8 основних схем регуляторів власноруч. Топ-6 марок регуляторів із Китаю. 2 схеми. 4 Найзапитанніші про регулятори напруги.+ ТЕСТ для самоконтролю

Регулятор напруги– це спеціалізований електротехнічний прилад, призначений для плавної зміни або налаштування напруги, що живить електричний пристрій.

Регулятор напруги

Важливо пам'ятати! Прилади цього типу призначені для зміни та налаштування напруги живлення, а не струму. Струм регулюється корисним навантаженням!

ТЕСТ:

4 питання на тему регуляторів напруги

1. Для чого потрібний регулятор:

а) Зміна напруги на виході із приладу.

б) Розривання ланцюга електричного струму

1. Від чого залежить потужність регулятора:

а) Від вхідного джерела струму та від виконавчого органу

б) Від розмірів споживача

1. Основні деталі приладу, які збираються своїми руками:

а) Стабілітрон та діод

б) Симистор та тиристор

1. Для чого потрібні регулятори 0-5 вольт:

а) Живити стабілізованою напругою мікросхеми

б) Обмежувати струмоспоживання електричних ламп

Відповіді.

2 Найпоширеніші схеми РН 0-220 вольт своїми руками

Схема №1.

Найпростіший і зручний в експлуатації регулятор напруги - це регуляторна тиристорах, включених зустрічно. Це створить вихідний сигнал синусоїдального виду необхідної величини.

Вхідна напруга величиною до 220в через запобіжник надходить на навантаження, а по другому провіднику через кнопку включення синусоїдальна напівхвиля потрапляє на катод і анод. тиристорів VS1 та VS2. А через змінний резистор R2 здійснюється регулювання вихідного сигналу. Два діоди VD1 і VD2 залишають після себе тільки позитивну напівхвилю, що надходить на керуючий електрод одного з тиристорів,що призводить до його відкриття.

Важливо! Чим вище струмовий сигнал на ключі тиристора, тим сильніше він відкриється, тобто тим більше струм зможе пропустити через себе.

Для контролю вхідного живлення передбачено індикаторну лампочку, а для налаштування вихідного – вольтметр.

Схема №2.

Відмінна риса цієї схеми - заміна двох тиристорів одним симистором.Це спрощує схему, робить її компактнішою і простішою у виготовленні.

У схемі також є запобіжник і кнопка включення, і регулювальний резистор R3, а керує він базою симістора, це один з небагатьох напівпровідникових приладів з можливістю працювати зі змінним струмом. Струм, проходячи через резистор R3, набуває певного значення, воно і керуватиме ступенем відкриття симистора.Після цього воно випрямляється на діодному мосту VD1 і через резистор, що обмежує, потрапляє на ключовий електрод симістора VS2. Інші елементи схеми, такі як конденсатори С1, С2, С3 та С4 служать для гасіння пульсацій вхідного сигналу та його фільтрації від сторонніх шумів та частот нерегламентованої частоти.

Як уникнути 3 частих помилок під час роботи з симістором.

1. Літера, після кодового позначення симистора говорить про його граничну робочу напругу: А - 100В, Б - 200В, В - 300В, Г - 400В. Тому не варто брати прилад з літерою А та Б для регулювання 0-220 вольт – такий симистор вийде з ладу.
2. Симистор, як і будь-який інший напівпровідниковий прилад сильно нагрівається під час роботи, слід розглянути варіант установки радіатора або активної системи охолодження.
3. При використанні симістора в ланцюгах навантажень із великим споживанням струму необхідно чітко підбирати прилад під заявлену мету. Наприклад, люстра, в якій встановлено 5 лампочок по 100 ватів, кожна буде споживати сумарно струм величиною 2 ампера. Вибираючи за каталогом, необхідно дивитися на максимальний робочий струм приладу. Так симисторМАС97А6 розрахований всього на 0,4 ампера і не витримає такого навантаження, а МАС228А8 здатний пропустити до 8 А і підійде для цього навантаження.

3 Основні моменти при виготовленні потужного РН та струму своїми руками

Прилад керує навантаженням до 3000 Вт. Побудований він на використанні потужного симістора, а затвором або ключем його керує диністор.

