این تنظیم کننده قدرت ساده می تواند برای تنظیم روشنایی لامپ های رشته ای، تنظیم دمای عناصر گرمایشی، سشوار، تفنگ های حرارتی مفید باشد، اما برای کار با بار القایی (ترانسفورماتور، موتور ناهمزمان) یا خازنی مناسب نیست. تریاک فوراً پرواز می کند.

نقش قطعات مورد استفاده:

T1 است تریاک، در مورد من از یک BTB وارداتی (BTB 16 600bw) در 16A استفاده کردم،

که از نظر توان P=I*U=16*220=3520W با هیت سینک بزرگ ترایاک بالای 50 درجه گرم نمی شود البته امکان اتصال (KU 208) یا تریاک های وارداتی به اصطلاح وجود دارد. "triacs" VTA، VT.

عنصر مدار T دینیستور متقارن فوق الذکر است، یعنی یک "دیاک" از DB 3 وارداتی (DB 4 مجاز است). اندازه آن بسیار کوچک است که نصب را بسیار راحت می کند

به عنوان مثال، در برخی موارد من آن را مستقیماً به پین ​​کنترل تریاک لحیم کردم.

این معجزه به شکل زیر است:

مقاومت 510.Оm حداکثر ولتاژ خازن را به 0.1 mkF محدود می کند، یعنی اگر لغزنده رگولاتور روی موقعیت 0.Оm تنظیم شود، مقاومت مدار همچنان 510.0m خواهد بود.

خوب، و البته یک خازن 0.1mkF:

از طریق مقاومت های 510.Om و یک مقاومت متغیر 420kOm شارژ می شود، پس از اینکه ولتاژ خازن به ولتاژ باز شدن دینیستور DB 3 رسید، دینیستور پالسی تولید می کند که تریاک را باز می کند، پس از آن، هنگامی که یک سینوسی عبور می کند، تریاک بسته می شود. فرکانس باز و بسته شدن تریاک به ولتاژ خازن 0.1 mkF بستگی دارد که به نوبه خود به مقاومت مقاومت متغیر بستگی دارد. بنابراین، مدار با قطع جریان (در فرکانس بالا)، توان در بار را تنظیم می کند. به عنوان مثال، اگر یک لامپ الکتریکی را از طریق یک دیود وصل کنیم، آن را "با شدت کامل" کار می کنیم و عمر آن را افزایش می دهیم، اما نمی توانیم روشنایی را تنظیم کنیم و نمی توان از سوسو زدن ناخوشایند جلوگیری کرد. این اشکال در مدارهای تریاک وجود ندارد، زیرا فرکانس سوئیچینگ تریاک بسیار زیاد است و چشم انسان نمی تواند سوسو زدن لامپ را ببیند. هنگام کار بر روی یک بار القایی، به عنوان مثال یک موتور الکتریکی، می توانید صدای آواز کسی را بشنوید، این فرکانس است که با آن تریاک بار را به مدار متصل می کند.

به دلیل مشکل برق، مردم به طور فزاینده ای رگولاتورهای برق را خریداری می کنند. بر کسی پوشیده نیست که تغییرات ناگهانی و همچنین ولتاژ بیش از حد کم یا زیاد، تأثیر مخربی بر لوازم خانگی دارد. برای جلوگیری از آسیب به اموال، لازم است از یک تنظیم کننده ولتاژ استفاده شود که دستگاه های الکترونیکی را از اتصال کوتاه و عوامل منفی مختلف محافظت کند.

انواع رگولاتور

امروزه در بازار می توانید تعداد زیادی رگولاتور مختلف هم برای کل خانه و هم برای لوازم خانگی انفرادی کم مصرف ببینید. تنظیم کننده های ولتاژ ترانزیستور، تریستور، مکانیکی وجود دارد (تنظیم ولتاژ با استفاده از یک نوار لغزنده مکانیکی با میله گرافیت در انتها انجام می شود). اما رایج ترین آنها رگولاتور ولتاژ تریاک است. اساس این دستگاه تریاک ها هستند که به شما امکان می دهد به شدت به نوسانات ولتاژ واکنش نشان دهید و آنها را صاف کنید.

تریاک عنصری است که شامل پنج اتصال p-n است. این المان رادیویی قابلیت عبور جریان را هم در جهت جلو و هم در جهت معکوس دارد.

این اجزا را می توان در لوازم خانگی مختلف مشاهده کرد، از سشوار و چراغ رومیزی گرفته تا آهن لحیم کاری، که در آن تنظیم صاف ضروری است.

اصل عملکرد یک تریاک بسیار ساده است. این یک نوع کلید الکترونیکی است که درها را با فرکانس مشخص بسته یا باز می کند. هنگامی که اتصال P-N ترایاک باز می شود، قسمت کوچکی از نیم موج را پشت سر می گذارد و مصرف کننده تنها بخشی از توان نامی را دریافت می کند. یعنی هرچه اتصال P-N بیشتر باز شود، مصرف کننده انرژی بیشتری دریافت می کند.

مزایای این عنصر عبارتند از:

در ارتباط با مزایای فوق، تریاک ها و تنظیم کننده های مبتنی بر آنها اغلب استفاده می شوند.

مونتاژ این مدار بسیار آسان است و به قطعات زیادی نیاز ندارد. از چنین تنظیم کننده ای می توان نه تنها برای تنظیم دمای آهن لحیم کاری، بلکه برای لامپ های معمولی رشته ای و LED نیز استفاده کرد. از این مدار می توان برای اتصال مته ها، آسیاب ها، جاروبرقی ها و سنباده های مختلف استفاده کرد که در ابتدا بدون کنترل سرعت صاف عرضه می شدند.

