Комбинированный регулятор мощности

Регулятор мощности схема

На рисунке представлена схема симисторного регулятора мощности, которую можно менять за счет изменения общего количества сетевых полупериодов, пропускаемых симистором за определенный интервал времени. На элементах микросхемы DD1.1.DD1.3 сделан генератор прямоугольных импульсов, период колебания которого около 15-25 сетевых полупериодов.

Скважность импульсов регулируется резистором R3. Транзистор VT1 совместно с диодами VD5-VD8 предназначен для привязки момента включения симистора во время перехода сетевого напряжения через нуль. В основном этот транзистор открыт, соответственно, на вход DD1.4 поступает «1» и транзистор VT2 с симистором VS1 закрыты. В момент перехода через нуль транзистор VT1 закрывается и почти сразу открывается. При этом, если на выходе DD1.3 была 1, то состояние элементов DD1.1.DD1.6 не изменится, а если на выходе DD1.3 был «ноль», то элементы DD1.4.DD1.6 сгенерируют короткий импульс, который усилится транзистором VT2 и откроет симистор.

До тех пор пока на выходе генератора будет логический ноль, процесс будет идти цикличиски после каждого перехода сетевого напряжения через точку нуля.

Основа схемы зарубежный симистор mac97a8, который позваляет коммутировать большие мощности подключенные нагрузки, а для ее регулировки использовал старый советский переменный резистор, а в качестве индикации использовал обычный светодиод.

В симисторном регуляторе мощности применен принцип фазового управления. Работа схемы регулятора мощности основана на изменении момента включения симистора относительно перехода сетевого напряжения через ноль. В первоначальный момент положительного полупериода симистор находится в закрытом состояние. С возрастанием сетевого напряжения, конденсатор С1 заряжается через делитель.

Возрастающее напряжения на конденсаторе сдвигается по фазе от сетевого на величину, зависящую от суммарного сопротивления обоих резисторов и емкости конденсатора. Заряд конденсатора происходит до тех пор, пока напряжение на нем не дойдет до уровня «пробоя» динистора, приблизительно 32 В.

В момент открытия динистора, откроется и симистор, через подключенную к выходу нагрузку потечет ток, зависящий от суммарного сопротивлением открытого симистора и нагрузки. Симистор будет открыт до конца полупериода. Резистором VR1 задаем напряжение открывания динистора и симистора, тем самым регулируя мощность. В момент действия отрицательного полупериода алгоритм работы схемы аналогичен.

Вариант схемы с небольшими доработками на 3,5 кВт

Схема регулятора несложная, мощность нагрузки на выходе устройства составляет 3,5 кВт. С помощью этой радиолюбительской самоделки вы можите регулировать освещение, нагревательные тэны и многое другое. Единственный существенный недостаток данной схемы, это то что подсоединить к ней индукционную нагрузку нельзя ни в коем случае, т.к симистор сгорит!

Используемые в конструкции радиокомпоненты: Симистор Т1 — BTB16-600BW или аналогичный (КУ 208 ил ВТА, ВТ). Динистор Т — типа DB3 или DB4. Конденсатор 0,1мкФ керамический.

Сопротивление R2 510Ом ограничивает максимальные вольты на конденсаторе 0,1 мкФ, если поставить движок регулятора в положение 0 Ом, то сопротивление цепи составит порядка 510 Ом. Заряжается емкость, через резисторы R2 510Ом и переменное сопротивление R1 420кОм, после того, как U на конденсаторе достигнет уровня открывания динистора DB3, последний сформирует импульс, отпирающий симистор, после чего, при дальнейшем проходе синусоиды, симистор запирается. Частота открывания-закрывания Т1 зависит от уровня U на конденсаторе 0.1мкФ, которое,зависит от сопротивления переменного резистора. Т.е, прерывая ток (с большой частотой) схема, тем самым регулирует мощность на выходе.

При каждой положительной полуволне входного переменного напряжения емкость С1 заряжается через цепочку резисторов R3, R4, когда напряжение на конденсаторе С1 станет равным напряжению открытия динистора VD7 произойдет его пробой и разрядка емкости через диодный мост VD1-VD4 , а также сопротивление R1 и управляющий электрод VS1 . Для открытия симистора используется электрическая цепочка из диодов VD5, VD6 конденсатора С2 и сопротивления R5.

Требуется подобрать номинал резистора R2 так, чтобы при обоих полуволнах сетевого напряжения, симистор регулятора надежно срабатывал, а также требуется подобрать номиналы сопротивлений R3 и R4 так, чтобы при вращении ручки переменного сопротивления R4 напряжение на нагрузке плавно изменялось от минимальных до максимальных значений. Вместо симистора ТС 2-80 можно использовать ТС2-50 или ТС2-25, хотя будет небольшой проигрыш по допустимой мощности в нагрузке.

В качестве симистора был использован КУ208Г, ТС106-10-4, ТС 112-10-4 и их аналоги. В тот момент времени когда симистор закрыт, осуществляется заряд конденсатора С1 через подключенную нагрузку и резисторы R1 и R2. Скорость заряда изменяется резистором R2, резистор R1 предназначен для ограничения максимальной величины тока заряда

При достижении на обкладках конденсатора порогового значения напряжения происходит открытие ключа, конденсатор С1 быстро разряжается на управляющий электрод и перключает симистор из закрытого состояния в открытое, в открытом состоянии симистор шунтирует цепь R1, R2, С1. В момент перехода сетевого напряжения через ноль происходит закрытие симистора, затем снова заряд конденсатора C1, но уже отрицательным напряжением.