Діністор- Це теж, що і симистор, тільки без керуючого висновку. Якщо симисторвідкривається і починає пропускати через себе струм, коли на його основі виникає керуюча напруга і залишається відкритим доки вона не пропаде, то диністорвідкриється, якщо між його анодом і катодом з'явиться різниця потенціалів вище за бар'єр відкриття. Він залишатиметься незачиненим, поки між електродами не впаде струм нижче рівня замикання.

Як тільки на електрод, що управляє, потрапить позитивний потенціал, він відкриється і пропустить змінний струм, і чим сильнішим буде цей сигнал, тим вище буде напруга між його висновками, а значить і на навантаженні. Щоб регулювати ступінь відкриття, використовується ланцюг розв'язки, що складається з диністора VS1 і резисторів R3 і R4. Цей ланцюг встановлює граничний струм на ключі симистора,конденсатори згладжують пульсації на вхідному сигналі.

2 основних принципи при виготовленні РН 0-5 вольт

1. Для перетворення вхідного високого потенціалу на низький постійний використовують спеціальні мікросхеми серії LM.
2. Живлення мікросхем проводиться лише постійним струмом.

Розглянемо ці принципи докладніше та розберемо типову схему регулятора.

Мікросхеми серії LM призначені для зниження високої постійної напруги до низьких значень. Для цього в корпусі приладу є 3 висновки:

• Перший висновок – вхідний сигнал.
• Другий висновок – вихідний сигнал.
• Третій висновок – керуючий електрод.

Принцип роботи приладу дуже простий – вхідна висока напруга позитивної величини надходить на вхідний вихід і потім перетворюється всередині мікросхеми. Ступінь трансформації залежатиме від сили та величини сигналу на керуючій «ніжці». Відповідно до задає імпульс на виході буде створюватися позитивна напруга від 0 вольт до граничного для даної серії.

Вхідна напруга, величиною не вище 28 вольт і обов'язково випрямлена подається на схему. Взяти його можна з вторинної силової обмотки трансформатораабо з регулятора, що працює з високою напругою. Після цього позитивний потенціал надходить виведення мікросхеми 3. Конденсатор С1 згладжує пульсацію вхідного сигналу. Змінний резистор R1 величиною 5000 ом задає вихідний сигнал. Чим вище струм, який він пропускає через себе, тим вище відкривається мікросхема. Вихідна напруга 0-5 вольт знімається з виходу 2 і через конденсатор, що згладжує, С2 потрапляє на навантаження. Чим вище ємність конденсатор, тим рівніше воно на виході.

Регулятор напруги 0 - 220в

Топ 4 стабілізуючі мікросхеми 0-5 вольт:

1. КР1157 – вітчизняна мікросхема, з межею вхідного сигналу до 25 вольт і струмом навантаження не вище 0.1 ампер.
2. 142ЕН5А- Мікросхема з максимальним вихідним струмом 3 ампера, на вхід подається не вище 15 вольт.
3. TS7805CZ– прилад з допустимими струмами до 1.5 ампер та підвищеною вхідною напругою до 40 вольт.
4. L4960- Імпульсна мікросхема з максимальним струмом навантаження до 2.5 А. Вхідний вольтаж не повинен перевищувати 40 вольт.

РН на 2 транзисторах

Цей вид застосовується у схемах особливо потужних регуляторів. У цьому випадку струм навантаження також передається через симістор, але керування ключовим висновком відбувається через каскад транзисторів.Це реалізується так: змінним резистором регулюється струм, який надходить на базу першого малопотужного транзистора, а через колектор-еміторний перехід керує базою другого потужного транзистораі вже він відкриває та закриває симистор. Це реалізує принцип максимально плавного управління великими струмами на навантаженні.

Відповіді на 4 найчастіші питання щодо регуляторів:

1. Яке допустиме відхилення вихідної напруги? Для заводських приладів великих фірм відхилення не перевищуватиме +-5%
2. Від чого залежить потужність регулятора? Вихідна потужність безпосередньо залежить від джерела живлення та від симістора, який комутує ланцюг.
3. Навіщо потрібні регулятори 0-5 вольт? Ці прилади найчастіше використовують для живлення мікросхем та різних монтажних плат.
4. Навіщо потрібний побутовий регулятор 0-220 вольт? Вони застосовуються для плавного включення та вимкнення побутових електроприладів.