شما می توانید چنین تنظیم کننده ولتاژ 220 ولت را با دستان خود از قسمت های زیر مونتاژ کنید:

• R1 یک مقاومت 20 کیلو اهم با توان 0.25 وات است.
• R2 یک مقاومت متغیر 400-500 کیلو اهم است.
• R3 - 3 کیلو اهم، 0.25 وات.
• R4-300 اهم، 0.5 وات.
• C1 C2 - خازن های غیر قطبی 0.05 میکروفاراد.
• C3 - 0.1 میکروفاراد، 400 ولت.
• DB3 - دینیستور.
• BT139−600 - تریاک باید بسته به باری که متصل می شود انتخاب شود. دستگاه مونتاژ شده بر اساس این مدار می تواند جریان 18 آمپر را تنظیم کند.
• توصیه می شود از رادیاتور برای تریاک استفاده کنید، زیرا عنصر بسیار داغ می شود.

مدار تست شده است و تحت انواع مختلف بار کاملاً پایدار کار می کند..

طرح دیگری برای تنظیم کننده قدرت جهانی وجود دارد.

ولتاژ متناوب 220 ولت به ورودی مدار و 220 ولت DC به خروجی تغذیه می شود. این طرح در حال حاضر دارای قطعات بیشتری در زرادخانه خود است و بر این اساس پیچیدگی مونتاژ افزایش می یابد. امکان اتصال هر مصرف کننده (DC) به خروجی مدار وجود دارد. در اکثر خانه ها و آپارتمان ها مردم سعی می کنند لامپ های کم مصرف نصب کنند. هر تنظیم کننده ای نمی تواند با تنظیم صاف چنین لامپ کنار بیاید؛ به عنوان مثال، استفاده از تنظیم کننده تریستور توصیه نمی شود. این مدار به شما این امکان را می دهد که به راحتی این لامپ ها را به هم متصل کرده و آنها را به نوعی چراغ شب تبدیل کنید.

ویژگی این طرح این است که وقتی لامپ ها به حداقل می رسد، تمام لوازم خانگی باید از شبکه جدا شوند. پس از این، جبران کننده در متر کار می کند و دیسک به آرامی متوقف می شود و نور همچنان می سوزد. این فرصتی است برای مونتاژ یک تنظیم کننده قدرت تریاک با دستان خود. مقادیر قطعات مورد نیاز برای مونتاژ را می توان در نمودار مشاهده کرد.

مدار سرگرم کننده دیگری که به شما امکان می دهد بار تا 5 آمپر و توان تا 1000 وات را وصل کنید.

تنظیم کننده بر اساس BT06-600 triac مونتاژ شده است. اصل کار این مدار باز کردن اتصال تریاک است. هر چه المنت بیشتر باز باشد، نیروی بیشتری به بار تامین می شود. همچنین یک LED در مدار وجود دارد که به شما اطلاع می دهد که آیا دستگاه کار می کند یا خیر. لیست قطعاتی که برای مونتاژ دستگاه مورد نیاز است:

• R1 یک مقاومت 3.9 کیلو اهم و R2 یک مقاومت 500 کیلو اهم است، نوعی تقسیم کننده ولتاژ که برای شارژ خازن C1 کار می کند.
• خازن C1- 0.22 μF.
• دینیستور D1 - 1N4148.
• LED D2 برای نشان دادن عملکرد دستگاه عمل می کند.
• دینیستورهای D3 - DB4 U1 - BT06−600.
• پایانه های اتصال بار P1، P2.
• مقاومت R3 - 22 کیلو اهم و قدرت 2 وات
• خازن C2 - 0.22 µF برای ولتاژ حداقل 400 ولت طراحی شده است.

تریاک ها و تریستورها با موفقیت به عنوان شروع کننده استفاده می شوند. گاهی اوقات لازم است عناصر گرمایشی بسیار قدرتمند را راه اندازی کنید تا روشن شدن تجهیزات جوشکاری قدرتمند را کنترل کنید، جایی که قدرت جریان به 300-400 A می رسد. روشن و خاموش کردن مکانیکی با استفاده از کنتاکتورها به دلیل سایش سریع از استارت ترایاک پایین تر است. کنتاکتورها؛ علاوه بر این، هنگام روشن شدن مکانیکی، یک قوس ایجاد می شود که همچنین تأثیر مضری بر کنتاکتورها دارد. بنابراین، استفاده از تریاک برای این اهداف توصیه می شود. در اینجا یکی از طرح ها است.

تمام رتبه بندی ها و لیست قطعات در شکل نشان داده شده است. 4. مزیت این مدار جداسازی کامل گالوانیکی از شبکه است که در صورت آسیب دیدگی ایمنی را تضمین خواهد کرد.

اغلب در مزرعه انجام کار جوشکاری ضروری است. اگر دستگاه جوش اینورتر آماده دارید، جوشکاری مشکل خاصی ایجاد نمی کند، زیرا دستگاه دارای تنظیم فعلی است. اکثر مردم چنین دستگاه جوشکاری ندارند و مجبورند از یک دستگاه جوش ترانسفورماتور معمولی استفاده کنند که در آن جریان با تغییر مقاومت تنظیم می شود که کاملاً ناخوشایند است.

کسانی که سعی کردند از تریاک به عنوان تنظیم کننده استفاده کنند، ناامید خواهند شد. قدرت را تنظیم نخواهد کرد. این به دلیل تغییر فاز است، به همین دلیل است که در طول یک پالس کوتاه، سوئیچ نیمه هادی زمان برای تغییر به حالت "باز" ​​را ندارد.

اما راهی برای خروج از این وضعیت وجود دارد. شما باید یک پالس از همان نوع را به الکترود کنترل اعمال کنید یا یک سیگنال ثابت به UE (الکترود کنترل) اعمال کنید تا زمانی که از صفر عبور کند. مدار رگولاتور به شکل زیر است:

البته مونتاژ مدار کاملاً پیچیده است، اما این گزینه تمام مشکلات را با تنظیم حل می کند. اکنون دیگر نیازی به استفاده از مقاومت دست و پا گیر نخواهید داشت و نمی توانید تنظیمات بسیار نرمی انجام دهید. در مورد تریاک، تنظیم نسبتاً روان امکان پذیر است.

در صورت وجود افت ولتاژ ثابت و همچنین ولتاژ کم یا زیاد، توصیه می شود یک رگولاتور triac خریداری کنید یا در صورت امکان خودتان یک رگولاتور بسازید. رگولاتور از لوازم خانگی محافظت می کند و همچنین از آسیب جلوگیری می کند.