Конденсатор С1 от 0,1. 1,0 мкФ. Резистор R2 1,0. 0,1 МОм. Симистор включается положительным импульсом тока на управляющий электрод при положительном напряжении на выводе условном аноде и отрицательным импульсом тока на управляющий электрод при отрицательном напряжении условного катода. Таким образом, ключевой элемент для регулятоpa должен быть двунаправленным. Можно в качестве ключа использовать двунаправленный динистор.

Диоды Д5-Д6 используются для защиты тиристора от возможного пробоя обратным напряжением. Транзистор работает в режиме лавинного пробоя. Его напряжение пробоя около 18-25 вольт. Если вы не найдете П416Б, то можно попытаться найти ему замену в справочнике по транзисторам.

Импульсный трансформатор наматывается на ферритовом кольце диаметром 15 мм, марки Н2000.Тиристор можно заменить на КУ201

Схема этого регулятора мощности похожа на вышеописанные схемы, только введена помехоподавляющая цепь С2, R3, а ыыключатель SW дает возможность разрывать цепь зарядки управляющего конденсатора, что приводит к моментальному запиранию симистора и отключению нагрузки.

С1, С2 — 0,1 МКФ, R1-4k7, R2-2 мОм, R3-220 Ом, VR1-500 кОм, DB3 — динистор, BTA26-600B — симистор, 1N4148/16 В — диод, светодиод любой.

Регулятор используется для регулировки мощности нагрузки в цепях до 2000 Вт, ламп накаливания, нагревательных приборов, паяльника, асинхронных двигателей, зарядного устройство для авто, и если заменить симистор на более мощный можно применить в цепи регупировки тока в сварочных трансформаторах.

Принцип работы этой схемы регулятора мощности заключается в том, что на нагрузку поступает полупериод сетевого напряжения через выбранное число пропущенных полупериодов.

Диодный мост выпрямляет переменное напряжение. Резистор R1 и стабилитрон VD2, вместе с конденсатором фильтра образуют источник питания 10 В для питания микросхемы К561ИЕ8 и транзистора КТ315. Выпрямленные положительные полупериоды напряжения проходя через конденсатор С1 стабилизируются стабилитроном VD3 на уровне 10 В. Таким образом, на счетный вход С счетчика К561ИЕ8 следуют импульсы с частотой 100 Гц. Если переключатель SA1 подсоединен к выходу 2, то на базе транзистора будет постоянно присутствовать уровень логической единицы. Т.к импульс обнуления микросхемы очень короткий и счетчик успевает перезапуститься от того же импульса.

На выводе 3 установится уровень логической единицы. Тиристор будет открыт. На нагрузке будет выделяться вся мощность. Во всех последующих положениях SA1 на выводе 3 счетчика будет проходить один импульс через 2-9 импульсов.

Микросхема К561ИЕ8 это десятичный счетчик с позиционным дешифратором на выходе, поэтому уровень логической единицы будет периодически на всех выходах. Однако, если переключатель установлен на 5 выходе (выв.1), то счет будет происходить только до 5. При прохождении импульсом выхода 5 микросхема обнулится. Начнется счет с ноля, а на выводе 3 появится уровень логической единицы на время одного полупериода. На это время открывается транзистор и тиристор, один полупериод проходит в нагрузку. Для того чтобы было понятней привожу векторные диаграммы работы схемы.

Если требуется уменьшить мощность нагрузки, можно добавить еще одну микросхему счетчика, соединив вывод 12 предыдущей микросхемы с выводом 14 последующей. Установив еще один переключатель, можно будет регулировать мощность до 99 пропущенных импульсов. Т.е. можно получить примерно сотую часть общей мощности.

Микросхема КР1182ПМ1 имеет в своем внутреннем составе два тиристора и узел управления ими. Максимальное входное напряжение микросхемы КР1182ПМ1 около 270 Вольт, а максимум в нагрузке может достигать 150 Ватт без использования внешнего симистора и до 2000 Вт с использованием, а также с учетом того, что симистор будет установлен на радиаторе.

Для снижения уровня внешних помех используется конденсатор С1 и дроссель L1, а емкость С4 требуется для плавного включения нагрузки. Регулировка осуществляется с помощью сопротивления R3.

Подборка довольно простых схем регуляторов для паяльника упростит жизнь радиолюбителю

Комбинированность заключается в совмещении удобства применения цифрового регулятора и гибкости регулировки простого.

Рассмотренная схема регулятора мощности работает по принципу изменения числа периодов входного переменного напряжения, идущих на нагрузку. Это значит, что устройство нельзя использовать для настройки яркости ламп накаливания из-за заметного для глаза мигания. Схема дает возможность регулировать мощность в пределах восьми предустановленных значений.

Существует огромной количество классических тиристорных и симисторных схем регуляторов, но этот регулятор выполнен на современной элементной базе и кроме того являлся фазовым, т.е. пропускает не всю полуволну сетевого напряжения, а только некоторую её часть, тем самым и осуществляется ограничение мощности, т.к открытие симистора происходит только при нужном фазовом угле.

