Регулируемый блок питания на тиристоре: принципы работы и схемы

Как работает регулируемый блок питания на тиристоре. Какие преимущества дает использование тиристора в схеме блока питания. Какие основные схемы регулируемых блоков питания на тиристорах существуют. Как правильно выбрать компоненты для сборки такого блока питания.

Принцип работы тиристорного регулятора напряжения

Тиристорный регулятор напряжения позволяет плавно изменять выходное напряжение блока питания путем регулирования угла открытия тиристора. Принцип его работы основан на следующем:

• Тиристор открывается в определенный момент каждого полупериода переменного напряжения
• Изменяя момент открытия тиристора, можно регулировать среднее значение выходного напряжения
• Чем позже открывается тиристор в течение полупериода, тем меньше среднее выходное напряжение
• При полном открытии тиристора в начале каждого полупериода выходное напряжение максимально

Таким образом, тиристор работает как электронный регулятор, «отрезая» часть синусоиды входного напряжения и изменяя тем самым среднее значение выходного напряжения.

Преимущества использования тиристора в блоке питания

Применение тиристора в регулируемом блоке питания дает ряд важных преимуществ:

• Плавная регулировка выходного напряжения в широком диапазоне
• Высокий КПД схемы за счет ключевого режима работы тиристора
• Возможность регулировки больших мощностей
• Простота схемы управления тиристором
• Высокая надежность и долговечность

При этом тиристорные регуляторы имеют и некоторые недостатки, такие как наличие высших гармоник в выходном напряжении. Но в целом их достоинства перевешивают эти минусы для многих применений.

Основные схемы регулируемых блоков питания на тиристорах

Существует несколько базовых схем построения регулируемых блоков питания с использованием тиристоров:

1. Однополупериодная схема

Самая простая схема на одном тиристоре. Позволяет регулировать напряжение только в одном полупериоде. Имеет большие пульсации выходного напряжения.

2. Двухполупериодная схема со средней точкой трансформатора

Использует два тиристора и трансформатор со средней точкой. Обеспечивает регулировку в обоих полупериодах. Пульсации выходного напряжения меньше.

3. Мостовая схема

Применяется мостовая схема выпрямления на 4-х тиристорах. Позволяет получить наименьшие пульсации выходного напряжения.

4. Схема с дополнительным выпрямительным мостом

Тиристор используется только для регулировки, а выпрямление осуществляется отдельным диодным мостом. Упрощает выбор тиристора.

Выбор компонентов для сборки блока питания на тиристоре

При разработке регулируемого блока питания на тиристоре важно правильно выбрать основные компоненты схемы:

• Тиристор — выбирается по максимальному току и напряжению
• Трансформатор — рассчитывается на необходимую мощность
• Сглаживающий фильтр — емкость конденсаторов подбирается для уменьшения пульсаций
• Элементы схемы управления тиристором — обеспечивают необходимые углы открытия

Правильный расчет и выбор этих компонентов позволит создать надежный и эффективный блок питания с тиристорным регулятором напряжения.

Область применения тиристорных блоков питания

Регулируемые блоки питания на тиристорах находят широкое применение в различных областях:

• Лабораторные источники питания
• Зарядные устройства для аккумуляторов
• Регуляторы яркости освещения
• Источники питания для электроприводов
• Стабилизаторы напряжения
• Регуляторы мощности нагревательных элементов

Благодаря своим преимуществам, тиристорные регуляторы напряжения остаются востребованными во многих силовых и управляющих системах.

Особенности практической реализации

При разработке и сборке регулируемого блока питания на тиристоре следует учитывать некоторые важные моменты:

• Необходимость качественного охлаждения силовых элементов
• Применение снабберных цепей для защиты тиристоров
• Экранирование чувствительных цепей от помех
• Обеспечение плавного запуска для предотвращения бросков тока
• Использование качественных комплектующих для повышения надежности

Соблюдение этих рекомендаций позволит создать надежный и эффективный блок питания с хорошими эксплуатационными характеристиками.

Перспективы развития тиристорных регуляторов

Несмотря на появление новых полупроводниковых приборов, тиристорные регуляторы продолжают совершенствоваться. Основные направления их развития:

• Применение более совершенных схем управления
• Использование быстродействующих тиристоров
• Интеграция с микроконтроллерными системами управления
• Улучшение массогабаритных показателей
• Повышение КПД и качества выходного напряжения

Это позволяет тиристорным регуляторам оставаться конкурентоспособными во многих областях применения и в будущем.

Регулируемый блок питания на тиристоре

Пределы регулирования угла включения тиристоров Регулируемыми выпрямителями называются преобразовательные устройства, совмещающие функцию выпрямления напряжения переменного тока с регулированием или стабилизацией напряжения постоянного тока на нагрузке. На рис. Пусть в начальный момент времени к началу первичной обмотки трансформатора Т рис. В течение следующего интервала времени нагрузка отключена от сети.

Поиск данных по Вашему запросу:

Регулируемый блок питания на тиристоре

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

• Простой регулятор напряжения на тиристоре
• Защита БП от КЗ
• Схема тиристорного регулятора больших выпрямленных токов
• Мощный блок питания.
• Лабораторный блок питания своими руками 1,3-30В 0-5А
• Лабораторный блок питания 0-50 В, 3 А. Часть 1
• Лабораторный блок питания 0-50 В, 3 А. Часть 1
• Регулируемый блок питания
• Простой регулятор напряжения на тиристоре. Схема и описание
• Тиристорный регулятор напряжения простая схема, принцип работы

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: ТОП схем на одном тиристоре

Простой регулятор напряжения на тиристоре

В данный момент магазин находится в состоянии наполнения и тестирования. Ни для кого не секрет, что одним из наиболее полезных приборов в домашней мастерской радиолюбителя является лабораторный блок питания.

Что это и для чего вообще он нам нужен? Лабораторный блок питания или ЛБП представляет собой стабилизированный источник питания, который обеспечивает высокую точность напряжения на выходе вне зависимости от нагрузки. Делятся на два типа: импульсные и линейные трансформаторные. В свою очередь блоки питания линейного типа весят куда больше из-за примененного в их конструкции сетевого трансформатора.

Но за счет этого достигается уменьшение помех. Субъективно можно также добавить к достоинствам линейных БП это их надёжность. Тут всё просто — меньше радиодеталей, меньше вероятность выхода из-строя схемы. Также ЛБП разделяют на одно- и многоканальные. Количество каналов говорит нам о количестве выходов разных напряжений к которым можно одновременно подключить различную нагрузку. В зависимости от дороговизны БП в нём могут быть реализованы различные полезности: ограничение по току, точная регулировка выходных параметров кроме грубой , защита от перегрузки, термозащита и др.

Выходное напряжение выводится на аналоговые стрелочные показометры или на цифровые семисегментные светодиодные индикаторы либо ЖК-экран. Ну, вроде с основными параметрами лабораторных блоков питания разобрались. Теперь о практическом применении.

Каждый раз после сборки платы наступает момент когда нужно наконец-то таки проверить на работоспособность наше новое устройство. Можно конечно запитать от батареек или аккумуляторов. Но ток от будет небольшим, продолжительность работы — сомнительная, а стабильность напряжения на выходе будет «гулять».

Вот здесь нам и пригодится регулируемый блок питания, которым мы сможем задавать нужное выходное напряжение. Также кроме как при проверке собранной схемы БП пригодится и при ремонте радиоэлектроники, когда блок питания ремонтируемого устройства неисправен. Как нетрудно догадаться, но выбор нужного нам прибора зависит от бюджета, что часто бывает.

Более «навороченные» устройства стоят дороже. Но для домашних ремонтов подойдет следующая конфигурация:. Со стрелочными показометрами будет дешевле; линейного типа трансформаторный — дешевле. Кстати, о показометрах — почему они дешевле? Ну тут всё просто. Однополярное питание — на черной клемме БП будет 0 В, на красной положительный потенциал. При двухполярном питании на черной клемме вместо ноля будет отрицательный потенциал например В относительно ноля.

Выходной ток — максимальный ток, который может выдать прибор. Ограничение по току — возможность выставлять максимальных выходной ток например, когда при КЗ будут течь не все 3 А, а установленные вами 0.

С этим тоже разобрались. Теперь выбор стоит за следующим — покупать или сделать самому? Делать подобный самому — дешевле. Да, возможно, сделанный вручную будет уступать по красоте заводским приборам.

К тому же это опыт, который дорогого стоит. В общем, выбираем вариант «сделать своими руками». Конечные параметры нам известны. Основываясь на них ищем готовую схему проверенного в работе БП.

Подобных схем в интернете масса. Разумеется, вариант собственного конструирования с нуля никто не отменял, но для этого нужны явно не начальные знания в радиотехнике. И те, кто ими обладает сами давно уже собрали что хотели.

