Ρυθμιστές τάσης Thyristor και triac για επαγωγικά φορτία

Οι περισσότερες σύγχρονες οικιακές συσκευές που κατασκευάζονται με επαγωγικά στοιχεία είναι εύκολα ρυθμιζόμενες για κατανάλωση ενέργειας. Είναι αλήθεια, αυτό ισχύει μόνο για τις περιπτώσεις στις οποίες έχει ήδη προβλεφθεί μια τέτοια δυνατότητα. Ωστόσο, ακόμη και αν δεν υπάρχει, μπορείτε να τροποποιήσετε τη συσκευή με τα χέρια σας ενσωματώνοντας έναν ρυθμιστή τάσης τριακ σε αυτήν σε ένα επαγωγικό φορτίο.

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα

Υπάρχουν ρυθμιστές τάσης στην αγορά, κατασκευασμένοι βάσει των σύγχρονων BT136 600E triacs, οι οποίοι ξεπερνούν σημαντικά τα αντίστοιχα θυρίστορ στην απόδοσή τους. Η χρήση ημιαγωγών αμφίδρομου ελέγχου μπορεί να επιτύχει τα ακόλουθα πλεονεκτήματα:

• μείωση της μη γραμμικής παραμόρφωσης ·
• βελτίωση των χαρακτηριστικών ελέγχου ολόκληρου του κυκλώματος ·
• μικρή εξοικονόμηση στην κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας.

Το κύριο πλεονέκτημα των ηλεκτρονικών ελεγκτών είναι η απουσία μηχανικών επαφών, οι οποίες αποτυγχάνουν γρήγορα και δημιουργούν πολύ θόρυβο.

Τα πολύ σημαντικά μειονεκτήματα αυτών των συσκευών περιλαμβάνουν:

• αυξημένη ευαισθησία σε μεταβατικά στα κυκλώματα ελέγχου.
• την ανάγκη εγκατάστασης καλοριφέρ για την απομάκρυνση της θερμότητας ·
• περιορισμένο εύρος συχνοτήτων.

Παρά όλα αυτά τα μειονεκτήματα, οι σταθεροποιητές triac χρησιμοποιούνται επιτυχώς για τη ρύθμιση της ισχύος σε ένα επαγωγικό φορτίο.

Αρχή λειτουργίας και σκοπός εφαρμογής

Η αρχή της λειτουργίας ενός ρυθμιστή triac βασίζεται στα χαρακτηριστικά των συσκευών ημιαγωγών, οι οποίες περιορίζουν το πλάτος του εναλλασσόμενου ρεύματος ενώ μειώνουν την ισχύ στο φορτίο. Σε μια δεδομένη συχνότητα της τάσης δικτύου, είναι δυνατή η ρύθμιση αυτού του δείκτη εντός μικρών ορίων (όχι περισσότερο από 20-30%).

Η ποιότητα και το βάθος της ρύθμισης εξαρτώνται από το κύκλωμα ελέγχου για τη λειτουργία των στοιχείων triac, το οποίο προϋποθέτει διαφορετικά σχέδια.

Στις απλούστερες περιπτώσεις, αποτελείται από διάφορα διακριτά στοιχεία: διόδους, μετασχηματιστή απομόνωσης, αντιστάσεις και πυκνωτές. Σε πιο πολύπλοκες συσκευές, η λειτουργία της ρυθμιστικής μονάδας εκτελείται από ένα μικροκύκλωμα ή έναν μικροεπεξεργαστή. Σύμφωνα με τη μέθοδο ελέγχου triac, είναι δυνατές διάφορες μέθοδοι αλλαγής της ποσότητας ισχύος που παρέχεται στο φορτίο. Ο πιο συνηθισμένος τρόπος για να το κάνετε αυτό αποτελεσματικά, με ελάχιστες απώλειες, είναι να επηρεάσετε τη φάση της μετατροπής τάσης. Σύμφωνα με τη μεταβλητή παράμετρο, αυτή η μέθοδος ονομάζεται παλμική φάση και η συσκευή που λειτουργεί στη βάση της είναι ρυθμιστής ισχύος φάσης.

Τα κυκλώματα Triac χρησιμοποιούνται σε πολλές συσκευές, όταν δουλεύουμε με τις οποίες πρέπει να αντιμετωπίσουμε ένα επαγωγικό φορτίο - ηλεκτρικές περιελίξεις κινητήρα. Η ίδια κατηγορία βιομηχανικών και οικιακών συσκευών περιλαμβάνει:

• πλυντήρια, στεγνωτήρες μαλλιών και μονάδες συμπιεστών.
• λέβητες, ηλεκτρικές σκούπες και διάφορα μοντέλα συσκευών φωτισμού.
• αντλίες και ασύγχρονοι ηλεκτρικοί κινητήρες των εργοστασιακών μηχανών.
• εξοπλισμός λέβητα και ακόμη και συνηθισμένα κολλητήρια.