Читайте также  Электрошоковое средство защиты

Комбинированный регулятор мощности

Предлагаю интересный регулятор мощности, предназначенный для управления лампами накаливания. В отличие от множества других подобных устройств, это устройство имеет тройное управление нагрузкой (сенсорное и кнопочное плавное регулирование мощности, включение на ранее установленную мощность). Регулятор также содержит звуковое реле, которое, реагируя на громкий резкий звук, позволяет дистанционно погасить работающие лампы.

А теперь стоит обо всем рассказать подробней. Основу регулятора составляет микросхема К145АП2. Она представляет собой формирователь импульсов управления симистором и выполнена по р-МОП-технологии. ИМС питается напряжением отрицательной полярности -13,5. -16,5 В и потребляет ток 0,5. 2 мА.

При включении устройства (рис.1) в сеть, лампа EL1 остается в выключенном состоянии. Если кратковременно коснуться сенсора Е1 (на время порядка 0.3. 1 с), лампа вспыхнет полным накалом. Если прикосновение к сенсору будет более продолжительным, лампа начнет плавно погасать. Полностью погасить лампу можно повторным кратковременным касанием сенсора. При последующем кратковременном воздействии на сенсор лампа включится на ту мощность, которая была до ее выключения.


Рис.1. Принципиальная схема регулятора мощности

Кроме сенсора, для управления можно воспользоваться кнопкой SB1. При ее нажатии все процессы протекают аналогично. Преимущество кнопочного управления перед сенсорным заключается в том, что не требуется соблюдать фазировку при подключении регулятора к сети. Если же применить кнопку с фиксацией положения, то при ее замыкании лампа будет непрерывно изменять свою яркость, что может оказаться полезным, например, для управления елочной гирляндой.

Кроме того, регулятор мощности оснащен звуковым реле, которое позволяет дистанционно выключить подключенные к нему лампы накаливания. С помощью звукового реле можно и включить лампы, но только если время после их отключения не превысит 5. 10 с. Такая блокировка на включение предусмотрена для того, чтобы не произошло случайного включения ламп в отсутствие хозяев. Звуковое реле реагирует только на резкие громкие звуки, например, хлопок ладонями, и не чувствительно к шагам, раскатам грома при грозе, громко работающему телевизору.

Микросхема К145АП2 имеет два входа — IN1, IN2 (выводы 3, 4), которые по отношению друг к другу являются инверсными. Вход IN1 управляется высоким логическим уровнем, вход IN2 — низким. Стабилитрон VD3 защищает вход IN1 от высокого напряжения при касании сенсора. На вывод 2 DD2 поступают импульсы переменного напряжения для синхронизации работы микросхемы с частотой сети. Конденсатор С11 предназначен для работы системы ФАПЧ. Транзистор VT4 усиливает выходной ток микросхемы. Дроссель L1 и конденсатор С14 уменьшают проникающие в сеть импульсные помехи, возникающие при открывании симистора.

На работе звукового реле остановлюсь более детально. С его помощью можно только выключить или включить EL1. Регулирование мощности звуковым реле не предусмотрено. Сигнал с электретного микрофона ВМ1 усиливается каскадом на транзисторах VT2, VT3 и детектируется выпрямителем на диодах VD1, VD2. Выпрямленное напряжение подается на инвертор DD1.1. Когда уровень звукового сигнала небольшой, на входах 8, 9 DD1.1 — логический «О», на выводе 10 — логическая «1». Когда напряжение на входах DD1.1 достигнет уровня «1», на выходе DD1.1 будет «О», но в работе регулятора ничего, вроде бы, не изменится. Однако как только на входах DD1.1 снова будет логический «О», на вывод 12 DD1.2 через С9 поступит короткий импульс, который запустит ждущий мультивибратор на DD1.2, DD1.3. Мультивибратор сформирует единичный импульс, длительность которого задана элементами R9, С7 и достаточна для управления микросхемой DD2 при подаче управляющего напряжения на вход IN2.

Чтобы предотвратить ошибочное включение EL1 звуковым реле, питание на микрофон подается через ключ на транзисторе VT1. Ключ управляется напряжением, снимаемым с коллектора VT4. При отключенной нагрузке, транзистор VT4 постоянно закрыт, короткие импульсы напряжения для заряда конденсатора СЗ не поступают, поэтому VT1 также закрыт, и микрофон ВМ1 обесточен. Время, в течение которого еще можно включить нагрузку звуковым реле после ее отключения, в основном, зависит от емкости конденсатора СЗ. Рекомендуемое ее значение — 1. 10 мкФ.

Логическая часть устройства питается напряжением -15 В от параметрического стабилизатора на VD4, VD5, VD7, HL1, С15 и R23. Светодиод HL1 предназначен для подсветки сенсора Е1 в темноте. Емкости конденсатора С12 достаточно, чтобы регулятор продолжил свою работу без изменения, если произойдет кратковременное отключение энергии (2. 5 с). Если напряжение -220 В пропадет на более длительное время, то при последующем его появлении лампа EL1 автоматически не включится.

В регуляторе мощности можно применить любые постоянные резисторы соответствующей мощности. При этом на месте R23 желательно использовать невоспламеняемый резистор типа Р1-7. Подстроечный резистор R7 — любой малогабаритный.

