Triac de mare putere. Să ne dăm seama cum funcționează în mod specific regulatorul nostru de putere a tiristoarelor

16.06.2019 Interesant

Din cauza problemei cu electricitatea, oamenii cumpără din ce în ce mai mult regulatoare de putere. Nu este un secret pentru nimeni că schimbările bruște, precum și tensiunea excesiv de joasă sau ridicată, au un efect dăunător asupra aparatelor electrocasnice. Pentru a preveni deteriorarea proprietății, este necesar să utilizați un regulator de tensiune care va proteja dispozitivele electronice de scurtcircuite și diverși factori negativi.

Tipuri de regulatoare

În prezent, pe piață puteți vedea un număr mare de regulatoare diferite atât pentru întreaga casă, cât și pentru aparatele de uz casnic individuale de putere redusă. Există regulatoare de tensiune tranzistoare, tiristoare, mecanice (reglarea tensiunii se realizează folosind un glisor mecanic cu o tijă de grafit la capăt). Dar cel mai comun este regulatorul de tensiune triac. Baza acestui dispozitiv este triac-urile, care vă permit să reacționați brusc la supratensiunile și să le neteziți.

Un triac este un element care conține cinci joncțiuni pn. Acest element radio are capacitatea de a trece curent atât în direcția înainte, cât și în sens opus.

Aceste componente pot fi observate în diverse aparate electrocasnice, de la uscătoare de păr și lămpi de masă până la fiare de lipit, unde este necesară o reglare lină.

Principiul de funcționare al unui triac este destul de simplu. Acesta este un fel de cheie electronică, care apoi închide ușile, apoi le deschide la o anumită frecvență. Când joncțiunea P-N a triacului se deschide, trece o mică parte din semiundă și consumatorul primește doar o parte din puterea nominală. Adică, cu cât joncțiunea P-N se deschide mai mult, cu atât consumatorul primește mai multă putere.

Avantajele acestui element includ:

În legătură cu avantajele de mai sus, triacurile și regulatoarele bazate pe acestea sunt folosite destul de des.

Acest circuit este destul de ușor de asamblat și nu necesită multe piese. Un astfel de regulator poate fi folosit pentru a regla nu numai temperatura fierului de lipit, ci și lămpile obișnuite cu incandescență și LED. Puteți conecta diverse mașini de găurit, râșnițe, aspiratoare, râșnițe la această schemă, care inițial a mers fără o reglare lină a vitezei.

Un astfel de regulator de tensiune de 220 V cu propriile mâini poate fi asamblat din următoarele părți:

R1 este un rezistor de 20 kOhm cu o putere de 0,25 W.
R2 este un rezistor variabil de 400-500 kOhm.
R3 - 3 kOhm, 0,25 W.
R4-300 Ohm, 0,5W.
C1 C2 - condensatoare nepolare 0,05 MKF.
C3 - 0,1 Mcf, 400 V.
DB3 este un dinistor.
BT139-600 - triacul trebuie selectat în funcție de sarcina care va fi conectată. Dispozitivul asamblat conform acestei scheme poate regla curentul de 18A.
Este recomandabil să aplicați un radiator pe triac, deoarece elementul se încălzește destul de mult.

Circuitul a fost testat și funcționează destul de stabil sub diferite tipuri de sarcină..

Există un alt circuit universal de reglare a puterii.

La intrarea circuitului este furnizată o tensiune alternativă de 220 V, iar la ieșire este deja 220 V DC. Această schemă are deja mai multe părți în arsenalul său și, în consecință, complexitatea ansamblului crește. Orice consumator (curent continuu) poate fi conectat la ieșirea circuitului. În majoritatea caselor și apartamentelor, oamenii încearcă să instaleze lămpi cu economie de energie. Nu orice regulator poate face față unei reglementări fără probleme a unei astfel de lămpi, de exemplu, nu este de dorit să se utilizeze un regulator cu tiristoare. Acest circuit vă permite să conectați perfect aceste lămpi și să faceți un fel de lumini de noapte din ele.

Particularitatea circuitului este că atunci când lămpile sunt aprinse la minimum, toate aparatele de uz casnic trebuie deconectate de la rețea. După aceea, un compensator va funcționa în contor, iar discul se va opri încet, iar lumina va continua să ardă. Aceasta este o oportunitate de a asambla un regulator de putere triac cu propriile mâini. Denumirile pieselor necesare pentru asamblare pot fi văzute în diagramă.

