Reguladors de tensió tiristor i triac per a càrregues inductives

La majoria d’aparells domèstics moderns fabricats amb elements inductius es poden ajustar fàcilment per al consum d’energia. És cert, això només és cert en aquells casos en què aquesta possibilitat ja està prevista. Tanmateix, fins i tot en absència, podeu modificar el dispositiu amb les vostres pròpies mans integrant-hi un regulador de voltatge triac en una càrrega inductiva.

Avantatges i inconvenients

Hi ha reguladors de tensió al mercat, construïts sobre la base dels moderns triacs BT136 600E, que superen significativament les seves contraparts de tiristor. L’ús de semiconductors de control bidireccional pot obtenir els següents avantatges:

• reducció de la distorsió no lineal;
• millora de les característiques de control de tot el circuit;
• petit estalvi en el consum elèctric.

El principal avantatge de qualsevol controlador electrònic és l'absència de contactes mecànics, que ràpidament fallen i generen molt de soroll.

Els desavantatges poc significatius d’aquests dispositius inclouen:

• augment de la sensibilitat als transitoris dels circuits de control;
• la necessitat d’instal·lar un radiador per eliminar la calor;
• rang de freqüència limitat.

Malgrat tots aquests desavantatges, els estabilitzadors triac s’utilitzen amb èxit per regular la potència en una càrrega inductiva.

Principi de funcionament i finalitat de l'aplicació

El principi de funcionament d’un regulador triac es basa en les característiques dels dispositius semiconductors, que limiten l’amplitud del corrent altern mentre redueixen la potència de la càrrega. A una freqüència determinada de la tensió de xarxa, és possible regular aquest indicador dins de petits límits (no més del 20-30%).

La qualitat i la profunditat de l’ajust depenen del circuit de control per al funcionament dels elements triac, que assumeix diferents dissenys.

En els casos més senzills, consta de diversos elements discrets: díodes, un transformador d’aïllament, resistències i condensadors. En dispositius més complexos, la funció del mòdul de regulació la realitza un microcircuit o microprocessador. D'acord amb el mètode de control del triac, són possibles diversos mètodes per canviar la quantitat d'energia subministrada a la càrrega. La forma més habitual de fer-ho de manera efectiva, amb pèrdues mínimes, és influir en la fase del voltatge convertit. D'acord amb el paràmetre variable, aquest mètode s'anomena impuls de fase i el dispositiu que funciona sobre la seva base és un regulador de potència de fase.

Els circuits triac s’utilitzen en molts dispositius, quan es treballa amb el qual s’ha de fer front a una càrrega inductiva, en particular els bobinatges del motor elèctric. La mateixa categoria d’aparells electrodomèstics i industrials inclou:

• rentadores, assecadors i unitats de compressors;
• calderes, aspiradores i diversos models de dispositius d'il·luminació;
• bombes i motors elèctrics asíncrons de màquines de fàbrica;
• equips de calderes i fins i tot soldadors normals.

La naturalesa de l’ús d’equips controlats per reguladors de potència de fase en triacs és pràcticament la mateixa. Només es diferencien els indicadors de rendiment dels propis dispositius semiconductors: la magnitud del corrent, la potència de la càrrega, l’eficiència del control, l’economia i altres.

Autoproducció

Qualsevol que hagi dominat el principi del seu funcionament pot fabricar un regulador de voltatge en triacs amb les seves pròpies mans. Per fer-ho, primer heu de seleccionar una opció de dispositiu de marca adequada per a la còpia manual. Una de les condicions per prendre la decisió correcta és que l'esquema que t'agradi resulti prou senzill com per repetir-lo.

Opcions d’esquema

Entre els models populars de dispositius industrials que es poden prendre com a mostra, destaquen els següents:

• Productes construïts sobre la base de dispositius BT136 600E, el circuit de regulació de tensió dels quals està disponible a Internet.
• Dispositius basats en triacs BTA16-600 amb una organització de commutació més complexa.