برای کنترل برخی از انواع لوازم خانگی (به عنوان مثال، یک ابزار برقی یا یک جاروبرقی)، یک تنظیم کننده قدرت مبتنی بر یک تریاک استفاده می شود. شما می توانید در مورد اصل عملکرد این عنصر نیمه هادی از مطالب ارسال شده در وب سایت ما اطلاعات بیشتری کسب کنید. در این نشریه تعدادی از مسائل مربوط به مدارهای تریاک برای کنترل توان بار را در نظر خواهیم گرفت. مثل همیشه، بیایید با تئوری شروع کنیم.

اصل عملکرد رگولاتور روی تریاک

به یاد بیاوریم که ترایاک معمولاً اصلاح تریستور نامیده می شود که نقش یک کلید نیمه هادی با مشخصه غیرخطی را بازی می کند. تفاوت اصلی آن با دستگاه اصلی رسانایی دو طرفه هنگام تغییر به حالت عملکرد "باز" ​​است، زمانی که جریان به الکترود کنترل می رسد. به لطف این ویژگی، تریاک ها به قطبیت ولتاژ بستگی ندارند، که به آنها اجازه می دهد تا به طور موثر در مدارهایی با ولتاژ متناوب استفاده شوند.

علاوه بر ویژگی به دست آمده، این دستگاه ها دارای خاصیت مهم عنصر پایه هستند - توانایی حفظ رسانایی در هنگام قطع الکترود کنترل. در این حالت، "بستن" سوئیچ نیمه هادی زمانی رخ می دهد که هیچ اختلاف پتانسیلی بین پایانه های اصلی دستگاه وجود نداشته باشد. یعنی زمانی که ولتاژ متناوب از نقطه صفر عبور کند.

یک امتیاز اضافی از این انتقال به حالت "بسته" کاهش میزان تداخل در این مرحله از عملیات است. لطفا توجه داشته باشید که رگولاتوری که تداخل ایجاد نمی کند می تواند تحت کنترل ترانزیستور ایجاد شود.

به لطف ویژگی های ذکر شده در بالا، امکان کنترل توان بار از طریق کنترل فاز وجود دارد. یعنی تریاک در هر نیم چرخه باز می شود و با عبور از صفر بسته می شود. زمان تاخیر برای روشن کردن حالت "باز"، همانطور که بود، بخشی از نیم چرخه را قطع می کند، در نتیجه، شکل سیگنال خروجی دندانه دار خواهد بود.

در این مورد، دامنه سیگنال یکسان باقی می ماند، به همین دلیل است که نامیدن چنین دستگاه هایی تنظیم کننده ولتاژ نادرست است.

گزینه های مدار رگولاتور

بیایید چند مثال از مدارهایی ارائه دهیم که به شما امکان می دهد با استفاده از یک تریاک، قدرت بار را کنترل کنید، با ساده ترین آنها شروع کنید.

شکل 2. نمودار مدار یک رگولاتور برق سه گانه ساده که توسط 220 ولت تغذیه می شود.

نامگذاری ها:

• مقاومت ها: R1- 470 کیلو اهم، R2 - 10 کیلو اهم،
• خازن C1 - 0.1 µF x 400 V.
• دیودها: D1 - 1N4007، D2 - هر نشانگر LED 2.10-2.40 V 20 میلی آمپر.
• دینیستور DN1 – DB3.
• Triac DN2 - KU208G، می توانید یک آنالوگ قدرتمندتر BTA16 600 نصب کنید.

با کمک دینیستور DN1، مدار D1-C1-DN1 بسته می شود، که DN2 را به موقعیت "باز" ​​منتقل می کند، که در آن تا نقطه صفر (تکمیل نیم چرخه) باقی می ماند. لحظه باز شدن با زمان تجمع بر روی خازن بار آستانه مورد نیاز برای سوئیچ DN1 و DN2 تعیین می شود. نرخ بار C1 توسط زنجیره R1-R2 کنترل می شود که مقاومت کل آن لحظه "باز شدن" تریاک را تعیین می کند. بر این اساس، قدرت بار از طریق یک مقاومت متغیر R1 کنترل می شود.

با وجود سادگی مدار، کاملاً مؤثر است و می تواند به عنوان دیمر برای روشنایی فیلامنت یا تنظیم کننده قدرت آهن لحیم کاری استفاده شود.

متأسفانه مدار فوق دارای بازخورد نیست، بنابراین به عنوان کنترل کننده سرعت تثبیت شده موتور الکتریکی کموتاتور مناسب نیست.

مدار تنظیم کننده بازخورد

بازخورد برای تثبیت سرعت موتور الکتریکی ضروری است که می تواند تحت تأثیر بار تغییر کند. شما می توانید این کار را به دو صورت انجام دهید:

1. یک سرعت سنج که سرعت را اندازه گیری می کند نصب کنید. این گزینه امکان تنظیم دقیق را فراهم می کند، اما هزینه اجرای راه حل را افزایش می دهد.
2. تغییرات ولتاژ را روی موتور الکتریکی نظارت کنید و بسته به این، حالت "باز" ​​کلید نیمه هادی را افزایش یا کاهش دهید.

اجرای گزینه دوم بسیار ساده تر است، اما نیاز به تنظیم جزئی برای قدرت ماشین الکتریکی مورد استفاده دارد. در زیر نموداری از چنین دستگاهی آورده شده است.

نامگذاری ها:

• مقاومت: R1 - 18 کیلو اهم (2 وات)؛ R2 - 330 کیلو اهم؛ R3 - 180 اهم؛ R4 و R5 - 3.3 کیلو اهم؛ R6 - باید مطابق شرح زیر انتخاب شود. R7 - 7.5 کیلو اهم؛ R8 - 220 کیلو اهم؛ R9 - 47 کیلو اهم؛ R10 - 100 کیلو اهم؛ R11 - 180 کیلو اهم؛ R12 - 100 کیلو اهم؛ R13 - 22 کیلو اهم.
• خازن ها: C1 – 22 μF x 50 V. C2 - 15 nF; C3 - 4.7 µF x 50 V. C4 - 150 nF; C5 - 100 nF; C6 - 1 µF x 50 V..
• دیودهای D1 – 1N4007؛ D2 - هر LED نشانگر 20 میلی آمپر.
• Triac T1 – BTA24-800.
• ریز مدار - U2010B.