4 Схеми РН своїми руками та схема підключення

Коротко розглянемо кожну із схем, особливості, переваги.

Схема 1.

Дуже проста схемадля підключення та плавного регулювання паяльника. Використовується, щоб запобігти розгоранню та перегріву жала паяльника. У схемі використовується потужний симистор,яким керує ланцюжок тиристор-змінний резистор.

Схема 2.

Схема, заснована на використанні мікросхеми фазового регулювання типу 1182ПМ1.Вона керує ступенем відкриття симистора,який керує навантаженням. Застосовуються для плавного регулювання міри світності лампочок розжарювання.

Схема 3.

Найпростіша схема регулювання накалом тиснула паяльника. Виконана за дуже компактною схемою з використанням доступних компонентів. Керує навантаженням один тиристор, рівень включення якого регулює змінний резистор. Також є діод, для захисту від зворотної напруги.

Китайський РН на 220 вольт

В наші часи товари з Китаю стали досить популярною темою, від загальної тенденції не відстають і китайські регулятори напруги. Розглянемо найпопулярніші китайські моделіта порівняємо їх основні характеристики.

Існує можливість вибрати будь-який регулятор саме під свої вимоги та потреби. В середньому один ват корисної потужності коштує менше 20 центів, і це дуже вигідна ціна. Але все ж таки, варто звертати увагу на якість деталей та складання, для товарів з Китаю вона, як і раніше, залишається дуже низькою.

Вступ.

Я багато років тому виготовив подібний регулятор, коли доводилося підробляти ремонтом р/р вдома у замовника. Регулятор виявився настільки зручним, що згодом я виготовив ще один екземпляр, тому що перший зразок постійно влаштувався як регулятор обертів витяжного вентилятора. https://сайт/

До речі, вентилятор цей із серії Know How, оскільки має повітряний запірним клапаноммоєї власної конструкції. Матеріал може стати в нагоді мешканцям, які проживають на останніх поверхах багатоповерхівок і мають гарний нюх.

Потужність навантаження залежить від застосовуваного тиристора і умов його охолодження. Якщо використовується великий тиристор або симистор типу КУ208Г, можна сміливо підключати навантаження в 200… 300 Ватт. При використанні дрібного тиристора типу B169D потужність буде обмежена 100 Ваттами.

Як це працює?

Ось так працює тиристор у ланцюгу змінного струму. Коли сила струму, що тече через керуючий електрод, досягає певного порогового значення, тиристор відмикається і замикається лише тоді, коли зникає напруга на його аноді.

Приблизно так само працює і симистор (симетричний тиристор), тільки при зміні полярності на аноді змінюється і полярність напруги, що управляє.

На зображенні видно, що куди надходить і звідки виходить.

У бюджетних схемах управління симісторами КУ208Г, коли є лише одне джерело живлення, краще керувати мінусом щодо катода.

Щоб перевірити працездатність симістора, можна зібрати таку просту схемку. При замиканні контактів кнопки лампа повинна згаснути. Якщо вона не згасла, то або симістор пробитий, або його гранична напруга пробою нижче пікового значення напруги мережі. Якщо лампа не горить при кнопці, то симистор обірваний. Номінал опору R1 вибирається так, щоб не перевищити максимально-допустиме значення струму електрода, що управляє.

Під час перевірки тиристрів у схему потрібно додати діод, щоб запобігти подачі зворотної напруги.

Схемні рішення.

Простий регулятор потужності можна зібрати на симісторі або тиристорі. Я розповім і про ті та про інші схемні рішення.

Регулятор потужності на симісторі КУ208Г.

VS1 - КУ208Г

HL1 - МН3 ... МН13 і т.д.

На цій схемі зображено, на мій погляд, найпростіший і вдалий варіант регулятора, керуючим елементом якого є симистор КУ208Г. Цей регулятор керує потужністю від нуля до максимуму.

Призначення елементів.

HL1 – лінеаризує керування і є індикатором.

С1 – генерує пилкоподібний імпульс та захищає схему управління від перешкод.