Итак, схема. За основу была выбрана схема » Простого и доступного блока питания В «. Почему на 50 В, а не 30 В? Примерно в период когда собирался данный блок питания случилось мне ремонтировать ЭПРА электронный балласт для люминесцентных ламп. И была там радиодеталь, именуемая как динистор DB3. Проверить мультиметром её не представляется возможным в силу специфики работы динистора — в оба конца он не «звонится».

У него существует напряжение пробоя при котором динистор «открывается». Пока напряжение на нём не достигнет В мы не узнаем рабочий ли он. Забегая наперёд скажу, что за 3 года использования этого блока питания пользоваться напряжением свыше 30 В приходилось считанные разы. В нашем случае это 50 В, умножаем на ток в 3 А и получаем мощность в Вт. Это минимальная мощность для тора трансформатора. Поэтому для нашего лабораторного блока питания на барахолке был выбран трансформатор ТС Такой устанавливался в старые черно-белые телевизоры.

Его стоимость в б. Вторичка нам не нужна — её необходимо смотать. Основная вторичная обмотка мотается проводом диаметром 1. Более тонким — нежелательно, более толстым — есть вероятность, что катушки не станут на магнитопровод, поскольку и так всё впритык как видно на рисунке.

Для питания вольтметра, амперметра и вентилятора — отдельная обмотка. Желательно после намотки пропитывать чем-то витки — лаком, парафином и т.

Потому что при работе могут быть слышны небольшие щелчки при включении одной из силовых обмоток. Да и гудеть может. Кстати про основную вторичную обмотку — их четыре. Как видно из шильдика каждая на 10 В переменного напряжения. Почему так? В процессе работы БП будет автоматически подключать нужное количестве обмоток для получения нужного входного напряжения. Если нам требуется получить на выходе 15 В — будет подключена вторая.

Для чего это нужно? Дело в том, что если мы подадим на вход все 40 В это примерно 56 В «постоянки» , но на выходе выставим напряжение в 10 В, то остальные 46 В будут рассеиваться на силовом транзисторе. Ну, вобщем-то с этим можно жить. Поставить здоровенный радиатор, к нему вентилятор и всё бы хорошо. Но такой блок питания превращается в недвижимость — помимо тяжелого сетевого трансформатора к весу прибавится еще и радиатор.

Как решить эту проблему? Повышать входное напряжение в зависимости от требуемого напряжения на выходе. Конечно, это можно делать и вручную с помощью галетного переключателя, например. Не хватает на выходе напряжение — клацнули и подключилась еще одна обмотка. Но делать это с помощью переключателя, согласитесь, что не комильфо. Поэтому и была использована схема » Электронный коммутатор вторичных обмоток лабораторного БП «.

Схема питается от отдельной обмотки. Можно не обязательно от 5 В, но придется расчитать ограничительные резисторы в случае изменения напряжения. Хоть и расчитана схема на работу в ней как тиристоров, так и симисторов, но заставить работать на симисторах у меня не получилось — происходил пробой при подключении следующей обмотки.

На тиристорах же всё заработало с первой попытки. Обратите внимание, что стабилитроны ZD1-ZD3 расчитаны на напряжение обмоток. Поскольку в моём случае обмотки по 10 В, то и стабилитроны нужно брать на большее напряжение. Оптроны использованы MOC Еще хочу подчеркнуть такой ньюанс.

В этой схеме в качестве переключателей использованы полупроводниковые элементы — тиристоры. Благодаря им при переключении мы не слышим каких-либо щелчков. Дело в том, что этот переключатель обмоток — не единственный вариант какой я попробовал. Была еще собрана плата по следующей схеме:. И всё бы хорошо, вроде и переключала как нужно.

Но этот дребезг Ведь схема построена на реле и при плавном изменении напряжения можно оказаться между предыдущей обмоткой и следующей. Такое же поведение будет когда БП работает в режиме ограничения тока и и напряжение «подстраивается» под исходящий ток. Вобщем, я посчитал такую конструкцию ненадёжной и непрактичной. С трансформатором и переключением обмоток на нём разобрались. Важно начать именно с транса, поскольку под него нужно будет искать корпус подходящих размеров.

В следующей части будет разбор уже самой платы БП, корпуса, показометров и пр. Будет много картинок.

Защита БП от КЗ

Всем доброго времени суток! Уважаемые админы пожалуйста не удаляйте данный блог до получения ответа. Почему размещаю тут, потому что в форуме нельзя прикладывать фото. Вопрос есть у меня ковырялся я в интернете перелопатил много вариантов схем управления но вот эта показалась наиболее мне подходящей. И зачем городить такое? Щас везде импульсники идут. Я себе из старого блока питания от компа зделал лабораторник в.

Я себе из старого блока питания от компа зделал лабораторник в. с токовой .. А чем вас ваш лабораторный не устраивает, он же регулируемый.

Схема тиристорного регулятора больших выпрямленных токов

Новые книги Шпионские штучки: Новое и лучшее схем для радиолюбителей: Шпионские штучки и не только 2-е издание Arduino для изобретателей. Обучение электронике на 10 занимательных проектах Конструируем роботов. Руководство для начинающих Компьютер в лаборатории радиолюбителя Радиоконструктор 3 и 4 Шпионские штучки и защита от них. Сборник 19 книг Занимательная электроника и электротехника для начинающих и не только Arduino для начинающих: самый простой пошаговый самоучитель Радиоконструктор 1 Обновления Подавитель сотовой связи большой мощности. Блок питания Подписка на тему Сообщить другу Версия для печати.

Мощный блок питания.

Собирая лабораторный блок питания своими руками, многие сталкиваются с проблемой выбора схемы. Импульсные блоки питания при наладке самодельных передатчиков или приемников могут давать нежелательные помехи в эфир, а линейные блоки питания зачастую не в силах развивать большую мощность. Почти универсальным блоком может стать простой линейный блок питания 1,3 — 30В и током 0 — 5А , который будет работать в режиме стабилизации тока и напряжения. При желании им можно будет, как зарядить аккумулятор, так и запитать чувствительную схему. В сети гуляет интересная схема, которая обсуждалась на множестве форумов, отзывы по ней были ну совсем неоднозначные.

У каждого радиолюбителя, будь он чайник или даже профессионал, на краю стола должен чинно и важно лежать блок питания.

Лабораторный блок питания своими руками 1,3-30В 0-5А

В данный момент магазин находится в состоянии наполнения и тестирования. Ни для кого не секрет, что одним из наиболее полезных приборов в домашней мастерской радиолюбителя является лабораторный блок питания. Что это и для чего вообще он нам нужен? Лабораторный блок питания или ЛБП представляет собой стабилизированный источник питания, который обеспечивает высокую точность напряжения на выходе вне зависимости от нагрузки. Делятся на два типа: импульсные и линейные трансформаторные. В свою очередь блоки питания линейного типа весят куда больше из-за примененного в их конструкции сетевого трансформатора.

Лабораторный блок питания 0-50 В, 3 А. Часть 1

Сайт радиолюбителей Волгограда. Преобразователь напряжения для ЛДС. Ламп дневного света. Преобразователь напряжения на КИЕ8. Преобразователь напряжения на ЛА

Для питания радиолюбительских схем очень часто нужен регулируемый блок питания с определенным диапазоном питающих.

Лабораторный блок питания 0-50 В, 3 А. Часть 1

Регулируемый блок питания на тиристоре

Для питания радиолюбительских схем очень часто нужен регулируемый блок питания с определенным диапазоном питающих напряжений. Свое зарядное я также решил им оснастить, так сказать, устройство будет широкой функциональности. Теперь остается подыскать схему простого регулируемого блока питания.

Регулируемый блок питания

ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Лабораторный блок питания на СИМИСТОРЕ ???

Присоединяйтесь к нам в Яндекс Дзен. Тиристорный регулятор напряжения. То есть времени, в течении которого сетевая полуволна проходит в нагрузку. И с одной стороны регулируется напряжение через скважность импульса , а с другой — мощность, выделяемая на нагрузке. Хотелось бы отметить, что наиболее эффективно данный регулятор напряжения будет справляться с резистивной нагрузкой — лампы, нагреватели и т.

Просмотр полной версии : БП для SW.

Простой регулятор напряжения на тиристоре. Схема и описание

Для защиты блока питания при конструировании различных схем рекомендуется на выход БП добавить узел защиты от перегрузки по току. Простая схема устройства построена с применением тиристора в качестве управляющего элемента защиты по напряжению. Пока напряжение питания на входе находится в пределах нормы, стабилитрон и тиристор закрыты, ток протекает в нагрузку. При превышении напряжения питания свыше 15,2В, открывается стабилитрон, и вслед за ним тиристор, так как между его катодом и управляющим электродом присутствует разность потенциалов, достаточная для его отпирания. Подключенный параллельно выходу источника питания тиристор VS1 при перегрузке обрывает плавкий предохранитель в течение нескольких микросекунд, если выходное напряжение окажется свыше допустимого. Порог открывания тиристора, а именно, срабатывания защиты, зависит от технических данных стабилитрона.