Оксидные конденсаторы желательно использовать импортные, фирмы «Rubicon», как имеющие низкие токи утечки и стабильные параметры. Не исключено и использование конденсаторов типа К50-35. СЗ — желательно неполярный, типа К73-17. Конденсаторы С14, С15 — К73-17 на напряжение не ниже 400 В; С7 — К73-9, К73-17. Остальные конденсаторы — К10-17 или любые малогабаритные керамические.

Диоды VD5, VD7 можно заменить на любые из КД209, КД105 (Б. Г), КД528 (Б. Д). Остальные диоды — любые маломощные кремниевые, например, серий КД503, КД509, КД521, Д223. Светодиод HL1 — любой из АЛ 102, АЛ307, АЛ336, КИПД-21. Стабилитроны могут быть любыми маломощными с напряжением стабилизации 13. 15,5 В.

Транзисторы VT1, VT2 можно заменить любыми из серии КТ3107 с коэффициентом передачи тока базы не менее 200; VT3 — любой из серий КТ361, КТ326, КТ3107. Транзистор VT4 должен быть с коэффициентом передачи тока базы не менее 100. Он может быть серий КТ503, КТ608, КТ630, КТ646, КТ817.

Микросхему DD1 можно заменить 564ЛА7, К1561ЛА7. Использование серии К176 недопустимо, даже если снизить напряжение питания DD1.

Симистор VS1 можно заменить на ТС112-10, ТС112-16, ТЮ226М или любым аналогичным на рабочее напряжение не менее 400 В. Симистор в пластмассовом корпусе ТО-220 устанавливается на теплоотвод при мощности нагрузки более 40 Вт, для КУ208Г теплоотвод нужен при мощности ламп более 100 Вт.

Микрофон ВМ1 — любой малогабаритный электретный, от телефонных аппаратов или носимой магнитофонной техники, например, 34LOF.

Помехоподавляющий дроссель L1 при работе с нагрузкой мощностью до 600 Вт может иметь следующую конструкцию. На отрезке ферритового стержня 400НН диаметром 8 мм и длиной 40 мм в четыре слоя наматываются 100 витков провода ПЭВ-2 00,53 мм. Между слоями прокладывается тонкая фторопластовая пленка. Ею же перед намоткой L1 оборачивается и сердечник дросселя. Фторопластовая пленка хорошо сцепляется клеем БФ-2, поэтому этим же клеем необходимо пропитать каждый из четырех слоев дросселя. Аккуратно изготовленный по описанной выше методике дроссель получается совершенно бесшумным. Использование вместо дросселя перемычки, даже временно, недопустимо.

Налаживание устройства несложное. Резистором R2 устанавливается напряжение на выводах микрофона (2. 4 В), R4 — напряжение на коллекторе VT2 (6. 7 В), R7 — чувствительность микрофонного усилителя, R21 — яркость свечения светодиода при неработающей нагрузке.

Если провода, идущие к сенсору и кнопке SB1, будут длиннее 50 см, желательно использовать экранированный провод.

Если кнопочное управление не требуется, SB1 и R17 можно исключить. Сенсор Е1 можно изготовить из корпуса транзистора МП39, КТ801 или аналогичного. Внутри такого сенсора можно расположить и малогабаритный светодиод.

При монтаже и настройке следует помнить, что общий провод имеет положительную полярность. Знак «корпус» нарисован для упрощения графики схемы. Соединять его с «землей» и корпусом устройства ни в коем случае нельзя. Прикосновение к элементам включенного в сеть устройства недопустимо.

Если вы хотите, чтобы звуковым сигналом можно было не только выключать лампы, но и включать их в любое время, то резистор R15 следует отсоединить от диода VD6 и подсоединить к выводу»-» конденсатора С12. Вместо звукового реле или в дополнение к нему при соответствующей доработке схемы можно управлять регулятором мощности с помощью пульта ДУ на ИК-лучах, лазерной указкой и другими способами.

Для установки комбинированного регулятора мощности вместо стандартного механического выключателя для внутренней электропроводки, устройство может быть смонтировано на двух платах диаметром 65 мм. Возможно использование как печатного, так и навесного монтажа. При монтаже следует учитывать возможность наводок, создаваемых дросселем L1 на другие элементы.

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Комбинированный регулятор

Комбинированные регуляторы представляют собой сочетание регуляторов непрерывного и дискретного действия. Цифровые регуляторы также являются регуляторами дискретного действия, но у них заданное значение регулируемого параметра и его фактическое значение вводится в схему сравнения в виде импульсного кода чисел, представляющих эти величины. [1]

Комбинированные регуляторы могут быть: 1) пне-вмогидравлическими; 2) пне-вмоэлектрическими; 3) электропневматическими. Такая комбинация позволяет использовать положительные свойства каждого вида вспомогательной энергии и создать высококачественную конструкцию регулятора. [2]

Читайте также  Сечение кабеля для проводки

Комбинированные регуляторы могут быть: 1) пневмо-гидравлическими; 2) пнев-моэлектрическими; 3) электропневматическими. [3]

Комбинированный регулятор может реализовать интегральный закон регулирования. [4]

Комбинированный регулятор состоит из регулятора давления ( фиг. [5]

Комбинированные регуляторы позволяют объединить в ряде случаев достоинства и устранить некоторые недостатки отдельных типов регуляторов. [6]

Комбинированные регуляторы в ряде случаев позволяют объединить достоинства и устранить некоторые недостатки отдельных типов регуляторов. [7]