Un alt circuit interesant care vă permite să conectați o sarcină de până la 5A și o putere de până la 1000W.

Regulatorul este asamblat pe baza triacului BT06-600. Principiul de funcționare al acestui circuit este deschiderea joncțiunii triacului. Cu cât elementul este mai deschis, cu atât mai multă putere este furnizată sarcinii. Și, de asemenea, în circuit există un LED care vă va anunța dacă dispozitivul funcționează sau nu. Lista pieselor care vor fi necesare pentru asamblarea dispozitivului:

R1 este un rezistor de 3,9 kΩ și R2 este de 500 kΩ, un fel de divizor de tensiune care servește la încărcarea condensatorului C1.
condensator C1 - 0,22 μF.
dinistor D1 - 1N4148.
LED D2, servește la indicarea funcționării dispozitivului.
dinistori D3 - DB4 U1 - BT06-600.
bornele pentru conectarea sarcinii P1, P2.
rezistenta R3 - 22kOhm si putere 2W
condensatorul C2 - 0,22μF este proiectat pentru o tensiune de cel puțin 400 V.

Triacurile și tiristoarele sunt folosite cu succes ca starter. Uneori este necesar să porniți elemente de încălzire foarte puternice, să controlați pornirea echipamentelor de sudare puternice, unde puterea curentului ajunge la 300-400 A. Pornirea și oprirea mecanică cu ajutorul contactoarelor este inferioară demarorului triac datorită rapidității uzura contactoarelor, în plus, în timpul pornirii mecanice, apare un arc care dăunează și contactoarelor. Prin urmare, ar fi recomandabil să folosiți triacuri în aceste scopuri. Iată una dintre scheme.

Toate evaluările și lista de piese sunt prezentate în Fig. 4. Avantajul acestui circuit este izolarea galvanica completa de la retea, ceea ce va asigura siguranta in caz de deteriorare.

Adesea, la fermă este necesar să se efectueze lucrări de sudare. Dacă există o mașină de sudură cu invertor gata făcută, atunci sudarea nu prezintă dificultăți deosebite, deoarece mașina are o reglare curentă. Majoritatea oamenilor nu au un astfel de sudură și trebuie să folosească unul convențional de sudare cu transformator, în care curentul este reglat prin modificarea rezistenței, ceea ce este destul de incomod.

Cei care au încercat să folosească un triac ca regulator vor fi dezamăgiți. Nu va regla puterea. Acest lucru se datorează unei schimbări de fază, din cauza căreia, în timpul unui impuls scurt, comutatorul semiconductor nu are timp să intre în modul „deschis”.

Dar există o cale de ieșire din această situație. Un impuls de același tip trebuie aplicat electrodului de control sau un semnal constant trebuie aplicat electrodului de control (electrodul de control) până când trece prin zero. Circuitul regulatorului arată astfel:

Desigur, circuitul este destul de dificil de asamblat, dar această opțiune va rezolva toate problemele cu reglementarea. Acum nu va trebui să utilizați o rezistență voluminoasă, în plus, reglarea foarte lină nu va funcționa. În cazul unui triac, este posibilă o reglare destul de lină.

Dacă există căderi constante de tensiune, precum și subtensiune sau supratensiune, se recomandă să achiziționați un regulator triac sau, dacă este posibil, să faceți un regulator cu propriile mâini. Regulatorul va proteja aparatele de uz casnic și va preveni deteriorarea acestora.

Regulatorul de putere triac este conceput pentru a regla puterea dispozitivelor de încălzire și iluminare a căror putere nu depășește 1000 W.