این مدار شروع نرم نصب الکتریکی را تضمین می کند و آن را از اضافه بار محافظت می کند. سه حالت کار مجاز است (تنظیم شده توسط سوئیچ S1):

• A – هنگامی که اضافه بار اتفاق می افتد، LED D2 روشن می شود که نشان دهنده اضافه بار است، پس از آن موتور سرعت را به حداقل می رساند. برای خروج از حالت، باید دستگاه را خاموش و روشن کنید.
• ب – در صورت اضافه بار، LED D2 روشن می شود، موتور با حداقل سرعت به کار می افتد. برای خروج از حالت، لازم است بار از موتور الکتریکی خارج شود.
• ج – حالت نشانگر اضافه بار.

راه اندازی مدار به انتخاب مقاومت R6 ختم می شود که بسته به توان موتور الکتریکی با استفاده از فرمول زیر محاسبه می شود: . به عنوان مثال، اگر ما نیاز به کنترل یک موتور 1500 وات داشته باشیم، محاسبه به صورت زیر خواهد بود: 0.25 / (1500 / 240) = 0.04 اهم.

برای ایجاد این مقاومت، بهتر است از سیم نیکروم با قطر 0.80 یا 1.0 میلی متر استفاده کنید. در زیر جدولی وجود دارد که به شما امکان می دهد بسته به قدرت موتور، مقاومت R6 و R11 را انتخاب کنید.

دستگاه فوق می تواند به عنوان کنترل کننده سرعت موتور ابزارهای برقی، جاروبرقی و سایر تجهیزات خانگی مورد استفاده قرار گیرد.

رگولاتور برای بار القایی

کسانی که سعی در کنترل یک بار القایی (مثلاً ترانسفورماتور دستگاه جوش) با استفاده از مدارهای فوق دارند، ناامید خواهند شد. دستگاه ها کار نخواهند کرد و تریاک ها ممکن است از کار بیفتند. این به دلیل تغییر فاز است، به همین دلیل است که در طول یک پالس کوتاه، سوئیچ نیمه هادی زمان برای تغییر به حالت "باز" ​​را ندارد.

دو گزینه برای حل مشکل وجود دارد:

1. تامین یک سری پالس های مشابه به الکترود کنترل.
2. یک سیگنال ثابت به الکترود کنترل تا زمانی که از صفر عبور کند اعمال کنید.

گزینه اول بهینه ترین است. در اینجا نموداری وجود دارد که در آن از این راه حل استفاده می شود.

همانطور که از شکل زیر که اسیلوگرام های سیگنال های اصلی تنظیم کننده قدرت را نشان می دهد، مشخص است، برای باز کردن تریاک از یک بسته پالس استفاده شده است.

این دستگاه امکان استفاده از رگولاتورها را بر روی کلیدهای نیمه هادی برای کنترل یک بار القایی فراهم می کند.

یک تنظیم کننده قدرت ساده روی یک تریاک با دستان خود

در پایان مقاله نمونه ای از یک رگولاتور ساده برق را بیان می کنیم. در اصل، می توانید هر یک از مدارهای فوق را مونتاژ کنید (ساده شده ترین نسخه در شکل 2 نشان داده شده است). برای این دستگاه حتی نیازی به ساخت برد مدار چاپی نیست، دستگاه را می توان با نصب سطحی مونتاژ کرد. نمونه ای از چنین پیاده سازی در شکل زیر نشان داده شده است.

از این رگولاتور می توان به عنوان دیمر استفاده کرد و همچنین می توان از آن برای کنترل دستگاه های گرمایش الکتریکی قدرتمند استفاده کرد. ما توصیه می کنیم مداری را انتخاب کنید که در آن از یک کلید نیمه هادی با مشخصات مربوط به جریان بار برای کنترل استفاده شود.

در این مقاله نحوه عملکرد یک تنظیم کننده قدرت تریستور توضیح داده شده است که نمودار آن در زیر ارائه خواهد شد

در زندگی روزمره، اغلب نیاز به تنظیم قدرت لوازم خانگی مانند اجاق های برقی، آهن لحیم کاری، دیگهای بخار و عناصر گرمایشی، در حمل و نقل - دور موتور و غیره وجود دارد. ساده ترین طراحی رادیویی آماتور به کمک می آید - تنظیم کننده قدرت روی تریستور. مونتاژ چنین دستگاهی دشوار نخواهد بود؛ می تواند اولین دستگاه خانگی باشد که عملکرد تنظیم دمای نوک آهن لحیم کاری یک آماتور رادیویی تازه کار را انجام می دهد. شایان ذکر است که ایستگاه های لحیم کاری آماده با کنترل دما و سایر عملکردهای خوب نسبت به یک آهن لحیم کاری ساده گران تر هستند. حداقل مجموعه ای از قطعات به شما امکان می دهد یک تنظیم کننده قدرت تریستور ساده را برای نصب روی دیوار جمع کنید.

برای اطلاع شما، نصب روی سطح روشی برای مونتاژ قطعات رادیویی الکترونیکی بدون استفاده از برد مدار چاپی است و با مهارت خوب به شما امکان می دهد تا به سرعت دستگاه های الکترونیکی با پیچیدگی متوسط ​​را جمع آوری کنید.

شما همچنین می توانید یک رگولاتور تریستور سفارش دهید و برای کسانی که می خواهند به تنهایی آن را بفهمند، نموداری در زیر ارائه می شود و اصل عملکرد توضیح داده می شود.

به هر حال، این یک تنظیم کننده قدرت تریستور تک فاز است. از چنین وسیله ای می توان برای کنترل قدرت یا سرعت استفاده کرد. با این حال، ابتدا باید این را درک کنیم زیرا این به ما امکان می دهد بفهمیم برای چه باری بهتر است از چنین تنظیم کننده استفاده کنیم.

