Reguladores de tensão tiristor e triac para cargas indutivas

A maioria dos eletrodomésticos modernos feitos com elementos indutivos são facilmente ajustáveis ​​para consumo de energia. É verdade que isso só é verdade para os casos em que essa possibilidade já está prevista. No entanto, mesmo na sua ausência, você pode modificar o dispositivo com suas próprias mãos, integrando nele um regulador de tensão triac em uma carga indutiva.

Vantagens e desvantagens

No mercado existem reguladores de tensão construídos com base nos modernos triacs BT136 600E, que em termos de desempenho são visivelmente superiores aos tiristores. O uso de semicondutores de controle bidirecional oferece as seguintes vantagens:

• redução da distorção não linear;
• melhorando as características de controle de todo o circuito;
• pequena economia no consumo de eletricidade.

A principal vantagem de qualquer controlador eletrônico é a ausência de contatos mecânicos, que falham rapidamente e criam muito ruído.

As desvantagens não muito significativas desses dispositivos incluem:

• aumento da sensibilidade a transientes em circuitos de controle;
• a necessidade de instalação de radiador para retirada de calor;
• faixa de freqüência limitada.

Apesar de todas essas desvantagens, os estabilizadores triac são usados ​​com sucesso para regular a potência em uma carga indutiva.

Princípio de operação e finalidade da aplicação

O princípio de operação de um regulador triac é baseado nas características dos dispositivos semicondutores, que limitam a amplitude da corrente alternada enquanto reduzem a potência na carga. Em uma determinada frequência da tensão da rede elétrica, é possível regular este indicador dentro de pequenos limites (não mais do que 20-30%).

A qualidade e a profundidade do ajuste dependem do circuito de controle para o funcionamento dos elementos triac, que assume diferentes designs.

Nos casos mais simples, ele consiste em vários elementos discretos: diodos, um transformador de isolamento, resistores e capacitores. Em dispositivos mais complexos, a função do módulo de regulação é realizada por um microcircuito ou microprocessador. De acordo com o método de controle do triac, vários métodos de alteração da quantidade de energia fornecida à carga são possíveis. A maneira mais comum de fazer isso de forma eficaz, com perdas mínimas, é influenciar a fase da tensão convertida. De acordo com o parâmetro variável, este método é denominado fase de pulso, e o dispositivo operando com base nele é um regulador de potência de fase.

Os circuitos triac são usados ​​em muitos dispositivos, nos quais se trabalha com uma carga indutiva - enrolamentos do motor, em particular. A mesma categoria de eletrodomésticos industriais e domésticos inclui:

• máquinas de lavar, secadores de cabelo e unidades de compressão;
• caldeiras, aspiradores de pó e vários modelos de dispositivos de iluminação;
• bombas e motores elétricos assíncronos de máquinas de fábrica;
• equipamentos de caldeira e até mesmo ferros de solda comuns.

A natureza do uso de equipamentos controlados por reguladores de potência de fase em triacs é praticamente a mesma. Apenas os indicadores de desempenho dos próprios dispositivos semicondutores diferem: a magnitude da corrente, a potência na carga, a eficiência do controle, a economia e outros.

Autoprodução

Qualquer pessoa que domine o princípio de seu funcionamento pode fazer um regulador de tensão em triacs com as próprias mãos. Para fazer isso, você deve primeiro selecionar uma opção de dispositivo de marca adequada para cópia manual. Uma das condições para fazer a escolha certa é que o esquema de que você gosta seja simples o suficiente para ser repetido.

Opções de esquema

Entre os modelos populares de dispositivos industriais que podem ser tomados como amostra, destacam-se os seguintes:

• Produtos construídos com base em dispositivos BT136 600E, cujo circuito de regulação de tensão está disponível na Internet.
• Dispositivos baseados em triacs BTA16-600 com uma organização de comutação mais complexa.