R1 – регулятор потужності.

R2 – обмежує струм через анод – катод VS1 та R1.

R3 – обмежує струм через HL1 та керуючий електрод VS1.

Регулятор потужності на потужному тиристорі КУ202Н.

VS1 - КУ202Н

Подібну схему можна зібрати на тиристорі КУ202Н. Її на відміну від схеми на симісторі у цьому, що діапазон регулювання потужності регулятора становить 50… 100%.

На епюрі видно, що обмеження відбувається тільки по одній напівхвилі, тоді як інша безперешкодно проходить через діод VD1 навантаження.

Регулятор потужності на малопотужному тиристорі.

Ця схема, Зібрана на найдешевшому малопотужному тиристорі B169D, відрізняється від схеми наведеної вище, тільки наявністю резистора R5, який разом з резистором R4 є дільником напруги і знижують амплітуду сигналу управління. Необхідність цього викликана високою чутливістю малопотужних тиристорів. Регулятор регулює потужність у діапазоні 50…100%.

Регулятор потужності на тиристорі з діапазоном регулювання 0…100%.

VD1... VD4 – 1N4007

Щоб регулятор на тиристорі міг керувати потужністю від нуля до 100%, потрібно додати до схеми діодний міст.

Тепер схема працює аналогічно симісторному регулятору.

Конструкція та деталі.

Регулятор зібраний у корпусі блоку живлення колись популярного калькулятора "Електроніка Б3-36".

Симистор та потенціометр розміщені на сталевому куточку, виготовленому із сталі товщиною 0,5мм. Кут прикручений до корпусу двома гвинтами М2,5 з використанням ізолюючих шайб.

Резистори R2, R3 та неонова лампа HL1 одягнені в ізолюючу трубку (кембрик) та закріплені методом навісного монтажу на інших електроелементах конструкції.

Для підвищення надійності кріплення штирів вилки довелося напаяти на них по кілька витків товстого мідного дроту.

Так виглядають регулятори потужності, які я використовую багато років.

	Get the Flash Player для читання цього гравця.

А це 4-х секундний ролик, який дозволяє переконатися, що все це працює. Навантаженням служить лампа розжарювання потужністю 100 Ватів.

Додатковий матеріал.

Цоколівка (розпинування) великих вітчизняних симісторів та тиристорів. Завдяки могутньому металевому корпусу ці прилади можуть без додаткового радіаторарозсіювати потужність 1 ... 2 Ватта без істотної зміни параметрів.

Цоколівка дрібних популярних тиристорів, які можуть керувати напругою мережі при середньому струмі 0,5 Ампера.

Тип приладу	Катод	Управління.	Анод
BT169D(E, G)	1	2	3
CR02AM-8	3	1	2
MCR100-6(8)	1	2	3

Тиристорні регулятори потужності застосовуються як у побуті (в аналогових паяльних станціях, електронагрівальних приладах тощо), так і на виробництві (наприклад, для запуску потужних силових установок). У побутових приладах, як правило, встановлюються однофазні регулятори, у промислових установках найчастіше застосовуються трифазні.

Ці пристрої є електронну схему, що працює за принципом фазового регулювання, для управління потужністю в навантаженні (докладніше про цей метод буде розказано нижче).

Принцип роботи фазового регулювання

Принцип регулювання цього типу полягає в тому, що імпульс, що відкриває тиристор, має певну фазу. Тобто чим далі він розташовується від кінця напівперіоду, тим більшої амплітуди буде напруга, що надходить на навантаження. На малюнку нижче бачимо зворотний процес, коли імпульси надходять практично під закінчення напівперіоду.

На графіці показано час, коли тиристор закритий t1 (фаза керуючого сигналу), як бачите він відкривається практично під кінець напівперіоду синусоїди, в результаті амплітуда напруги мінімальна, а отже, потужність у приєднаному до приладу навантаженні буде незначною (близькою до мінімальної). Розглянемо випадок, поданий на наступному графіку.

Тут бачимо, що імпульс, що відкриває тиристор, посідає середину напівперіоду, тобто регулятор видаватиме половинну потужність максимально можливої. Робота на потужності, близькі до максимальної, відображена на наступному графіку.