Тиристорный регулятор напряжения простая схема, принцип работы

Anonymous comments are disabled in this journal. Log in No account? Create an account.

Простой лабораторный блок питания 0-24В (КТ801, КТ803)

В радиолюбительской практике всегда необходим лабораторный источник питания с широким диапазоном выходных напряжений и достаточным запасом тока нагрузки.

Предлагается одна из таких несложных конструкций, позволяющая подключать несколько разных устройств одновременно. При ремонте, разработке либо моделировании радиолюбительских конструкций иногда возникает необходимость иметь несколько источников питания.

Предлагаемый блок питания позволяет получить четыре ступени регулируемого стабилизированного напряжения, плюс четыре ступени фиксированного нестабилизированного напряжения.

Также есть возможность одновременно подключать нагрузку по переменному току выборочно от 6 до 28 В. В радиолюбительской литературе встречается много схем (конструкций) лабораторных источников питания с большим диапазоном регулируемого выходного напряжения и большим максимальным током нагрузки.

Однако авторы всегда обходят вниманием тот факт, что чем меньше выходное напряжение, тем, соответственно, меньше и максимальный выходной ток.

Это связано с тем, что чем больше разница между входным и выходным напряжением при одном и том же токе нагрузки, тем большая мощность, рассеиваемая транзистором. Так, например, при входном напряжении 20 В и выходном 15 В падение напряжения на транзисторе составит 5 Вт.

При токе нагрузки 5 А на транзисторе будет выделяться мощность 25 Вт. Если же установить выходное напряжение 5 В при неизменном входном, падение напряжения на транзисторе составит 15 В.

Соответственно, при том же токе нагрузки, равном 5 А, на транзисторе будет выделяться уже 75 Вт мощности, что потребует увеличения площади охлаждающего радиатора, либо применения более мощного силового транзистора.

Чтобы не превысить мощность, рассеиваемую транзистором в данном примере (25 Вт), ток нагрузки при выходном напряжении 5 В не должен превышать 1,66 А.

Чтобы получить максимальный ток нагрузки при уменьшении выходного напряжения, необходимо снижать входное напряжение, выполнив отводы от вторичной обмотки трансформатора.

Схема

Предлагаемая схема (рис. 1) позволяет получить четыре ступени регулируемого стабилизированного выходного напряжения с возможностью получения максимального тока на каждой ступени.

Входное напряжение переключается с помощью SA2.1, SA3.1, в качестве которых используются тумблеры. Преимущество использования тумблеров — малые габариты (по сравнению с галетными переключателями), возможность коммутировать большие токи, двумя тумблерами можно получить четыре варианта выходного напряжения.

Рис. 1. Принципиальная схема лабораторного блока питания.

При изменении входного напряжения потребуется изменять и источник опорного напряжения для каждой ступени. В качестве источника опорного напряжения используется стабилитрон VD2, который питается от отдельного выпрямителя, выполненного на диодной сборке VDS1, подключенного к дополнительной обмотке трансформатора.

Такое подключение стабилитрона улучшает стабильность выходного напряжения при изменении тока нагрузки. Опорное напряжение со стабилитрона через делители R2…R5, переключатели SA2.2, SA3.2 и потенциометр R11 поступает на базу VТ1.

Наличие отдельного выпрямителя и делителя R2…R5 позволяет обойтись одним стабилитроном для получения четырех ступеней опорного напряжения. SA2 и SA3 на схеме показаны в нижнем положении, варианты выходных напряжений — на рис. 2.

Рис. 2. Переключатели режимов напряжений.

На тиристоре VS1 выполнена защита стабилизированного блока питания от КЗ в нагрузке. В цепь нагрузки включен резистор R12, при превышении определенного тока падающее на нем напряжение поступает на управляющий электрод VS1, который открывается, шунтируя опорное напряжение на потенциометре R11.

В результате транзисторы VТ1…VT3 запираются, напряжение на выходе пропадает. Для возврата защиты в исходное состояние необходимо кратковременно нажать кнопку SB1.

Из-за высокого быстродействия защиты при подключении нагрузки, имеющей на входе емкость (начиная от 1,5…2 мкФ), из-за броска зарядного тока происходит ложное срабатывание защиты.

В этом случае необходимо сначала подключить нагрузку, и лишь потом выставить нужное напряжение. Полностью отключить защиту можно с помощью SB2, при этом функцию защиты выполняет только предохранитель FU2 (расположен на передней панели). С клеммы XS6 снимается регулируемое стабилизированное напряжение.

Клемма XS7 подключена к выходу диодного моста VD1 …VD4, напряжение на ней не стабилизировано, и зависит от положения переключателей SA2.1, SA3.1. Здесь можно подключать нагрузку, не требующую стабильности напряжения, защита от КЗ в нагрузке — предохранитель FU2.

Вольтметр РV1 контролирует выходное стабилизированное напряжение, амперметр РА1 — ток нагрузки как стабилизированного, так и нестабилизированного напряжения.

Со вторичной обмотки трансформатора выведены клеммы XS1…XS4, напряжение с которых можно использовать для подключения низковольтного паяльника либо лампы подсветки. Лампа HL1, расположенная на передней панели, индицирует включенное состояние блока питания.

Настройка

Настройка схемы заключается в подборе величины резистора R12, который одновременно выполняет роль шунта амперметра РА1, на максимальный ток отсечки защиты (обычно тиристоры имеют большой разброс по чувствительности), подбору дополнительных резисторов R10, R14 в цепи приборов РА1, РV1 для калибровки показаний шкал приборов.

В авторском варианте при номинале резистора R12 0,2 Ом ток отсечки равнялся 8 А, шкала РА1 — 2,5 А, шкала РV1 — 25 В. Также желательно подобрать резисторы делителей R3, R4, R5 для того, чтобы в крайнем верхнем по схеме положении потенциометра R11 максимальные напряжения на каждом пределе соответствовали заданным.

Детали

Трансформатор ТV1 выполнен на Ш-образном сердечнике сечением 5×2,5 см. Сетевая обмотка I — 836 витков ПЭВ-1 диаметром 0,31 мм, вторичная обмотка II: 6 В — 25 витков, 10В — 42 витка, 12 В — 50 витков ПЭВ-1 диаметром 1,0 мм. Дополнительная обмотка III (40 В) — 155 витков ПЭВ-1 диаметром 0,2 мм. Тумблеры SA1 — ТП1-2, SA2, SA3 — Т3.

В качестве приборов РА1 и PV1 использованы микроамперметры М5-2 с током отклонения 300 мА. Резистор R12 выполнен из отрезка нихромового провода диаметром 1,5 мм.

Транзистор VТ3 установлен на литом радиаторе, диоды VD1…VD4 — на отдельных П-образных радиаторах (рис. 3), остальные детали — на печатной плате размером 100×70 мм. Транзистор VТ1 можно заменить на КТ815, VТ2 — КТ817, VТ3 — КТ808, КТ819.

Блок питания выполнен в корпусе размером 190x140x90 мм (рис. 4). Для улучшения охлаждения на левой боковой стенке корпуса (со стороны расположения радиатора транзистора VТ3), а также на задней стенке просверлены отверстия диаметром 7 мм.

Для получения большего выходного тока необходимо применить трансформатор ТV1 большей мощности, увеличить емкость конденсаторов С2, С3 и, возможно, применить более мощный транзистор VТ3.

Несмотря на простоту конструкции, для автора блок питания уже много лет является неизменным помощником, а тиристорная защита многократно спасала от аварийных режимов не только блока питания, но и в испытуемых устройствах.

В. Кандауров. п. Камышеваха, Луганская обл. Украина. РМ-09-17.

Выпрямители с тиристорным регулятором напряжения.

 

При разработке регулируемого источника питания без высокочастотного преобразователя разработчик сталкивается с такой проблемой, что при минимальном выходном напряжении и большом токе нагрузки на регулирующем элементе стабилизатор рассеивается большая мощность. До настоящего времени в большинстве случаев эту проблему решали так: делали несколько отводов у вторичной обмотки силового трансформатора и разбивали весь диапазон регулировки выходного напряжения на несколько поддиапазонов. Такой принцип использован во многих серийных источниках питания, например, УИП-2 и более современных. Понятно, что использование источника питания с несколькими поддиапазонами усложняется, усложняется также дистанционное управление таким источником питания, например, от ЭВМ.

Выходом мне показалось использование управляемого выпрямителя на тиристоре т. к. появляется возможность создания источника питания, управляемого одной ручкой установки выходного напряжения или одним управляющим сигналом с диапазоном регулировки выходного напряжения от нуля (или почти от нуля) до максимального значения. Такой источник питания можно будет изготовить из готовых деталей, имеющихся в продаже.

