Tiristorski in triac napetostni regulatorji za induktivna bremena

Večino sodobnih gospodinjskih aparatov, izdelanih z induktivnimi elementi, je mogoče enostavno prilagoditi porabo energije. Res je, to velja samo za tiste primere, kjer takšno možnost že predvidevajo. Vendar pa lahko tudi v odsotnosti naprave sami spremenite tako, da vanj vgradite regulator napetosti triak v induktivno obremenitev.

Prednosti in slabosti

Na trgu so napetostni regulatorji, zgrajeni na osnovi sodobnih triakov BT136 600E, ki so po svojih zmogljivostih opazno boljši od svojih tiristorskih analogov. Uporaba dvosmernih krmilnih polprevodnikov vam omogoča, da dosežete naslednje prednosti:

• zmanjšanje nelinearnih popačenj;
• izboljšanje regulativnih značilnosti celotnega vezja;
• majhni prihranki pri porabi električne energije.

Glavna prednost katerega koli elektronskega regulatorja je odsotnost mehanskih kontaktov, ki hitro odpovejo in ustvarjajo veliko hrupa.

Ne zelo pomembne pomanjkljivosti teh naprav vključujejo:

• povečana občutljivost na prehodne procese v krmilnih tokokrogih;
• potreba po namestitvi radiatorja za odstranjevanje toplote;
• omejeno frekvenčno območje.

Kljub vsem tem pomanjkljivostim se stabilizatorji triac uspešno uporabljajo za regulacijo moči v induktivni obremenitvi.

Načelo delovanja in namen uporabe

Načelo delovanja regulatorja triak temelji na lastnostih polprevodniških naprav, ki omejujejo amplitudo izmeničnega toka ob hkratnem zmanjševanju moči v bremenu. Pri določeni frekvenci omrežne napetosti se ta indikator lahko prilagodi v majhnih mejah (ne več kot 20-30%).

Kakovost in globina nastavitve sta odvisni od krmilnega vezja za delovanje triac elementov, ki vključuje različne izvedbe.

V najpreprostejših primerih je sestavljen iz več diskretnih elementov: diod, izolacijskega transformatorja, uporov in kondenzatorjev. V bolj zapletenih napravah funkcijo krmilnega modula opravlja mikrovezje ali mikroprocesor. V skladu z načinom krmiljenja triakov so možni različni načini spreminjanja količine dovedene moči bremenu. Najpogostejši način, da to naredimo učinkovito, z minimalnimi izgubami, je vplivanje na fazo pretvorjene napetosti. V skladu s spremenljivim parametrom se ta metoda imenuje impulzna faza, naprava, ki deluje na njeni osnovi, pa je fazni regulator moči.

Triac vezja se uporabljajo v številnih napravah, pri delu s katerimi se morate soočiti z induktivno obremenitvijo - zlasti z navitji elektromotorja. Ta kategorija industrijskih in gospodinjskih aparatov vključuje:

• pralni stroji, sušilniki za lase in kompresorske enote;
• kotli, sesalniki in številni modeli svetil;
• črpalke in asinhroni elektromotorji tovarniških strojev;
• kotlovska oprema in celo navadni spajkalniki.

Narava uporabe opreme, ki jo krmilijo fazni regulatorji moči z uporabo triakov, je skoraj enaka. Razlikujejo se le kazalniki delovanja samih polprevodniških naprav: trenutna vrednost, moč obremenitve, učinkovitost krmiljenja, učinkovitost in drugi.

Samoprodukcija

Vsakdo, ki je obvladal načelo njegovega delovanja, lahko z lastnimi rokami naredi regulator napetosti s pomočjo triakov. Če želite to narediti, morate najprej izbrati lastniško možnost naprave, ki je primerna za ročno kopiranje. Eden od pogojev za pravilno izbiro je, da mora biti shema, ki vam je všeč, dovolj preprosta, da jo lahko ponovite.

Možnosti sheme

Med priljubljenimi modeli industrijskih naprav, ki jih lahko vzamemo za model, izstopajo naslednji:

• Izdelki, izdelani na osnovi naprav znamke BT136 600E, katerih shema vezja za regulacijo napetosti je na voljo na internetu.
• Naprave na osnovi triakov BTA16-600, ki imajo bolj zapleteno preklopno organizacijo.

