برای مدیریت برخی از انواع لوازم خانگی(به عنوان مثال، با یک ابزار برقی یا یک جاروبرقی)، یک تنظیم کننده قدرت مبتنی بر triac استفاده می شود. شما می توانید در مورد اصل عملکرد این عنصر نیمه هادی از مطالب ارسال شده در وب سایت ما اطلاعات بیشتری کسب کنید. در این نشریه، تعدادی از مسائل مربوط به مدارهای کنترل قدرت بار تریاک را در نظر خواهیم گرفت. مثل همیشه، بیایید با تئوری شروع کنیم.
به یاد بیاورید که مرسوم است که تریاک را اصلاح تریستور می نامیم که نقش یک سوئیچ نیمه هادی با مشخصه غیر خطی را بازی می کند. تفاوت اصلی آن با دستگاه اصلی در هدایت دو طرفه در هنگام انتقال به حالت "باز" کار است، زمانی که جریان به الکترود کنترل اعمال می شود. با توجه به این ویژگی، تریاک ها به قطبیت ولتاژ بستگی ندارند، که به آنها اجازه می دهد به طور موثر در مدارهایی با ولتاژ متناوب استفاده شوند.
علاوه بر ویژگی به دست آمده، این دستگاه ها دارای خاصیت مهم عنصر پایه هستند - توانایی حفظ رسانایی در هنگام خاموش شدن الکترود کنترل. در این حالت، "بستن" کلید نیمه هادی در لحظه عدم وجود اختلاف پتانسیل بین پایانه های اصلی دستگاه اتفاق می افتد. یعنی زمانی که ولتاژ متناوب از نقطه صفر می گذرد.
یک امتیاز اضافی از چنین انتقالی به حالت "بسته" کاهش تعداد تداخل در این مرحله از عملیات است. توجه داشته باشید که یک تنظیم کننده بدون تداخل می تواند ساخته شود تا توسط ترانزیستورها هدایت شود.
با توجه به ویژگی های ذکر شده در بالا، امکان کنترل توان بار توسط کنترل فاز وجود دارد. یعنی تریاک هر نیم سیکل باز می شود و با عبور از صفر بسته می شود. زمان تاخیر برای روشن کردن حالت "باز"، همانطور که بود، بخشی از نیم چرخه را قطع می کند، در نتیجه، شکل سیگنال خروجی دندانه دار خواهد بود.
در این حالت، دامنه سیگنال ثابت می ماند، به همین دلیل است که چنین دستگاه هایی به اشتباه تنظیم کننده ولتاژ نامیده می شوند.
در اینجا چند نمونه از مدارهایی وجود دارد که به شما امکان می دهد قدرت بار را با استفاده از یک تریاک کنترل کنید، اجازه دهید با ساده ترین آنها شروع کنیم.
شکل 2. طرح یک تنظیم کننده توان ساده روی یک تریاک با برق 220 ولت نام گذاری ها:
با کمک دینیستور DN1، مدار D1-C1-DN1 بسته می شود که DN2 را در موقعیت "باز" قرار می دهد که در آن تا نقطه صفر (پایان نیم چرخه) باقی می ماند. لحظه باز شدن با زمان انباشته شدن خازن بار آستانه مورد نیاز برای سوئیچ DN1 و DN2 تعیین می شود. نرخ شارژ C1 توسط زنجیره R1-R2 کنترل می شود که مقاومت کل آن لحظه "باز شدن" تریاک را تعیین می کند. بر این اساس، قدرت بار با استفاده از یک مقاومت متغیر R1 کنترل می شود.
با وجود سادگی مدار، کاملاً مؤثر است و می تواند به عنوان دیمر برای وسایل روشنایی فیلامنتی یا تنظیم کننده قدرت آهن لحیم کاری استفاده شود.
متأسفانه مدار فوق فیدبک ندارد بنابراین به عنوان کنترل کننده سرعت موتور کلکتور تثبیت شده مناسب نیست.
برای تثبیت سرعت موتور الکتریکی که می تواند تحت تأثیر بار تغییر کند، بازخورد لازم است. شما می توانید این کار را به دو صورت انجام دهید:
اجرای گزینه دوم بسیار ساده تر است، اما نیاز به تنظیم کمی در قدرت ماشین الکتریکی مورد استفاده دارد. در زیر نموداری از چنین دستگاهی آورده شده است.
نام گذاری ها:
این طرح شروع صاف نصب الکتریکی را فراهم می کند و از آن در برابر اضافه بار محافظت می کند. سه حالت کار مجاز است (تنظیم شده توسط سوئیچ S1):
راه اندازی مدار به انتخاب مقاومت R6 کاهش می یابد، بسته به قدرت موتور الکتریکی طبق فرمول زیر محاسبه می شود:. به عنوان مثال، اگر ما نیاز به رانندگی یک موتور 1500 وات داشته باشیم، محاسبه به صورت زیر خواهد بود: 0.25 / (1500 / 240) = 0.04 اهم.
برای ساخت این مقاومت بهتر است از آن استفاده شود سیم نیکرومبا قطر 0.80 یا 1.0 میلی متر. در زیر جدولی وجود دارد که به شما امکان می دهد بسته به قدرت موتور، مقاومت R6 و R11 را انتخاب کنید.
از این دستگاه می توان به عنوان کنترل کننده سرعت موتور ابزارهای برقی، جاروبرقی و سایر تجهیزات خانگی استفاده کرد.