تریستور چگونه کار می کند؟

تریستور یک وسیله نیمه هادی کنترل شده است که قادر است جریان را در یک جهت هدایت کند. کلمه "کنترل شده" به دلیلی مورد استفاده قرار گرفت، زیرا با کمک آن، بر خلاف دیود، که جریان را فقط به یک قطب هدایت می کند، می توانید لحظه ای را انتخاب کنید که تریستور شروع به انجام جریان می کند. تریستور دارای سه خروجی است:

• آند.
• کاتد.
• الکترود کنترل

برای اینکه جریان از طریق تریستور شروع به عبور کند، شرایط زیر باید رعایت شود: قطعه باید در مداری قرار داشته باشد که دارای انرژی باشد، و یک پالس کوتاه مدت باید به الکترود کنترل اعمال شود. برخلاف ترانزیستور، کنترل تریستور نیازی به نگه داشتن سیگنال کنترل ندارد. تفاوت های ظریف به اینجا ختم نمی شود: تریستور را می توان تنها با قطع جریان در مدار یا با ایجاد ولتاژ آند-کاتد معکوس بسته کرد. این بدان معنی است که استفاده از تریستور در مدارهای DC بسیار خاص و اغلب غیرعاقلانه است، اما در مدارهای AC، برای مثال در دستگاهی مانند تنظیم کننده برق تریستور، مدار به گونه ای ساخته شده است که شرایط بسته شدن تضمین شود. . هر نیم موج تریستور مربوطه را می بندد.

به احتمال زیاد، شما همه چیز را نمی فهمید؟ ناامید نشوید - در زیر روند عملکرد دستگاه تمام شده با جزئیات شرح داده خواهد شد.

دامنه کاربرد رگلاتورهای تریستور

استفاده از رگولاتور برق تریستور در چه مدارهایی موثر است؟ مدار به شما امکان می دهد قدرت دستگاه های گرمایشی را کاملاً تنظیم کنید ، یعنی بر بار فعال تأثیر بگذارید. هنگام کار با یک بار بسیار القایی، تریستورها ممکن است به سادگی بسته نشوند، که می تواند منجر به خرابی تنظیم کننده شود.

آیا امکان داشتن موتور وجود دارد؟

فکر می‌کنم بسیاری از خوانندگان مته‌ها، آسیاب‌های زاویه‌ای، که عموماً «سنگ‌زن» نامیده می‌شوند و سایر ابزارهای برقی را دیده‌اند یا از آنها استفاده کرده‌اند. شاید متوجه شده باشید که تعداد دورها به عمق فشار دادن دکمه ماشه دستگاه بستگی دارد. در این عنصر است که یک تنظیم کننده قدرت تریستور ساخته شده است (نمودار آن در زیر نشان داده شده است) که با کمک آن تعداد دورها تغییر می کند.

توجه داشته باشید! تنظیم کننده تریستور نمی تواند سرعت موتورهای ناهمزمان را تغییر دهد. بنابراین، ولتاژ در موتورهای کموتاتور مجهز به مجموعه برس تنظیم می شود.

طرح یک و دو تریستور

یک مدار معمولی برای مونتاژ یک تنظیم کننده قدرت تریستور با دستان خود در شکل زیر نشان داده شده است.

ولتاژ خروجی این مدار از 15 تا 215 ولت است؛ در صورت استفاده از تریستورهای مشخص شده نصب شده بر روی هیت سینک، توان آن حدود 1 کیلو وات است. به هر حال، سوئیچ با کنترل روشنایی نور طبق یک طرح مشابه ساخته شده است.

اگر نیازی به تنظیم کامل ولتاژ ندارید و فقط باید خروجی 110 تا 220 ولت بگیرید، از این نمودار استفاده کنید که یک رگولاتور برق نیمه موج را روی تریستور نشان می دهد.

چگونه کار می کند؟

اطلاعات شرح داده شده در زیر برای اکثر طرح ها معتبر است. نامگذاری حروف مطابق با اولین مدار تنظیم کننده تریستور گرفته می شود

یک رگولاتور قدرت تریستور، که اصل عملکرد آن مبتنی بر کنترل فاز مقدار ولتاژ است، قدرت را نیز تغییر می دهد. این اصل در این واقعیت نهفته است که در شرایط عادی بار تحت تأثیر ولتاژ متناوب شبکه خانگی قرار می گیرد و طبق قانون سینوسی تغییر می کند. در بالا، هنگام تشریح اصل عملکرد تریستور، گفته شد که هر تریستور در یک جهت عمل می کند، یعنی نیمه موج خود را از یک موج سینوسی کنترل می کند. چه مفهومی داره؟

اگر به طور دوره ای باری را با استفاده از تریستور در یک لحظه کاملاً مشخص وصل کنید، مقدار ولتاژ موثر کمتر خواهد بود، زیرا بخشی از ولتاژ (مقدار مؤثری که روی بار می افتد) کمتر از ولتاژ شبکه خواهد بود. این پدیده در نمودار نشان داده شده است.

ناحیه سایه دار ناحیه استرسی است که تحت بار است. حرف "a" در محور افقی، لحظه باز شدن تریستور را نشان می دهد. هنگامی که نیم موج مثبت به پایان می رسد و دوره با نیم موج منفی آغاز می شود، یکی از تریستورها بسته می شود و در همان لحظه تریستور دوم باز می شود.

بیایید بفهمیم که تنظیم کننده قدرت تریستور خاص ما چگونه کار می کند

طرح یک

از قبل شرط کنیم که به جای کلمات مثبت و منفی از اول و دوم (نیم موج) استفاده شود.

