Tirisztor és triac feszültségszabályozók induktív terhelésekhez

Az induktív elemek felhasználásával készült legtöbb modern háztartási készülék az energiafogyasztás szempontjából könnyen beállítható. Igaz, ez csak azokra az esetekre igaz, amikor ilyen lehetőségről már rendelkezik. Ennek hiányában azonban saját kezűleg is módosíthatja az eszközt, ha egy induktív terhelésbe integrálja a triak feszültségszabályozót.

Előnyök és hátrányok

Vannak olyan feszültségszabályozók a piacon, amelyek a modern BT136 600E triakok alapján épültek, és teljesítményükben jelentősen felülmúlják a tirisztor társakat. A kétirányú vezérlő félvezetők használata a következő előnyökkel jár:

• a nemlineáris torzítás csökkentése;
• a teljes áramkör vezérlési jellemzőinek javítása;
• kis megtakarítás az áramfogyasztásban.

Minden elektronikus vezérlő fő előnye a mechanikus érintkezők hiánya, amelyek gyorsan meghibásodnak és sok zajt okoznak.

Ezen eszközök nem túl jelentős hátrányai:

• fokozott érzékenység a tranziensekre a vezérlő áramkörökben;
• radiátor felszerelésének szükségessége a hő eltávolítására;
• korlátozott frekvenciatartomány.

Mindezen hátrányok ellenére a triac stabilizátorokat sikeresen alkalmazzák az induktív terhelés teljesítményének szabályozására.

A működés elve és az alkalmazás célja

A triac szabályozó működési elve a félvezető eszközök jellemzőin alapul, amelyek korlátozzák a váltakozó áram amplitúdóját, miközben csökkentik a terhelés teljesítményét. A hálózati feszültség adott frekvenciájánál lehetséges ezt a jelzőt kis határokon (legfeljebb 20-30%) szabályozni.

A beállítás minősége és mélysége a triac elemek működésének vezérlő áramkörétől függ, amely különböző kialakítású.

A legegyszerűbb esetekben több különálló elemből áll: diódákból, leválasztó transzformátorból, ellenállásokból és kondenzátorokból. Bonyolultabb eszközöknél a szabályozó modul funkcióját mikrokapcsoló vagy mikroprocesszor látja el. A triac vezérlés módszerével összhangban a terhelésre leadott teljesítmény mennyiségének megváltoztatására különféle módszerek lehetségesek. Ennek hatékony, minimális veszteséggel történő megvalósításának leggyakoribb módja az átalakított feszültség fázisának befolyásolása. A változó paraméternek megfelelően ezt a módszert impulzusfázisnak nevezzük, és az alapján működő eszköz fázis teljesítményszabályozó.

A triakáramköröket számos eszközben használják, amikor dolgozik, induktív terheléssel kell szembenéznie - különösen az elektromos motor tekercselésében. Az ipari és háztartási készülékek ugyanabba a kategóriájába tartozik:

• mosógépek, hajszárítók és kompresszor egységek;
• kazánok, porszívók és számos világítóeszköz-modell;
• gyári gépek szivattyúi és aszinkron elektromos motorjai;
• kazánberendezések és még a szokásos forrasztópákák is.

A fázis-teljesítményszabályozók által vezérelt berendezések triacsokon való felhasználásának jellege gyakorlatilag azonos. Csak maguk a félvezető eszközök teljesítménymutatói különböznek egymástól: az áram nagysága, a terhelés teljesítménye, a vezérlés hatékonysága, a gazdaságosság és mások.

Öntermelés

Aki elsajátította működésének elvét, saját kezűleg készíthet feszültségszabályozót a triakokon. Ehhez először ki kell választania egy márkás eszköz opciót, amely alkalmas a kézi másolásra. A helyes választás egyik feltétele, hogy a neked tetsző séma elég egyszerűnek bizonyuljon az ismétléshez.

Séma opciók

A mintaként vehető ipari eszközök népszerű modelljei közül a következők emelkednek ki:

• BT136 600E eszközök alapján épített termékek, amelyek feszültségszabályozó áramköre elérhető az interneten.
• BTA16-600 triakon alapuló eszközök, összetettebb kapcsolószervezéssel.

Az első áramköri megoldás egyik jellemzője, hogy csak egy triacot használnak. Egy ilyen, házi készítésű termék formájában megismételhető szabályozó segítségével lehetőség van egy háztartási forrasztópáka üzemmódjának vezérlésére, amelynek teljesítménye legfeljebb 0,09 kW. Ezen felül, ha van készüléke, beállíthatja az asztali lámpa fényerejét vagy az elektromos ventilátor forgási sebességét.

