симисторный и тиристорный, системы индикации и схемы
Практически в любом радиоэлектронном устройстве в большинстве случаев присутствует регулировка по мощности. За примерами далеко ходить не надо: это электроплиты, кипятильники, паяльные станции, различные регуляторы вращения двигателей в устройствах.
- Регулятор мощности на симисторе
- Напряжение на тиристоре
- Простая схема
- С генератором на основе логики
- На основе транзистора КТ117
Способов, по которым можно собрать регулятор напряжения своими руками 220 В, в Сети полно. В большинстве случаев это схемы на симисторах или тиристорах. Тиристор, в отличие от симистора, более распространённый радиоэлемент, и схемы на его основе встречаются гораздо чаще. Разберём разные варианты исполнения, основанные на обоих полупроводниковых элементах.
Регулятор мощности на симисторе
Симистор, по большому счету, – это частный случай тиристора, пропускающий ток в обе стороны, при условии, что он выше тока удержания.
Регулятор напряжения на симисторе используется в обычных бытовых приборах, где нужна регулировка. Схема регулятора мощности на симисторе выглядит следующим образом.
- Пр. 1 – предохранитель (выбирается в зависимости от требуемой мощности).
- R3 – токоограничительный резистор – служит для того чтобы при нулевом сопротивлении потенциометра остальные элементы не выгорели.
- R2 – потенциометр, подстроечный резистор, которым и осуществляется регулировка.
- C1 – основной конденсатор, заряд которого до определённого уровня отпирает динистор, вместе с R2 и R3 образует RC-цепь
- VD3 – динистор, открытие которого управляет симистором.
- VD4 – симистор – главный элемент, производящий коммутацию и, соответственно, регулировку.
Основная работа возложена на динистор и симистор. Сетевое напряжение подаётся на RC-цепочку, в которой установлен потенциометр, им в итоге и регулируется мощность. Производя регулировку сопротивления, мы меняем время зарядки конденсатора и тем самым порог включения динистора, который, в свою очередь, включает симистор. Демпферная RC-цепь, подключённая параллельно симистору, служит для сглаживания помех на выходе, а также при реактивной нагрузке (двигатель или индуктивность) предохраняет симистор от скачков высокого обратного напряжения.
Симистор включается, когда ток, проходящий через динистор, превышает ток удержания (справочный параметр). Отключается, соответственно, когда ток становится меньше тока удержания. Проводимость в обе стороны позволяет настроить более плавную регулировку, чем это возможно, например, на одном тиристоре, при этом используется минимум элементов.
Осциллограмма регулировки мощности представлена ниже.
Из неё видно, что после включения симистора оставшаяся полуволна поступает на нагрузку и при достижении 0, когда ток удержания уменьшается до такой степени, что симистор отключается. Во втором «отрицательном» полупериоде происходит тот же процесс, т. к. симистор обладает проводимостью в обе стороны.
Напряжение на тиристоре
Для начала разберёмся, чем отличается тиристор от симистора. Тиристор содержит в себе 3 p-n перехода, а симистор – 5 p-n переходов. Не углубляясь в детали, если говорить простым языком, симистор обладает проводимостью в обоих направлениях, а тиристор – только в одном. Графические обозначения элементов показаны на рисунке. Из графики это хорошо видно.
Принцип работы абсолютно такой же. На чём и построена регулировка по мощности в любой схеме. Рассмотрим несколько схем регулятора на тиристорах. Первая простейшая схема, которая в основе повторяет схему на симисторе, описанную выше. Вторая и третья – с применением логики, схемы, которые более качественно гасят помехи, создаваемые в сети переключением тиристоров.
Простая схема
Простая схема фазового регулирования на тиристоре представлена ниже.
Единственное её отличие от схемы на симисторе – это то, что регулировка происходит только положительной полуволны сетевого напряжения. Времязадающая RC-цепь путём регулирования величины сопротивления потенциометра регулирует величину отпирания, тем самым задавая выходную мощность, поступающую на нагрузку. На осциллограмме это выглядит следующим образом.
Из осциллограммы видно, что регулировка мощности идёт путём ограничения напряжения поступающего на нагрузку. Образно говоря, регулировка заключается в ограничении поступления сетевого напряжения на выход. Регулируя время заряда конденсатора путём изменения переменного сопротивления (потенциометра). Чем выше сопротивление, тем дольше происходит заряд конденсатора и тем меньше мощности будет передано на нагрузку. Физика процесса подробно описана в предыдущей схеме.