Комбинированные регуляторы лишены большинства недостатков электрических, пневматических и гидравлических регуляторов. В комбинированных регуляторах сочетаются достоинства различных типов регуляторов. Наиболее распространена схема комбинированного регулятора, в которой измерительное, усилительное и управляющее устройства электрические, а исполнительный механизм гидравлический. Благодаря такому сочетанию электрических и гидравлических элементов комбинированные регуляторы обладают неограниченным радиусом действия, возможностью реализации любых законов регулирования. Исполнительные механизмы комбинированных регуляторов при этом имеют большую выходную мощность. [8]

Комбинированные регуляторы сочетают в своей схеме несколько видов вспомогательной энергии. [9]

Подобные комбинированные регуляторы разработаны заводом Теплоавтомат и опробованы. Возможно, что в будущем комбинированные электронно-гидравлические регуляторы найдут свою область практического применения на электростанциях. [10]

Большинство комбинированных регуляторов позволяет суммирование импульсов, обладает достаточной скоростью действия и не имеет ограничения по расстоянию между отдельными частями. В то же время они надежны, обладают плавностью движения и быстрой остановкой, свойственной гидравлическим и пневматическим сервомоторам. Обобщение достоинств разных регуляторов здесь достигается за счет усложнения схем регуляторов. [11]

У комбинированных регуляторов датчик располагают на значительном расстоянии от регулирующего органа, при этом пневматические или гидравлические распределительные сети получаются слишком длинными. В этом случае может быть установлен командный прибор с электрическим импульсом, преобразующимся при помощи реле в импульс сжатого воздуха или давления воды, передающийся исполнительным механизмом для приведения в действие пневматических или гидравлических регулирующих органов. [12]

К комбинированным регуляторам относятся такие, в которых для воздействия на исполнительный орган используются сочетания различных видов энергии, при этом исходят из условия наилучшего решения поставленной задачи. [13]

В комбинированном регуляторе ( см. рисунок) скомпонованы, соединены и независимо работают устройства: непосредственно регулятор давления, автоматическое отключающее устройство, предохранительный клапан. Регулятор давления состоит из крестовины 1 с седлом 2 и корпуса 8 с мембранной камерой. В крышке 9 мембранной камеры имеется ниппель 13 для сброса газа в атмосферу и стакан 14, в котором располагаются пружина 15 и винт регулировочный 28, предназначенные для настройки выходного давления. Проходя через щель между рабочим клапаном 3 и его седлом 2, газ редуцируется до низкого давления и по выходному патрубку поступает к потребителю. [14]

В комбинированном регуляторе ( см. рисунок) скомпонованы, соединены и независимо работают устройства: непосредственно регулятор давления, автоматическое отключающее устройство, предохранительный клапан. [15]

Как сделать регулятор мощности на симисторе своими руками: варианты схем

Для управления некоторыми видами бытовых приборов (например, электроинструментом или пылесосом) применяют регулятор мощности на основе симистора. Подробно о принципе работы этого полупроводникового элемента можно узнать из материалов, размещенных на нашем сайте. В данной публикации мы рассмотрим ряд вопросов, связанных с симисторными схемами управления мощностью нагрузки. Как всегда, начнем с теории.

Принцип работы регулятора на симисторе

Напомним, что симистором принято называть модификацию тиристора, играющего роль полупроводникового ключа с нелинейной характеристикой. Его основное отличие от базового прибора заключается в двухсторонней проводимости при переходе в «открытый» режим работы, при подаче тока на управляющий электрод. Благодаря этому свойству симисторы не зависят от полярности напряжения, что позволяет их эффективно использовать в цепях с переменным напряжением.

Помимо приобретенной особенности, данные приборы обладают важным свойством базового элемента – возможностью сохранения проводимости при отключении управляющего электрода. При этом «закрытие» полупроводникового ключа происходит в момент отсутствия разности потенциалов между основными выводами прибора. То есть тогда, когда переменное напряжение переходит точку нуля.

Дополнительным бонусом от такого перехода в «закрытое» состояние является уменьшение числа помех на этой фазе работы. Обратим внимание, что не создающий помех регулятор может быть создан под управлением транзисторов.

Благодаря перечисленным выше свойствам, можно управлять мощностью нагрузки путем фазового управления. То есть, симистор открывается каждый полупериод и закрывается при переходе через ноль. Время задержки включения «открытого» режима как бы отрезает часть полупериода, в результате форма выходного сигнала будет пилообразной.

Форма сигнала на выходе регулятора мощности: А – 100%, В – 50%, С – 25%

При этом амплитуда сигнала будет оставаться прежней, именно поэтому такие устройства неправильно называть регуляторами напряжения.

Варианты схем регулятора

Приведем несколько примеров схем, позволяющих управлять мощностью нагрузки при помощи симистора, начнем с самой простой.

Рисунок 2. Схема простого регулятора мощности на симисторе с питанием от 220 В

Обозначения:

  • Резисторы: R1- 470 кОм , R2 – 10 кОм,
  • Конденсатор С1 – 0,1 мкФ х 400 В.
  • Диоды: D1 – 1N4007, D2 – любой индикаторный светодиод 2,10-2,40 V 20 мА.
  • Динистор DN1 – DB3.
  • Симистор DN2 – КУ208Г, можно установить более мощный аналог BTA16 600.