Як очевидно з графіка, імпульс посідає початок синусоїдального напівперіоду. Час, коли тиристор перебуває у закритому стані (t3) — незначний, тому в даному випадку потужність навантаження наближається до максимальної.

Зауважимо, що трифазні регулятори потужності працюють за таким самим принципом, але вони керують амплітудою напруги не в одній, а відразу в трьох фазах.

Такий метод регулювання простий у реалізації та дозволяє точно змінювати амплітуду напруги в діапазоні від 2 до 98 відсотків від номіналу. Завдяки цьому стає можливим плавне керування потужністю електроустановок. Основний недолік пристроїв даного типу - створення високого рівняперешкод у електромережі.

Як альтернатива, що дозволяє скоротити перешкоди, можна перемикати тиристори, коли синусоїда змінної напруги проходить через нуль. Наочно роботу такого регулятора потужності можна переглянути на наступному графіку.

Позначення:

• A – графік напівхвиль змінної напруги;
• B – робота тиристора за 50% від максимальної потужності;
• C - графік, що відображає роботу тиристора при 66%;
• D - 75% від максимуму.

Як очевидно з графіка, тиристор «відрізає» напівхвилі, а чи не їх частини, що мінімізує рівень перешкод. Нестача такої реалізації - неможливість плавного регулювання, але для навантаження з великою інерційністю (наприклад, різних нагрівальних елементів) цей критерій не є основним.

Відео: Випробування тиристорного регулятора потужності

Схема простого регулятора потужності

Регулювати потужність паяльника можна за допомогою аналогових або цифрових паяльних станцій. Останні коштують досить дорого і зібрати їх, не маючи досвіду, не просто. У той час як аналогові пристрої (які є по суті регуляторами потужності) не важко буде зробити своїми руками.

Наведемо нескладну схему приладу на тиристорах, завдяки якому можна регулювати потужність паяльника.

Радіоелементи, позначені на схемі:

• VD - КД209 (або близький йому за характеристиками)
• VS- KУ203В або його аналог;
• R 1 - Опір з номіналом 15кОм;
• R 2 - резистор змінного типу 30кОм;
• С -ємність електролітичного типу ч номіналом 4,7мкФ і напругою від 50В;
• R n – навантаження (у разі як неї виступає паяльник).

Даний пристрій регулює тільки позитивний напівперіод, тому мінімальна потужність паяльника буде наполовину менша за номінальну. Керується тиристор через ланцюг, що включає два опори і ємність. Час зарядки конденсатора (воно регулюється опором R 2 ) впливає тривалість «відкриття» тиристора. Нижче наведено графік роботи пристрою.

Пояснення до малюнка:

• графік A – показує синусоїду змінної напруги, що надходить на навантаження Rn (паяльник) при опорі R2 близькому до 0 кОм;
• графік B - відображає амплітуду синусоїди надходить на паяльник напруги при опорі R2 рівному 15 кОм;
• графік C, як видно з нього, при максимальному опорі R2 (30 кОм) час роботи тиристора (t 2) стає мінімальним, тобто паяльник працює з потужністю приблизно 50% від номінальної.

Схема пристрою досить проста, тому зібрати її самостійно зможуть навіть ті, хто не дуже добре розуміється на схемотехніці. Необхідно попередити, що при роботі даного приладу в його ланцюгу є небезпечна для життя людини напруга, тому всі її елементи повинні бути надійно ізольовані.

Як уже описувалося вище, пристрої, що працюють за принципом фазового регулювання, є джерелом сильних перешкод електромережі. Існує два варіанти виходу з такої ситуації:

Регулятор, що працює без перешкод

Нижче представлена ​​схема регулятора потужності, що не створює перешкоди, оскільки він не обрізає напівхвилі, а відрізає їх певну кількість. Принцип роботи такого пристрою ми розглядали в розділі "Принцип роботи фазового регулювання", а саме перемикання тиристора через нуль.

Як і в попередній схемі, регулювання потужності відбувається в діапазоні від 50 відсотків до величини близької до максимальної.