A szabályozó független gyártásához használt áramköri megoldások közül kiemelkedik egy viszonylag nagy teljesítményű félvezető eszközökön alapuló BTA16-600 termék. Jellemző jellemzője a kimeneti áramkörben található neonlámpa jelenléte. Izzásának fényereje jelzi a terheléshez adott energiamennyiséget pillanatnyilag, ami nagyon kényelmes sok fogyasztóval való munkavégzéshez.

Azoknak a felhasználóknak, akiknek nincs tapasztalatuk a mikrokapcsolásokról, a kombinált opciót kell használniuk. A vezérlőegység a BT136-600E alapú egyszerűbb termékből származik, és a kimenet neonlámpával ellátott vezérlő áramkört használ. Olyan helyzetben, amikor a szabályozó célja egy megvilágító vezérlése saját belső indító elemével (indítójával), megengedett, hogy ne telepítse a neont.

Lehetséges a szabadalmaztatott ismétlő eszköz egy másik változata, amely az MAC 97A6 vezérlőket használja. Ez a kapcsoló áramkör alkalmas 220 V-os lámpákhoz.

Önszerelés

A triacokon lévő tipikus szabályozó áramkör felépítése a következő kötelező elemeket és elemeket tartalmazza:

• egyenirányító diódák (vagy híd);
• beállító ellenállás, amelynek gombja egy házi készítésű készülék előlapján látható;
• bármilyen típusú dinisztor korlátozása;
• triac BTA16-000;
• jelző LED neon helyett;
• biztosíték.

Miután ezek a részek be vannak forrasztva az áramkörbe, ellenőriznie kell az egyes modulok működésének sorrendjét. Ehhez be kell járnia a teljes láncot a bejárattól a rakományig.

A diódákkal egyenirányított 220 voltos váltakozó feszültséget egy beállító ellenálláson keresztül táplálják először a korlátozó elemre, majd a BTA16-000 vezérlőelektródra. A potenciométer gombjának helyzetétől függően a triac többé-kevésbé kinyílik, megváltoztatva a terheléshez adott energia mennyiségét. E leírás szerint az összeszerelt áramkört ellenőrzik annak összeállításának és működésének helyessége szempontjából.

Egy ilyen egyszerű szabályozó segítségével simán megváltoztatható például egy forrasztópáka vagy egy asztali lámpa kimeneti teljesítménye.

A szabályozó beállítása

A forrasztási munka és az összes szükséges csatlakozás elvégzése után folytathatja a házi termék működőképességének ellenőrzését. Ha észlelnek eltéréseket az áramköri terv leírásában meghatározott normál üzemmódoktól, akkor az eszközt konfigurálni kell. Ez az egyes elemek áram- és feszültségellenőrzéséből áll. Ehhez a legkényelmesebb egy speciális eszköz - multiméter, vagy még jobb - elektronikus oszcilloszkóp készlete.

A beállítás elvégzése előtt fontos megjegyezni, hogy az áramkör triacja fázisszabályozó funkciót lát el.Fő célja az áramkör átkapcsolása a félhullám feszültségének nullpontra való átmenetének pillanatában, figyelembe véve az adott időpontban működtetett terhelés értékét.

A kezdeti állapotban a triac zárva van, mivel a vezérlőelektródán a feszültség nem érte el a kívánt értéket. Ahogy a kondenzátor az áramkörön keresztül töltődik fel, amely egy félfeszültségű hullám érkezése miatt nyílt meg, a rajta és a párhuzamosan összekapcsolt dinistoron lévő potenciál fokozatosan növekszik.

Ezek a folyamatok jól láthatók az oszcilloszkóp képernyőn, amelyek jelenlétében érezhetően leegyszerűsödik az eszköz beállítása.

Amikor a feszültség ezen a ponton eléri a körülbelül 30 voltot, a dinisztor és a triac egyszerre nyílik egy ideig, amely megegyezik a hullám félperiódusával. A vezérlő áramkör kapcsolása miatt, periodikusan 50 Hertz frekvenciával ismételve, lehetőség van a terhelés teljesítménymennyiségének megváltoztatására a megadott határokon belül.

Ha tapasztalata van a forrasztópáka és az elektronikus készülékek terén, akkor nagy nehézségek nélkül össze lehet állítani és konfigurálni a vezérlőeszközt. A lényeg a figyelmesség és a megadott utasítások szigorú betartása.