کسانی که سعی می کنند بار القایی را هدایت کنند (مانند ترانسفورماتور دستگاه جوش کاری) با استفاده از طرح های فوق، ناامیدی در انتظار است. دستگاه ها کار نخواهند کرد و شکست تریاک ها کاملاً محتمل است. این به دلیل تغییر فاز است، به همین دلیل است که کلید نیمه هادی در طول یک پالس کوتاه، زمانی را برای تغییر به حالت "باز" ندارد.
دو گزینه برای حل مشکل وجود دارد:
گزینه اول بهینه ترین است. در اینجا نموداری وجود دارد که در آن از چنین راه حلی استفاده شده است.
همانطور که از شکل زیر که اسیلوگرام های سیگنال های اصلی تنظیم کننده قدرت را نشان می دهد، مشخص است، برای باز کردن تریاک از یک انفجار پالس استفاده شده است.
این دستگاه امکان استفاده از رگولاتورهای سوئیچ نیمه هادی را برای کنترل یک بار القایی فراهم می کند.
در پایان مقاله مثالی از یک رگولاتور برق ساده ارائه می دهیم. در اصل، هر یک از طرح های فوق را می توان مونتاژ کرد (ساده شده ترین نسخه در شکل 2 نشان داده شده است). برای این دستگاه حتی نیازی به ساخت برد مدار چاپی نیست، دستگاه را می توان با نصب روکار مونتاژ کرد. نمونه ای از چنین پیاده سازی در شکل زیر نشان داده شده است.
می توانید از این رگولاتور به عنوان دیمر استفاده کنید و همچنین دستگاه های گرمایش الکتریکی قدرتمند را با آن کنترل کنید. ما توصیه می کنیم مداری را انتخاب کنید که در آن از یک کلید نیمه هادی برای کنترل با ویژگی های مربوط به جریان بار استفاده می شود.
در مهندسی برق، اغلب با مشکلات تنظیم ولتاژ، جریان یا توان متناوب مواجه می‌شویم. به عنوان مثال، برای کنترل سرعت شفت موتور کلکتور، باید ولتاژ را در پایانه های آن تنظیم کرد، برای کنترل دمای داخل محفظه خشک کن، تنظیم توان آزاد شده در المنت های گرمایش، برای رسیدن به یک صافی ضروری است. ، شروع بدون ضربه موتور ناهمزمان، لازم است آن را محدود کنید جریان شروع. راه حل رایج دستگاهی به نام تنظیم کننده تریستور است.
دستگاه و اصل عملکرد رگولاتور ولتاژ تریستور تک فاز
رگولاتورهای تریستور به ترتیب تک فاز و سه فاز برای شبکه ها و بارهای تک فاز و سه فاز هستند. در این مقاله ساده ترین رگولاتور تریستور تک فاز - در مقالات دیگر را در نظر خواهیم گرفت. بنابراین، شکل 1 زیر یک تنظیم کننده ولتاژ تریستور تک فاز را نشان می دهد:
شکل 1 کنترلر تریستور تک فاز ساده با بار مقاومتی
خود کنترل کننده تریستور با خطوط آبی دایره شده است و شامل تریستورهای VS1-VS2 و یک سیستم کنترل فاز پالس (از این پس SIFU نامیده می شود). تریستور VS1-VS2 دستگاه های نیمه هادی هستند که دارای خاصیت بسته بودن برای جریان جریان در حالت عادی و باز بودن برای جریان یک قطبی هنگامی که ولتاژ کنترلی به الکترود کنترل آن اعمال می شود. بنابراین، برای کار در شبکه های AC، دو تریستور مورد نیاز است که در جهات مختلف متصل می شوند - یکی برای جریان نیم موج مثبت جریان، دومی برای یک نیمه موج منفی. چنین گنجاندن تریستورها ضد موازی نامیده می شود.
کنترلر تریستور تک فاز با بار مقاومتی
رگولاتور تریستور به این صورت عمل می کند. در لحظه اولیه زمان، ولتاژ L-N(در مثال ما فاز و صفر)، در حالی که پالس های ولتاژ کنترل به تریستورها اعمال نمی شود، تریستورها بسته هستند، جریانی در بار Rn وجود ندارد. پس از دریافت فرمان شروع، SIFU شروع به تولید تکانه های کنترلی طبق یک الگوریتم خاص می کند (شکل 2 را ببینید).
شکل 2 نمودار ولتاژ و جریان در بار مقاومتی
ابتدا سیستم کنترل با شبکه هماهنگ می شود، یعنی نقطه زمانی را که ولتاژ شبکه های L-Nبرابر با صفر است. این نقطه را لحظه عبور از صفر می نامند (در ادبیات خارجی - صفر صلیب). در مرحله بعد، یک زمان معین T1 از لحظه عبور از صفر شمارش می شود و یک پالس کنترل به تریستور VS1 اعمال می شود. در این حالت تریستور VS1 باز می شود و جریان در مسیر L-VS1-Rн-N از بار عبور می کند. هنگامی که به نقطه صفر بعدی رسید، تریستور به طور خودکار بسته می شود، زیرا نمی تواند جریان را در جهت مخالف هدایت کند. در مرحله بعد، نیم چرخه منفی ولتاژ اصلی شروع می شود. SIFU مجدداً زمان T1 را نسبت به لحظه جدید انتقال ولتاژ از طریق صفر می شمارد و یک پالس کنترل دوم از قبل توسط تریستور VS2 ایجاد می کند که باز می شود و جریان از طریق بار در امتداد مسیر N-Rн-VS2-L جریان می یابد. این نوع تنظیم ولتاژ نامیده می شود پالس فاز.