При помощи динистора DN1 происходит замыкание цепи D1-C1-DN1, что переводит DN2 в «открытое» положение, в котором он остается до точки нуля (завершение полупериода). Момент открытия определяется временем накопления на конденсаторе порогового заряда, необходимого для переключения DN1 и DN2. Управляет скоростью заряда С1 цепочка R1-R2, от суммарного сопротивления которой зависит момент «открытия» симистора. Соответственно, управление мощностью нагрузки происходит посредством переменного резистора R1.

Несмотря на простоту схемы, она довольно эффективна и может быть использована в качестве диммера для осветительных приборов с нитью накала или регулятора мощности паяльника.

К сожалению, приведенная схема не имеет обратной связи, следовательно, она не подходит в качестве стабилизированного регулятора оборотов коллекторного электродвигателя.

Схема регулятора с обратной связью

Обратная связь необходима для стабилизации оборотов электродвигателя, которые могут изменяться под воздействием нагрузки. Сделать это можно двумя способами:

  1. Установить таходатчик, измеряющий число оборотов. Такой вариант позволяет производить точную регулировку, но при этом увеличивается стоимость реализации решения.
  2. Отслеживать изменения напряжения на электромоторе и, в зависимости от этого, увеличивать или уменьшать «открытый» режим полупроводникового ключа.

Последний вариант значительно проще в реализации, но требует небольшой настройки под мощность используемой электромашины. Ниже приведена схема такого устройства.

Регулятор мощности с обратной связью

Обозначения:

  • Резисторы: R1 – 18 кОм (2 Вт); R2 — 330 кОм; R3 – 180 Ом; R4 и R5– 3,3 кОм; R6 – необходимо подбирать, как это делается будет описано ниже; R7 – 7,5 кОм; R8 – 220 кОм; R9 – 47 кОм; R10 — 100 кОм; R11 – 180 кОм; R12 – 100 кОм; R13 – 22 кОм.
  • Конденсаторы: С1 — 22 мкФ х 50 В; С2 — 15 нФ; С3 – 4,7 мкФ х 50 В; С4 – 150 нФ; С5 — 100 нФ; С6 – 1 мкФ х 50 В..
  • Диоды D1 – 1N4007; D2 – любой индикаторный светодиод на 20 мА.
  • Симистор Т1 – BTA24-800.
  • Микросхема – U2010B.

Данная схема обеспечивает плавный запуск электрической установки и обеспечивает ее защиту от перегрузки. Допускается три режима работы (выставляются переключателем S1):

  • А – При перегрузке включается светодиод D2, сигнализирующий о перегрузке, после чего двигатель снижает обороты до минимальных. Для выхода из режима необходимо отключить и включить прибор.
  • В — При перегрузке включается светодиод D2, мотор переводится на работу с минимальными оборотами. Для выхода из режима необходимо снять нагрузку с электродвигателя.
  • С – Режим индикации перегрузки.

Настройка схемы сводится к подбору сопротивления R6, оно вычисляется, в зависимости от мощности, электромотора по следующей формуле: . Например, если нам необходимо управлять двигателем мощностью 1500 Вт, то расчет будет следующим: 0,25/ (1500 / 240) = 0,04 Ом.

Для изготовления данного сопротивления лучше всего использовать нихромовую проволоку диаметром 0,80 или1,0 мм. Ниже представлена таблица, позволяющая подобрать сопротивление R6 и R11, в зависимости от мощности двигателя.

Таблица для подбора номиналов сопротивлений в зависимости от мощности двигателя

Приведенное устройство может эксплуатироваться в качестве регулятора оборотов двигателей электроинструментов, пылесосов и другого бытового оборудования.

Регулятор для индуктивной нагрузки

Тех, кто попытается управлять индуктивной нагрузкой (например, трансформатором сварочного аппарата) при помощи выше указанных схем, ждет разочарование. Устройства не будут работать, при этом вполне возможен выход из строя симисторов. Это связано с фазовым сдвигом, из-за чего за время короткого импульса полупроводниковый ключ не успевает перейти в «открытый» режим.

Существует два варианта решения проблемы:

  1. Подача на управляющий электрод серии однотипных импульсов.
  2. Подавать на управляющий электрод постоянный сигнал, пока не будет проход через ноль.

Первый вариант наиболее оптимален. Приведем схему, где используется такое решение.

Схема регулятора мощности для индуктивной нагрузки

Как видно из следующего рисунка, где продемонстрированы осциллограммы основных сигналов регулятора мощности, для открытия симистора используется пакет импульсов.

Осциллограммы входного (А), управляющего (В) и выходного сигнала (С) регулятора мощности

Читайте также  Соединительные клеммы для электрической проводки

Данное устройство делает возможным использование регуляторов на полупроводниковых ключах для управления индукционной нагрузкой.

Простой регулятор мощности на симисторе своими руками

В завершении статьи приведем пример простейшего регулятора мощности. В принципе, можно собрать любую из приведенных выше схем (наиболее упрощенный вариант был приведен на рисунке 2). Для этого прибора даже не обязательно делать печатную плату, устройство может быть собрано навесным монтажом. Пример такой реализации показан на рисунке ниже.

Самодельный регулятор мощности

Использовать данный регулятор можно в качестве диммера, а также управлять с его помощью мощными электронагревательными устройствами. Рекомендуем подобрать схему, в которой для управления используется полупроводниковый ключ с соответствующими току нагрузки характеристиками.