Una característica de la primera solució de circuit és l’ús d’un sol triac. Mitjançant aquest regulador, repetit en forma de producte casolà, és possible controlar els modes de funcionament d’un soldador domèstic amb una potència de fins a 0,09 kW. A més, si teniu un dispositiu, podeu ajustar la brillantor d’un llum d’escriptori o la velocitat de rotació d’un ventilador elèctric.

Entre les solucions de circuits utilitzades per a la fabricació independent del regulador, destaca un producte basat en dispositius semiconductors relativament potents BTA16-600. El seu tret característic és la presència d’una làmpada de neó inclosa al circuit de sortida. La brillantor del seu resplendor indica la quantitat d'energia subministrada a la càrrega en aquest moment, cosa que és molt convenient per treballar amb molts consumidors.

Un usuari que no tingui experiència amb els microcircuits haurà d’utilitzar l’opció combinada. La unitat de control es pren d'un producte més senzill basat en el BT136-600E i la sortida utilitza un circuit de control amb una làmpada de neó. En una situació en què el regulador està destinat a controlar un il·luminador amb el seu propi element d’arrencada intern (arrencador), es permet no instal·lar el neó.

És possible una altra variant del dispositiu repetidor propietari, que utilitza els controls MAC 97A6. Aquest circuit de commutació és adequat per a làmpades de 220V.

Muntatge automàtic

L’estructura d’un circuit regulador típic en triacs inclou els components i elements obligatoris següents:

• díodes rectificadors (o pont);
• una resistència d'ajust, el comandament del qual es mostra al tauler frontal d'un dispositiu casolà;
• dinistor limitant de qualsevol tipus;
• triac BTA16-000;
• LED indicador en lloc de neó;
• fusible.

Després de soldar totes aquestes peces al circuit, haureu de comprovar l'ordre de funcionament de cadascun dels mòduls individuals. Per fer-ho, heu de recórrer tota la cadena des de l’entrada fins a la càrrega.

La tensió de corrent altern de 220 volts rectificats per díodes s’alimenta a través d’una resistència d’ajust primer a l’element limitador i després a l’elèctrode de control BTA16-000. Depenent de la posició del comandament del potenciòmetre, el triac s’obrirà més o menys, canviant la quantitat de potència subministrada a la càrrega. Segons aquesta descripció, es comprova que el circuit muntat és correcte en el seu muntatge i funcionament.

Mitjançant un regulador tan senzill, és possible canviar sense problemes la potència de sortida d'un soldador o d'un llum de taula, per exemple.

Configuració del regulador

Després de completar el treball de soldadura i totes les connexions necessàries, podeu procedir a comprovar si el producte casolà funciona. Si es detecten desviacions dels modes normals especificats per la descripció del disseny del circuit, caldrà configurar el dispositiu. Consisteix a comprovar la intensitat i la tensió de cadascun dels elements. Per a això, és més convenient proveir-se d’un dispositiu especial (un multímetre, o millor encara), d’un oscil·loscopi electrònic.

Abans de fer l’ajustament, és important recordar que el triac d’aquest circuit compleix la funció de regulador de fase.El seu propòsit principal és canviar el circuit en el moment de la transició de la tensió de mitja ona al punt zero, tenint en compte el valor de la càrrega que s’està operant en un moment determinat.

En l'estat inicial, el triac està tancat, ja que la tensió del seu elèctrode de control no ha assolit el valor desitjat. A mesura que el condensador es carrega a través del circuit, que es va obrir a causa de l'arribada d'una mitja ona de tensió, el potencial sobre ell i sobre el dinistor connectat en paral·lel augmenta gradualment.

Aquests processos són ben visibles a la pantalla de l’oscil·loscopi, en presència del qual es simplificarà notablement la configuració del dispositiu.

Quan la tensió en aquest punt arriba a uns 30 volts, el dinistor i el triac s’obren simultàniament durant un temps igual al mig període de l’ona. A causa de la commutació del circuit de control, que es repeteix periòdicament amb una freqüència de 50 Hz, és possible canviar la quantitat de potència de la càrrega dins dels límits especificats.

Si teniu experiència amb un soldador i dispositius electrònics, és possible muntar i configurar el dispositiu de control sense grans dificultats. El més important és l’atenció i el compliment estricte de les instruccions donades.