Specificații:
Tensiune de lucru; 160-300V
Interval de reglare a puterii 10-90%
Curent de sarcină: până la 5 A

Dispozitivul este format dintr-un triac și un lanț de distribuție. Principiul reglării puterii este de a schimba durata stării deschise a triacului (Figura 1). Cu cât triacul este deschis mai mult, cu atât mai multă putere este furnizată sarcinii. Și deoarece triacul se oprește în momentul în care curentul care circulă prin triac este zero, vom seta durata deschiderii triacului în jumătatea perioadei. La începutul semiciclului pozitiv, triacul este închis. Pe măsură ce tensiunea rețelei crește, condensatorul C1 este încărcat prin divizorul R1, R2. Încărcarea condensatorului continuă până când tensiunea peste el atinge pragul de „defalcare” al dinistorului (aproximativ 32 V). Dinistorul va închide circuitul Dl, Cl, D3 și va deschide triacul U1. Triacul rămâne deschis până la sfârșitul semiciclului. Timpul de încărcare al condensatorului este stabilit de parametrii lanțului R1, R2, C1. Rezistorul R2 stabilește timpul de încărcare al condensatorului și, în consecință, momentul deschiderii dinistorului și triacului. Acestea. acest rezistor reglează puterea. Sub acțiunea unei semi-unde negative, principiul de funcționare este similar. Indicatorul LED indică modul de funcționare al regulatorului de putere.

Radioelemente folosite:
R1 - 3,9 ... 10K
R2 - 500K
C1 - 0,22μF
D1 - 1N4148
D2 - LED
D3 - DB4
U1 - BT06-600
Borne P1, P2
R3 - 22K 2W
C2 - 0,22μF 400V

Circuitul asamblat corect nu necesită ajustare.
Când utilizați o sarcină cu o putere mai mare de 300 W, triacul trebuie instalat pe un radiator cu o suprafață de cel puțin 20 cm 2
Pe rezistența variabilă trebuie instalat un mâner din material izolat.

Când circuitul este completat cu doar două elemente (marcate cu roșu în diagramă), devine posibilă controlul unei sarcini inductive. Acestea. puteți conecta un transformator la ieșirea regulatorului de putere triac.

ATENŢIE! Aparatul nu este izolat galvanic de la rețea! Este interzisă atingerea elementelor circuitului inclus!

Articolul descrie modul în care funcționează un regulator de putere a tiristoarelor, circuitul căruia va fi prezentat mai jos.

În viața de zi cu zi, este foarte adesea necesară reglarea puterii aparatelor de uz casnic, de exemplu, o sobă electrică, un fier de lipit, cazane și elemente de încălzire, în transport - turația motorului etc. Cel mai simplu design de radioamator vine în ajutor - un regulator de putere pe un tiristor. Nu este dificil să asamblați un astfel de dispozitiv, acesta poate deveni primul dispozitiv de casă care va îndeplini funcția de reglare a temperaturii vârfului fierului de lipit al unui radioamator începător. Trebuie menționat că stațiile de lipit gata făcute cu control al temperaturii și alte funcții plăcute sunt mult mai scumpe decât un simplu fier de lipit. Setul minim de piese vă permite să asamblați un regulator simplu de putere a tiristoarelor montat pe perete.

Pentru informarea dumneavoastră, montarea pe suprafață este o modalitate de asamblare a componentelor electronice fără a utiliza o placă de circuit imprimat și, cu o bună pricepere, vă permite să asamblați rapid dispozitive electronice de complexitate medie.

De asemenea, puteți comanda un regulator cu tiristoare, iar pentru cei care doresc să-și dea seama singuri, o diagramă va fi prezentată mai jos și va fi explicat principiul de funcționare.

De altfel, acesta este un regulator de putere a tiristorului monofazat. Un astfel de dispozitiv poate fi folosit pentru a controla puterea sau numărul de rotații. Cu toate acestea, mai întâi trebuie să înțelegeți principiul de funcționare al tiristorului, deoarece acest lucru ne va permite să înțelegem pentru ce sarcină este mai bine să folosiți un astfel de regulator.

Cum funcționează un tiristor?

Un tiristor este un dispozitiv semiconductor controlat capabil să conducă curentul într-o singură direcție. Cuvântul „controlat” este folosit dintr-un motiv, deoarece cu ajutorul său, spre deosebire de o diodă, care conduce curentul la un singur pol, este posibil să alegeți momentul în care tiristorul începe să conducă curentul. Tiristorul are trei ieșiri:

Anod.
Catod.
Electrod de control.

