Tyristor- och triac-spänningsregulatorer för induktiva belastningar

De flesta moderna hushållsapparater tillverkade med induktiva element är lätt justerbara för energiförbrukning. Det är sant att detta endast gäller de fall där en sådan möjlighet redan finns. Men även i frånvaro kan du ändra enheten med egna händer genom att integrera en triac-spänningsregulator i den i en induktiv belastning.

Fördelar och nackdelar

Det finns spänningsregulatorer på marknaden, byggda på grundval av moderna BT136 600E triacs, som väsentligt överträffar tyristor motsvarigheter i deras prestanda. Användningen av dubbelriktade halvledare kan uppnå följande fördelar:

• minskning av icke-linjär distorsion;
• förbättring av hela kretsens styregenskaper;
• små besparingar i elförbrukningen.

Den största fördelen med alla elektroniska styrenheter är frånvaron av mekaniska kontakter, som snabbt misslyckas och skapar mycket brus.

Inte särskilt betydande nackdelar med dessa enheter inkluderar:

• ökad känslighet för transienter i kontrollkretsar;
• behovet av att installera en kylare för att ta bort värme;
• begränsat frekvensområde.

Trots alla dessa nackdelar används triac-stabilisatorer framgångsrikt för att reglera kraften i en induktiv belastning.

Princip för användning och syfte med tillämpningen

Principen för drift av en triacregulator är baserad på egenskaperna hos halvledaranordningar, som begränsar amplituden på växelströmmen samtidigt som effekten i belastningen minskas. Vid en given frekvens av nätspänningen är det möjligt att reglera denna indikator inom små gränser (högst 20-30%).

Justeringens kvalitet och djup beror på styrkretsen för drift av triac-elementen, som antar olika utföranden.

I de enklaste fallen består den av flera diskreta element: dioder, en isoleringstransformator, motstånd och kondensatorer. I mer komplexa enheter utförs regleringsmodulens funktion av en mikrokrets eller mikroprocessor. I enlighet med metoden för triac-kontroll är olika metoder för att ändra mängden kraft som tillförs lasten möjliga. Det vanligaste sättet att göra detta effektivt, med minimala förluster, är att påverka fasen för den omvandlade spänningen. I enlighet med den variabla parametern kallas denna metod pulsfas, och enheten som fungerar på dess bas är en faseffektregulator.

Triac-kretsar används i många enheter, när man arbetar med vilken man måste hantera en induktiv belastning - i synnerhet elektriska motorlindningar. Samma kategori industri- och hushållsapparater inkluderar:

• tvättmaskiner, hårtorkar och kompressorenheter;
• pannor, dammsugare och ett antal modeller av belysningsanordningar;
• pumpar och asynkrona elmotorer för fabriksmaskiner;
• pannautrustning och till och med vanliga lödkolvar.

Användningen av utrustning som styrs av faseffektregulatorer på triacs är praktiskt taget densamma. Endast prestandaindikatorerna för själva halvledaranordningarna skiljer sig åt: storleken på strömmen, kraften i lasten, kontrolleffektiviteten, ekonomin och andra.

Självproduktion

Den som har bemästrat principen för dess funktion kan göra en spänningsregulator på triacs med egna händer. För att göra detta måste du först välja ett enhetsalternativ som är lämpligt för manuell kopiering. En av förutsättningarna för att göra rätt val är att det schema du gillar visar sig vara enkelt nog att upprepa.

Schemaalternativ

Bland de populära modellerna av industriella apparater som kan tas som ett exempel sticker följande ut:

• Produkter som bygger på BT136 600E-enheter, vars spänningsregleringskrets finns tillgänglig på Internet.
• Enheter baserade på BTA16-600 triacs med en mer komplex växlingsorganisation.

En funktion i den första kretslösningen är användningen av endast en triac. Med hjälp av en sådan regulator, upprepad i form av en hemlagad produkt, är det möjligt att styra driftsätten för ett hushållslödjärn med en effekt på upp till 0,09 kW. Dessutom, om du har en enhet, kan du justera ljusstyrkan på en skrivbordslampa eller rotationshastigheten för en elektrisk fläkt.