زمان T1 زمان تاخیر باز کردن قفل تریستور نامیده می شود، زمان T2 زمان هدایت تریستور است. با تغییر زمان تاخیر باز کردن قفل T1، اگر پالس ها بلافاصله در لحظه عبور از صفر اعمال شوند، می توانید ولتاژ خروجی را از صفر (بدون پالس اعمال می شود، تریستورها بسته هستند) به شبکه کامل تنظیم کنید. زمان تأخیر باز کردن قفل T1 بین 0..10 میلی‌ثانیه متغیر است (10 میلی‌ثانیه مدت یک نیم سیکل ولتاژ شبکه استاندارد 50 هرتز است). همچنین، گاهی اوقات آنها در مورد زمان T1 و T2 صحبت می کنند، اما آنها نه با زمان، بلکه با درجات الکتریکی عمل می کنند. یک نیم سیکل 180 درجه سانتیگراد است.
آنچه نشان می دهد ولتاژ خروجیتنظیم کننده تریستور؟ همانطور که از شکل 2 مشاهده می شود، شبیه "پیش کشیدن" یک سینوسی است. علاوه بر این، هر چه زمان T1 طولانی‌تر باشد، این «برش» کمتر شبیه یک سینوسی است. یک نتیجه عملی مهم از این نتیجه حاصل می شود - با تنظیم پالس فاز، ولتاژ خروجی غیر سینوسی است. این دامنه کاربرد را محدود می کند - کنترل کننده تریستور را نمی توان برای بارهایی که اجازه تغذیه با ولتاژ و جریان غیر سینوسی را نمی دهد استفاده کرد. همچنین در شکل 2 نمودار جریان در بار به رنگ قرمز نشان داده شده است. از آنجایی که بار کاملاً فعال است، شکل موج جریان مطابق با قانون اهم I=U/R از شکل موج ولتاژ پیروی می کند.
مورد بار فعال رایج ترین است. یکی از رایج ترین کاربردهای رگولاتور تریستور، تنظیم ولتاژ در عناصر گرمایشی است. با تنظیم ولتاژ، جریان و توان تلف شده در بار تغییر می کند. بنابراین، گاهی اوقات چنین تنظیم کننده ای نیز نامیده می شود کنترل کننده قدرت تریستور. این درست است، اما هنوز هم نام صحیح تر تنظیم کننده ولتاژ تریستور است، زیرا ولتاژی است که در وهله اول تنظیم می شود و جریان و توان از قبل مقادیر مشتق شده اند.
تنظیم ولتاژ و جریان در یک بار فعال القایی
ما ساده ترین حالت یک بار فعال را در نظر گرفته ایم. بیایید از خود بپرسیم اگر بار علاوه بر مولفه اکتیو یک جزء القایی نیز داشته باشد چه تغییری می کند؟ به عنوان مثال، مقاومت فعال از طریق یک ترانسفورماتور کاهنده متصل می شود (شکل 3). به هر حال، این یک مورد بسیار رایج است.
شکل 3 تنظیم کننده تریستور بر روی بار RL کار می کند
بیایید شکل 2 را از مورد یک بار کاملاً مقاومتی به دقت بررسی کنیم. نشان می دهد که بلافاصله پس از روشن کردن تریستور، جریان در بار تقریباً بلافاصله از صفر به مقدار حدی خود افزایش می یابد، به دلیل مقدار فعلی ولتاژ و مقاومت بار. از دوره مهندسی برق، مشخص است که اندوکتانس از چنین افزایش ناگهانی جریان جلوگیری می کند، بنابراین نمودار ولتاژ و جریان کمی متفاوت خواهد بود:
شکل 4 نمودار ولتاژ و جریان برای بار RL
پس از روشن کردن تریستور، جریان در بار به تدریج افزایش می یابد و به همین دلیل منحنی جریان صاف می شود. هرچه اندوکتانس بزرگتر باشد، منحنی جریان صاف تر است. در عمل چه می دهد؟
- وجود اندوکتانس کافی به شما امکان می دهد شکل فعلی را به شکل سینوسی نزدیک کنید، یعنی اندوکتانس به عنوان یک فیلتر سینوسی عمل می کند. در این حالت، این وجود اندوکتانس به دلیل خواص ترانسفورماتور است، اما غالباً اندوکتانس عمداً به صورت چوک وارد می شود.
- وجود اندوکتانس میزان تداخل توزیع شده توسط رگولاتور تریستور را از طریق سیم ها و به رادیو کاهش می دهد. افزایش شدید و تقریباً آنی (در عرض چند میکروثانیه) جریان باعث ایجاد تداخلی می شود که می تواند در عملکرد عادی سایر تجهیزات اختلال ایجاد کند. و اگر شبکه تامین "ضعیف" باشد، می تواند یک کنجکاوی باشد - تنظیم کننده تریستور می تواند با تداخل خود خود را "بی صدا" کند.
- تریستورها یک پارامتر مهم دارند - مقدار نرخ بحرانی افزایش جریان di / dt. به عنوان مثال، برای ماژول تریستور SKKT162 این مقدار 200 A/µs است. بیش از این مقدار خطرناک است، زیرا می تواند منجر به خرابی تریستور شود. بنابراین وجود اندوکتانس به تریستور اجازه می دهد تا در منطقه باقی بماند کار ایمن، تضمین شده است که از حد di/dt تجاوز نمی کند. اگر این شرط برآورده نشود، می توان یک پدیده جالب را مشاهده کرد - خرابی تریستور، با وجود اینکه جریان تریستور از مقدار اسمی آنها تجاوز نمی کند. به عنوان مثال، همان SKKT162 می تواند در جریان 100 آمپر از کار بیفتد، اگرچه می تواند به طور معمول تا 200 آمپر کار کند. دلیل آن، بیش از حد نرخ چرخش جریان di/dt خواهد بود.