В этом случае она ничем особым не отличается.
С генератором на основе логики
Второй вариант более сложный. В связи с тем, что процессы коммутации на тиристорах вызывают большие помехи в сети, это плохо влияет на элементы, установленные на нагрузке. Особенно если на нагрузке находится сложный прибор с тонкими настройками и большим количеством микросхем.
Такая реализация тиристорного регулятора мощности своими руками подойдёт для активных нагрузок, например, паяльник или любые устройства нагрева. На входе стоит выпрямительный мост, поэтому обе волны сетевого напряжения будут положительными. Обратите внимание, что при такой схеме для питания микросхем понадобиться дополнительный источник постоянного напряжения +9 В. Осциллограмма из-за наличия выпрямительного моста будет выглядеть следующим образом.
Обе полуволны теперь будут положительными из-за влияния выпрямительного моста. Если для реактивных нагрузок (двигатели и другие индуктивные нагрузки) наличие разно полярных сигналов предпочтительно, то для активных – положительное значение мощности крайне важно.
Отключение тиристора происходит также при приближении полуволны к нулю ток удержания подаёт до определённого значения и тиристор запирается.
На основе транзистора КТ117
Наличие дополнительного источника постоянного напряжение может вызвать затруднения, если его нет, и вовсе придётся городить дополнительную схему. Если дополнительного источника у вас нет, то можно воспользоваться следующей схемой, в ней генератор сигналов на управляющий вывод тиристора собран на обычном транзисторе. Есть схемы на основе генераторов, построенных на комплементарных парах, но они более сложные, и здесь мы их рассматривать не будем.
В данной схеме генератор построен на двухбазовом транзисторе КТ117, который при таком применении будет генерировать управляющие импульсы с периодичностью, задаваемой подстроечным резистором R6. На схеме ещё реализована система индикации на базе светодиода HL1.
- VD1-VD4 – диодный мост, выпрямляющий обе полуволны и позволяющий выполнять более плавную регулировку мощности.
- EL1 – лампа накаливания – представлена вроде нагрузки, но может быть любой другой прибор.
- FU1 – предохранитель, в этом случае стоит на 10 А.
- R3, R4 – токоограничительные резисторы – нужны, чтобы не сжечь схему управления.
- VD5, VD6 – стабилитроны – выполняют роль стабилизации напряжения определённого уровня на эмиттере транзистора.
- VT1 – транзистор КТ117 – установлен должен быть именно с таким расположение базы №1 и базы №2, иначе схема будет не работоспособна.
- R6 – подстроечный резистор, определяющий момент, когда поступает импульс на управляющий вывод тиристора.
- VS1 – тиристор – элемент, обеспечивающий коммутацию.
- С2 – времязадающий конденсатор, определяющий период появления управляющего сигнала.
Остальные элементы играют незначительную роль и в основном служат для токоограничения и сглаживания импульсов. HL1 обеспечивает индикацию и сигнализирует только о том, что прибор подключён к сети и находится под напряжением.
Регулятор оборотов коллекторного двигателя 220В. Схема
Главная » Измерение и контроль » Регулятор оборотов коллекторного двигателя 220В. Схема
Эта схема регулятора оборотов коллекторного двигателя 220В оснащена 25 амперным симистором BTA26-600. Если установить симистор на радиатор, то повысится мощность, что позволит управлять электроинструментом до 4 кВт, например дрелью, электролобзиком или УШМ.
Еще одна особенность регулятора — это плавная регулировка мощности нагревательных приборов и работа в качестве диммера ламп накаливания.
Примечание: устройство не подходит для управления двигателями постоянного тока, трехфазными двигателями переменного тока, асинхронными или другими бесколлекторными электродвигателями переменного тока.
В регуляторе применена микросхема U2008. Микросхема U2008B разработана для управления фазой по биполярной технологии.
Чип определяет тока нагрузки и управляет фазой с компенсацией сети. Назначение — управление двигателем с обратной связью по току нагрузки и защита от перегрузки.
Из особенностей микросхемы U2008:
- модуль плавного запуска
- блок обнаружения перегрузки
- стабилизатор скорости вращения
- стабилизатор напряжения
- прецизионный компаратор
- источник опорного напряжения
Распиновка и назначение выводов U2008
Принципиальная схема регулятора оборотов коллекторного двигателя 220В
Диод VD1 (характеристики 1N4007) выполняет роль однополупериодного выпрямителя, а резистор R5 ограничивает напряжение до безопасного значения. Конденсатор С1 фильтрует напряжение питания, а С4 отвечает за плавный пуск. Резисторы R1, R3 и потенциометр R2 используются для определения величины мощности, подаваемой на нагрузку.