Перелік радіоелементів, що використовуються в приладі, а також варіанти їх заміни:

Тиристор VS - КУ103В;

Діоди:

VD 1 -VD 4 - КД209 (в принципі можна використовувати будь-які аналоги, які допускають величину зворотної напруги більше 300В, а струм понад 0,5А); VD 5 та VD 7 – КД521 (допускається ставити будь-який діод імпульсного типу); VD 6 – KC191 (можна використовувати аналог з напругою стабілізації рівним 9В)

Конденсатори:

1 – електролітичного типу з ємністю 100мкФ, розрахований на напругу не менше 16В; З 2 - 33Н; З 3 - 1мкФ.

Резистори:

R 1 і R 5 - 120кОм; R 2 -R 4 - 12кОм; R 6 - 1кОм.

Мікросхеми:

DD1 - K176 ЛЕ5 (або ЛА7); DD2 -K176TM2. Як альтернатива можна використовувати логіку серії 561;

R n – паяльник, підключений як навантаження.

Якщо при збиранні тиристорного регулятора потужності не було допущено помилок, пристрій починає працювати відразу після включення, налаштування для нього не потрібно. Маючи можливість виміряти температуру жала паяльника, можна зробити градацію шкали для резистора R 5 .

Якщо пристрій не запрацював, рекомендуємо перевірити правильність розпаювання радіоелементів (не забудьте перед тим відключити його від мережі).

Даний регулятор напруги збирався мною для використання у різних напрямках: регулювання швидкості обертання двигуна, зміна температури нагріву паяльника тощо. Можливо назва статті здасться не зовсім коректною, і ця схема іноді зустрічається як , але тут треба розуміти, що по суті відбувається регулювання фази. Тобто часу, протягом якого мережева напівхвиля проходить у навантаження. І з одного боку регулюється напруга (через шпаруватість імпульсу), а з іншого - потужність, що виділяється на навантаженні.

Слід врахувати, що найбільш ефективно цей прилад справлятиметься з резистивним навантаженням - лампи, нагрівачі і т.д. Споживачі струму індуктивного характеру також можна підключати, але за дуже малої його величині надійність регулювання знизиться.

Схема даного саморобного регулятора тиристора не містить дефіцитних деталей. При використанні, зазначених на схемі випрямних діодів, прилад може витримати навантаження до 5А (приблизно 1 кВт) з урахуванням радіаторів.

Для збільшення потужності пристрою потрібно використовувати інші діоди або діодні зборки, розраховані на необхідний вам струм.

Також потрібно замінювати і тиристор, адже КУ202 розрахований на граничний струм до 10А. З найбільш потужних рекомендуються вітчизняні тиристори серії Т122, Т132, Т142 та інші аналогічні.

Деталей в не так вже й багато, в принципі допустимо навісний монтаж, проте на друкованій платі конструкція виглядатиме красивіше і зручніше. Малюнок плати у форматі LAY. Стабілітрон Д814Г змінюється на будь-який, з напругою 12-15В.

Як корпус використовував перший-ліпший - відповідний за розмірами. Для підключення навантаження вивів назовні роз'єм для вилки. Регулятор працює надійно та дійсно змінює напругу від 0 до 220 В. Автор конструкції: SssaHeKkk.

Обговорити статтю ТИРИСТОРНИЙ РЕГУЛЯТОР НАПРУГИ

Тиристорні регулятори напруги є пристрої, призначені для регулювання частоти обертання і моменту електродвигунів. Регулювання частоти обертання та моменту проводиться за рахунок зміни напруги, що підводиться до статора двигуна, та здійснюється зміною кута відкриття тиристорів. Такий спосіб керування електродвигуном отримав назву фазового керування. Цей спосіб є різновидом параметричного (амплітудного) керування.

Можуть виконуватися як із замкнутою, так і з розімкнутою системою регулювання. Регулятори із розімкнутою системою не забезпечують задовільного якості процесу регулювання частоти обертання. Основне їх призначення-регулювання моменту отримання необхідного режиму роботи приводу в динамічних процесах.

У силову частину однофазного тиристорного регулятора напруги включені два керовані тиристори, які забезпечують протікання електричного струму на нарізці в двох напрямках при синусоїдальній напрузі на вході.