به هر حال، باید توجه داشت که همیشه اندوکتانس در شبکه وجود دارد، حتی اگر بار کاملاً فعال باشد. حضور آن اولاً به دلیل اندوکتانس سیم پیچ های منبع تغذیه است. پست ترانسفورماتورثانیاً توسط اندوکتانس ذاتی سیمها و کابلها و ثالثاً توسط اندوکتانس حلقه تشکیل شده توسط سیمها و کابلهای تغذیه و بار. و اغلب این اندوکتانس برای اطمینان از اینکه di / dt از مقدار بحرانی تجاوز نمی کند کافی است، بنابراین سازندگان معمولاً تنظیم کننده های تریستور را وارد نمی کنند و آنها را به عنوان گزینه ای برای کسانی که نگران "تمیز بودن" شبکه و نگرانی هستند ارائه می دهند. سازگاری الکترومغناطیسی دستگاه های متصل به آن.
بیایید به نمودار ولتاژ در شکل 4 نیز توجه کنیم. همچنین نشان می دهد که پس از عبور از صفر، یک نوسان ولتاژ کوچک با قطبیت معکوس روی بار ظاهر می شود. دلیل وقوع آن تأخیر افت جریان بار توسط اندوکتانس است که به دلیل آن تریستور حتی با نیم موج منفی ولتاژ همچنان باز است. قفل شدن تریستور زمانی اتفاق می افتد که جریان با مقداری تاخیر نسبت به لحظه عبور از صفر به صفر می رسد.
مورد بار القایی
اگر جزء القایی بسیار بزرگتر از جزء فعال باشد چه اتفاقی می افتد؟ سپس می توانیم در مورد بار القایی صرف صحبت کنیم. به عنوان مثال، چنین موردی را می توان با قطع بار از خروجی ترانسفورماتور از مثال قبلی بدست آورد:
شکل 5 تنظیم کننده تریستور با بار القایی
ترانسفورماتور بدون بار یک بار القایی تقریبا ایده آل است. در این حالت، به دلیل اندوکتانس بزرگ، ممان خاموش شدن تریستورها به وسط نیم چرخه نزدیک‌تر می‌شود و شکل منحنی جریان تا حد امکان به شکل تقریباً سینوسی صاف می‌شود:
شکل 6 نمودارهای جریان و ولتاژ برای مورد بار القایی
در این حالت، ولتاژ بار تقریباً برابر با ولتاژ کامل شبکه است، اگرچه زمان تأخیر باز کردن قفل فقط نیم سیکل (90 درجه سانتیگراد) است، یعنی با یک اندوکتانس بزرگ، می‌توان در مورد تغییر صحبت کرد. مشخصه کنترل با یک بار فعال، حداکثر ولتاژ خروجی در یک زاویه تاخیر باز کردن قفل 0 el. درجه خواهد بود، یعنی در لحظه عبور از صفر. با یک بار القایی، حداکثر ولتاژ را می توان در یک زاویه تاخیر باز کردن قفل 90 درجه سانتیگراد به دست آورد، یعنی زمانی که تریستور در لحظه حداکثر ولتاژ اصلی باز می شود. بر این اساس، در مورد یک بار فعال-القایی، حداکثر ولتاژ خروجی مربوط به زاویه تاخیر باز کردن قفل در محدوده متوسط 0..90 el. درجه است.
ترانسفورماتورها مانند موتورهای الکتریکی دارای هسته فولادی هستند. در آن، نیمه موج های بالا و پایین ولتاژ لزوما باید متقارن باشند. این همان چیزی است که رگولاتورها برای آن استفاده می شوند. خود تریستورها درگیر تغییر فاز هستند. آنها را می توان نه تنها در ترانسفورماتورها، بلکه در لامپ های رشته ای و همچنین در بخاری ها استفاده کرد.
اگر ولتاژ فعال را در نظر بگیریم، به مدارهایی نیاز داریم که بتوانند بار زیادی را برای انجام فرآیند القایی تحمل کنند. برخی از افراد در مدارها از تریاک استفاده می کنند اما برای ترانسفورماتورهای با توان بیش از 300 ولت مناسب نیستند، در این حالت مشکل از گسترش قطب مثبت و منفی است. امروزه پل های یکسو کننده می توانند با بار مقاومتی بالا کنار بیایند. به لطف آنها، پالس کنترل در نهایت به جریان نگهدارنده می رسد.
یک مدار تنظیم کننده ساده شامل یک تریستور از نوع مسدود کننده به طور مستقیم و یک کنترل کننده برای کنترل ولتاژ حد است. ترانزیستورها برای تثبیت جریان در ابتدای مدار استفاده می شوند. خازن قبل از کنترلر مورد نیاز است. برخی از آنالوگ های ترکیبی استفاده می کنند، اما این یک موضوع بحث برانگیز است. در این حالت ظرفیت خازن ها بر اساس توان ترانسفورماتور تخمین زده می شود. اگر در مورد قطبیت منفی صحبت کنیم، سلف ها فقط با سیم پیچ اولیه نصب می شوند. اتصال به میکروکنترلر در مدار می تواند از طریق تقویت کننده باشد.
تنظیم کننده ولتاژ تریستور را خودتان انجام دهید، می توان با رعایت طرح های استاندارد ساخت. اگر تغییرات ولتاژ بالا را در نظر بگیریم، بهتر است از مقاومت های نوع مهر و موم شده استفاده کنیم. آنها قادر به مقاومت در برابر مقاومت محدود در سطح 6 اهم هستند. به عنوان یک قاعده، آنالوگ های خلاء در عملکرد پایدارتر هستند، اما پارامترهای فعال آنها دست کم گرفته می شود. مقاومت های عمومی در این مورد بهتر است اصلاً در نظر گرفته نشوند. به طور متوسط، آنها مقاومت اسمی را فقط در سطح 2 اهم تحمل می کنند. در این راستا، رگولاتور با تبدیل فعلی مشکلات جدی خواهد داشت.