Η φύση της χρήσης εξοπλισμού που ελέγχεται από ρυθμιστές ισχύος φάσης σε triacs είναι σχεδόν η ίδια. Μόνο οι δείκτες απόδοσης των ίδιων των συσκευών ημιαγωγών διαφέρουν: το μέγεθος του ρεύματος, η ισχύς στο φορτίο, η απόδοση ελέγχου, η οικονομία και άλλα.

Αυτοπαραγωγή

Όποιος έχει κυριαρχήσει την αρχή της λειτουργίας του μπορεί να δημιουργήσει έναν ρυθμιστή τάσης σε triacs με τα χέρια του. Για να το κάνετε αυτό, πρέπει πρώτα να ορίσετε μια επιλογή επωνυμίας συσκευής κατάλληλη για μη αυτόματη αντιγραφή. Μία από τις προϋποθέσεις για να κάνετε τη σωστή επιλογή είναι ότι το σχήμα που σας αρέσει αποδεικνύεται αρκετά απλό για να το επαναλάβετε.

Επιλογές σχήματος

Μεταξύ των δημοφιλών μοντέλων βιομηχανικών συσκευών που μπορούν να ληφθούν ως δείγμα, ξεχωρίζουν τα ακόλουθα:

• Προϊόντα κατασκευασμένα βάσει συσκευών BT136 600E, το κύκλωμα ρύθμισης τάσης του οποίου είναι διαθέσιμο στο Διαδίκτυο.
• Συσκευές που βασίζονται σε BTA16-600 triacs με έναν πιο σύνθετο οργανισμό εναλλαγής.

Ένα χαρακτηριστικό της πρώτης λύσης κυκλώματος είναι η χρήση μόνο ενός triac. Μέσω ενός τέτοιου ρυθμιστή, επαναλαμβανόμενου με τη μορφή σπιτικού προϊόντος, είναι δυνατόν να ελεγχθούν οι τρόποι λειτουργίας ενός συγκολλητικού σιδήρου οικιακής χρήσης με ισχύ έως 0,09 kW. Επιπλέον, εάν διαθέτετε συσκευή, μπορείτε να ρυθμίσετε τη φωτεινότητα μιας λάμπας γραφείου ή την ταχύτητα περιστροφής ενός ηλεκτρικού ανεμιστήρα.

Μεταξύ των λύσεων κυκλώματος που χρησιμοποιούνται για την ανεξάρτητη κατασκευή του ρυθμιστή, ξεχωρίζει ένα προϊόν που βασίζεται σε σχετικά ισχυρές συσκευές ημιαγωγών BTA16-600. Το χαρακτηριστικό του είναι η παρουσία μιας λάμπας νέον που περιλαμβάνεται στο κύκλωμα εξόδου. Η φωτεινότητα της λάμψης του δείχνει την ποσότητα ισχύος που παρέχεται στο φορτίο αυτή τη στιγμή, η οποία είναι πολύ βολική για τη συνεργασία με πολλούς καταναλωτές.

Ένας χρήστης που δεν έχει εμπειρία με μικροκυκλώματα θα πρέπει να χρησιμοποιήσει τη συνδυασμένη επιλογή. Η μονάδα ελέγχου προέρχεται από ένα απλούστερο προϊόν που βασίζεται στο BT136-600E και η έξοδος χρησιμοποιεί ένα κύκλωμα ελέγχου με μια λάμπα νέον. Σε περίπτωση που ο ρυθμιστής προορίζεται να ελέγχει ένα φωτιστικό με το δικό του εσωτερικό στοιχείο εκκίνησης (εκκινητής), επιτρέπεται να μην εγκατασταθεί το νέον.

Μια άλλη παραλλαγή της ιδιόκτητης συσκευής επαναλήπτη είναι δυνατή, η οποία χρησιμοποιεί τα στοιχεία ελέγχου MAC 97A6. Αυτό το κύκλωμα μεταγωγής είναι κατάλληλο για λαμπτήρες 220V.