Тиристорні регулятори із замкнутою системою регулюваннявикористовуються, як правило, з негативним зворотним зв'язком за швидкістю, що дозволяє мати досить жорсткі механічні характеристикиприводу у зоні малих частот обертання.

Найбільш ефективне використання тиристорних регуляторівдля регулювання частоти обертання та моменту .

Силові ланцюги тиристорних регуляторів

На рис. 1 а-д показані можливі схеми включення випрямляючих елементів регулятора в одній фазі. Найбільш поширеною є схема на рис1,а. Вона може бути використана за будь-якої схеми з'єднання обмоток статора. Допустимий струм через навантаження (діюче значення) у цій схемі в режимі безперервного струму дорівнює:

де I т – допустиме середнє значення струму через тиристор.

Максимальна пряма та зворотна напруга тиристора

де k зап - коефіцієнт запасу, що вибирається з урахуванням можливих комутаційних перенапруг у схемі; - Чинне значення лінійної напруги мережі.

Мал. 1. Схеми силових ланцюгів тиристорних регуляторів напруги.

У схемі на рис. 1,б є лише один тиристор, включений у діагональ моста з некерованих діодів. Співвідношення між струмами навантаження та тиристора для цієї схеми має вигляд:

Некеровані діоди вибираються на струм вдвічі менший, ніж тиристора. Максимальна пряма напруга на тиристорі

Зворотне напруження на тиристорі близько до нуля.

Схема на рис. 1,б має деякі відмінності від схеми на рис. 1,а по побудові системи управління. У схемі на рис. 1, а керуючі імпульси на кожен з тиристорів повинні слідувати з частотою мережі живлення. У схемі на рис. 1,б частота імпульсів управління вдвічі більша.

Схема на рис. 1, що складається з двох тиристорів і двох діодів, по можливості управління, завантаження, по струму і максимальному прямому напрузі тиристорів аналогічна схемою на рис. 1, а.

Зворотна напруга в цій схемі через дії діода, що шунтує, близько до нуля.

Схема на рис. 1, г по струму і максимальному прямому та зворотному напрузі тиристорів аналогічна схемою на рис. 1, а. Схема на рис. 1, г відрізняється від розглянутих вимог до системи управління забезпечення необхідного діапазону зміни кута регулювання тиристорів. Якщо кут відлічувати від нуля фазної напруги, то схем на рис. 1, а-в справедливе співвідношення

де φ – фазовий кут навантаження.

Для схеми на рис. 1, г аналогічне співвідношення набуває вигляду:

Необхідність збільшення діапазону зміни кута ускладнює. Схема на рис. 1 г може бути застосована при включенні обмоток статора в зірку без нульового дроту і в трикутник з включенням випрямляючих елементів в лінійні дроти. Область застосування цієї схеми обмежена нереверсивними, а також реверсивними електроприводами з контактним реверсом.

Схема на рис. 4-1, д за своїми властивостями аналогічна схемою на рис. 1, а. Струм симістора тут дорівнює струму навантаження, а частота імпульсів управління дорівнює подвійній частоті напруги живлення. Недолік схеми на симісторах - значно менше, ніж у звичайних тиристорів, допустимі значення du/dt та di/dt.

Для тиристорних регуляторів найраціональніша схема на рис. 1, а з двома зустрічно-паралельно включеними тиристорами.

Силові схеми регуляторів виконуються із зустрічно-паралельно включеними тиристорами у всіх трьох фазах (симетрична трифазна схема), у двох та одній фазах двигуна, як показано на рис. 1, е, ж і з відповідно.

У регуляторах, що застосовуються в кранових електроприводах, найбільшого поширення набула симетрична схема включення, показана на рис. 1, е, що характеризується найменшими втратами від вищих гармонійних струмів. Вищі значення втрат у схемах із чотирма і двома тиристорами визначаються несиметрією напруги у фазах двигуна.

Основні технічні дані тиристорних регуляторів серії РСТ

Тиристорні регулятори серії РСТ є пристрої для зміни (за заданим законом) напруги, що підводиться до статора асинхронного двигуна з фазним ротором. Тиристорні регулятори серії РСТ виконуються за симетричною трифазною схемою включення (рис. 1, е). Застосування регуляторів зазначеної серії в кранових електроприводах дозволяє здійснювати регулювання частоти обертання в діапазоні 10:1 та регулювання моменту двигуна в динамічних режимах під час пуску та гальмування.