Uma característica da primeira solução de circuito é o uso de apenas um triac. Por meio desse regulador, repetido em forma de produto caseiro, é possível controlar os modos de funcionamento de um ferro de soldar doméstico com potência de até 0,09 kW. Além disso, se você tiver um dispositivo, poderá ajustar o brilho de uma luminária de mesa ou a velocidade de rotação de um ventilador elétrico.

Dentre as soluções de circuitos utilizadas para a fabricação independente do regulador, destaca-se um produto baseado em dispositivos semicondutores relativamente potentes BTA16-600. Sua característica é a presença de uma lâmpada neon incluída no circuito de saída. O brilho de seu brilho indica a quantidade de energia fornecida à carga no momento, o que é muito conveniente para trabalhar com muitos consumidores.

Um usuário que não tem experiência com microcircuitos terá que usar a opção combinada. A unidade de controle é tirada de um produto mais simples baseado no BT136-600E, e a saída usa um circuito de controle com uma lâmpada de néon. Em uma situação em que o regulador se destina a controlar um iluminador com seu próprio elemento de partida interno (starter), é permitido não instalar o neon.

Outra variante do dispositivo repetidor proprietário é possível, que usa os controles MAC 97A6. Este circuito de comutação é adequado para lâmpadas 220V.

Auto-montagem

A estrutura de um circuito regulador típico em triacs inclui os seguintes componentes e elementos obrigatórios:

• diodos retificadores (ou ponte);
• um resistor de ajuste, o botão do qual é exibido no painel frontal de um dispositivo caseiro;
• limitação de dinistor de qualquer tipo;
• triac BTA16-000;
• LED indicador em vez de neon;
• fusível.

Depois que todas essas peças forem soldadas ao circuito, você precisará verificar a ordem de operação de cada um dos módulos individuais. Para fazer isso, você precisa percorrer toda a corrente, desde a entrada até a carga.

A tensão CA de 220 volts retificada por diodos é alimentada através de um resistor de ajuste primeiro para o elemento limitador e, em seguida, para o eletrodo de controle BTA16-000. Dependendo da posição do botão do potenciômetro, o triac abrirá mais ou menos, mudando a quantidade de energia fornecida à carga. De acordo com esta descrição, o circuito montado é verificado quanto à exatidão de sua montagem e funcionamento.

Por meio de um regulador tão simples, é possível alterar suavemente a potência de saída de um ferro de soldar ou de um abajur, por exemplo.

Configuração do regulador

Depois de concluir o trabalho de solda e todas as conexões necessárias, você pode proceder à verificação do produto caseiro para operacionalidade. Se forem detectados desvios dos modos normais especificados pela descrição do projeto do circuito, o dispositivo precisará ser configurado. Consiste em verificar a corrente e a tensão de cada um dos elementos. Para isso, é mais conveniente estocar um dispositivo especial - um multímetro ou, melhor ainda, um osciloscópio eletrônico.

Antes de fazer o ajuste, é importante lembrar que o triac neste circuito desempenha a função de um regulador de fase.Seu objetivo principal é comutar o circuito no momento da transição da tensão de meia onda para o ponto zero, levando em consideração a magnitude da carga em operação em um determinado momento.

No estado inicial, o triac está fechado, pois a tensão em seu eletrodo de controle não atingiu o valor desejado. À medida que o capacitor carrega através do circuito, que se abriu devido à chegada de uma meia onda de tensão, o potencial nele e no dinistor conectado em paralelo aumenta gradualmente.

Esses processos são claramente visíveis na tela do osciloscópio, na presença da qual a configuração do dispositivo será visivelmente simplificada.

Quando a tensão neste ponto atinge cerca de 30 volts, o dinistor e o triac abrem simultaneamente por um tempo igual à metade do período da onda. Devido ao chaveamento do circuito de controle, repetido periodicamente com uma frequência de 50 Hertz, é possível alterar a quantidade de potência na carga dentro dos limites especificados.

Se você tem experiência com ferro de soldar e dispositivos eletrônicos, é possível montar e configurar o dispositivo de controle sem muita dificuldade. O principal é a atenção e o cumprimento estrito das instruções dadas.