Благодаря применению резистора R7, подключенного непосредственно к фазному проводу, управление симистором происходит в момент перехода через ноль.
Это сводит к минимуму уровень генерируемых помех.
Потенциометр R6 устанавливает максимальный угол включения симистора, то есть минимальное напряжение, подаваемое на нагрузку. На практике потенциометр R6 выставляется таким образом, чтобы при крайнем левом положении R2 (минимум) получить минимальные обороты двигателя.
При первом включении регулятора выполните не сложную регулировку. Подключите к регулятору нагрузку, например, электродвигатель или лампочку и установите потенциометры R2 и R6, в соответствии с потребностями. Потенциометром R2 можно плавно отрегулировать обороты, а потенциометром R6 задать начальный угол включения симистора, т. е. минимальное эффективное напряжение на нагрузке.
Внимание! У схемы отсутствует гальваническая развязка с электросетью. Поэтому сборку и настройку выполняйте при отключенной электросети.
Тестер транзисторов / ESR-метр / генератор
Многофункциональный прибор для проверки транзисторов, диодов, тиристоров…
Подробнее
Скачать рисунок печатной платы регулятора
Блок питания 0.
..30В/3A
Набор для сборки регулируемого блока питания…
Подробнее
Categories Измерение и контроль Tags Регулятор мощности, Регулятор оборотов
Отправить сообщение об ошибке.
. Бесколлекторная электрическая машина всегда оценивалась положительно за
своей элементарной простотой, сопутствующей простотой изготовления и исключительным
надежность и относительная свобода от радиочастотного и электромагнитного
вмешательство. Некоторые из этих машин имеют скользящие контакты, но они
в виде контактных колец, а не коллекторов. Более того, часто верно
что токи, обрабатываемые контактными кольцами, намного ниже, чем обязательно
связаны с коммутаторами. Так, в автомобильном генераторе токосъемные кольца
используются для передачи тока возбуждения на ротор. Этот ток небольшой
доля зарядных токов, которые должны выдерживать эти генераторы переменного тока. Однако недостатком неколлекторных двигателей была их неспособность легко изменять свою скорость в широком диапазоне. Сейчас; с твердотельным электронике этот недостаток уже не нужен. Новый элемент управления методы дают неколлекторным двигателям старого образца гибкость производительности их первоначальные дизайнеры никогда не мечтали о возможности. Следующие схемы управления интересны тем, что они преодолевают
ограничения производительности, которые долгое время считались присущими машинам переменного тока,
особенно асинхронные двигатели. Кроме того, вы можете почувствовать острую конкуренцию
вокруг выбора типа двигателя. Благодаря новым методам управления,
уже недостаточно обращаться к моторному тексту или даже к моторным спецификациям. Симисторная схема управления скоростью для асинхронных двигателей Симисторная схема управления скоростью для асинхронных двигателей, показанная на РИС. 1
похоже на то, что показано здесь,
который предназначен для использования с универсальными двигателями. Схема на фиг.
1, однако, включает в себя схему с одинарной постоянной времени для задержки
фаза триггера затвора. Этот более простой подход допустим, потому что
асинхронные двигатели, как правило, не могут быть замедлены настолько, чтобы попасть в
проблемная область гистерезиса, для которой схема затвора с двойной постоянной времени
назначается как лечебное средство. Асинхронные двигатели с пуском от сопротивления и пуском от конденсатора могут управляться симистором.
при определенных условиях. Как правило, необходимо ограничить
диапазон регулирования скорости; скорость не должна снижаться до точки, где
центробежный выключатель повторно подключает пусковую обмотку или пусковой конденсатор. Эта схема значительно превосходит схему с одним тиристором и фазовым управлением. тиристорная схема для использования с асинхронными двигателями. SCR хорошо работает с универсальные двигатели, но постоянная составляющая, развиваемая однополупериодным выпрямлением вредно для работы асинхронных двигателей. «снаббирующая сеть» RC, подключенная к симистору, обычно не
появляются в цепи при резистивной нагрузке, что имеет место при
лампы или обогреватели. Поскольку двигательная нагрузка является индуктивной, отключение симистора
происходят при нулевом токе, но напряжение на симисторе не будет равно нулю
в это время. |
Эта схема управления скоростью лучше всего работает для
асинхронный двигатель постоянного тока с разделенным конденсатором. Затененный столб
асинхронный двигатель также поддается этому методу управления. С любого
тип асинхронного двигателя, этот метод управления скоростью наиболее эффективен
когда нагрузкой является вентилятор или воздуходувка. (Небольшое изменение скорости вызывает
относительно большое изменение скорости воздуха.) Еще один благоприятный аспект
такими нагрузками являются их низкие требования к пусковому моменту.