К настоящему моменту управляемые выпрямители с тиристорами описаны и весьма подробно в книгах по источникам питания, но практически в лабораторных источниках питания применяются редко. В любительских конструкциях они также редко встречаются (кроме, конечно, зарядных устройств для автомобильных аккумуляторов). Надеюсь, что настоящая работа поможет изменить это положение дел.

В принципе, описанные здесь схемы могут быть применены для стабилизации входного напряжения высокочастотного преобразователя, например, как это сделано в телевизорах “Электроника Ц432”. Приведенные здесь схемы могут также быть использованы для изготовления лабораторных источников питания или зарядных устройств.

Описание своих работ я привожу не в том порядке как я их проводил, а более или менее упорядочено. Сначала рассмотрим общие вопросы, затем “низковольтные” конструкции типа источников питания для транзисторных схем или зарядки аккумуляторов и затем “высоковольтные” выпрямители для питания схем на электронных лампах.

Работа тиристорного выпрямителя на емкостную нагрузку

В литературе описано большое количество тиристорных регуляторов мощности, работающих на переменном или пульсирующем токе с активной (например, лампы накаливания) или индуктивной (например, электродвигатель) нагрузкой. Нагрузкой же выпрямителя обычно является фильтр в котором для сглаживания пульсаций применяются конденсаторы, поэтому нагрузка выпрямителя может иметь емкостный характер.

 

Рассмотрим работу выпрямителя с тиристорным регулятором на резистивно-емкостную нагрузку. Схема подобного регулятора приведена на рис. 1.

 

 

 

Рис. 1.

   Здесь для примера показан двухполупериодный выпрямитель со средней точкой, однако он может быть выполнен и по другой схеме, например, мостовой. Иногда тиристоры кроме регулирования напряжения на нагрузке U_н выполняют также функцию выпрямительных элементов (вентилей), однако такой режим допускается не для всех тиристоров (тиристоры КУ202 с некоторыми литерами допускают работу в качестве вентилей). Для ясности изложения предположим, что тиристоры используются только для регулирования напряжения на нагрузке U_н, а выпрямление производится другими приборами.

 

Принцип работы тиристорного регулятора напряжения поясняет рис. 2. На выходе выпрямителя (точка соединения катодов диодов на рис. 1) получаются импульсы напряжения (нижняя полуволна синусоиды “вывернута” вверх), обозначенные U_выпр. Частота пульсаций f_п на выходе двухполупериодного выпрямителя равна удвоенной частоте сети, т. е. 100Hz при питании от сети 50Hz. Схема  управления подает на управляющий электрод тиристора импульсы тока (или света если применен оптотиристор) с определенной задержкой t_з относительно начала периода пульсаций, т. е. того момента, когда напряжение выпрямителя U_выпр становится равным нулю.

 

 

Рис. 2.

    Рисунок 2 выполнен для случая, когда задержка t_з превышает половину периода пульсаций. В этом случае схема работает на падающем участке волны синусоиды. Чем больше задержка момента включения тиристора, тем меньше получится выпрямленное напряжение U_н на нагрузке. Пульсации напряжения на нагрузке U_н сглаживаются конденсатором фильтра C_ф. Здесь и далее сделаны некоторые упрощения при рассмотрении работы схем: выходное сопротивление силового трансформатора считается равным нулю, падение напряжения на диодах выпрямителя не учитывается, не учитывается время включения тиристора. При этом получается что подзаряд емкости фильтра C_ф происходит как бы мгновенно. В реальности после подачи запускающего импульса на управляющий электрод тиристора заряд конденсатора фильтра занимает некоторое время, которое, однако, обычно намного меньше периода пульсаций Т_п.

 Теперь представим, что задержка момента включения тиристора t_з равна половине периода пульсаций (см. рис. 3). Тогда тиристор будет включаться, когда напряжение на выходе выпрямителя проходит через максимум.

 

 

 

Рис. 3.

 

    В этом случае напряжение на нагрузке U_н также будет наибольшим, примерно таким же, как если бы тиристорного регулятора в схеме не было (пренебрегаем падением напряжения на открытом тиристоре).

 Здесь мы и сталкиваемся с проблемой. Предположим, что мы хотим регулировать напряжение на нагрузке почти от нуля до наибольшего значения, которое можно получить от имеющегося силового трансформатора. Для этого с учетом сделанных ранее допущения потребуется подавать на тиристор запускающие импульсы ТОЧНО в момент, когда U_выпр проходит через максимум, т. е. t_з=T_п/2. С учетом того, что тиристор открывается не моментально, а подзарядка конденсатора фильтра C_ф также требует некоторого времени, запускающий импульс нужно подать несколько РАНЬШЕ половины периода пульсаций, т. е. t_з<T_п/2. Проблема в том, что во-первых сложно сказать насколько раньше, т. к. это зависит от таких причин, которые при расчете точно учесть сложно, например, времени включения данного экземпляра тиристора или полного (с учетом индуктивностей) выходного сопротивления силового трансформатора. Во-вторых, даже если произвести расчет и регулировку схемы абсолютно точно, время задержки включения t_з, частота сети, а значит, частота и период T_п пульсаций, время включения тиристора и другие параметры со временем могут измениться. Поэтому для того чтобы получить наибольшее напряжение на нагрузке U_н возникает желание включать тиристор намного раньше половины периода пульсаций.

 Предположим, что так мы и поступили, т. е. установили время задержки t_з намного меньшее Т_п/2. Графики, характеризующие работу схемы в этом случае приведены на рис. 4. Заметим, что если тиристор откроется раньше половины полупериода, он будет оставаться в открытом состоянии пока не закончится процесс заряда конденсатора фильтра C_ф (см. первый импульс на рис. 4).

 

 

Рис. 4.

 

    Оказывается, что при малом времени задержки t_з возможно возникновение колебаний выходного напряжения регулятора. Они возникают в том случае, если в момент подачи на тиристор запускающего импульса напряжение на нагрузке U_н оказывается больше напряжения на выходе выпрямителя U_выпр. В этом случае тиристор оказывается под обратным напряжением и не может открыться под действием запускающего импульса. Один или несколько запускающих импульсов могут быть пропущены (см. второй импульс на рис. 4). Следующее включение тиристора произойдет когда конденсатор фильтра разрядится и в момент подачи управляющего импульса тиристор будет находиться под прямым напряжением.

 

Вероятно, наиболее опасным является случай, когда оказывается пропущен каждый второй импульс. В этом случае через обмотку силового трансформатора будет проходить постоянный ток, под действием которого трансформатор может выйти из строя.

 

Для того чтобы избежать появления колебательного процесса в схеме тиристорного регулятора вероятно можно отказаться от импульсного управления тиристором, но в этом случае схема управления усложняется или становится неэкономичной. Поэтому автор разработал схему тиристорного регулятора в которой тиристор нормально запускается управляющими импульсами и колебательного процесса не возникает. Такая схема приведена на рис. 5.

 

 

Рис. 5.

 

     Здесь тиристор нагружен на пусковое сопротивление R_п, а конденсатор фильтра C_ф и нагрузка R_н подключены через пусковой диод VD_п. В такой схеме запуск тиристора происходит независимо от напряжения на конденсаторе фильтра C_ф.  После подачи запускающего импульса на тиристор его анодный ток сначала начинает проходить через пусковое сопротивление R_п и, затем, когда напряжение на R_п превысит напряжение на нагрузке U_н, открывается пусковой диод VD_п и анодный ток тиристора подзаряжает конденсатор фильтра C_ф. Сопротивление R_п выбирается такой величины чтобы обеспечить устойчивый запуск тиристора при минимальном времени задержки запускающего импульса t_з. Понятно, что на пусковом сопротивлении бесполезно теряется некоторая мощность. Поэтому в приведенной схеме предпочтительно использовать тиристоры с малым током удержания, тогда можно будет применить пусковое сопротивление большой величины и уменьшить потери мощности.

 

    Схема на рис. 5 имеет тот недостаток, что ток нагрузки проходит через дополнительный диод VD_п, на котором бесполезно теряется часть выпрямленного напряжения. Этот недостаток можно устранить, если подключить пусковое сопротивление R_п к отдельному выпрямителю. Схема с отдельным выпрямителем управления, от которого питается схема запуска и пусковое сопротивление R_п приведена на рис. 6. В этой схеме диоды выпрямителя управления могут быть маломощными т. к. ток нагрузки протекает только через силовой выпрямитель.

 

 

 

Рис. 6.

 

Низковольтные источники питания с тиристорным регулятором

 

Ниже приводится описание нескольких конструкций низковольтных выпрямителей с тиристорным регулятором. При их изготовлении я взял за основу схему тиристорного регулятора, применяемого в устройствах для заряда автомобильных аккумуляторов (см. рис. 7). Эта схема успешно применялась моим покойным товарищем А. Г. Спиридоновым.

 

 

Рис. 7.