برای اتلاف توان بالا از خازن های کلاس PP201 استفاده می شود. آنها با دقت خوب متمایز می شوند، سیم با مقاومت بالا برای آنها ایده آل است. در نهایت یک میکروکنترلر با مدار انتخاب می شود. عناصر کم فرکانس در این مورد در نظر گرفته نمی شوند. مدولاتورهای تک کانال فقط باید همراه با تقویت کننده ها استفاده شوند. آنها در مقاومت اول و همچنین در مقاومت دوم نصب می شوند.
تنظیم کننده های ولتاژ DC تریستور برای مدارهای ضربه ای مناسب هستند. خازن ها در آنها، به عنوان یک قاعده، فقط از نوع الکترولیتی استفاده می شوند. با این حال، آنها را می توان به طور کامل با همتایان حالت جامد جایگزین کرد. ظرفیت حمل جریان خوب توسط پل یکسو کننده تامین می شود. برای دقت بالای رگلاتور از مقاومت های نوع ترکیبی استفاده می شود. آنها قادر به حفظ حداکثر مقاومت در حدود 12 اهم هستند. فقط آندهای آلومینیومی می توانند در مدار وجود داشته باشند. رسانایی آنها بسیار خوب است، خازن خیلی سریع گرم نمی شود.
استفاده از عناصر خلاء در دستگاه ها به طور کلی توجیه پذیر نیست. در این شرایط، رگولاتورهای ولتاژ DC تریستور کاهش قابل توجهی در فرکانس را تجربه خواهند کرد. برای پیکربندی پارامترهای دستگاه، از ریز مدارهای کلاس CP1145 استفاده می شود. به عنوان یک قاعده، آنها برای چند کانال طراحی شده اند و حداقل چهار پورت دارند. در مجموع شش اسلات وجود دارد. میزان خرابی در چنین مداری را می توان با استفاده از فیوزها کاهش داد. آنها فقط باید از طریق یک مقاومت به منبع تغذیه متصل شوند.
رگولاتور ولتاژ AC تریستور دارای توان خروجی متوسط 320 ولت است. این به دلیل جریان سریع فرآیند اندوکتانس به دست می آید. پل های یکسو کننده در مدار استاندارد به ندرت استفاده می شود. تریستورها برای تنظیم کننده ها معمولاً چهار الکترودی گرفته می شوند. آنها فقط سه خروجی دارند. به دلیل ویژگی های دینامیکی بالا، مقاومت محدود کننده در سطح 13 اهم را تحمل می کنند.
حداکثر ولتاژ خروجی 200 ولت است. به دلیل انتقال حرارت بالا، تقویت کننده مطلقاً در مدار مورد نیاز نیست. تریستور توسط یک میکروکنترلر کنترل می شود که به برد متصل است. ترانزیستورهای قفل شونده در جلوی خازن ها نصب می شوند. همچنین رسانایی بالایی توسط مدار آند ارائه می شود. سیگنال الکتریکی در این حالت به سرعت از میکروکنترلر به پل یکسو کننده منتقل می شود. مشکلات مربوط به قطب منفی با افزایش فرکانس محدود کننده به 55 هرتز حل می شود. سیگنال نوری توسط الکترودهای خروجی کنترل می شود.
تنظیم کننده ولتاژ تریستور برای شارژ باتری (نمودار زیر نشان داده شده است) با فشردگی آن متمایز می شود. قادر است حداکثر مقاومت در مدار را در سطح 3 اهم تحمل کند. در این مورد، بار فعلی می تواند تنها 4 A باشد. همه اینها ویژگی های ضعیف چنین تنظیم کننده ها را نشان می دهد. خازن ها در سیستم اغلب به صورت ترکیبی استفاده می شوند.
ظرفیت آنها در بسیاری از موارد از 60 pF تجاوز نمی کند. با این حال، در این شرایط خیلی به سریال آنها بستگی دارد. ترانزیستورها در رگولاتورها از ترانزیستورهای کم مصرف استفاده می کنند. این امر ضروری است تا شاخص پراکندگی آنقدر زیاد نباشد. ترانزیستورهای بالستیک در این مورد مناسب نیستند. این به این دلیل است که آنها فقط می توانند جریان را در یک جهت عبور دهند. در نتیجه ولتاژ ورودی و خروجی بسیار متفاوت خواهد بود.
تنظیم کننده ولتاژ تریستور برای ترانسفورماتور اولیه از مقاومت هایی از نوع امیتر استفاده می کند. به همین دلیل، نشانگر هدایت بسیار خوب است. به طور کلی، چنین تنظیم کننده هایی با ثبات خود متمایز می شوند. رایج ترین تثبیت کننده ها روی آنها نصب می شود. برای کنترل قدرت از میکروکنترلرهای کلاس IR22 استفاده می شود. ضریب تقویت فعلی در این حالت بالا خواهد بود. ترانزیستورهایی با همان قطبیت برای تنظیم کننده های نوع مشخص شده مناسب نیستند. همچنین، کارشناسان توصیه می کنند از دروازه های عایق برای اتصال عناصر اجتناب کنید. در این مورد ویژگی های پویاتنظیم کننده به طور قابل توجهی کاهش می یابد. این به این دلیل است که خروجی از میکروکنترلر مقاومت منفی را افزایش می دهد.