Транзисторные и тиристорные регуляторы мощности

Рабочий ток 10 А
Управление 560 кОм
Нагрузка однофазная

Твердотельные реле-регуляторы мощности (управление переменным резистором) применяют для ручной регулировки мощности на нагрузке. Таким реле можно отрегулировать мощность ТЭНа или ИК-излучателя, отрегулировать яркость свечения лампы накаливания.

Рабочий ток 25 А
Управление 560 кОм
Нагрузка однофазная

Твердотельные реле-регуляторы мощности (управление переменным резистором) применяют для ручной регулировки мощности на нагрузке. Таким реле можно отрегулировать мощность ТЭНа или ИК-излучателя, отрегулировать яркость свечения лампы накаливания.

Рабочий ток 40 А
Управление 560 кОм
Нагрузка однофазная

Твердотельные реле-регуляторы мощности (управление переменным резистором) применяют для ручной регулировки мощности на нагрузке. Таким реле можно отрегулировать мощность ТЭНа или ИК-излучателя, отрегулировать яркость свечения лампы накаливания.

Рабочий ток 10 А
Управление 4-20 мА
Нагрузка однофазная

Твердотельные реле-регуляторы мощности (управление токовый вход 4-20мА) применяют для регулировки мощности нагрузки (ТЭНЫ, трансформаторы, лампы накаливания). В основном, используются с приборами (контроллеры, ПИД-регуляторы и т.д.), имеющими аналоговый выход 4-20мА.

Рабочий ток 25 А
Управление 4-20 мА
Нагрузка однофазная

Твердотельные реле-регуляторы мощности (управление токовый вход 4-20мА) применяют для регулировки мощности нагрузки (ТЭНЫ, трансформаторы, лампы накаливания). В основном, используются с приборами (контроллеры, ПИД-регуляторы и т.д.), имеющими аналоговый выход 4-20мА.

Рабочий ток 40 А
Управление 4-20 мА
Нагрузка однофазная

Твердотельные реле-регуляторы мощности (управление токовый вход 4-20мА) применяют для регулировки мощности нагрузки (ТЭНЫ, трансформаторы, лампы накаливания). В основном, используются с приборами (контроллеры, ПИД-регуляторы и т.д.), имеющими аналоговый выход 4-20мА.

Рабочий ток 60 А
Управление 560 кОм
Нагрузка однофазная

Твердотельные реле-регуляторы мощности (управление переменным резистором) применяют для ручной регулировки мощности на нагрузке. Таким реле можно отрегулировать мощность ТЭНа или ИК-излучателя, отрегулировать яркость свечения лампы накаливания.

Рабочий ток 60 А
Управление 4-20 мА
Нагрузка однофазная

Твердотельные реле-регуляторы мощности (управление токовый вход 4-20мА) применяют для регулировки мощности нагрузки (ТЭНЫ, трансформаторы, лампы накаливания). В основном, используются с приборами (контроллеры, ПИД-регуляторы и т.д.), имеющими аналоговый выход 4-20мА.

Рабочий ток 40 А
Управление 4-20 мА
Нагрузка трехфазная

Трехфазный регулятор мощности (управление токовый вход 4-20мА) применяется для регулировки мощности трёхфазной резистивной нагрузки (нагреватели, системы освещения на лампах накаливания). В основном, используется с приборами (контроллеры, ПИД-регуляторы и т.д.), имеющими аналоговый выход 4-20мА.

Рабочий ток 60 А
Управление 4-20 мА
Нагрузка трехфазная

Трехфазный регулятор мощности (управление токовый вход 4-20мА) применяется для регулировки мощности трёхфазной резистивной нагрузки (нагреватели, системы освещения на лампах накаливания). В основном, используется с приборами (контроллеры, ПИД-регуляторы и т.д.), имеющими аналоговый выход 4-20мА.

Рабочий ток 75 А
Управление 0-10 В
Нагрузка трехфазная

Трехфазный регулятор мощности (управление напряжение вход 0-10В) применяется для регулировки мощности трёхфазной резистивной нагрузки (нагреватели, системы освещения на лампах накаливания). В основном, используется с приборами (контроллеры, ПИД-регуляторы и т.д.), имеющими аналоговый выход 0-10В.

Рабочий ток 75 А
Управление 4-20 мА
Нагрузка трехфазная

Трехфазный регулятор мощности (управление токовый вход 4-20мА) применяется для регулировки мощности трёхфазной резистивной нагрузки (нагреватели, системы освещения на лампах накаливания). В основном, используется с приборами (контроллеры, ПИД-регуляторы и т.д.), имеющими аналоговый выход 4-20мА.

Рабочий ток 100 А
Управление 0-10 В
Нагрузка трехфазная

Трехфазный регулятор мощности (управление напряжение вход 0-10В) применяется для регулировки мощности трёхфазной резистивной нагрузки (нагреватели, системы освещения на лампах накаливания). В основном, используется с приборами (контроллеры, ПИД-регуляторы и т.д.), имеющими аналоговый выход 0-10В.

Рабочий ток: 120А
Напряжение управления: 4-20mA
Нагрузка: однофазная

Рабочий ток: 40А
Напряжение управления: 4-20mA
Нагрузка: однофазная

Рабочий ток: 80А
Напряжение управления: 4-20mA
Нагрузка: однофазная

Тиристорные регуляторы мощности — это современные устройства на базе твердотельных реле, предназначенные для изменения тока нагрузки. Они получили достаточно широкое распространение. Так, регуляторы используются в радиоэлектронике, ТЭНах, светильниках с лампами накаливания, а также для управления асинхронными двигателями небольшой мощности, настройки света в концертных залах. Подходят для оборудования, работающего от переменного тока.