 

 

Элементы, обведенные на схеме (рис. 7), устанавливались на небольшой печатной плате. В литературе описано несколько подобных схем, отличия между ними минимальны, в основном, типами и номиналами деталей. В основном отличия такие:

 

1.     Применяют времязадающие конденсаторы разной емкости, т. е. вместо 0.5mF ставят 1mF, и, соответственно, переменное сопротивление другой величины. Для надежности запуска тиристора в своих схемах я применял конденсатор на 1mF.

 

2.      Параллельно времязадающему конденсатору можно не ставить сопротивление (3kW на рис. 7). Понятно, что при этом может потребоваться переменное сопротивление не на 15kW, а другой величины. Влияние сопротивления, параллельного времязадающему конденсатору на устойчивость работы схемы я пока не выяснил.

 

3.     В большинстве описанных в литературе схем применяются транзисторы типов КТ315 и КТ361. Порою они выходят из строя, поэтому в своих схемах я применял более мощные транзисторы типов КТ816 и КТ817.

 

4.     К точке соединения базы pnp и коллектора npn транзисторов может быть подключен делитель из сопротивлений другой величины (10kW и 12kW на рис. 7).

 

5.     В цепи управляющего электрода тиристора можно установить диод (см. на схемах, приведенных ниже). Этот диод устраняет влияние тиристора на схему управления.

 

Схема (рис. 7) приведена для примера, несколько подобных схем с описаниями можно найти в книге “Зарядные и пуско-зарядные устройства: Информационный обзор для автолюбителей / Сост. А. Г. Ходасевич, Т. И. Ходасевич -М.:НТ Пресс, 2005”. Книга состоит из трех частей, в ней собраны чуть ли не все зарядные устройства за историю человечества.

 

Простейшая схема выпрямителя с тиристорным регулятором напряжения приведена на рис. 8.

 

 

Рис. 8.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 9.

 

Достоинством данной схемы является меньшее число силовых диодов, требующих установки на радиаторы. Заметим, что диоды Д242 силового выпрямителя соединены катодами и могут быть установлены на общий радиатор. Анод тиристора соединенный с его корпусом подключен к “минусу” нагрузки.

 

Монтажная схема этого варианта управляемого выпрямителя приведена на рис. 10.

 

 

Рис. 10.

 

 

Для сглаживания пульсаций выходного напряжения может быть применен LC-фильтр. Схема управляемого выпрямителя с таким фильтром приведена на рис. 11.

 

 

Рис. 11.

 

 

Я применил именно LC-фильтр по следующим соображениям:

 

1.     Он более устойчив к перегрузкам. Я разрабатывал схему для лабораторного источника питания, поэтому перегрузки его вполне возможны. Замечу, что даже если сделать какую-либо схему защиты, то у нее будет некоторое время срабатывания. За это время источник питания не должен выходить из строя.

 

2.     Если сделать транзисторный фильтр, то на транзисторе обязательно будет падать некоторое напряжение, поэтому КПД будет низкий, а транзистору может потребоваться радиатор.

 

В фильтре использован серийный дроссель Д255В.

 

Рассмотрим возможные модификации схемы управления тиристором. Первая из них показана на рис. 12.

 

 

Рис. 12.

 

    Обычно времязадающую цепь тиристорного регулятора делают из включенных последовательно времязадающего конденсатора и переменного сопротивления. Иногда удобно построить схему так, чтобы один из выводов переменного сопротивления был подключен к “минусу” выпрямителя. Тогда можно включить переменное сопротивление параллельно конденсатору, как сделано на рисунке 12. Когда движок находится в нижнем по схеме положении, основная часть тока, проходящего через сопротивление 1.1kW поступает во времязадающий конденсатор 1mF и быстро заряжает его. При этом тиристор запускается на “макушках” пульсаций выпрямленного напряжения или немного раньше и выходное напряжение регулятора получается наибольшим. Если движок находится в верхнем по схеме положении, то времязадающий конденсатор закорочен и напряжение на нем никогда не откроет транзисторы. При этом выходное напряжение будет равно нулю. Меняя положение движка переменного сопротивления, можно изменять силу тока, заряжающего времязадающий конденсатор и, таким образом, время задержки запускающих импульсов.

 

Иногда требуется производить управление тиристорным регулятором не при помощи переменного сопротивления, а от какой-нибудь другой схемы (дистанционное управление, управление от вычислительной машины). Бывает, что детали тиристорного регулятора находятся под большим напряжением и непосредственное присоединение к ним опасно. В этих случаях вместо переменного сопротивления можно использовать оптрон.

 

 

Рис. 13.

 

    Пример включения оптрона в схему тиристорного регулятора показан на рис. 13. Здесь используется транзисторный оптрон типа 4N35. База его фототранзистора (вывод 6) соединена через сопротивление с эмиттером (вывод 4). Это сопротивление определяет коэффициент передачи оптрона, его быстродействие и устойчивость к изменениям температуры. Автор испытал регулятор с указанным на схеме сопротивлением 100kW, при этом зависимость выходного напряжения от температуры оказалась ОТРИЦАТЕЛЬНОЙ, т. е. при очень сильном нагреве оптрона (оплавилась полихлорвиниловая изоляция проводов) выходное напряжение уменьшалось. Вероятно, это связано с уменьшением отдачи светодиода при нагреве. Автор благодарит С. Балашова за советы по использованию транзисторных оптронов.

 

 

 

Рис. 14.

 

 

    Рассмотрим также пример схемы с тиристорным регулятором на большее напряжение (см. рис. 15). Схема питается от вторичной обмотки силового трансформатора ТСА-270-1, дающей переменное напряжение 32V. Номиналы деталей, указанные на схеме, подобраны под это напряжение.

 

 

Рис. 15.

 

 

    Схема на рис. 15 позволяет плавно регулировать выходное напряжение от 5V до 40V, что достаточно для большинства устройств на полупроводниковых приборах, таким образом, эту схему можно взять за основу при изготовлении лабораторного источника питания.

 

Недостатком этой схемы является необходимость рассеивать достаточно большую мощность на пусковом сопротивлении R7. Понятно, что чем меньше ток удержания тиристора, тем больше может быть величина и меньше мощность пускового сопротивления R7. Поэтому здесь предпочтительно использовать тиристоры с малым током удержания.

 

Заметим также следующее. Часто в схемах тиристорных регуляторов применяют пороговые элементы с неизменным порогом срабатывания. При макетировании схемы автор решил так поступить чтобы обеспечить подачу в управляющий электрод тиристора импульсов постоянной амплитуды. Попытка стабилизировать порог срабатывания транзисторной схемы управления привела к ухудшению стабильности ее работы. Поэтому от стабилизации напряжения на конденсаторе C1, при котором открываются транзисторы было решено отказаться; к точке соединения базы VT1 и коллектора VT2 подключен делитель R4R5, питающийся пульсирующим напряжением с выпрямителя на диодах VD1-VD4. В этом случае схема работает устойчиво и в ней не замечено паразитных колебаний.

 

Кроме обычных тиристоров в схеме тиристорного регулятора может быть использован оптотиристор. На рис. 16. приведена схема с оптотиристором ТО125-10.

 

 

Рис. 16.

 

    Здесь оптотиристор просто включен вместо обычного, но т.к. его фототиристор и светодиод изолированы друг от друга, схемы его применения в тиристорных регуляторах могут быть и другими. Заметим, что благодаря малому току удержания тиристоров ТО125 пусковое сопротивление R7 требуется менее мощное, чем в схеме на рис. 15. Поскольку автор опасался повредить светодиод оптотиристора большими импульсными токами, в схему было включено сопротивление R6. Как оказалось, схема работает и без этого сопротивления, причем без него схема лучше работает при низких напряжениях на выходе.

 

Высоковольтные источники питания с тиристорным регулятором

 

При разработке высоковольтных источников питания с тиристорным регулятором за основу была взята схема управления оптотиристором, разработанная В. П. Буренковым (ПРЗ) для сварочных аппаратов.  Для этой схемы разработаны и выпускаются печатные платы. Автор выражает благодарность В. П. Буренкову за образец такой платы. Схема одного из макетов регулируемого выпрямителя с использованием платы конструкции Буренкова приведена на рис. 17.

 

 

Рис. 17.

 

     Детали, установленные на печатной плате обведены на схеме пунктиром. Как видно из рис. 16, на плате установлены гасящие сопротивления R1 и R2, выпрямительный мост VD1 и стабилитроны VD2 и VD3. Эти детали предназначены для питания от сети 220V. Чтобы испытать схему тиристорного регулятора без переделок в печатной плате, использован силовой трансформатор ТБС3-0,25У3, вторичная обмотка которого подключена таким образом, что с нее снимается переменное напряжение 200V, т. е. близкое к нормальному питающему напряжению платы. Схема управления работает аналогично описанным выше, т. е. конденсатор С1 заряжается через подстроечное сопротивление R5 и переменное сопротивление (установлено вне платы) до того момента, пока напряжение на нем не превысит напряжение на базе транзистора VT2, после чего транзисторы VT1 и VT2 открываются и происходит разряд конденсатора С1 через открывшиеся транзисторы и светодиод оптронного тиристора.

