Тырыстарны рэгулятар магутнасці: схема, прынцып працы і прымяненне

У артыкуле распавядаецца пра тое, як працуе тырыстарны рэгулятар магутнасці, схема якога будзе прадстаўлена ніжэй

У паўсядзённым жыцці вельмі часта ўзнікае неабходнасць рэгулявання магутнасці бытавых прыбораў, напрыклад электрапліты, паяльніка, кіпяцільнікаў і Тэнов, на транспарце - абаротаў рухавіка і г.д. На дапамогу прыходзіць найпростая радиолюбительская канструкцыя - рэгулятар магутнасці на тырыстара. Сабраць такая прылада не будзе складана, яно можа стаць тым самым першым самаробным прыборам, які будзе выконваць функцыю рэгулявання тэмпературы джала паяльніка пачаткоўца радыёаматара. Варта адзначыць, што гатовыя паяльныя станцыі з кантролем тэмпературы і іншымі прыемнымі функцыямі стаяць на парадак даражэй простага паяльніка. Мінімальны набор дэталяў дазваляе сабраць просты тырыстарны рэгулятар магутнасці навясным мантажом.

Да ведама, навясны мантаж - гэта спосаб зборкі радыёэлектронных кампанентаў без прымянення друкаванай платы, а пры добрым навыку ён дазваляе хутка сабраць электронныя прылады сярэдняй складанасці.

Вы таксама можаце замовіць электронны канструктар тырыстарнага рэгулятара, а для тых, хто хоча разабрацца ва ўсім самастойна, ніжэй будзе прадстаўлена схема і объяснён прынцып працы.

Вобласць ужывання тырыстарных рэгулятараў

Між іншым, гэта аднафазны тырыстарны рэгулятар магутнасці. Такі прыбор можа быць выкарыстаны для кіравання магутнасцю або колькасцю абаротаў. Аднак для пачатку варта разабрацца ў прынцыпе работы тырыстара, бо гэта дазволіць нам зразумець, на якую нагрузку лепш выкарыстоўваць такі рэгулятар.

Як працуе тырыстар?

Тырыстар - гэта кіраваны паўправадніковы прыбор, здольны праводзіць ток у адным кірунку. Слова «кіраваны» ўжыта нездарма, паколькі з яго дапамогай, у адрозненне ад дыёда, які таксама праводзіць ток толькі да аднаго полюсу, можна выбіраць момант, калі тырыстар пачне праводзіць ток. Тырыстар мае тры высновы:

• Анод.
• Катод.
• Кіраўнік электрод.

Для таго каб ток пачаў цечу праз тырыстар, неабходна выканаць наступныя ўмовы: дэталь павінна стаяць у ланцугу, якая знаходзіцца пад напругай, на кіравальны электрод павінен быць пададзены кароткачасовы імпульс. У адрозненне ад транзістара, кіраванне тырыстарам не патрабуе ўтрымання кіраўніка сігналу. На гэтым нюансы не сканчаюцца: тырыстар можна зачыніць, толькі перапыніўшы ток у ланцугу, ці сфармаваўшы адваротнае напружанне анод - катод. Гэта значыць, што выкарыстанне тырыстара ў ланцугах сталага току вельмі спецыфічна і часта неразумна, а вось ланцугах пераменнага, напрыклад у такім прыборы як тырыстарны рэгулятар магутнасці, схема пабудавана такім чынам, што забяспечана ўмова для закрыцця. Кожная з паўхваляў будзе закрываць адпаведны тырыстар.

Вам, хутчэй за ўсё, не ўсё зразумела? Не варта адчайвацца - ніжэй будзе падрабязна апісаны працэс працы гатовага прылады.

Вобласць ужывання тырыстарных рэгулятараў

У якіх ланцугах эфектыўна выкарыстоўваць тырыстарны рэгулятар магутнасці? Схема дазваляе выдатна рэгуляваць магутнасць награвальных прыбораў, то ёсць ўздзейнічаць на актыўную нагрузку. Пры працы з высокоиндуктивной нагрузкай тырыстары могуць проста не зачыніцца, што можа прывесці да выхаду рэгулятара з ладу.

Ці можна рэгуляваць абароты рухавіка?

Я думаю, многія з чытачоў бачылі ці карысталіся дрылямі, углошлифовальными машынамі, якія ў народзе называюць "балгаркамі", і іншым электраінструментам. Вы маглі заўважыць, што колькасць абаротаў залежыць ад глыбіні націску на кнопку-курок прыбора. Вось у гэты элемент як раз і ўбудаваны такой тырыстарны рэгулятар магутнасці (схема якога прыведзена ніжэй), з дапамогай якога ажыццяўляецца змяненне колькасці абаротаў.

Звярніце ўвагу! Тырыстарны рэгулятар не можа змяняць абароты асінхронных рухавікоў. Такім чынам, напружанне рэгулюецца на коллекторных рухавіках, абсталяваных щёточным вузлом.