رگولاتور ولتاژ تریستور KU 202 مجهز به میکروکنترلر دو کاناله است. کلا سه کانکتور داره پل های دیودی در مدار استاندارد به ندرت استفاده می شود. در برخی موارد، می توانید دیودهای زنر مختلفی را پیدا کنید. آنها صرفاً برای افزایش حداکثر توان خروجی استفاده می شوند. آنها همچنین قادر به تثبیت فرکانس کاری در رگولاتورها هستند. خازن ها در چنین دستگاه هایی برای استفاده از نوع ترکیبی مناسب تر هستند. در نتیجه می توان ضریب اتلاف را به میزان قابل توجهی کاهش داد. شما نیز باید در نظر بگیرید توان عملیاتیتریستورها مقاومت های دوقطبی برای مدار آند خروجی مناسب ترین هستند.
تنظیم کننده ولتاژ تریستور KU 202N قادر است سیگنال را به سرعت انتقال دهد. بنابراین، حد فعلی را می توان با سرعت بالا کنترل کرد. انتقال حرارت در این حالت کم خواهد بود. دستگاه باید حداکثر بار را در حدود 5 A نگه دارد. همه اینها به شما امکان می دهد به راحتی با تداخل دامنه های مختلف کنار بیایید. همچنین مقاومت اسمی در ورودی مدار را فراموش نکنید. با استفاده از این تریستورها در رگلاتورها، فرآیند القایی با مکانیزم های قفل خاموش انجام می شود.
رگولاتور ولتاژ تریستور KU 201l شامل ترانزیستورهای دوقطبیو همچنین یک میکروکنترلر چند کاناله. خازن ها در سیستم فقط از نوع ترکیبی استفاده می شوند. نیمه هادی های الکترولیتی در رگولاتورها بسیار نادر هستند. در نهایت، این به شدت بر رسانایی کاتد تأثیر می گذارد.
مقاومت های حالت جامد فقط برای تثبیت جریان در ابتدای مدار مورد نیاز است. مقاومت های دارای دی الکتریک را می توان به صورت جفت با پل های یکسو کننده استفاده کرد. به طور کلی، این تریستورها می توانند از دقت بالایی برخوردار باشند. با این حال، آنها کاملا حساس هستند و دمای عملیاتی را پایین نگه می دارند. به همین دلیل، میزان شکست می تواند کشنده باشد.
خازن ها توسط یک تنظیم کننده ولتاژ تریستور از نوع تنظیم کننده ارائه می شوند. ظرفیت اسمی آنها در سطح 5 pF است. به نوبه خود، آنها مقاومت نهایی دقیقا 30 اهم را تحمل می کنند. رسانایی جریان بالا به دلیل ساخت جالب ترانزیستورها ارائه می شود. آنها در دو طرف منبع تغذیه قرار دارند. توجه به این نکته ضروری است که جریان از مقاومت ها در تمام جهات عبور می کند. میکروکنترلر سری PPR233 به عنوان مکانیزم بسته شدن ارائه شده است. تنظیم دوره ای سیستم را می توان با آن انجام داد.
این رگولاتورهای ولتاژ تریستور برای اتصال به ترانسفورماتورهای فشار قوی استفاده می شود. طرح های آنها شامل استفاده از خازن هایی با ظرفیت محدود کننده 50 pF است. همتایان بین خطی نمی توانند از چنین شاخص هایی به رخ بکشند. پل های یکسو کننده نقش مهمی در سیستم دارند.
از ترانزیستورهای دوقطبی نیز می توان برای تثبیت ولتاژ استفاده کرد. میکروکنترلرها در دستگاه ها باید مقاومت محدود کننده در سطح 30 اهم را تحمل کنند. فرآیند القایی واقعی بسیار سریع پیش می رود. استفاده از تقویت کننده ها در تنظیم کننده ها مجاز است. از بسیاری جهات، این به افزایش آستانه هدایت کمک می کند. حساسیت چنین رگولاتورهایی جای تامل دارد. دمای محدود تریستورها به 40 درجه می رسد. به همین دلیل، آنها به فن هایی برای خنک کردن سیستم نیاز دارند.
با ترانسفورماتورهایی که توان آنها بیش از 400 ولت است، این تنظیم کننده های ولتاژ تریستور کار می کنند. چیدمان عناصر اصلی ممکن است متفاوت باشد. در این حالت فرکانس محدود کننده باید در سطح 60 هرتز باشد. همه اینها در نهایت بار زیادی را بر ترانزیستورها وارد می کند. در اینجا آنها بسته استفاده می شوند.
به همین دلیل، عملکرد چنین دستگاه هایی به طور قابل توجهی بهبود یافته است. در خروجی، ولتاژ کار به طور متوسط در سطح 250 ولت است. در این مورد استفاده از خازن های سرامیکی توصیه نمی شود. همچنین، یک سوال بزرگ برای کارشناسان استفاده از مکانیسم های تنظیم برای تنظیم سطح فعلی است.
تنظیم کننده برق Triac
رگولاتور برق تریاک برای تنظیم قدرت وسایل گرمایشی و روشنایی که توان آنها از 1000 وات تجاوز نمی کند طراحی شده است.
مشخصات فنی:
ولتاژ کاری؛ 160-300 ولت
محدوده تنظیم قدرت 10-90٪
جریان بار: حداکثر 5 آمپر
این دستگاه از یک تریاک و یک زنجیر تایم تشکیل شده است. اصل تنظیم توان تغییر مدت زمان حالت باز تریاک است (شکل 1). هرچه ترایاک بیشتر باز باشد، قدرت بزرگبه بار داده شده است. و از آنجایی که تریاک در لحظه ای که جریان عبوری از تریاک صفر است خاموش می شود، پس مدت باز شدن تریاک را در نیمی از دوره تنظیم می کنیم.
