je potrebno pokrenuti vrlo snažne grijaće elemente, kontrolirati uključivanje moćne opreme za zavarivanje, gdje jačina struje doseže 300–400 A. Mehaničko uključivanje i isključivanje pomoću kontaktora je inferiorno od triac startera zbog brzog trošenja kontaktori, štoviše, tijekom mehaničkog uključivanja nastaje luk, što također štetno utječe na kontaktore. Stoga bi bilo poželjno koristiti trijake u ove svrhe. Ovdje je jedan od dijagrama.

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

Često je na farmi potrebno izvesti zavarivačke radove. Ako postoji gotovi inverterski aparat za zavarivanje, tada zavarivanje ne predstavlja posebne poteškoće, jer stroj ima podešavanje struje. Većina ljudi nema takav aparat za zavarivanje i mora koristiti konvencionalni transformatorski aparat za zavarivanje, u kojem se struja podešava promjenom otpora, što je prilično nezgodno.

Oni koji su pokušali koristiti triac kao regulator bit će razočarani. Neće regulirati moć. To je zbog pomaka faze, zbog čega poluvodički ključ nema vremena za prijelaz u "otvoreni" način tijekom kratkog impulsa.

Ali postoji izlaz iz ove situacije. Potrebno je primijeniti isti tip impulsa na kontrolnu elektrodu ili primijeniti konstantan signal na RE (kontrolnu elektrodu) sve dok ne dođe do prolaska kroz nulu. Krug kontrolera izgleda ovako:

Naravno, sklop je prilično kompliciran za sastavljanje, ali ova opcija će riješiti sve probleme s prilagodbom. Sada nećete morati koristiti glomazan otpor, a osim toga, vrlo glatko podešavanje neće raditi. U slučaju triaka, moguće je prilično glatko podešavanje.

Ako postoje stalni padovi napona, kao i pod ili preko napona, preporuča se kupiti triac regulator ili, ako je moguće, izraditi regulator vlastitim rukama. Regulator će zaštititi kućanske aparate, kao i spriječiti njihovo oštećenje.

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

Tehnički podaci:
Radni napon; 160-300V
Raspon podešavanja snage 10-90%
Struja opterećenja: do 5 A

Uređaj se sastoji od triaka i vremenskog lanca. Princip podešavanja snage je promjena trajanja otvorenog stanja triaka (slika 1). Što je triac više vremena otvoren, to se više snage daje opterećenju. A budući da se trijak isključuje u trenutku kada je struja koja teče kroz trijak jednaka nuli, tada ćemo trajanje otvaranja trijaka postaviti unutar pola 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 dosegne prag "kvara" dinistora (oko 32 V). Dinistor će zatvoriti krug Dl, Cl, D3 i otvoriti triac U1. Triac ostaje otvoren do kraja poluciklusa. Vrijeme punjenja kondenzatora je postavljeno parametrima lanca R1, R2, C1. Otpornikom R2 postavljamo vrijeme punjenja kondenzatora i, sukladno tome, trenutak otvaranja dinistora i triaka. Oni. Ovaj otpornik kontrolira snagu. Pod djelovanjem negativnog poluvala princip rada je sličan. LED svjetlo pokazuje način rada regulatora snage.

Korišteni radio elementi:
R1 - 3,9...10K
R2-500K
C1 - 0,22uF
D1-1N4148
D2 - LED
D3-DB4
U1-BT06-600
P1,P2 terminalni blokovi
R3 - 22K 2W
C2 - 0,22uF 400V

Pravilno sastavljena postavka ne zahtijeva.
Kada koristite opterećenje snage veće od 300 W, triac se mora postaviti na radijator površine najmanje 20 cm 2
Na promjenjivi otpornik mora se ugraditi ručka od izoliranog materijala.

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

PAŽNJA! Uređaj nije galvanski izoliran od mreže! Zabranjeno je dirati elemente uključenog kruga!

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

U svakodnevnom životu vrlo je često potrebno regulirati snagu kućanskih aparata, kao što su električne štednjake, lemilice, kotlovi i grijaći elementi, u transportu - broj okretaja motora itd. Najjednostavniji radioamaterski dizajn dolazi u pomoć - regulator snage na tiristoru. Nije teško sastaviti takav uređaj, može postati prvi domaći uređaj koji će obavljati funkciju podešavanja temperature lemnog vrha radio-amatera početnika. Vrijedno je napomenuti da su gotove stanice za lemljenje s kontrolom temperature i drugim lijepim značajkama mnogo skuplje od jednostavnog lemilice. Minimalni skup dijelova omogućuje vam sastavljanje jednostavnog tiristorskog regulatora snage za površinsku montažu.

Za vašu informaciju, površinska montaža je metoda sastavljanja elektroničkih komponenti bez upotrebe tiskane ploče, a uz dobru vještinu omogućuje brzo sastavljanje elektroničkih uređaja srednje složenosti.

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

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

Kako radi tiristor?