Учитывая все обстоятельства, будет получен наибольший диапазон регулирования скорости.
с постоянным двигателем с раздельными конденсаторами. Этот тип асинхронного двигателя
не обременен центробежным выключателем. Кроме того, он хорошо работает
в области повышенного скольжения. Возможен диапазон регулирования скорости от трех до одного
с вентиляторной нагрузкой.
Таким образом, на симисторе возникает скачок напряжения, который
может привести к повторному запуску, несмотря на отсутствие сигнала стробирования. Это может случиться
даже если способность симистора блокировать напряжение превышает пиковое значение переменного тока
напряжения с комфортным запасом. Виновником не обязательно является величина
этого скачка напряжения или «скачка», а скорее скорости его изменения. симисторы
указанный с высоким dv/dt через основные клеммы будет, прочее
будучи равными, как правило, снижают вероятность такого ненадлежащего исполнения.Управление скоростью двигателя переменного тока с помощью ZCD-IC555-DIAC-TRIAC
Здесь представлены различные методы управления скоростью двигателя переменного тока. Одним из самых популярных из них является применение обрезанной формы волны переменного тока, что означает изменение фазового угла применяемой формы волны переменного тока.
Этот метод используется во многих различных устройствах, таких как
. Угол открытия тиристора, такого как TRIAC, который подает питание на двигатель, с задержкой для снижения скорости двигателя или срабатывает раньше для увеличения скорости двигателя. При изменении угла зажигания часть сигнала переменного тока, подаваемого на двигатель, более или менее прерывается. Таким образом, среднее напряжение переменного тока, приложенное к двигателю, изменяется, что меняет скорость двигателя.
Существуют различные методы управления скоростью двигателя переменного тока. Одним из самых популярных из них является применение обрезанной формы волны переменного тока, что означает изменение фазового угла применяемой формы волны переменного тока. Этот метод используется во многих различных устройствах, таких как
1. В бытовом регуляторе вентилятора для изменения скорости вращения вентилятора
2. В электродрели для вращения вала с различной скоростью
3.
В современных электрических ручных блендерах
4. Для изменения скорости воздуходувок или вентиляторов, используемых в промышленности для различных целей
Угол открытия тиристора, такого как TRIAC, который подает питание на двигатель, задерживается для снижения скорости двигателя или срабатывает раньше для увеличения скорости двигателя. При изменении угла зажигания часть сигнала переменного тока, подаваемого на двигатель, более или менее прерывается. Таким образом, среднее напряжение переменного тока, приложенное к двигателю, изменяется, что меняет скорость двигателя.
Здесь данная схема использует тот же принцип для изменения скорости двигателя переменного тока. Он использует IC555 для генерации импульса переменной ширины, который изменяет угол открытия TRIAC через DIAC. Сначала он берет нулевую опорную форму волны переменного тока из схемы детектора пересечения нуля (ZCD) и отсекает входной сигнал переменного тока, подаваемый на двигатель, путем увеличения/уменьшения фазового угла TRIAC с использованием выходного импульса с переменной шириной импульса IC555.
Давайте сначала разберемся с блок-схемой цепи. Затем следует описание схемы и подробное описание ее работы и работы. понять функции различных блоков, чтобы понять, как работает схема
Мостовой выпрямитель – он генерирует выпрямленный выходной сигнал от подаваемого на вход переменного тока
ZCD – генерирует кратковременные положительные и отрицательные импульсы, когда кривая переменного тока пересекает нулевую отметку. Он используется в качестве эталона для прерывания формы сигнала переменного тока, подаваемого на двигатель.
Моностабильный мультивибратор – он генерирует импульсы, ширина которых может изменяться (ШИМ) с помощью потенциометра, и он изменяет угол возбуждения TRIAC через DIAC
Управление фазовым углом DIAC-TRIAC схема — применяет прерываемую форму волны переменного тока к двигателю и изменяет скорость двигателя переменного тока
Таким образом, схема изменяет скорость двигателя переменного тока, изменяя угол открытия симистора путем применения ШИМ, генерируемого с помощью IC555, подключенного в моностабильном режиме.