Pentru ca curentul să înceapă să curgă prin tiristor, trebuie îndeplinite următoarele condiții: piesa trebuie să fie într-un circuit sub tensiune și trebuie aplicat un impuls scurt electrodului de control. Spre deosebire de un tranzistor, controlul tiristorului nu necesită menținerea semnalului de control. Acesta nu este sfârșitul nuanțelor: tiristorul poate fi închis doar prin întreruperea curentului din circuit sau prin formarea unei tensiuni invers anod-catod. Aceasta înseamnă că utilizarea unui tiristor în circuitele de curent continuu este foarte specifică și adesea nerezonabilă, dar în circuitele de curent alternativ, de exemplu, într-un astfel de dispozitiv precum un regulator de putere a tiristoarelor, circuitul este construit în așa fel încât o condiție de închidere să fie furnizate. Fiecare dintre semi-unde va închide tiristorul corespunzător.

Tu, cel mai probabil, nu înțelegi totul? Nu disperați - procesul dispozitivului finit va fi descris în detaliu mai jos.

Domeniul de aplicare al regulatoarelor tiristoare

În ce circuite este eficientă utilizarea unui regulator de putere a tiristoarelor? Circuitul vă permite să reglați perfect puterea dispozitivelor de încălzire, adică să afectați sarcina activă. Când se lucrează cu o sarcină foarte inductivă, tiristoarele pot pur și simplu să nu se închidă, ceea ce poate duce la defectarea regulatorului.

Poți motor?

Cred că mulți dintre cititori au văzut sau au folosit mașini de găurit, polizoare unghiulare, care sunt numite în mod popular „polizoare” și alte unelte electrice. Este posibil să fi observat că numărul de spire depinde de adâncimea apăsării declanșatorului dispozitivului. În acest element este construit un astfel de regulator de putere a tiristoarelor (a cărui diagramă este prezentată mai jos), cu ajutorul căruia se modifică numărul de rotații.

Notă! Regulatorul tiristor nu poate modifica viteza motoarelor asincrone. Astfel, tensiunea este reglată la motoarele cu perii echipate cu un ansamblu cu perii.

Schema de unul și doi tiristoare

Un circuit tipic pentru asamblarea unui regulator de putere tiristor cu propriile mâini este prezentat în figura de mai jos.

Tensiunea de ieșire a acestui circuit este de la 15 la 215 volți, în cazul utilizării acestor tiristoare instalate pe radiatoare, puterea este de aproximativ 1 kW. Apropo, un comutator cu un dimmer este realizat conform unei scheme similare.

Dacă nu aveți nevoie de reglarea completă a tensiunii și trebuie să obțineți doar 110 până la 220 de volți la ieșire, utilizați această diagramă, care arată un regulator de putere cu jumătate de undă pe un tiristor.

Cum functioneaza?

Informațiile descrise mai jos sunt valabile pentru majoritatea circuitelor. Denumirile literelor vor fi luate în conformitate cu primul circuit al regulatorului tiristor

Regulatorul de putere a tiristorului, al cărui principiu de funcționare se bazează pe controlul de fază al valorii tensiunii, modifică și puterea. Acest principiu este că, în condiții normale, sarcina este acționată de o tensiune alternativă a rețelei casnice, care se modifică conform unei legi sinusoidale. Mai sus, în descriere, s-a spus că fiecare tiristor funcționează într-o direcție, adică își controlează jumătatea de undă dintr-o sinusoidă. Ce înseamnă?

Dacă, cu ajutorul unui tiristor, sarcina este conectată periodic la un moment strict definit, valoarea tensiunii efective va fi mai mică, deoarece o parte a tensiunii (valoarea efectivă care „intră” la sarcină) va fi mai mică. decât tensiunea de rețea. Acest fenomen este ilustrat în grafic.

Zona umbrită este zona de stres care este sub sarcină. Litera „a” de pe axa orizontală indică momentul în care tiristorul se deschide. Când semiundă pozitivă se termină și începe o perioadă cu semiundă negativă, unul dintre tiristoare se închide și în același moment se deschide al doilea tiristor.

Să ne dăm seama cum funcționează în mod specific regulatorul nostru de putere a tiristoarelor

Prima schemă

Să precizăm în prealabil că în locul cuvintelor „pozitiv” și „negativ”, se vor folosi „primul” și „al doilea” (semi-undă).