بنابراین، هنگامی که اولین نیمه موج شروع به فعالیت در مدار ما می کند، خازن های C1 و C2 شروع به شارژ می کنند. سرعت شارژ آنها توسط پتانسیومتر R5 محدود شده است. این عنصر متغیر است و با کمک آن ولتاژ خروجی تنظیم می شود. هنگامی که ولتاژ لازم برای باز کردن دینیستور VS3 روی خازن C1 ظاهر می شود، دینیستور باز می شود و جریان از آن عبور می کند که با کمک آن تریستور VS1 باز می شود. لحظه شکست دینیستور نقطه "a" در نمودار ارائه شده در بخش قبلی مقاله است. هنگامی که مقدار ولتاژ از صفر عبور می کند و مدار زیر نیم موج دوم قرار می گیرد، تریستور VS1 بسته می شود و این روند دوباره تکرار می شود، فقط برای دینیستور دوم، تریستور و خازن. از مقاومت های R3 و R3 برای کنترل و R1 و R2 برای تثبیت حرارتی مدار استفاده می شود.

اصل عملکرد مدار دوم مشابه است، اما تنها یکی از نیمه موج های ولتاژ متناوب را کنترل می کند. اکنون، با دانستن اصل کار و مدار، می توانید یک تنظیم کننده قدرت تریستور را با دستان خود مونتاژ یا تعمیر کنید.

استفاده از رگولاتور در زندگی روزمره و اقدامات احتیاطی ایمنی

باید گفت که این مدار ایزولاسیون گالوانیکی از شبکه ایجاد نمی کند بنابراین خطر برق گرفتگی وجود دارد. این بدان معنی است که شما نباید عناصر تنظیم کننده را با دستان خود لمس کنید. باید از محفظه عایق استفاده شود. شما باید طراحی دستگاه خود را طوری طراحی کنید که در صورت امکان بتوانید آن را در یک دستگاه قابل تنظیم مخفی کنید و فضای خالی را در کیس پیدا کنید. اگر دستگاه قابل تنظیم به طور دائمی قرار دارد، به طور کلی منطقی است که آن را از طریق یک سوئیچ با دیمر وصل کنید. این محلول تا حدی در برابر برق گرفتگی محافظت می کند، نیاز به یافتن مسکن مناسب را بی نیاز می کند، ظاهری جذاب دارد و به روش صنعتی تولید می شود.

استفاده از فناوری مدارهای مدرن با استفاده از راه حل های اصلی ساده بر روی پایه عناصر سنتی و بر روی ریزمدارهای جدید با اندازه کوچک به ما امکان تولید فشرده و با کاربری آسان را می دهد. رگولاتورهای توان بالا. این مقاله چندین طرح ساده از رگولاتورهای توان بار تا 5 کیلو وات را شرح می دهد که می توان به راحتی از قطعات موجود ساخت.

تنظیم کننده های برق الکترونیکیبارها در حال حاضر به طور گسترده در صنعت و زندگی روزمره استفاده می شوندتنظیم صاف سرعت چرخش موتورهای الکتریکی، دمای وسایل گرمایشی، شدت روشنایی اتاق با لامپ های برقی، تنظیم جریان جوش مورد نیاز، تنظیم جریان شارژ باتری ها و ... قبلاً برای این کار از ترانسفورماتورهای حجیم و اتوترانسفورماتورها با سوئیچینگ گام به گام یا صاف چرخش سیم پیچ های آنها که روی بار کار می کردند استفاده می شد. تنظیم کننده های الکترونیکی جمع و جورتر، آسان برای استفاده و وزن سبک با قدرت قابل توجهی بیشتر هستند. اصولاً عناصر اجرایی رگولاتورهای برق متناوب الکترونیکی عبارتند از: تریستور، تریاک و اپتوتریستور که دومی از طریق یک اپتوکوپلر تعبیه شده در آن کنترل می شود که ارتباط گالوانیکی بین مدار کنترل و شبکه منبع تغذیه را از بین می برد.

تنظیم توان توسط این عناصر بر اساس تغییر فاز سوئیچینگ تریاک در هر نیم موج ولتاژ سینوسی توسط مدار کنترل است. در نتیجه، شکل موج ولتاژ در بار، "برش" امواج نیمه یک سینوسی با جبهه های شیب دار است (شکل 1).در این حالت، شکل موج ولتاژ روی رگولاتور قدرت به شکلی است که در شکل 2 نشان داده شده است. این شکل سیگنال دارای طیف گسترده ای از هارمونیک ها است که با انتشار از طریق سیم کشی الکتریکی می تواند با دستگاه های الکترونیکی تداخل داشته باشد: تلویزیون، رایانه، تجهیزات بازتولید صدا و غیره. در این راستا فیلترهای RC یا RLC در ورودی های شبکه اینگونه رگولاتورهای برق نصب می شوند.

عکس. 1

در عمل، تمام دستگاه‌ها و رایانه‌های الکترونیکی خانگی که در حال حاضر تولید می‌شوند، فیلترهای شبکه داخلی خود را دارند، که به لطف آن تداخل تنظیم‌کننده‌های برق ممکن است بر عملکرد این دستگاه‌های الکترونیکی تأثیری نداشته باشد. نویسنده رگولاتورهای مختلف برق را بدون فیلتر شبکه خود در اتاق هایی که تلویزیون،

شکل 2

کامپیوتر، گیرنده FM و پخش کننده DVD با UMZCH هیچ گونه تداخلی در این تجهیزات مشاهده نشد، اما این بدان معنا نیست که اصلا نیازی به فیلتر نیست. این رگولاتورهای برق می توانند با تجهیزات الکترونیکی همسایگان در ورودی تداخل داشته باشند. مطالعات عملی انتشار تداخل در امتداد سیم کشی الکتریکی در اتاق های مجاور با استفاده از یک اسیلوسکوپ نشان داد که هنگام تنظیم قدرت بار تا 2 کیلو وات، یک فیلتر RC کافی است که توسط نمودار مدار محصولات صنعتی تأیید می شود. برای تنظیم کننده های توان بالاتر، لازم است یک فیلتر LC بعد از فیلتر RC وصل شود.