 

Достоинством данной схемы является возможность подстройки напряжения, при котором открываются транзисторы (при помощи R4), а также минимального сопротивления во времязадающей цепи (при помощи R5). Как показывает практика, иметь возможность такой подстройки весьма полезно, особенно если схема собирается в любительских условиях из случайных деталей. При помощи подстроечных сопротивлений R4 и R5 можно добиться регулировки напряжения в широких пределах и устойчивой работы регулятора.

 

С этой схемы я начинал свои ОКР по разработке тиристорного регулятора. В ней же и был обнаружен пропуск запускающих импульсов при работе тиристора на емкостную нагрузку (см. рис. 4). Желание повысить стабильность работы регулятора привело к появлению схемы рис. 18. В ней автор опробовал работу тиристора с пусковым сопротивлением (см. рис 5.

 

 

 

Рис. 18.

 

    В схеме рис. 18. использована та же плата, что и в схеме рис. 17, только с нее удален диодный мост, т.к. здесь используется один общий для нагрузки и схемы управления выпрямитель. Заметим, что в схеме на рис. 17 пусковое сопротивление подобрано из нескольких параллельно включенных чтобы определить максимально возможное значение этого сопротивления, при котором схема начинает устойчиво работать. Между катодом оптотиристора и конденсатором фильтра включено проволочное сопротивление 10W. Оно нужно для ограничения бросков тока через опторитистор. Пока это сопротивление не было установлено, после поворота ручки переменного сопротивления оптотиристор пропускал в нагрузку одну или несколько целых полуволн выпрямленного напряжения.

На основании проведенных опытов была разработана схема выпрямителя с тиристорным регулятором, пригодная для практического использования. Она приведена на рис. 19.

 

 

Рис. 19.

 

 

 

Рис. 20.

 

     Печатная плата SCR1M0 (рис. 20) разработана для установки на нее современных малогабаритных электролитических конденсаторов и проволочных сопротивлений в керамическом корпусе типа SQP. Автор выражает благодарность Р. Пеплову за помощь с изготовлением и испытанием этой печатной платы.

 Поскольку автор разрабатывал выпрямитель с наибольшим выходным напряжением 500V, потребовалось иметь некоторый запас по выходному напряжению на случай снижения напряжения сети. Увеличить выходное напряжение оказалось возможным если пересоединить обмотки силового трансформатора, как показано на рис. 21.

 

 

Рис. 21.

 

     Замечу также, что схема рис. 19 и плата рис. 20 разработаны с учетом возможности их дальнейшего развития. Для этого на плате SCR1M0 имеются дополнительные выводы от общего провода GND1 и GND2, от выпрямителя DC1

 

Разработка и налаживание выпрямителя с тиристорным регулятором SCR1M0 проводились совместно со студентом Р. Пеловым в ПГУ. C его помощью были сделаны фотографии модуля SCR1M0 и осциллограмм.

 

 

Рис. 22. Вид модуля SCR1M0 со стороны деталей

 

 

Рис. 23. Вид модуля SCR1M0 со стороны пайки

 

 

Рис. 24. Вид модуля SCR1M0 сбоку

 

Таблица 1. Осциллограммы при малом напряжении

 

№ п/п	Минимальное положение регулятора напряжения	По схеме	Примечания
1		На катоде VD5	5 В/дел 2 мс/дел
2		На конденсаторе C1	2 В/дел 2 мс/дел
3		т. соединения R2 и R3	2 В/дел 2 мс/дел
4		На аноде тиристора	100 В/дел 2 мс/дел
5		На катоде тиристора	50 В/дел 2 мс/де

 

 

 

Таблица 2. Осциллограммы при среднем напряжении

 

№ п/п	Среднее положение регулятора напряжения	По схеме	Примечания
1		На катоде VD5	5 В/дел 2 мс/дел
2		На конденсаторе C1	2 В/дел 2 мс/дел
3		т. соединения R2 и R3	2 В/дел 2 мс/дел
4		На аноде тиристора	100 В/дел 2 мс/дел
5		На катоде тиристора	100 В/дел 2 мс/дел

 

Таблица 3. Осциллограммы при максимальном напряжении

 

№ п/п	Максимальное положение регулятора напряжения	По схеме	Примечания
1		На катоде VD5	5 В/дел 2 мс/дел
2		На конденсаторе C1	1 В/дел 2 мс/дел
3		т. соединения R2 и R3	2 В/дел 2 мс/дел
4		На аноде тиристора	100 В/дел 2 мс/дел
5		На катоде тиристора	100 В/дел 2 мс/дел

 

По ходу налаживания схемы была выявлена ее склонность к паразитным колебаниям “выбросам” при малом (менее 100V) выходном напряжении. Т. е. в течение некоторого времени регулятор работает нормально и дает, скажем, 30V выходного напряжения, потом дает выброс вольт в 400, потом снова работает нормально, потом снова выброс и т. д. Возникло подозрение, что это явление возникает из-за того, что тиристор не успевает закрыться если он был открыт в самом конце полупериода. Тогда он может оставаться некоторое время открытым и пропустить ВЕСЬ следующий полупериод.

Чтобы избавиться от этого недостатка схема регулятора была изменена. Было установлено два тиристора – каждый на свой полупериод. С этими изменениями схема испытывалась несколько часов и “выбросов” замечено не было.

 

Рис. 25. Схема SCR1M0 с доработками

Тиристорные регуляторы мощности (SCR) от CD Automation

Перейти к содержимому

Тиристорные регуляторы мощности для повышения эффективности машин

CD Automation предлагает широкий ассортимент качественных тиристорных регуляторов мощности (SCR) для решения многих современных проблем с машинами. Если вы используете однофазную или трехфазную электроэнергию для питания вашего электрического процесса, тиристоры помогут вам повысить эффективность оборудования, качество продукта, минимизировать время простоя, снизить затраты и увеличить время вашего рабочего дня.

Обеспечение более точного управления мощностью

В настоящее время инженеры проектируют электрические системы технологического нагрева с использованием тиристорных регуляторов мощности (кремниевые управляемые выпрямители или SCR). Это позволяет более точно контролировать процесс нагрева, увеличить срок службы нагревателя, улучшить качество продукции при более высоких скоростях производства и снизить затраты на техническое обслуживание по сравнению с использованием традиционного механического контактора.

CD Automation предлагает широкий выбор статических реле, а также многоканальных регуляторов мощности для нагрузок до 3000 кВт. Эти тиристорные блоки идеально подходят для применения в области пластмасс, печей, текстильной промышленности и т. д. Они обеспечивают быстрое, бесступенчатое пропорциональное регулирование электроэнергии, не имеют механических частей, подверженных износу, не подвержены дуговому разряду и не подвержены влиянию грязи. контакты.

Хотите приобрести наше контрольное оборудование?

Экономьте деньги с тиристорными регуляторами мощности REVO S

Тиристорные регуляторы мощности REVO S предназначены для замены контакторов и подходят для токов до 800 А и напряжений до 690 В переменного тока. REVO S представляет собой простое двухпозиционное устройство, использующее логические сигналы постоянного тока от регулятора температуры или аналогичного механизма управления. Эти тиристоры доступны в одно- и трехфазном исполнении.

Компактные и недорогие тиристоры REVO S подходят для всех применений резистивной коммутации. Они помогают сократить время простоя оборудования, максимизировать пространство в шкафу благодаря компактной конструкции, обеспечивают чистое электричество, поскольку не создают помех, и идеально подходят для нормального сопротивления, средних и длинных волн ИК-нагрузки.

Щелкните здесь и загрузите каталог

Использование тиристоров REVO S во многих областях применения

Тиристоры REVO S предназначены для работы с нагревательными элементами для таких применений, как печи и печи, термообработка и широкий спектр электрических нагрузок. Они варьируются от простых однофазных нагревателей до сложных трехфазных нагрузок с высоким температурным коэффициентом.

Синхронизация мощности и ограничение пиковой мощности возможны в сочетании с REVO PC. Это удерживает мощность в пределах вашего энергетического контракта.

Дистанционное обслуживание Тиристорные регуляторы мощности REVO C

Тиристорные регуляторы мощности REVO C предназначены для бесшовного подключения к внешнему миру через Mobdus, Profibus и Profinet. Они позволяют легко загружать критически важные данные в течение нескольких минут и пользоваться удаленной поддержкой из любой точки мира по беспроводному соединению. Все это через бесплатное приложение CD Automation для смартфонов/планшетов.

Эти тиристоры доступны в однофазном или трехфазном исполнении с током до 2100 А и напряжением до 69 В.0 В пер. Поэтому они охватывают все возможности и подходят для всех типов приложений.