Deci, când prima jumătate de undă începe să acționeze pe circuitul nostru, capacitățile C1 și C2 încep să se încarce. Rata lor de încărcare este limitată de potențiometrul R5. acest element este variabil, iar cu ajutorul lui se stabilește tensiunea de ieșire. Când pe condensatorul C1 apare tensiunea necesară deschiderii dinistorului VS3, dinistorul se deschide, prin el trece un curent, cu ajutorul căruia se va deschide tiristorul VS1. Momentul defectării dinistorului este punctul „a” din graficul prezentat în secțiunea anterioară a articolului. Când valoarea tensiunii trece de zero și circuitul se află sub a doua jumătate de undă, tiristorul VS1 se închide și procesul se repetă din nou, numai pentru al doilea dinistor, tiristor și condensator. Rezistoarele R3 și R3 sunt utilizate pentru control, iar R1 și R2 sunt utilizate pentru stabilizarea termică a circuitului.

Principiul de funcționare al celui de-al doilea circuit este similar, dar controlează doar una dintre semi-undele tensiunii alternative. Acum, cunoscând principiul de funcționare și circuitul, puteți asambla sau repara un regulator de putere a tiristoarelor cu propriile mâini.

Utilizarea regulatorului în viața de zi cu zi și în siguranță

Trebuie spus ca acest circuit nu asigura izolare galvanica fata de retea, prin urmare exista pericolul de electrocutare. Aceasta înseamnă că nu trebuie să atingeți elementele regulatorului cu mâinile. Trebuie folosită o carcasă izolată. Designul dispozitivului dvs. trebuie conceput astfel încât, dacă este posibil, să îl puteți ascunde într-un dispozitiv reglabil, să găsiți spațiu liber în carcasă. Dacă dispozitivul reglabil este staționar, atunci, în general, este logic să îl conectați printr-un comutator cu un dimmer. O astfel de soluție va proteja parțial împotriva șocurilor electrice, va elimina necesitatea de a căuta o carcasă potrivită, va avea un aspect atractiv și este fabricată folosind o metodă industrială.

Astăzi vă voi povesti despre o schemă foarte utilă, care vă va veni la îndemână atât în laborator, cât și în fermă. Dispozitivul în cauză se numește regulator de putere triac. Regulatorul poate fi folosit pentru a regla fără probleme luminozitatea luminii, temperatura fierului de lipit, viteza motorului electric (curent alternativ). Versiunea mea de utilizare a regulatorului este mai interesantă, reglez fără probleme temperatura de încălzire a unui element de încălzire de 1 kW într-un alambic cu lumină de lună. Da, da, sunt angajat în această cauză nobilă.

Circuitul are un minim de elemente și pornește imediat. Puterea de sarcină pentru un regulator triac este determinată de curentul triac. Triac-ul BTA12-600 este proiectat pentru un curent de 12 Amperi și o tensiune de 600 Volți. Triac-ul trebuie ales cu o marjă curentă, eu am ales o marjă dublă. De exemplu, un triac BTA12-600 cu răcire optimă poate trece un curent de 8 Amperi prin el însuși în modul normal. Dacă aveți nevoie de un regulator mai puternic, utilizați un triac BTA16-600 sau BTA24-600.

Temperatura de funcționare a cristalului triac este de la -40 la +125 grade Celsius. Trebuie făcută o răcire bună. Am o sarcină de 1kW, respectiv, un curent de sarcină de aproximativ 5A, un calorifer cu suprafața de 200cm pătrați. se încălzește de la 85 la 90 de grade Celsius în timpul funcționării pe termen lung (până la 6 ore). Intenționez să măresc suprafața de lucru a radiatorului pentru a îmbunătăți fiabilitatea dispozitivului.

Triac-ul are un terminal de control și două terminale prin care circulă curentul de sarcină. Aceste două concluzii pot fi schimbate, nu se va întâmpla nimic groaznic.

Pentru siguranta (pentru ca curentul sa nu declanseze), triacul trebuie instalat pe calorifer printr-o garnitura dielectrica (polimer sau mica) si o bucsa dielectrica.

Componente.

Rezistor 4.7kOhm cu o putere de 0.25W. Dynistor marcat DB3, nu are polaritate, lipit cu ambele părți. Un condensator de film de 100nF 400V nu are polaritate.