Bland de kretslösningar som används för oberoende tillverkning av regulatorn utmärker sig en produkt baserad på relativt kraftfulla halvledaranordningar BTA16-600. Dess karakteristiska drag är närvaron av en neonlampa som ingår i utgångskretsen. Ljusets ljusstyrka indikerar mängden kraft som tillförs lasten just nu, vilket är mycket praktiskt för att arbeta med många konsumenter.

En användare som inte har erfarenhet av mikrokretsar måste använda det kombinerade alternativet. Styrenheten är hämtad från en enklare produkt baserad på BT136-600E, och utgången använder en styrkrets med en neonlampa. I en situation där regulatorn är avsedd att styra en belysning med sitt eget interna startelement (starter), är det tillåtet att inte installera neonet.

En annan variant av den proprietära repeater-enheten är möjlig, som använder MAC 97A6-kontrollerna. Denna omkopplingskrets är lämplig för 220V-lampor.

Självmontering

Strukturen för en typisk regulatorkrets på triacs innehåller följande obligatoriska komponenter och element:

• likriktardioder (eller brygga);
• ett justeringsmotstånd, vars ratt visas på frontpanelen på en hemlagad enhet;
• begränsande dinistor av vilken typ som helst;
• triac BTA16-000;
• indikator-LED istället för neon;
• säkring.

När alla dessa delar är lödda i kretsen måste du kontrollera arbetsordningen för var och en av de enskilda modulerna. För att göra detta måste du gå hela kedjan från ingången till lasten.

Växelspänningen på 220 volt utjämnad av dioder matas genom ett justeringsmotstånd först till begränsningselementet och sedan till styrelektroden BTA16-000. Beroende på positionen för potentiometervredet öppnar triacen mer eller mindre, vilket ändrar mängden kraft som tillförs lasten. Enligt denna beskrivning kontrolleras den monterade kretsen för korrekt montering och drift.

Med hjälp av en sådan enkel regulator är det möjligt att smidigt ändra uteffekten till exempelvis ett lödkolv eller en bordslampa.

Regulatorinställning

När du har avslutat lödarbetet och alla nödvändiga anslutningar kan du fortsätta kontrollera den hemlagade produkten för funktionalitet. Om avvikelser från de normala lägen som anges i beskrivningen av kretskonstruktionen upptäcks måste enheten konfigureras. Den består i att kontrollera var och en av elementen för ström och spänning. För detta är det mest bekvämt att fylla på en speciell enhet - en multimeter, eller ännu bättre - ett elektroniskt oscilloskop.

Innan justeringen görs är det viktigt att komma ihåg att triacen i denna krets utför funktionen av en fasregulator.Dess huvudsyfte är att koppla om kretsen vid övergången av halvvågsspänningen till nollpunkten med hänsyn till värdet på den belastning som körs vid en given tidpunkt.

I utgångsläget stängs triac, eftersom spänningen vid dess styrelektrod inte har nått det önskade värdet. När kondensatorn laddas genom kretsen, som öppnades på grund av ankomsten av en halvvågs spänning, ökar potentialen på den och på den parallellt anslutna dinistorn.

Dessa processer är tydligt synliga på oscilloskopskärmen, i närvaro av vilken enhetskonfigurationen märkbart förenklas.

När spänningen vid denna punkt når ett värde av cirka 30 volt, öppnar dinistor och triac samtidigt under en tid som är lika med vågens halvperiod. På grund av omkopplingen av styrkretsen, som regelbundet upprepas med en frekvens på 50 Hertz, är det möjligt att ändra mängden effekt i lasten inom de angivna gränserna.

Om du har erfarenhet av ett lödkolv och elektroniska enheter är det möjligt att montera och konfigurera styrenheten utan stora svårigheter. Det viktigaste är uppmärksamhet och strikt efterlevnad av instruktionerna.