Щелкните здесь и загрузите каталог

Преимущества REVO C для вас

• Тиристоры REVO C помогают сократить время простоя оборудования до 95 % и снизить общую стоимость покупки на 90 % в течение срока службы продукта по сравнению с традиционные механические контакторы
• Интуитивно понятный мастер приложений автоматически рекомендует параметры конфигурации в зависимости от типа нагрузки
• Вы можете беспрепятственно подключаться к наиболее популярным системам Fieldbus с помощью программного обеспечения для управления
• Вы можете просматривать и контролировать важные данные даже при закрытой дверце шкафа с помощью бесплатного приложения для смартфона
• Программные средства извлекают выгоду из ценных данных об Сумматор энергии CD Automation рассчитывает ваши затраты на электроэнергию
• Сертификат UL 508 помогает сократить расходы на тестирование агентства и сократить график вашего проекта

Ознакомьтесь с характеристиками REVO S и REVO C

Характеристики REVO S

• Может использоваться как отдельные устройства или как многозонная система с REVO PC
• Тип нагрузки: резистивная или от длинной до средней волновые инфракрасные (ИК) лампы
• Максимальный ток нагрузки: 30–800 A
• Максимальное напряжение нагрузки: 480 В переменного тока, 600 В переменного тока или 690 В переменного тока (выше 60 A)
• Включение/выключение перехода через нуль с сигналом включения/выключения логического входа (4–30 В пост. тока)
• Сверхбыстродействующие предохранители:
  • 30–40 A внешний или встроенный держатель предохранителя
  • >40 A: фиксированные встроенные предохранители
• Опционально:
  • модулирующее импульсное срабатывание с входным сигналом 4–20 мА/0–10 В пост. тока
  • сигнализация обрыва нагревателя 6
  Особенности REVO C
  • Предназначен для всех типов нагрузок, включая нормальное и переменное сопротивление, средне-, длинно- и коротковолновый инфракрасный (ИК), трансформатор и индуктивный
  • Доступен в однофазном (фаза-фаза или фаза-нейтраль) или трехфазном исполнении; 2-фазный также доступен для 3PH, 3-проводных конфигураций без подключения нейтрали
  • Режимы срабатывания включают пересечение нуля, импульс, полупериод, одиночный цикл, запуск с задержкой, фазовый угол с плавным пуском или без него
  • Логика постоянного тока (привод твердотельного реле) , 0-20 мА, 4-20 мА или 0–10 В входные управляющие сигналы
  • Доступны в размерах на 20 ампер до 2100 А и 3 размерах напряжения, до 480 В, 600 В и 690 В переменного тока
  • Программное обеспечение для настройки ПК «подключи и работай»
  • Органический светодиодный дисплей с реальными символами интуитивно отображает данные о настройке и процессе ПО для конфигурирования тиристоров
  • Дополнительная сенсорная панель PowerManager для удобного просмотра фактической мощности нагрузки. К этой панели можно получить удаленный доступ для обслуживания
  • Поддерживается порталом TIA Siemens, что обеспечивает простую интеграцию с ПЛК Siemens S7-1200/1500
  • Готовность к Индустрии 4.0 и оснащение интерфейсом MODBUS RTU RS-485 и дополнительным интерфейсом ProfiNET, ProfiBUS, Ethernet/IP или MODBUS TCP
  • Опциональный экран HMI SCADA

  Оптимизация управления с REVO PN

  Многоканальный REVO PN контроллеры мощности предназначены для работы с приложениями с несколькими зонами. Эти усовершенствованные устройства, благодаря особому алгоритму, минимизируют ваши затраты на электроэнергию за счет синхронизации и ограничения мощности для каждой зоны. Они поддерживают вашу мгновенную мощность в пределах вашего контракта на поставку электроэнергии.

  Усовершенствованный блок REVO PN удовлетворяет современные потребности в подключении, сборе данных, мониторинге и диагностике промышленных установок через наиболее широко используемые системы полевых шин. Это идеальное дополнение к вашему ПЛК/MULTILOOP для улучшения управления питанием.

  Это компактное и гибкое решение с надежными соединениями SCR позволяет управлять самыми сложными нагрузками, такими как ИК-лампы с высокими пиковыми значениями тока. REVO PN идеально подходит для управления ИК-лампами для процессов нагрева в производстве ПЭТ-бутылок, экструдерах и системах коэкструзии, печах с ИК-лампами и многозонных печах.

  Преимущества REVO PN для вас

  • Устранение превышения мощности
  • Коэффициент мощности, близкий к единице за счет срабатывания при переходе через ноль
  • REVO PN удерживает вашу мгновенную мощность в пределах вашего контракта на поставку электроэнергии
  • Предотвращает повышение в тарифах на энергоснабжение, установленных вашим поставщиком электроэнергии
  • Исключительно компактное и экономичное решение для отопления
  • Быстрая окупаемость инвестиций

  Щелкните здесь и загрузите каталог

  Уменьшите пики мощности с помощью REVO PC

  В многоканальных регуляторах мощности REVO PC используется та же технология управления, что и в серии REVO PN, но блок синхронизации и связи отделен от тиристорного блока управления питанием отдельные каналы. Управление осуществляется однофазным или многофазным блоком REVO S серии REVO Sx.

  Эти контроллеры мощности обеспечивают полную гибкость благодаря синхронизированному переключению и целостности единого контура. С их помощью можно управлять нагревательными элементами с максимальным напряжением 480 В, 600 В или 69 В.0 В. Они идеально подходят для управления ИК-лампами, резисторами для экструзии и линий впрыска пластмасс и эластомеров. Используйте их также для управления печами с ИК-лампами и многозонными печами для стекла, стали и керамики.

  Нажмите здесь и загрузите каталог

  Ознакомьтесь с функциями REVO PN и REVO PC

  Характеристики REVO PN
  • От 4 модулей до 8 зон питания на узел полевой шины 25 А, 4 макс.
  • Пакетное срабатывание, управление полуциклом
  • Информация о процессе каждого контура управляется независимо
  • Инструменты проектирования для примеров TIA Portal и Rockwell PLC
  • Modbus Master, Modbus slave, Profibus DP, ProfiNet, Modbus/TCP и др. шинные системы
  • Диагностика температуры тиристора, короткого замыкания тиристора, обрыва предохранителя
  • Расчет мгновенного тока и среднеквадратичного значения напряжения, тока/мощности
  • Расчет сопротивления нагрузки с сигнализацией обрыва нагревателя
  • Компенсация колебаний напряжения
  • Встроенные быстродействующие предохранители, легко заменяемые
  Особенности REVO PC
  • Номинальный ток от 3 A до 800 A, трехфазные и однофазные соединения в комплекте с дополнительными однофазными соединениями быстродействующие предохранители
  • Модули управления REVO PC для управления от 8 до 24 каналов каждым узлом полевой шины, отдельный вход для датчика тока для каждого
  • Режим срабатывания: SC, HC и динамическое срабатывание пакетами
  • SSR для максимальной точности, опционально I/ О модули и платы контроля температуры
  • Инженерные инструменты для TIA Portal и примеры для ПЛК Rockwell
  • Profinet, Profibus, Ethernet IP и Modbus TCP, встроенные в блок в зависимости от выбранного кода
  • Сигнализация разрыва вереска

  Хотите узнать больше?

  Заполните контактную форму, и мы свяжемся с вами в ближайшее время.

  Не пропустите ни одной новости.

  Подпишитесь на нашу рассылку!

  Вы будете получать только качественные новости и напоминания о вебинарах о ведущем оборудовании для автоматизации, чтобы сокрушить своих конкурентов.

  Я прочитал и согласен с условиями.

  Не пропустите другие новости по теме

  
  

  Не пропустите другие новости

  
  
  Страница load link

  Микропроцессорные SCR-контроллеры питания: Облегчение вашей жизни

  Точное регулирование температуры, несомненно, является главной переменной в производственном процессе, влияющей на качество конечного продукта. Благодаря интеллектуальному управлению мощностью и профилактическому обслуживанию кремниевые управляемые выпрямители (SCR) играют важную роль в регулировании температуры и совершенствовании промышленного процесса термообработки. Что такое SCR и как они улучшают процесс промышленной термообработки?

  В этой статье Технический вторник , написанной Тони Бушем , инженером по продажам в Control Concepts, Inc. SCR могут помочь вам улучшить регулирование температуры.

  (Эта статья была первоначально опубликована в журнале «Тепловая обработка сегодня» 9).0008 ноябрь 2021 г. Вакуумная печь Печатное издание.)

  ---

  Tony Busch
  Инженер по продажам
  Control Concepts, Inc.

