Thyristor- en triac-spanningsregelaars voor inductieve belastingen

De meeste moderne huishoudelijke apparaten die zijn gemaakt met inductieve elementen, zijn eenvoudig aan te passen aan het stroomverbruik. Toegegeven, dit geldt alleen voor die gevallen waarin al in een dergelijke mogelijkheid is voorzien. Maar zelfs bij afwezigheid kunt u het apparaat met uw eigen handen aanpassen door er een triac-spanningsregelaar in te integreren in een inductieve belasting.

Voor-en nadelen

Er zijn spanningsregelaars op de markt, gebouwd op basis van moderne BT136 600E-triacs, die qua prestaties de thyristor-tegenhangers aanzienlijk overtreffen. Het gebruik van halfgeleiders met bidirectionele besturing kan de volgende voordelen opleveren:

• vermindering van niet-lineaire vervorming;
• verbetering van de regelkarakteristieken van het gehele circuit;
• kleine besparing op het elektriciteitsverbruik.

Het belangrijkste voordeel van alle elektronische controllers is de afwezigheid van mechanische contacten, die snel falen en veel lawaai veroorzaken.

Niet erg belangrijke nadelen van deze apparaten zijn:

• verhoogde gevoeligheid voor transiënten in regelcircuits;
• de noodzaak om een ​​radiator te installeren om warmte te verwijderen;
• beperkt frequentiebereik.

Ondanks al deze nadelen worden triac-stabilisatoren met succes gebruikt om het vermogen in een inductieve belasting te regelen.

Werkingsprincipe en toepassingsdoel

Het werkingsprincipe van een triac-regelaar is gebaseerd op de kenmerken van halfgeleiderapparaten, die de amplitude van de wisselstroom beperken en tegelijkertijd het vermogen in de belasting verminderen. Bij een bepaalde frequentie van de netspanning is het mogelijk om deze indicator binnen kleine grenzen (maximaal 20-30%).

De kwaliteit en diepte van de afstelling zijn afhankelijk van het regelcircuit voor de werking van de triac-elementen, die verschillende ontwerpen veronderstelt.

In de eenvoudigste gevallen bestaat het uit verschillende discrete elementen: diodes, een scheidingstransformator, weerstanden en condensatoren. In complexere apparaten wordt de functie van de regelmodule uitgevoerd door een microschakeling of microprocessor. In overeenstemming met de methode van triac-besturing zijn verschillende methoden mogelijk om de hoeveelheid aan de belasting toegevoerd vermogen te wijzigen. De meest gebruikelijke manier om dit effectief te doen, met minimale verliezen, is om de fase van de omgezette spanning te beïnvloeden. In overeenstemming met de variabele parameter wordt deze methode pulsfase genoemd en het apparaat dat op zijn basis werkt, is een fase-vermogensregelaar.

Triac-circuits worden in veel apparaten gebruikt, waarbij men te maken heeft met een inductieve belasting - met name elektromotorwikkelingen. Dezelfde categorie industriële en huishoudelijke apparaten omvat:

• wasmachines, haardrogers en compressorunits;
• boilers, stofzuigers en een aantal modellen verlichtingsapparaten;
• pompen en asynchrone elektromotoren van fabrieksmachines;
• ketelapparatuur en zelfs gewone soldeerbouten.

De aard van het gebruik van apparatuur die wordt bestuurd door fasestroomregelaars op triacs is praktisch hetzelfde. Alleen de prestatie-indicatoren van de halfgeleiderapparaten zelf verschillen: de grootte van de stroom, het vermogen in de belasting, de regelefficiëntie, de economie en andere.

Zelfproductie

Iedereen die het principe van zijn werking onder de knie heeft, kan met zijn eigen handen een spanningsregelaar op triacs maken. Om dit te doen, moet u eerst een merkapparaatoptie selecteren die geschikt is voor handmatig kopiëren. Een van de voorwaarden voor het maken van de juiste keuze is dat het schema dat je leuk vindt eenvoudig genoeg blijkt om te herhalen.

Schema opties

Onder de populaire modellen van industriële apparaten die als voorbeeld kunnen worden genomen, vallen de volgende op:

• Producten gebouwd op basis van BT136 600E-apparaten, waarvan het spanningsregelcircuit beschikbaar is op internet.
• Apparaten gebaseerd op BTA16-600 triacs met een complexere schakelorganisatie.

Een kenmerk van de eerste circuitoplossing is het gebruik van slechts één triac. Door middel van een dergelijke regelaar, herhaald in de vorm van een zelfgemaakt product, is het mogelijk om de bedrijfsmodi van een huishoudelijke soldeerbout met een vermogen tot 0,09 kW te regelen. Daarnaast kun je, als je een apparaat hebt, de helderheid van een bureaulamp of de rotatiesnelheid van een elektrische ventilator aanpassen.