شکل 3

شکل 4

نمودار شماتیک فیلتر شبکه برای یک تنظیم کننده برق صنعتی تا 4 کیلووات نوع RT-4 UHL4.2 220V-1 P30 در شکل 3 نشان داده شده است.نصب رگولاتور - در شکل 4. هر سیم پیچ حاوی 90 دور سیم PEV-2 به قطر 1.5 میلی متر است که در دو لایه روی یک قاب پیچیده شده است که در داخل آن یک هسته فریت با نفوذپذیری F600 به قطر 8 میلی متر وجود دارد. اندوکتانس سیم پیچ 0.25 mH است. تنظیم کننده های برق بدون فیلتر را می توان در گاراژها، اتاق های ابزار فردی، کلبه ها و غیره استفاده کرد، یعنی دور از همسایگان. اگر رگولاتور برق محصول جداگانه ای است و برای اتصال بارهای با توان متفاوت در نظر گرفته شده است، برای کاربران مهم است که بدانند با موقعیت یکسان دستگیره رگولاتور، بارهای مختلف ولتاژهای متفاوتی خواهند داشت. به همین دلیل قبل از اتصال بار باید رگولاتور برق را روی صفر تنظیم کرد. در صورت لزوم، می توانید ولتاژ بار را با استفاده از یک ولت متر جداگانه یا داخلی کنترل کنید.

مدارهای مختلفی از رگولاتورهای برق بار الکترونیکی با عملکرد تقریباً یکسان در اینترنت و مجلات الکتریکی وجود دارد، اما راه حل های مدار دیگری نیز وجود دارد، به عنوان مثالتنظیم کننده های بدون تداخل. این رگولاتورها انفجارهایی از جریان های سینوسی ایجاد می کنند که مدت زمان آن قدرت در بار را تنظیم می کند. مدارهای اینگونه رگولاتورها نسبتاً پیچیده هستند و در برخی موارد خاص می توان از آنها استفاده کرد. استفاده از چنین رگولاتوری در صنعت مواجه نشده است. اکثریت قریب به اتفاق تنظیم کننده های قدرت بر اساس اصل کنترل فاز جریان در بار ساخته شده اند. تفاوت اصلی در مدارهای کنترل تریستور و تریاک است. بخش برق عملاً از سه گزینه تشکیل شده است: یک تریستور در پل دیودی مورب، دو تریستور پشت سر هم و یک ترایاک. مدارهای کنترلی گزینه های مختلفی بر اساس ترانزیستورها، ریزمدارها، دیانیستورها، دستگاه های تخلیه گاز، ترانزیستورهای تک اتصال و غیره هستند که برخی از آنها در [1-6] آورده شده است. چنین مدارهایی شامل قطعات زیادی هستند و ساخت و راه اندازی نسبتاً پیچیده هستند.

تنظیم کننده های تریستور

ساده ترین و پرکاربردترین رگولاتور برق یک رگولاتور تریستوری بود که به مورب پل دیودی و با یک مدار کنترل ساده متصل بود (شکل 5).. اصل کار این رگولاتور بسیار ساده است: در حالی که خازن C2 از طریق R2 و R4 شارژ می شود، تریستور قفل می شود، هنگامی که ولتاژ باز کردن قفل به C2 رسید، تریستور باز می شود و جریان را به بار منتقل می کند و C2 به سرعت تخلیه می شود. از طریق پایین

شکل 5 تنظیم کننده قدرت در تریستور

مقاومت تریستور باز وقتی ولتاژ شبکه سینوسی از صفر می گذرد تریستور خاموش می شود و منتظر افزایش جدید ولتاژ در C2 می شود و هر چه زمان C2 بیشتر باشد زمان کمتری تریستور در حالت باز و جریان کمتری در بار وجود دارد. هرچه مقدار R4 کوچکتر باشد، C2 سریعتر شارژ می شود و جریان بیشتری به بار وارد می شود. مزیت این مدار این است که صرف نظر از پارامترهای یک تریستور در حال کار، پالس های جریان مثبت و منفی در بار همیشه متقارن هستند و همچنین تنها یک تریستور وجود دارد که در زمان ظاهر شدن با کمبود مواجه بودند. نقطه ضعف آن وجود چهار دیود قدرتمند است که همراه با تریستور و خنک کننده، ابعاد رگولاتور را به میزان قابل توجهی افزایش می دهد. رگولاتورهای قدرت مبتنی بر تریستورهای پشت سر هم فشرده تر و دو برابر قدرتمندتر هستند. با استفاده از دو تریستور KU202N با یک مدار کنترل ساده، یک رگولاتور قدرت بار تا 4 کیلو وات به دست می آید که نویسنده برای مدت طولانی در یک بخاری پرقدرت از آن استفاده می کند.

نمودار شماتیک چنین تنظیم کننده ای با فیلتر خطی در شکل 6 نشان داده شده است. عیب چنین مدارهایی عدم تقارن پالس های جریان مثبت و منفی در بار در هنگام تغییر پارامترهای تریستور است.

شکل 6

عدم تقارن در مرحله اولیه باز کردن تریستورها خود را نشان می دهد. برای دستگاه های گرمایشی و ابزارهای برقی با موتورهای کموتاتور، این عدم تقارن نقش عملی ایفا نمی کند و دستگاه های روشنایی، هنگامی که روشنایی آنها کاهش می یابد، شروع به چشمک زدن می کنند، زیرا پالس هایی با مقداری قطبیت به طور کلی ناپدید می شوند. برای رفع این عیب، لازم است تریستورهایی با پارامترهای یکسان برای جریان باز و جریان نگهدارنده تریستورها از منبع جریان مستقیم تکنولوژیکی در بار مناسب انتخاب شوند، یا با انتخاب تریستور دوم بر اساس عدم چشمک زدن لامپ در حداقل رشته. حرارت.

یکی از انواع تریستورها، اپتوتریستورها هستند که برای کنترل آنها، هنگام اتصال در حالت موازی پشت به پشت، می توان از اصل کنترل مدار در شکل 5 استفاده کرد.با جداسازی پالس های کنترل مثبت و منفی با استفاده از دیودها یا دینیستورها.