LED de orice culoare, diametru 3mm, tensiune inversa 5V, curent 25mA. Pe scurt, orice LED de 3mm. LED-ul indică sarcina, nu vă alarmați dacă nu se aprinde când îl porniți pentru prima dată (natural fără sarcină).

Prima pornire trebuie făcută pentru o perioadă scurtă de timp fără sarcină. Dacă totul este în regulă, niciun element nu se încălzește, nimic nu a făcut clic, atunci îl pornim fără încărcare timp de 15 secunde. În continuare, prindem o lampă cu o tensiune de 220V și o putere de 60-200W, întoarcem mânerul rezistenței variabile și ne bucurăm de muncă.

Pentru protectie am montat o siguranta de 12A in intreruperea firului de retea (220V).

Regulatorul de putere pe care l-am asamblat pe triacul BTA12-600 poate fi folosit pentru a regla temperatura fierului de lipit (prin reglarea puterii), obținând astfel o stație de lipit pentru atelierul dumneavoastră.

Un regulator atât de simplu, dar în același timp foarte eficient poate fi asamblat de aproape oricine poate ține un fier de lipit în mâini și poate citi circuitele chiar și puțin. Ei bine, acest site vă va ajuta să vă îndepliniți dorința. Regulatorul prezentat reglează puterea foarte ușor, fără supratensiuni și scăderi.

Circuit regulator triac simplu

Un astfel de regulator poate fi folosit în reglementarea iluminatului cu lămpi cu incandescență, dar și cu lămpi cu LED, dacă cumpărați dimmabile. Este ușor să reglați temperatura fierului de lipit. Puteți regla în mod continuu încălzirea, puteți schimba viteza de rotație a motoarelor electrice cu un rotor de fază și există multe altele unde există un loc pentru un astfel de lucru util. Dacă ai un burghiu electric vechi care nu are control al vitezei, atunci folosind acest regulator, vei îmbunătăți un lucru atât de util.
Articolul, cu ajutorul fotografiilor, descrierilor și video-ului atașat, descrie în detaliu întregul proces de fabricație, de la colectarea pieselor până la testarea produsului finit.

Spun imediat că dacă nu sunteți în relații amicale cu vecinii, atunci lanțul C3 - R4 s-ar putea să nu fie asamblat. (Glumă) Servește pentru a proteja împotriva interferențelor radio.
Toate piesele pot fi cumpărate din China pe Aliexpress. Prețurile sunt de la două până la zece ori mai mici decât în magazinele noastre.
Pentru a realiza acest dispozitiv veți avea nevoie de:

R1 - un rezistor de aproximativ 20 KOhm, cu o putere de 0,25 W;
R2 este un potențiometru de aproximativ 500 Kohm, de la 300 Kohm la 1 Megohm este posibil, dar mai bun de 470 Kohm;
R3 - rezistor de aproximativ 3 Kom, 0,25 W;
R4- rezistor 200-300 Ohm, 0,5 W;
C1 și C2 - condensatoare 0,05 MKF, 400 V;
C3 - 0,1 MKF, 400 V;
DB3 - dinistor, găsit în fiecare lampă de economisire a energiei;
BT139-600, reglează curentul de 18 A sau BT138-800, reglează curentul de 12 A - triac, dar puteți lua orice alții, în funcție de ce tip de sarcină trebuie reglată. Dinistorul se mai numește și diac, triac se numește triac.
Radiatorul de răcire este selectat pe baza puterii de control planificate, dar cu cât mai mult, cu atât mai bine. Fără calorifer, se poate regla maximum 300 de wați.
Pot fi furnizate orice blocuri terminale;
Folosiți placa după cum doriți, atâta timp cât totul este inclus.
Ei bine, fără dispozitiv, ca și fără mâini. Dar este mai bine să folosim lipirea noastră. Deși este mai scump, este mult mai bun. Nu am văzut un lipit chinezesc bun.

Începeți asamblarea regulatorului

În primul rând, trebuie să vă gândiți la aranjarea pieselor astfel încât să puneți cât mai puține jumperi și să lipiți mai puțin, apoi verificăm cu mare atenție conformitatea cu diagrama și apoi lipim toate conexiunile.