در ابتدای نیم چرخه مثبت، تریاک بسته می شود. با افزایش ولتاژ شبکه، خازن C1 از طریق تقسیم کننده R1، R2 شارژ می شود. شارژ خازن تا زمانی ادامه می یابد که ولتاژ دو طرف آن به آستانه "خرابی" دینیستور (حدود 32 ولت) برسد. دینیستور مدار Dl, Cl, D3 را می بندد و Triac U1 را باز می کند. تریاک تا پایان نیم سیکل باز می ماند. زمان شارژ خازن توسط پارامترهای زنجیره ای R1، R2، C1 تنظیم می شود. با مقاومت R2، زمان شارژ خازن و بر این اساس، لحظه باز شدن دینیستور و تریاک را تنظیم می کنیم. آن ها این مقاومت قدرت را کنترل می کند. تحت عمل یک نیمه موج منفی، اصل عملکرد مشابه است. چراغ LED حالت عملکرد کنترل کننده برق را نشان می دهد.
هنگام استفاده از بار با توان بیش از 300 وات، تریاک باید روی رادیاتور با سطح حداقل 20 سانتی متر مربع نصب شود.
یک دسته ساخته شده از مواد عایق باید روی مقاومت متغیر نصب شود.
هنگامی که مدار فقط با دو عنصر (که در نمودار با رنگ قرمز مشخص شده اند) تکمیل شود، کنترل بار القایی امکان پذیر می شود. آن ها می توانید یک ترانسفورماتور را به خروجی کنترلر قدرت تریاک وصل کنید.
توجه! دستگاه به صورت گالوانیکی از برق جدا نیست! دست زدن به عناصر مدار شامل ممنوع!
فیلم آموزشی با موضوع "کنترل کننده برق تریاک" را تماشا کنید
در این مقاله نحوه عملکرد کنترلر قدرت تریستور توضیح داده شده است که مدار آن در زیر ارائه خواهد شد.
در زندگی روزمره، اغلب لازم است که قدرت لوازم خانگی مانند اجاق های برقی، آهن لحیم کاری، دیگ ها و عناصر گرمایشی، در حمل و نقل - دور موتور و غیره تنظیم شود. ساده ترین طراحی رادیویی آماتور به کمک می آید - تنظیم کننده قدرت روی تریستور. مونتاژ چنین دستگاهی دشوار نیست، می تواند اولین باشد دستگاه خانگی، که عملکرد تنظیم دمای نوک آهن لحیم کاری رادیو آماتور مبتدی را انجام می دهد. شایان ذکر است که ایستگاه های لحیم کاری آماده با کنترل دما و سایر ویژگی های خوب بسیار گران تر از یک لحیم کاری ساده هستند. حداقل مجموعه قطعات به شما امکان می دهد یک کنترل کننده قدرت تریستور ساده برای نصب روی سطح مونتاژ کنید.
برای اطلاع شما، نصب روی سطح روشی برای مونتاژ قطعات رادیویی الکترونیکی بدون استفاده از آن است تخته مدار چاپی، و با مهارت خوب به شما امکان می دهد تا به سرعت دستگاه های الکترونیکی با پیچیدگی متوسط را جمع آوری کنید.
شما همچنین می توانید یک رگولاتور تریستور سفارش دهید و برای کسانی که می خواهند به تنهایی آن را بفهمند، نموداری در زیر ارائه می شود و اصل عملکرد توضیح داده می شود.
به هر حال، این یک تنظیم کننده قدرت تریستور تک فاز است. از چنین وسیله ای می توان برای کنترل توان یا تعداد دورها استفاده کرد. با این حال، ابتدا باید درک کنید زیرا این به ما امکان می دهد بفهمیم چه باری بهتر است از چنین تنظیم کننده استفاده کنیم.
تریستور یک وسیله نیمه هادی کنترل شده است که قادر است جریان را در یک جهت هدایت کند. کلمه "کنترل شده" به دلیلی استفاده می شود، زیرا با کمک آن، بر خلاف دیود که جریان را تنها به یک قطب می رساند، می توانید لحظه ای را انتخاب کنید که تریستور شروع به هدایت جریان می کند. تریستور دارای سه خروجی است:
برای اینکه جریان از طریق تریستور شروع به عبور کند، باید شرایط زیر رعایت شود: قطعه باید در یک مدار برق دار باشد، یک پالس کوتاه مدت باید به الکترود کنترل اعمال شود. برخلاف ترانزیستور، کنترل تریستور نیازی به نگه داشتن سیگنال کنترلی ندارد. تفاوت های ظریف به اینجا ختم نمی شود: تریستور را می توان تنها با قطع جریان در مدار یا با تشکیل ولتاژ معکوس آند-کاتد بسته کرد. این بدان معناست که استفاده از تریستور در مدارهای DC بسیار خاص و اغلب غیر منطقی است، اما برای مثال در مدارهای AC در چنین دستگاهی مانند تنظیم کننده برق تریستور، مدار به گونه ای طراحی شده است که شرط بسته شدن است. ارائه شده است. هر یک از امواج نیمه، تریستور مربوطه را می بندد.
شما، به احتمال زیاد، همه چیز را درک نمی کنید؟ ناامید نشوید - روند دستگاه تمام شده در زیر به تفصیل شرح داده خواهد شد.
استفاده از رگولاتور برق تریستور در چه مدارهایی موثر است؟ مدار به شما امکان می دهد قدرت دستگاه های گرمایشی را کاملاً تنظیم کنید ، یعنی بر بار فعال تأثیر بگذارید. هنگام کار با یک بار بسیار القایی، تریستورها ممکن است به سادگی بسته نشوند، که می تواند منجر به خرابی تنظیم کننده شود.