Αυτο συναρμολόγηση

Η δομή ενός τυπικού κυκλώματος ρυθμιστή σε triacs περιλαμβάνει τα ακόλουθα υποχρεωτικά εξαρτήματα και στοιχεία:

• διόδους ανορθωτή (ή γέφυρα) ·
• μια ρυθμιζόμενη αντίσταση, του οποίου το κουμπί εμφανίζεται στην πρόσοψη μιας σπιτικής συσκευής.
• περιορισμός της δεινίστας οποιουδήποτε τύπου ·
• triac BTA16-000;
• LED ένδειξης αντί για νέον.
• ασφάλεια ηλεκτρική.

Αφού κολληθούν όλα αυτά τα μέρη στο κύκλωμα, θα χρειαστεί να ελέγξετε τη σειρά λειτουργίας καθεμιάς από τις επιμέρους μονάδες. Για να το κάνετε αυτό, πρέπει να περπατήσετε ολόκληρη την αλυσίδα από την είσοδο έως το φορτίο.

Η τάση εναλλασσόμενου ρεύματος 220 βολτ που διορθώνεται από διόδους τροφοδοτείται μέσω μιας αντίστασης ρύθμισης πρώτα στο στοιχείο περιορισμού και μετά στο ηλεκτρόδιο ελέγχου BTA16-000. Ανάλογα με τη θέση του ποτενσιόμετρου, το triac θα ανοίξει λίγο πολύ, αλλάζοντας την ποσότητα ισχύος που παρέχεται στο φορτίο. Σύμφωνα με αυτήν την περιγραφή, το συναρμολογημένο κύκλωμα ελέγχεται για την ορθότητα της συναρμολόγησης και της λειτουργίας του.

Μέσω ενός τόσο απλού ρυθμιστή, για παράδειγμα, είναι δυνατή η ομαλή αλλαγή της ισχύος εξόδου ενός κολλητήρι ή επιτραπέζιας λάμπας.

Ρύθμιση ρυθμιστή

Αφού ολοκληρώσετε τη συγκόλληση και όλες τις απαραίτητες συνδέσεις, μπορείτε να προχωρήσετε στον έλεγχο του σπιτικού προϊόντος για λειτουργικότητα. Εάν εντοπιστούν αποκλίσεις από τις κανονικές λειτουργίες που καθορίζονται από την περιγραφή του σχεδιασμού κυκλώματος, η συσκευή θα πρέπει να ρυθμιστεί. Συνίσταται στον έλεγχο καθενός από τα στοιχεία για ρεύμα και τάση. Για αυτό, είναι πιο βολικό να αποθηκεύετε σε μια ειδική συσκευή - ένα πολύμετρο ή ακόμα καλύτερα - ένα ηλεκτρονικό παλμογράφο.

Πριν κάνετε τη ρύθμιση, είναι σημαντικό να θυμάστε ότι το triac σε αυτό το κύκλωμα εκτελεί τη λειτουργία ενός ρυθμιστή φάσης.Ο κύριος σκοπός του είναι να αλλάξει το κύκλωμα τη στιγμή της μετάβασης της τάσης μισού κύματος στο μηδέν σημείο, λαμβάνοντας υπόψη την τιμή του φορτίου που λειτουργεί σε μια δεδομένη στιγμή.

Στην αρχική κατάσταση, το triac είναι κλειστό, καθώς η τάση στο ηλεκτρόδιο ελέγχου δεν έχει φτάσει στην επιθυμητή τιμή. Καθώς ο πυκνωτής φορτίζεται μέσω του κυκλώματος, το οποίο άνοιξε λόγω της άφιξης μισού κύματος τάσης, αυξάνεται σταδιακά το δυναμικό σε αυτό και στο dinistor που συνδέεται παράλληλα.

Αυτές οι διαδικασίες είναι σαφώς ορατές στην οθόνη του παλμογράφου, παρουσία της οποίας η ρύθμιση της συσκευής θα απλοποιηθεί αισθητά.

Όταν η τάση σε αυτό το σημείο φτάσει περίπου τα 30 βολτ, το dinistor και το triac ανοίγουν ταυτόχρονα για χρόνο ίσο με το μισό διάστημα του κύματος. Λόγω της αλλαγής του κυκλώματος ελέγχου, που επαναλαμβάνεται περιοδικά με συχνότητα 50 Hertz, είναι δυνατή η αλλαγή της ποσότητας ισχύος στο φορτίο εντός των καθορισμένων ορίων.

Εάν έχετε εμπειρία με κολλητήρι και ηλεκτρονικές συσκευές, μπορείτε να συναρμολογήσετε και να διαμορφώσετε τη συσκευή ελέγχου χωρίς μεγάλη δυσκολία. Το κύριο πράγμα είναι η προσοχή και η αυστηρή τήρηση των οδηγιών που δίνονται.