Тиристорні регулятори серії РСТ виконуються на тривалі струми 100, 160 та 320 А (максимальні струми відповідно 200, 320 та 640 А) та напруга 220 та 380 В змінного струму. Регулятор являє собою зібрані на загальній рамі три силові блоки (за кількістю фаз зустрічно-паралельно включених тиристорів), блок датчиків струму і блок автоматики. У силових блоках використовуються таблеткові тиристори з охолоджувачами з алюмінієвого профілю. Охолодження повітряне – природне. Блок автоматики – єдиний для всіх виконань регуляторів.

Тиристорні регулятори виконані зі ступенем захисту IP00 та призначені для встановлення на стандартні рами магнітних контролерів типу ТТЗ, які за конструкцією аналогічні контролерам серій ТА та ТСА. Габаритні розміри та маса регуляторів серії РСТ вказані в табл. 1.

Таблиця 1 Габаритні розміри та маса регуляторів напруги серії РСТ

У магнітних контролерах ТТЗ встановлені контактори напрямку реверсування двигуна, контактори роторної ланцюга та інші релейно-контактні елементи електроприводу, здійснюють зв'язок командоконтролера з тиристорним регулятором. Структура побудови системи керування регулятора видно з функціональної схеми електроприводу, показаної на рис. 2.

Трифазний симетричний тиристорний блок Т управляється системою фазового керування СФУ. За допомогою командоконтролера КК в регуляторі здійснюється зміна завдання швидкості БЗС, Через блок БЗС функції часу здійснюється управління контактором прискорення КУ2 в ланцюгу ротора. Різниця сигналів завдання та тахогенератора ТГ посилюється підсилювачами У1 та УЗ. До виходу підсилювача УЗ підключено логічний релейний пристрій, що має два стійкі стани: один відповідає включенню контактора напрямку вперед KB, друге - включенню контактора напрямку назад КН.

Одночасно зі зміною стану логічного пристрою реверсується сигнал ланцюга управління РУ. Сигнал з узгоджувального підсилювача У2 підсумовується з сигналом затриманого зворотного зв'язку струму статора двигуна, який надходить з блоку струмообмеження ТО і подається на вхід СФУ.

На блок логіки БЛ впливає сигнал з блоку датчиків струму ДТ і блоку наявності струму НТ, що забороняє перемикання контакторів напрямку під струмом. Блоком БЛ здійснюється також нелінійна корекція системи стабілізації частоти обертання задля забезпечення стійкості роботи приводу. Регулятори можуть бути використані в електроприводах механізмів підйому та пересування.

Регулятори серії РСТ виконані із системою обмеження струму. Рівень струмообмеження для захисту тиристорів від перевантажень і для обмеження моменту двигуна в динамічних режимах плавно змінюється від 0,65 до 1,5 номінального струму регулятора, рівень струмообмеження для максимально-струмового захисту від 0,9 до. 2,0 номінального струму регулятора. Широкий діапазон зміни уставок захисту забезпечує роботу регулятора одного типорозміру з двигунами, що відрізняються потужністю приблизно в 2 рази.

Мал. 2. Функціональна схема електроприводу з тиристорним регулятором типу РСТ: КК – командоконтролер; ТГ – тахогенератор; КН, KB – контактори напряму; БЗС – блок завдання швидкості; БЛ – блок логіки; У1, У2. УЗ – підсилювачі; СФУ-система фазового управління; ДП - датчик струму; ІТ – блок наявності струму; ТО – блок струмообмеження; МТ – блок захисту; КУ1, КУ2 – контактори прискорення; КЛ – лінійний контактор: Р – рубильник.

Мал. 3. Тиристорний регулятор напруги РСТ

Чутливість системи наявності струму становить 5-10 А діючого значення струму у фазі. У регуляторі передбачені також захисту: нульова, від комутаційних перенапруг, від зникнення струму хоча б в одній із фаз (блоки ІТ та МТ), від радіоперешкод. Швидкодіючими запобіжниками типу ПНБ 5М здійснюється захист від струмів короткого замикання.