Устройство и принцип работы ТРМ

Тиристорный регулятор мощности обладает своей спецификой функционирования и управления. Силовой элемент регулятора тиристор открывается посредством воздействия импульсов переменного тока. Его закрытие происходит только когда напряжение питания равно нулю. Поэтому тиристорные регуляторы мощности применяются при коммутировании исключительно переменного тока.

  • силовой модуль — тиристоры для фазового регулирования тока нагрузки;
  • модуль питания схемы управления
  • схема управления.

Компания «ОвенКомплектАвтоматика» предлагает вам ознакомиться с каталогом тиристорных регуляторов мощности и купить их по одним из самых низких цен в Москве. Мы сотрудничаем напрямую с производителем представленных устройств, поэтому совершать покупки у нас выгодно.

В ассортименте представлены тиристорные регуляторы мощности для ТЭНов, ИК-излучателей, ламп накаливания, паяльных станций и других устройств. Для того чтобы купить их, просто воспользуйтесь веб-корзиной.

Вы также можете сравнить выбранный регулятор с другими аналогичными устройствами в каталоге. Это позволит вам быстрее найти именно то, что вам необходимо.

Мы осуществляем оперативную доставку всех представленных на сайте тиристорных регуляторов мощности, а также других товаров по всей территории России. Найти более подробную информацию об этом вы можете на нашем сайте.

Если вы выбрали регулятор ТРМ, но у вас возникли сложности с его покупкой или появились какие-либо вопросы, обратитесь за помощью к нашим специалистам по телефонам в Москве 8 (495) 799-8200 (многоканальный для Москвы и МО), 8 (800) 600-4909 (бесплатный для всех регионов РФ).

Регуляторы мощности тиристорные

Регуляторы мощности предназначены для контроля мощности электрического тока. Использование регулятора мощности позволяет обеспечивать рабочие параметры тока, необходимые для поддержания требуемого уровня температуры или напряжения в приборах.

Модели регуляторов мощности

Регуляторы мощности делятся на фазовые и циклические (с переходом через ноль).

Особенности фазовых регуляторов мощности:

  • Подходит для индуктивной нагрузки или переменной резистивной (ИК или метал. нагреватели, трансформаторы, угольно-силиконовые нагреватели, лампы)
  • Коэффициент мощности cosφ SPR1

Возможности применения регуляторов мощности

Прежде всего, использование регуляторов востребовано для поддержания температуры различных видов печей, электронагревателей, нагреваемых элементов оборудования, а также для контроля напряжения электрических ламп. Среди примеров применения можно указать:

  • сушильные камеры и печи,
  • печи для обжига,
  • поддержание работы энергосберегающих приборов и ламп и другие варианты использования.

В связи с этим регуляторы мощности распространены везде, где применяются подобные электроприборы:

  • нефтегазовая промышленность,
  • пластиковое производство,
  • производство стекла, керамики и изделий из них,
  • лакокрасочная отрасль,
  • целлюлозно-бумажная промышленность,
  • металлургическая отрасль.

Регуляторы мощности: решаемые задачи

Помимо непосредственно управления нагрузкой на электроприборы регуляторы мощности применяются для:

  • предотвращения перегрева оборудования при работе,
  • защиты от коротких замыкания в сети,
  • контроль исправности тиристоров,
  • плавный пуск оборудования,
  • защита от потери фазы.

Преимущества выбора тиристорных регуляторов

Тиристорные регуляторы мощности отличаются простотой конструкции и высокой надежностью работы. Невысокая стоимость в сравнении с другими вариантами при этом позволяет подобрать идеальный вариант под существующие требования, предъявляемые технологическими процессами производства.

Регуляторы мощности могут применяться не только для управления параметрами тока, но и для плавного пуска, что позволяет избежать негативного влияния больших пусковых токов.

Тиристорные регуляторы имеют дополнительный ряд преимуществ:

  • высокая точность поддержания температуры,
  • простая схема работы,
  • отсутствие механических контактов,
  • функции непрерывного регулирования,
  • высокое быстродействие.

Возможные недостатки работы с регуляторами мощности в тиристорном варианте

Недостатком работы некоторых вариантов регуляторов является создание импульсных помех в рабочей сети. Это связано с принципом действия и с успехом нивелируется с помощью сетевых фильтров. Также очень часто помехи регулятора компенсируются самой электрической сетью.

В случае, когда появление помех критично для работы оборудования, необходимо использовать другие варианты регуляторов мощности.

Принцип работы регуляторов мощности

Различные варианты регуляторов работают по разным схемам. Тиристорные регуляторы, как правило, могут иметь две схемы работы, основанные на принципе переключения тиристоров: фазовая и циклическая.

  • Первый метод зависит от времени и уровня открытия тиристоров. Чем больше времени затрачивается на открытие после поступления сигнала на управляющий электрод, тем меньшая мощность подается к приборам.
  • Второй метод работы регуляторов мощности заключается во включении и выключении тиристоров при переходе сигнала через ноль. В этом случае мощность будет зависеть от количества полупериодов, в течение которых тиристоры находятся в положении включено.