Tiristor je kontrolirani poluvodički uređaj koji može voditi struju u jednom smjeru. Riječ "kontrolirano" koristi se s razlogom, jer uz njenu pomoć, za razliku od diode, koja također provodi struju na samo jedan pol, možete 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 krugu, kratkotrajni impuls mora se primijeniti na kontrolnu elektrodu. Za razliku od tranzistora, upravljanje tiristorom ne zahtijeva zadržavanje upravljačkog signala. Nijanse ne završavaju tu: tiristor se može zatvoriti samo prekidom struje u krugu ili formiranjem obrnutog napona anoda-katoda. To znači da je upotreba tiristora u istosmjernim krugovima vrlo specifična i često nerazumna, ali u krugovima izmjenične struje, na primjer, u takvom uređaju kao što je tiristorski regulator snage, sklop je projektiran na način da je uvjet za zatvaranje pod uvjetom. Svaki od poluvalova će zatvoriti odgovarajući tiristor.

Vi, najvjerojatnije, ne razumijete sve? Nemojte očajavati - proces gotovog uređaja bit će detaljno opisan u nastavku.

Opseg tiristorskih regulatora

U kojim je krugovima učinkovito koristiti tiristorski regulator snage? Krug vam omogućuje savršeno reguliranje snage uređaja za grijanje, odnosno utjecaj na aktivno opterećenje. Pri radu s visoko induktivnim opterećenjem, tiristori se jednostavno ne mogu zatvoriti, što može dovesti do kvara regulatora.

Može li motor?

Mislim da su mnogi čitatelji vidjeli ili koristili bušilice, kutne brusilice koje se popularno nazivaju „brusilice“ i druge električne alate. Možda ste primijetili da broj okretaja ovisi o dubini pritiska na tipku okidača uređaja. Upravo je u ovom elementu ugrađen takav tiristorski regulator snage (čiji je dijagram prikazan u nastavku), uz pomoć kojeg se mijenja broj okretaja.

Bilješka! Tiristorski regulator ne može mijenjati brzinu asinkronih motora. Dakle, napon se regulira na kolektorskim motorima opremljenim četkom.

Shema jednog i dva tiristora

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

Izlazni napon ovog kruga je od 15 do 215 volti, u slučaju korištenja ovih tiristora instaliranih na hladnjake, snaga je oko 1 kW. Usput, prekidač s prekidačem za dimmer izrađen je prema sličnoj shemi.

Ako vam nije potrebna puna regulacija napona, a dovoljno je dobiti od 110 do 220 volti na izlazu, upotrijebite ovaj krug, koji prikazuje poluvalni tiristorski regulator snage.

Kako radi?

Informacije u nastavku vrijede za većinu sklopova. 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 leži u činjenici da u normalnim uvjetima na opterećenje utječe izmjenični napon kućanske mreže, koji se mijenja prema sinusoidnom zakonu. Iznad, u opisu, rečeno je da svaki tiristor radi u jednom smjeru, odnosno kontrolira svoj poluval iz sinusoida. Što to znači?

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

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

Idemo shvatiti kako naš tiristorski regulator snage konkretno radi

Shema prva

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

Dakle, kada prvi poluval počne djelovati na naš krug, kapaciteti C1 i C2 počinju se puniti. Njihova brzina punjenja ograničena je potenciometrom R5. ovaj element je promjenjiv, a uz njegovu pomoć se postavlja 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 točka "a" na grafikonu prikazanom u prethodnom dijelu članka. Kada vrijednost napona prođe kroz nulu i krug je ispod drugog poluvala, tiristor VS1 se zatvara i proces se opet ponavlja, samo za drugi dinistor, tiristor i kondenzator. Otpornici R3 i R3 koriste se za upravljanje, a R1 i R2 - za toplinsku stabilizaciju kruga.

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

Korištenje regulatora u svakodnevnom životu i sigurnost

Ne može se reći da ovaj krug ne osigurava galvansku izolaciju od mreže, stoga postoji opasnost od strujnog udara. To znači da ne smijete rukama dodirivati elemente regulatora. Mora se koristiti izolirano kućište. Trebali biste dizajnirati svoj uređaj tako da ga, ako je moguće, možete sakriti u podesivi uređaj, pronaći slobodno mjesto u kućištu. Ako je podesivi uređaj nepomičan, onda ga općenito ima smisla spojiti preko prekidača s prigušivačem svjetla. Takvo rješenje djelomično štiti od strujnog udara, eliminira potrebu za pronalaženjem prikladnog 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 će biti riječi naziva se triac regulator snage. Regulator se može koristiti za glatko podešavanje svjetline rasvjete, temperature lemilice, brzine elektromotora (izmjenične struje). Zanimljivija je moja verzija korištenja regulatora, glatko reguliram temperaturu grijanja grijaćeg elementa snage 1 kW u aparatu za mjesečni aparat. Da, da, radim na ovom plemenitom cilju.