Поскольку ширина выходного импульса IC555 изменяется с помощью потенциометра, изменяется угол открытия симистора и изменяется скорость двигателя.
Описание схемы:
12, 500 мА). Его вторичная обмотка подключена к входным клеммам переменного тока мостового выпрямителя BR1
· Выпрямленный выход подается на базу транзистора Q1 через делитель напряжения, образованный резисторами R2 (1K) и R2 (1K)
· Коллекторный выход Q1 подается на базу транзистора Q2 через R1 (470 Ом). Q1 и Q2 оба подключены в конфигурации переключателя, как показано
(см. вкладку схемы для полной схемы управления скоростью двигателя переменного тока)
· Выход Q2 подается на триггерный вход первой микросхемы NE555 U1. Настроен на моностабильный режим. Временные компоненты RV1 (потенциометр 10K) и C1 (1 мкФ) определяют ширину выходного импульса
· Выход U3 подается на катодный вход (вывод № 2) внутреннего светодиода оптопары MOC3021
· Анодный вход (вывод № 1) внутреннего светодиода MOC3021 подключается к Vcc через регистр ограничения тока R11 (220 Ом).
· Между контактами 6 и 4 на MOC3021 имеется DIAC. Контакт № 6 подключен к клемме MT2 TRIAC BT136 через резистор 470 Ом, а контакт №. 4 подключен к затвору симистора.
· Двигатель переменного тока подключается между клеммой MT1 симистора и нейтральным проводом линии переменного тока, как показано на рисунке. Фазный провод линии переменного тока подключается к клемме МТ2 симистора 9.0009
Работа схемы:
Давайте разберем работу схемы блок за блоком с помощью сигналов в разных точках A, B, C, D, E и F, указанных на принципиальной схеме.
Мостовой выпрямитель – состоит из трансформатора и диодного моста. Трансформатор понижает 230 В переменного тока до 12 В переменного тока. Сигнал 1 st на рисунке показывает этот сигнал в точке «А». Эта волна переменного тока подается на диодный мост, который просто генерирует двухполупериодный выпрямленный выходной сигнал. Он отображается как 2 9Форма сигнала 0128 nd на рисунке в точке «B».
Детектор пересечения нуля (ZCD) – эта секция состоит всего из двух транзисторов Q1 и Q2, соединенных по схеме переключателя. Выпрямленный выход мостового выпрямителя подается на базовый вход Q1.
Рис. 2: Временная диаграмма, показывающая обнаружение пересечения нуля положительный импульс в точке «С». Это показано как 3 rd осциллограмма на рис. Когда эти положительные импульсы подаются на Q2, который снова подключен в конфигурации переключателя, он будет генерировать отрицательный импульс в точке «D» той же ширины, что и положительный импульс. Это показано как 4 th форма волны
Моностабильный мультивибратор – Когда он получает импульс –Ve от секции ZCD на своем триггерном входе, он будет генерировать положительный выходной импульс, ширина которого варьируется. Период времени этого импульса определяется номиналом потенциометра RV1 и конденсатора C1. Значения RV1 и C1 выбираются таким образом, чтобы схема генерировала импульс длительностью от 0 до 10 мс при изменении потенциометра.
Управление фазовым углом DIAC-TRIAC: – выход IC555 подается на микросхему оптопары MOC3021. Поскольку анод внутреннего светодиода подключен к Vcc, когда низкий уровень выходного сигнала IC555 подается на катод, ток проходит через светодиод и вызывает срабатывание внутреннего DIAC. Таким образом, пока на выходе IC555 нет высокого уровня, DIAC не проводит и не запускает TRIAC. По истечении периода времени на выходе IC555 – выход снова становится низким – DIAC проводит – он запускает TRIAC. Поскольку ширина выходного сигнала IC555 варьируется, симистор срабатывает раньше или позже. Это лучше объясняется с помощью сигналов, представленных на следующем рисунке 9.0009
Рис. 3: Временная диаграмма, показывающая управление фазовым углом
Рассмотрим два случая.
Случай 1:
- В этом первом случае ширина импульса составляет 7 мс, поэтому светодиод не горит в течение 7 мс и включается на 3 мс в состоянии покоя
- Таким образом, DIAC также будет проводить только 3 мс и активирует TRIAC на 3 мс
- Часть сигнала переменного тока, подаваемого на двигатель переменного тока, показана как форма сигнала 3 rd .