یک نمودار شماتیک عملی از چنین تنظیم کننده قدرت بار تا 5 کیلو وات در شکل 7 نشان داده شده است.این رگولاتور توسط نویسنده برای تنظیم جریان جوش و حالت های عملکرد سایر دستگاه های الکتریکی قدرتمند استفاده می شود. تنظیم کننده قدرت مجهز به نشانگر شماره گیری ولتاژ در بار است که راحتی کار آن را افزایش می دهد. در شکل 8یک نشانگر شماره گیری (موقع 1) قابل مشاهده است که روی آن قسمت هایی از یکسو کننده و فیلتر آن چسبانده شده است. رگولاتور محافظ برق ندارد، زیرا هم در خانه و هم در گاراژ استفاده می شود. در صورت لزوم می توانید از فیلتری استفاده کنید که نمودار آن در شکل 3 نشان داده شده است.

شکل 7، نمودار یک تنظیم کننده قدرت با استفاده از اپتوتریستورها

شکل 8

تنظیم کننده در triacs

مدارهای مدرن تنظیم کننده های قدرت با استفاده از تریاک مورد توجه خاص هستند. مدارهای کنترل سنتی تریاک شامل قطعات نسبتا زیادی هستند، همانطور که می توان به وضوح در برد مدار رگولاتور صنعتی نشان داده شده در شکل 4 مشاهده کرد.به عنوان مثال، یک میکرو مدارKR1167KP1B پالس های کنترلی را به الکترود کنترل تریاک، که در اسیلوگرام نشان داده شده است، خروجی می دهد (شکل 9).یک نمودار شماتیک از یک تنظیم کننده قدرت با استفاده از این ریزمدار، که در بین برقکاران Zaporozhye رایج است، در شکل نشان داده شده است. 10. این تنظیم کننده قدرت بدون هیت سینک برای VS1 می تواند بارهای تا 200 وات را تحمل کند.

شکل 9

(شکل 11)، و با رادیاتور با مساحت حداقل 100 سانتی متر مربع - تا 2 کیلو وات. معلوم شد که این طرح را می توان بدون از دست دادن کیفیت ساده تر کرد. یک نمودار ساده از یک تنظیم کننده با این ریزمدار در شکل نشان داده شده است. 12.هنگام استفاده از قطعات قابل تعمیر، این مدارها نیازی به تنظیم ندارند.

شکل 10، مدار تنظیم کننده قدرت با استفاده از تریاک

در ساخت رگولاتورهای لامپ های کنار تخت، مشخص شد که برخی از تریاک ها و ریز مدارها دارای نقص هایی هستند که بر تقارن پالس ها و بر این اساس، یکنواختی تنظیم درخشش لامپ تأثیر می گذارد و حتی منجر به آنها می شود.

شکل 11

چشمک زدن لحیم مجدد قطعات روی برد مدار چاپی یک روش ناخوشایند است و منجر به آسیب آن می شود. در این راستا، یک تخته تست مطابق نمودار شکل 1 ساخته شد. 10(بدون R1 و C1) با یک سوکت برای ریز مدار تک ردیفه که این مشکلات را حل کرد. رگولاتورها به کنتاکت های 1-2 برد مدار چاپی لحیم می شوند.

برنج. 12

مقاومت پولیش R5. یک لامپ رشته ای به عنوان بار متصل می شود. قبل از نصب قطعات برای تست، برد باید از منبع تغذیه جدا شود.

بر اساس نمودار در شکل 11، یک کنترل کننده فرآیند قابل حمل برای کارهای مختلف ساخته شد. نصب قطعات در عکس نشان داده شده استدر ابتدای مقاله (قسمت پایین حذف شده است). مدار در یک محفظه آلومینیومی مونتاژ شده است که به عنوان خنک کننده تریاک نیز عمل می کند که توسط یک واشر میکا و یک واشر عایق مخصوص از کیس جدا شده است. پس از اتصال تریاک، بررسی مقاومت عایق بین آند و کیس که باید حداقل 1 MOhm باشد، ضروری است، این رگلاتور پس از دو ساعت تست، بدون گرم کردن کیس تا بار 500 وات، به طور معمول کار می کرد.

در خاتمه، لازم به ذکر است که تنظیم کننده های قدرت بار طبق نمودارهای شکل 6 و شکل. 10 که توسط عملیات طولانی مدت آزمایش شده است، از نظر قابلیت اطمینان، فشردگی، سادگی قطعات، نصب و راه اندازی بهینه ترین هستند. با تغییرات اندک در پارامترهای تریستور و عدم تقارن در پارامترهای تریاک، این رگولاتورها می توانند بر روی انواع بارهای با توان مناسب کار کنند، به استثنای وسایل روشنایی. انحراف مقادیر مقاومت و خازن از مقادیر نشان داده شده در نمودارها به میزان 10 ... 20٪ بر عملکرد تنظیم کننده ها تأثیر نمی گذارد. مدارهای کنترلی فوق همچنین می توانند با تریستورها و تریاک های قوی تر در تنظیم کننده های قدرت برای بارهای تا 5 کیلو وات کار کنند. تنظیم کننده قدرت مطابق نمودار در شکل 12 برای استفاده برای دستگاه های روشنایی با توان حداکثر 100 وات بدون سینک حرارتی توصیه می شود. عملکرد این رگولاتور برای انواع دیگر بارها آزمایش نشده است، اما احتمالاً نباید بدتر از رگولاتور مونتاژ شده مطابق نمودار در شکل باشد. 10 .

A.N. ژورنکوف

ادبیات

1. Zolotarev S. تنظیم کننده قدرت // رادیو. -1989. - شماره 11.

2. کاراپتیانس وی. بهبود کنترل کننده قدرت // رادیو. - 1986. -№11.

3. Leontiev A., Lukash S. تنظیم کننده ولتاژ با کنترل فاز پالس // رادیو -1992. - شماره 9.

4. Biryukov S. تنظیم کننده تریاک دو کاناله // رادیو. - 2000. - شماره 2.

5 . Zorin S. تنظیم کننده قدرت // رادیو. -2000. - № 8 .

6. Zhurenkov A. سشوار با تنظیم کننده برق الکترونیکی // برق. - 2009. - شماره 1-2.

7. Zhurenkov A. بخاری با قدرت بالا // برق. - 2009. - شماره 9.