Krug ima minimum elemenata i odmah počinje. Snaga opterećenja za triac kontroler je određena strujom triaka. Triac BTA12-600 je dizajniran za struju od 12 ampera i napon od 600 volti. Triac mora biti odabran s trenutnom marginom, ja sam odabrao dvostruku marginu. Na primjer, BTA12-600 triac s 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 stupnjeva Celzija. Potrebno je dobro hlađenje. Imam opterećenje od 1kW, odnosno struja opterećenja je oko 5A, radijator površine 200 kvadratnih metara. zagrijava se od 85 do 90 stupnjeva Celzija tijekom dugotrajnog rada (do 6 sati). Planiram povećati radnu površinu radijatora kako bi se povećala pouzdanost uređaja.

Triac ima kontrolni izlaz i dva izlaza kroz koja prolazi struja opterećenja. Ova dva zaključka se mogu zamijeniti, neće se dogoditi ništa strašno.

Radi sigurnosti (kako ne bi kliknuo struju), triac se mora ugraditi na radijator kroz dielektričnu brtvu (polimer ili liskun) i dielektričnu čahuru.

Komponente.

Otpornik 4,7kOhm snage 0,25W. Dinistor s oznakom DB3, nema polaritet, lemljen s obje strane. Filmski kondenzator od 100nF 400V nema polaritet.

LED bilo koje boje promjera 3mm, reverzni napon 5V, struja 25mA. Ukratko, bilo koja LED dioda od 3 mm. LED daje indikaciju opterećenja, nemojte se uzbunjivati ako prvi put kada ga uključite (naravno bez opterećenja) neće zasvijetliti.

Prvo uključivanje mora se izvesti nakratko bez opterećenja. Ako je sve u redu, nikakvi elementi se ne zagrijavaju, ništa ne klika, a zatim ga uključite bez opterećenja na 15 sekundi. Zatim zakačimo svjetiljku napona od 220V i snage 60-200W, okrećemo gumb varijabilnog otpornika i uživamo u radu.

Za zaštitu sam ugradio osigurač od 12A u mrežnu žicu (220V).

Regulator snage koji smo sastavili na triac BTA12-600 može se koristiti za podešavanje temperature lemilice (podešavanjem snage), čime ćete dobiti stanicu za lemljenje za svoju radionicu.

Takav jednostavan, ali u isto vrijeme vrlo učinkovit regulator, može sastaviti gotovo svatko tko može držati lemilo u rukama i čak malo čitati strujne krugove. Pa, ova stranica će vam pomoći da ispunite svoju želju. Predstavljeni regulator vrlo glatko regulira snagu bez prenapona i padova.

Shema jednostavnog regulatora trijaka

Takav regulator može poslužiti za upravljanje rasvjetom sa žaruljama sa žarnom niti, ali i s LED, ako kupujete one s prigušivanjem. Temperaturu lemilice je lako regulirati. Beskonačno možete podešavati grijanje, mijenjati brzinu vrtnje elektromotora s faznim rotorom i još mnogo toga gdje ima mjesta za tako korisnu sitnicu. Ako imate staru električnu bušilicu koja nema kontrolu brzine, onda ćete korištenjem ovog regulatora poboljšati tako korisnu stvar.
U članku je, uz pomoć fotografija, opisa i priloženog videa, vrlo detaljno opisan cijeli proces proizvodnje, od prikupljanja dijelova do testiranja gotovog proizvoda.

Odmah kažem da ako niste prijatelji sa svojim susjedima, onda ne možete prikupiti lanac C3 - R4. (Šala) Služi za zaštitu od radio smetnji.
Svi dijelovi se mogu kupiti u Kini na Aliexpressu. Cijene su dva do deset puta niže nego u našim trgovinama.
Za izradu ovog uređaja trebat će vam:

R1 - otpornik od oko 20 Kom, snage 0,25 W;
R2 - potenciometar od približno 500 kΩ, moguće je od 300 kΩ do 1 mΩ, ali je bolje 470 kΩ;
R3 - otpornik približno 3 Kom, 0,25 W;
R4 - otpornik 200-300 Ohm, 0,5 W;
C1 i C2 - kondenzatori 0,05 uF, 400 V;
C3 - 0,1 uF, 400 V;
DB3 - dinistor, nalazi se u svakoj štedljivoj lampi;
BT139-600, regulira struju 18 A ili BT138-800, regulira struju 12 A - triac, ali možete uzeti bilo koje druge, ovisno o tome koje opterećenje trebate regulirati. Dinistor se također naziva dijakom, trijak je trijak.
Rashladni radijator se bira iz vrijednosti planirane regulacijske snage, ali što je više, to bolje. Bez radijatora ne možete regulirati više od 300 vata.
Terminalni blokovi mogu se staviti bilo koji;
Koristite matičnu ploču na svoj zahtjev, sve dok je sve uključeno.
Pa bez uređaja, kao bez ruku. Ali lem je bolje koristiti naš. Skuplje je, ali puno bolje. Dobro lemljenje Kinezi nisu vidjeli.

Počnimo sa montažom regulatora

Prvo morate razmisliti o rasporedu dijelova kako biste stavili što manje kratkospojnika i manje lemili, zatim vrlo pažljivo provjeravamo usklađenost s dijagramom, a zatim lemimo sve spojeve.