من فکر می‌کنم بسیاری از خوانندگان مته‌ها، آسیاب‌های زاویه‌ای، که عموماً به آنها «سنگ‌زن» می‌گویند، و سایر ابزارهای برقی را دیده‌اند یا از آن استفاده کرده‌اند. شاید متوجه شده باشید که تعداد دورها به عمق فشار دادن دکمه ماشه دستگاه بستگی دارد. در این عنصر است که چنین تنظیم کننده قدرت تریستور ساخته شده است (نمودار آن در زیر نشان داده شده است) که با کمک آن تعداد دورها تغییر می کند.
توجه داشته باشید! کنترلر تریستور نمی تواند سرعت موتورهای آسنکرون را تغییر دهد. بنابراین، ولتاژ در موتورهای کلکتور مجهز به مجموعه برس تنظیم می شود.
یک نمودار معمولی برای مونتاژ یک تنظیم کننده قدرت تریستور با دستان خود در شکل زیر نشان داده شده است.
ولتاژ خروجی این مدار از 15 تا 215 ولت می باشد که در صورت استفاده از این تریستورهای نصب شده بر روی هیت سینک ها توان حدود 1 کیلو وات می باشد. به هر حال، یک سوئیچ با یک سوئیچ دیمر طبق یک طرح مشابه ساخته شده است.
اگر نیازی به تنظیم ولتاژ کامل ندارید و کافی است 110 تا 220 ولت در خروجی بگیرید، از این نمودار استفاده کنید که یک رگولاتور برق تریستور نیم موج را نشان می دهد.
اطلاعات زیر برای اکثر مدارها معتبر است. نامگذاری حروف مطابق با اولین مدار تنظیم کننده تریستور گرفته می شود
تنظیم کننده قدرت تریستور که اصل عملکرد آن بر اساس کنترل فاز مقدار ولتاژ است، قدرت را نیز تغییر می دهد. این اصل در این واقعیت نهفته است که در شرایط عادی، بار تحت تأثیر ولتاژ متناوب شبکه خانگی قرار می گیرد که طبق قانون سینوسی تغییر می کند. در بالا، هنگام تشریح اصل عملکرد تریستور، گفته شد که هر تریستور در یک جهت کار می کند، یعنی نیمه موج خود را از یک سینوسی کنترل می کند. چه مفهومی داره؟
اگر با کمک تریستور بار به طور دوره ای در یک لحظه کاملاً مشخص وصل شود، مقدار ولتاژ مؤثر کمتر خواهد بود، زیرا بخشی از ولتاژ (مقدار مؤثری که روی بار می افتد) کمتر خواهد بود. از ولتاژ شبکه این پدیده در نمودار نشان داده شده است.
ناحیه سایه دار ناحیه استرسی است که معلوم شد تحت بار است. حرف "a" در محور افقی لحظه باز شدن تریستور را نشان می دهد. هنگامی که نیم موج مثبت به پایان می رسد و دوره با نیم موج منفی شروع می شود، یکی از تریستورها بسته می شود و در همان لحظه تریستور دوم باز می شود.
طرح یک
پیشاپیش شرط کنیم که به جای واژه های «مثبت» و «منفی» از «اول» و «دوم» (نیم موج) استفاده شود.
بنابراین، هنگامی که اولین نیمه موج شروع به عمل در مدار ما می کند، ظرفیت های C1 و C2 شروع به شارژ شدن می کنند. نرخ شارژ آنها توسط پتانسیومتر R5 محدود شده است. این عنصر متغیر است و با کمک آن ولتاژ خروجی تنظیم می شود. هنگامی که ولتاژ لازم برای باز کردن دینیستور VS3 روی خازن C1 ظاهر می شود، دینیستور باز می شود، جریانی از آن عبور می کند که با کمک آن تریستور VS1 باز می شود. لحظه شکست دینیستور نقطه "a" در نمودار ارائه شده در بخش قبلی مقاله است. هنگامی که مقدار ولتاژ از صفر عبور می کند و مدار زیر نیم موج دوم قرار می گیرد، تریستور VS1 بسته می شود و این روند دوباره تکرار می شود، فقط برای دینیستور دوم، تریستور و خازن. مقاومت های R3 و R3 برای کنترل، و R1 و R2 - برای تثبیت حرارتی مدار استفاده می شود.
اصل عملکرد مدار دوم مشابه است، اما تنها یکی از امواج نیمه ولتاژ متناوب را کنترل می کند. اکنون، با دانستن اصل کار و مدار، می توانید یک تنظیم کننده قدرت تریستور را با دستان خود مونتاژ یا تعمیر کنید.
نمی توان گفت که این مدار ایزولاسیون گالوانیکی از شبکه ایجاد نمی کند، بنابراین خطر آسیب وجود دارد. شوک الکتریکی. این بدان معنی است که شما نباید عناصر تنظیم کننده را با دستان خود لمس کنید. باید از محفظه عایق استفاده شود. شما باید طراحی دستگاه خود را طوری طراحی کنید که در صورت امکان، بتوانید آن را در یک دستگاه قابل تنظیم پنهان کنید، جایی آزاد در قاب پیدا کنید. اگر دستگاه قابل تنظیم ثابت است، به طور کلی منطقی است که آن را از طریق یک سوئیچ با یک دیمر نور متصل کنید. چنین راه حلی تا حدی در برابر شوک الکتریکی محافظت می کند، نیاز به پیدا کردن یک مورد مناسب را از بین می برد، جذاب است ظاهرو به صورت صنعتی تولید می شود.