Van de circuitoplossingen die worden gebruikt voor de onafhankelijke productie van de regelaar, valt een product op basis van relatief krachtige halfgeleiderapparaten BTA16-600 op. Het karakteristieke kenmerk is de aanwezigheid van een neonlamp in het uitgangscircuit. De helderheid van de gloed geeft de hoeveelheid stroom aan die op dit moment aan de belasting wordt geleverd, wat erg handig is om met veel consumenten te werken.

Een gebruiker die geen ervaring heeft met microschakelingen zal de gecombineerde optie moeten gebruiken. De besturingseenheid is afkomstig van een eenvoudiger product op basis van de BT136-600E en de uitgang maakt gebruik van een besturingscircuit met een neonlamp. In een situatie waarin de regelaar bedoeld is om een ​​straler met een eigen intern startelement (starter) aan te sturen, is het toegestaan ​​de neon niet te installeren.

Een andere variant van het gepatenteerde repeater-apparaat is mogelijk, dat gebruikmaakt van de MAC 97A6-besturingselementen. Dit schakelcircuit is geschikt voor 220V lampen.

Zelf montage

De structuur van een typisch regelcircuit op triacs omvat de volgende verplichte componenten en elementen:

• gelijkrichterdiodes (of brug);
• een instelweerstand, waarvan de knop wordt weergegeven op het voorpaneel van een zelfgemaakt apparaat;
• beperkende dinistor van elk type;
• triac BTA16-000;
• indicatie-LED in plaats van neon;
• lont.

Nadat al deze onderdelen in het circuit zijn gesoldeerd, moet u de volgorde van werking van elk van de afzonderlijke modules controleren. Om dit te doen, moet u de hele ketting van de ingang naar de lading lopen.

De door diodes gelijkgerichte wisselspanning van 220 volt wordt via een instelweerstand eerst naar het begrenzingselement en vervolgens naar de stuurelektrode BTA16-000 geleid. Afhankelijk van de stand van de potentiometerknop, zal de triac min of meer openen, waardoor de hoeveelheid stroom die aan de belasting wordt geleverd verandert. Volgens deze beschrijving wordt de geassembleerde schakeling gecontroleerd op de juistheid van zijn montage en werking.

Door middel van zo'n eenvoudige regelaar is het mogelijk om het uitgangsvermogen van bijvoorbeeld een soldeerbout of een tafellamp soepel te wijzigen.

Regelaar instelling

Na het voltooien van het soldeerwerk en alle benodigde verbindingen, kunt u doorgaan met het controleren van het zelfgemaakte product op bruikbaarheid. Als er afwijkingen worden gedetecteerd van de normale modi die zijn gespecificeerd in de beschrijving van het circuitontwerp, moet het apparaat worden geconfigureerd. Het bestaat uit het controleren van elk van de elementen op stroom en spanning. Hiervoor is het het handigst om een ​​speciaal apparaat in te slaan - een multimeter, of nog beter - een elektronische oscilloscoop.

Voordat u de aanpassing maakt, is het belangrijk om te onthouden dat de triac in dit circuit de functie van een faseregelaar vervult.Het belangrijkste doel is om het circuit te schakelen op het moment van de overgang van de halve golfspanning naar het nulpunt, rekening houdend met de waarde van de belasting die op een bepaald moment wordt gebruikt.

In de begintoestand is de triac gesloten, omdat de spanning op de stuurelektrode niet de gewenste waarde heeft bereikt. Naarmate de condensator wordt opgeladen via het circuit, dat is geopend door de komst van een halve golf van spanning, neemt de potentiaal daarop en op de parallel geschakelde dinistor geleidelijk toe.

Deze processen zijn duidelijk zichtbaar op het scherm van de oscilloscoop, in aanwezigheid waarvan de inrichting van het apparaat merkbaar wordt vereenvoudigd.

Wanneer de spanning op dit punt ongeveer 30 volt bereikt, openen de dinistor en de triac tegelijkertijd voor een tijd gelijk aan de halve periode van de golf. Door het schakelen van het regelcircuit, periodiek herhalend met een frequentie van 50 Hertz, is het mogelijk om de hoeveelheid vermogen in de belasting binnen de gespecificeerde limieten te wijzigen.

Als je ervaring hebt met een soldeerbout en elektronische apparaten, is het mogelijk om het besturingsapparaat zonder veel moeite te monteren en configureren. Het belangrijkste is aandacht en strikte naleving van de gegeven instructies.