Značilnost zasnove prvega vezja je uporaba samo enega triaka. S pomočjo takega regulatorja, ponovljenega v obliki domačega izdelka, je mogoče nadzorovati načine delovanja gospodinjskega spajkalnika z močjo do 0,09 kW. Poleg tega, če imate napravo, lahko prilagodite svetlost namizne svetilke ali hitrost vrtenja električnega ventilatorja.

Med rešitvami vezja, ki se uporabljajo za samostojno izdelavo regulatorja, izstopa izdelek, ki temelji na razmeroma močnih polprevodniških napravah BTA16-600.Njegova značilnost je prisotnost neonske žarnice, vključene v izhodni tokokrog. Svetlost njegovega sijaja označuje količino energije, ki se trenutno dovaja obremenitvi, kar je zelo priročno za delo s številnimi potrošniki.

Uporabnik, ki nima izkušenj z delom z mikrovezji, bo moral uporabiti kombinirano možnost. Krmilna enota je vzeta iz enostavnejšega izdelka na osnovi BT136-600E, izhod pa uporablja krmilno vezje z neonsko svetilko. V primeru, da je regulator namenjen krmiljenju svetilke z lastnim notranjim zagonskim elementom (zaganjalnik), se neon ne sme namestiti.

Obstaja še ena možnost za lastniški repetitor, ki uporablja kontrole MAC 97A6. To povezovalno vezje je primerno za sijalke 220 V.

Samosestavljanje

Tipično vezje regulatorja triaka vključuje naslednje obvezne komponente in elemente:

• usmerniške diode (ali most);
• nastavitveni upor, katerega ročaj je nameščen na sprednji plošči domače naprave;
• omejevalni dinistor katere koli vrste;
• triak BTA16-000;
• indikator LED namesto neon;
• varovalka.

Ko so vsi ti deli spajkani v vezje, boste morali preveriti vrstni red delovanja vsakega posameznega modula. Če želite to narediti, morate iti skozi celotno verigo od vnosa do nalaganja.

Izmenična napetost 220 V, ki jo popravijo diode, se najprej napaja na omejevalni element skozi nastavitveni upor in nato na krmilno elektrodo BTA16-000. Odvisno od položaja gumba potenciometra se bo triak bolj ali manj odprl, kar bo spremenilo količino moči, ki se dovaja bremenu.V skladu s tem opisom se sestavljeno vezje preveri glede pravilnosti njegove montaže in delovanja.

S tako preprostim regulatorjem lahko gladko spremenite izhodno moč spajkalnika ali na primer namizne svetilke.

Nastavitev regulatorja

Po končanem spajkanju in vseh potrebnih povezavah lahko nadaljujete s preverjanjem funkcionalnosti domačega izdelka. Če se odkrijejo odstopanja od običajnih načinov, navedenih v opisu zasnove vezja, bo treba napravo prilagoditi. Sestoji iz preverjanja vsakega od elementov za tok in napetost. Če želite to narediti, je najbolj priročno založiti posebno napravo - multimeter ali še bolje - elektronski osciloskop.

Pred nastavitvijo je pomembno vedeti, da triac v tem vezju deluje kot fazni regulator. Njegov glavni namen je preklop tokokroga v trenutku, ko polvalovna napetost preide na ničelno točko, ob upoštevanju velikosti bremena, ki deluje v danem trenutku.

V začetnem stanju je triac zaprt, ker napetost na njegovi krmilni elektrodi ni dosegla zahtevane vrednosti. Ko se kondenzator polni skozi verigo, odprto zaradi prihoda polvalovne napetosti, se potencial na njem in na vzporedno priključenem dinistorju postopoma povečuje.

Ti procesi so jasno vidni na zaslonu osciloskopa, kar bo zelo olajšalo nastavitev naprave.

Ko napetost na tej točki doseže vrednost približno 30 voltov, se dinistor in triak hkrati odpreta za čas, ki je enak polciklu vala. Zaradi preklopa krmilne verige, ki se občasno ponavlja s frekvenco 50 Hertz, je mogoče spremeniti količino moči v obremenitvi v določenih mejah.

Če imate izkušnje z delom s spajkalnikom in elektronskimi napravami, lahko brez večjih težav sestavite in konfigurirate krmilno napravo. Glavna stvar je biti previden in strogo upoštevati navedena navodila.