Схема тырыстарнага рэгулятара магутнасці на адным і двух тырыстара

Тыпавая схема для таго, каб сабраць тырыстарны рэгулятар магутнасці сваімі рукамі намаляваная на малюнку ніжэй.

Выхадныя напружанне ў дадзенай схемы ад 15 да 215 вольт, у выпадку прымянення названых тырыстараў, устаноўленых на цеплаадводу, магутнасць складае каля 1 кВт. Дарэчы выключальнік з рэгулятарам яркасці святла зроблены па падобнай схеме.

Калі ў вас няма неабходнасці поўнай рэгулявання напругі і досыць атрымліваць на выхадзе ад 110 да 220 вольт, скарыстайцеся гэтай схемай, якая паказвае однополупериодный рэгулятар магутнасці на тырыстара.

Як гэта працуе?

Апісаная ніжэй інфармацыя справядлівая для большасці схем. Літарныя абазначэння будуць брацца ў адпаведнасці першай схемы тырыстарнага рэгулятара

Тырыстарны рэгулятар магутнасці, прынцып працы якога заснаваны на фазавым кіраванні велічынёй напружання, змяняе і магутнасць. Дадзены прынцып заключаецца ў тым, што ў нармальных умовах на нагрузку дзейнічае пераменную напругу бытавой сеткі, зменлівае па сінусоіднага закону. Вышэй, пры апісанні прынцыпу працы тырыстара, было сказана, што кожны тырыстар працуе ў адным кірунку, гэта значыць кіруе сваёй паўхваляў ад сінусоіды. Што гэта значыць?

Калі з дапамогай тырыстара перыядычна падключаць нагрузку ў строга пэўны момант, велічыня дзеючага напружання будзе ніжэй, паколькі частка напружання (дзеючая велічыня, якая «патрапіць» на нагрузку) будзе менш, чым сеткавае. Дадзенае з'ява праілюстравана на графіцы.

Заштрыхаваная вобласць - гэта і ёсць вобласць напружання, якое апынулася пад нагрузкай. Літарай "а" на гарызантальнай восі пазначаны момант адкрыцця тырыстара. Калі станоўчая паўхваляў скончыцца і пачнецца перыяд з адмоўнай паўхвалі, адзін з тырыстараў зачыняецца, і ў той жа момант адкрываецца другі тырыстар.

Разбярэмся, як працуе канкрэтна наш тырыстарны рэгулятар магутнасці

схема першая

Агаворым загадзя, што замест слоў "станоўчая" і "адмоўная" будуць выкарыстаныя «першая» і «другая» (паўхваляў).

Такім чынам, калі на нашу схему пачынае дзейнічаць першая паўхваляў, пачынаюць зараджацца ёмістасці C1 і C2. Хуткасць іх зарада абмежаваная потенциометром R5. дадзены элемент з'яўляецца пераменным, і з яго дапамогай задаецца выходную напружанне. Калі на кандэнсатары C1 з'яўляецца неабходнае для адкрыцця динистора VS3 напружанне, динистор адкрываецца, праз яго паступае ток, з дапамогай якога будзе адкрыты тырыстар VS1. Момант прабоя динистора і ёсць кропка «а» на графіцы, прадстаўленым у папярэднім раздзеле артыкула. Калі значэнне напружання пераходзіць праз нуль і схема аказваецца пад другі паўхваляў, тырыстар VS1 зачыняецца, і працэс паўтараецца наноў, толькі для другога динистора, тырыстара і кандэнсатара. Рэзістары R3 і R3 служаць для абмежавання току кіравання, а R1 і R2 - для термостабилизации схемы.

Прынцып працы другой схемы аналагічны, але ў ёй ідзе кіраванне толькі адной з паўхваляў пераменнага напружання. Цяпер, ведаючы прынцып працы і схему, вы можаце сабраць або паправіць тырыстарны рэгулятар магутнасці сваімі рукамі.

Прымяненне рэгулятара ў побыце і тэхніка бяспекі

Нельга не сказаць пра тое, што дадзеная схема не забяспечвае гальванічнай развязкі ад сеткі, таму існуе небяспека паразы электрычным токам. Гэта значыць, што не варта дакранацца рукамі элементаў рэгулятара. Неабходна выкарыстоўваць ізаляваны корпус. Варта праектаваць канструкцыю вашага прыбора так, каб па магчымасці вы маглі схаваць яе у рэгуляваным прыладзе, знайсці вольнае месца ў корпусе. Калі рэгуляваны прыбор размяшчаецца стацыянарна, то наогул мае сэнс падключыць яго праз выключальнік з рэгулятарам яркасці святла. Такое рашэнне часткова засцеражэ ад паразы токам, пазбавіць ад неабходнасці пошуку падыходнага корпуса, мае прывабны знешні выгляд і выраблена прамысловым метадам.