  Meredith Barrett
  Marketing and Development,
  Weiss Production. металлов и в термической обработке регулирование температуры имеет решающее значение. Контроллеры мощности SCR регулируют поток электроэнергии от сети к основному нагревательному элементу в производственном процессе. Обычно основным нагревательным элементом является печь, обжиговая печь или печь, и тиристор часто подключается к нагревательному элементу напрямую или к трансформатору, подключенному к нагревательному элементу.

  Возможность расчета сопротивления в печи может предоставить информацию об общем состоянии элемента. SCR собирает данные и передает их обратно в сеть. Профилактическое обслуживание позволяет узнать, когда элемент достиг своего срока полезного использования. В этой статье будет определено, что такое контроллер мощности SCR, как он работает и какие существуют режимы зажигания.

  Цифровой тиристорный/тиристорный регулятор мощности Обзор

  Слово «тиристор» в переводе с греческого означает «дверь». Термин представляет собой гибрид слова тиратрон и транзистор. Согласно определению ElectricalTechnology.org, тиратрон представляет собой заполненную газом трубку, которая работает как SCR. Тринистор и тиристор — взаимозаменяемые термины при описании устройства с четырьмя полупроводниковыми слоями или тремя PN-переходами с механизмом управления. Эти небольшие машины известны как фиксирующие устройства. В контексте электротехники защелка — это тип переключателя, когда он включен, он остается включенным после снятия управляющего сигнала.

  Рис. 1. Поток тока

  Фактический модуль управления питанием представляет собой современное электронное устройство со светодиодными индикаторами и клеммами ввода-вывода. К основным внутренним компонентам контроллера мощности SCR относятся:

  • Полупроводниковые силовые устройства (тиристоры и диоды)
  • Микропроцессорные схемы управления, обычно называемые схемой зажигания
  • Радиатор (средство для рассеивания тепла, выделяемого полупроводниковыми устройства)
  • Цепи защиты (предохранители и ограничители переходных процессов)

  На приведенной ниже схеме показана очень простая модель, показывающая одну ногу контроллера SCR. Однако во всех электрических конструкциях контроллеров мощности, таких как популярная серия Control Concepts MicroFUSION, представленная в этой статье, каждая управляемая ветвь требует наличия тиристоров, расположенных вплотную друг к другу в модуле управления мощностью из-за наличия переменного тока.

  Рисунок 2. Базовая модель одной ветви контроллера SCR

  Чем цифровые контроллеры мощности SCR превосходят своих аналоговых предшественников?

  «Цифровые» контроллеры мощности SCR — это, по сути, краткий способ обозначения блока контроллера мощности, который использует переключатель SCR (в отличие от другого метода переключения, такого как биполярный транзистор с изолированным затвором (IGBT)) и имеет все вышеуказанные компоненты. Кроме того, эти устройства содержат микропроцессоры, которые делают их более интеллектуальными устройствами. Они масштабируемы и легко сочетаются с другими цифровыми устройствами, в то время как сопряжение с аналоговыми регуляторами мощности приводит к потенциальному усилению и смещению эмиттера.

  Цифровые регуляторы мощности SCR обеспечивают гибкость, не имеющую себе равных в аналоговых устройствах. Эта гибкость включает в себя различные варианты связи и возможность легко переключаться между режимами стрельбы, и все это без необходимости замены устройства или повторного подключения. Адаптивный характер цифровых регуляторов мощности SCR позволяет гораздо проще интегрировать их в промышленный процесс термообработки.

  Старые аналоговые устройства не так легко настраиваются, как их цифровые аналоги. Более новые SCR имеют не только настраиваемые неисправности и аварийные сигналы, но и сохраняемые файлы конфигурации, которые можно легко загрузить на другой блок.

  Цифровые регуляторы мощности SCR обеспечивают точность и воспроизводимость, ранее недостижимые для аналоговых регуляторов. Цифровые блоки имеют возможности регулирования мощности, которые подстраиваются как под колебания сетевого напряжения, так и под сопротивление нагревательного элемента. Эта форма регулирования мощности является не только наиболее точным способом регулирования температуры, но и обеспечивает воспроизводимость процесса.

  Синхронизация двух устройств, подключенных к одному и тому же источнику питания, работающих в режиме пересечения нуля, не идеальна. Это означает, что модули не должны синхронизироваться, чтобы они включались и выключались одновременно. Если это произойдет, процесс потребует от источника большого количества тока, когда все контроллеры включены, и никакого, когда они выключены.

  Функция компании SYNC-GUARD™, ранее недоступная в более старых модулях контроллера SCR, снижает потребление пикового тока, требуемого от источника с течением времени, заставляя каждый контроллер пытаться найти время для включения, когда меньше или нет других, диспетчеры стреляют. Однако он имеет свои ограничения. Чем больше контроллеров добавлено в приложение, тем выше вероятность их синхронизации. Когда в приложении используются десять или более контроллеров, становится невозможным не синхронизироваться, несмотря на эту функцию.

  Другое ключевое отличие заключается в том, что цифровые регуляторы мощности SCR всегда калибруются и никогда не меняются. Это обеспечивает удобство возможности «установить и забыть». Более новые модели имеют опцию цифрового дисплея, которая ранее была недоступна для аналоговых контроллеров.

  Как новейшие контроллеры мощности SCR улучшают работу промышленных печей

  SCR могут рассчитывать электрическое сопротивление в печи и обеспечивать точное управление мощностью. Интеллектуальное управление мощностью имеет встроенные алгоритмы, которые обучают функции вычислять данные и предсказывать, что может произойти дальше в течение срока службы нагревательного элемента. Эта возможность может определять частичную потерю нагрузки, изменение сопротивления и полную потерю нагрузки.

  Обнаружение неисправности частичной нагрузки — это функция «сторожевого таймера», которая отслеживает изменение сопротивления системы. Это полезно для обнаружения отказа элемента для нагрузок с несколькими параллельными элементами. Эта функция отслеживает установленное пользователем значение допуска, которое определяет отклонение от целевого сопротивления в системе.

  Таким образом, оператор может ввести сопротивление вручную или использовать инновационную функцию «обучения» с цифровым контроллером SCR. Это форма искусственного интеллекта, которая позволит SCR изучать нагревательный элемент с помощью алгоритмов. Функция обучения автоматически изменяет и интеллектуально сохраняет различные значения сопротивления в различных заданных точках процесса, исключая работу наугад.

  Блоки управления мощностью SCR, подключенные к промышленной печи
  

  Отжиг нагревателя — это аспект работы промышленных печей, где цифровые SCR обеспечивают большую степень контроля. Промышленные печи, обжиговые печи и духовки часто футерованы каким-либо огнеупорным или керамическим материалом, который позволяет им выдерживать чрезвычайно высокие температуры. Как правило, этот материал может подвергаться нагрузкам и трескаться при слишком быстром нагревании, особенно в некоторых погружных нагревателях, где может присутствовать влага.

  Современные контроллеры мощности SCR имеют фактический режим прогрева нагревателя, который постепенно повышает температуру нагревательного элемента, позволяя печи постепенно выравниваться по температуре. Если в нагревательном элементе присутствует какая-либо влага, она испаряется, и в любом случае медленное повышение температуры предотвращает повреждение огнеупора. Это может предотвратить как дорогостоящий ремонт печи, так и время простоя.

  Другим важным преимуществом цифровых контроллеров SCR является индикация переключения ответвлений, которая информирует оператора о том, когда следует переключать ответвления напряжения. Некоторые нагрузки, даже если они остаются неизменными, все же могут влиять и изменять сопротивление элемента с течением времени. Поскольку это влияет на коэффициент мощности, можно использовать трансформатор с несколькими отводами напряжения.

  Кроме того, для достижения постоянной выходной мощности можно использовать цифровые контроллеры SCR. Функция индикации переключения ответвлений сигнализирует оператору, когда следует отрегулировать отводы напряжения на более высокое или более низкое значение, на цифровом дисплее или в цифровом виде через панель монитора сигнализации.

  Профилактическое обслуживание в сравнении с профилактическим

  Профилактическое обслуживание стало популярным модным словом, связанным с «Индустрией 4.0», поскольку сейчас мы вступаем в так называемую четвертую промышленную революцию, или оцифровку производственного процесса с использованием взаимосвязанной сети интеллектуальных устройства. Целью как профилактического, так и профилактического обслуживания является повышение надежности активов, таких как промышленная печь, печь или печь для обжига, используемых в производственном процессе термообработки. Это не только позволяет избежать дорогостоящих простоев, но и увеличивает срок службы активов, что приводит к существенной экономии затрат на техническое обслуживание.

  Основное различие между ними заключается в том, что профилактическое техническое обслуживание представляет собой просто регулярное плановое техническое обслуживание, такое как проверка однородности температуры (TUS) в промышленной печи. Подумайте, например, о том, как вы меняете масло каждые 3000 миль в своем автомобиле, потому что это обычная практика для продления срока службы вашего двигателя: это профилактическое обслуживание.

  Профилактическое обслуживание — это в большей степени мониторинг состояния или сбор информации о состоянии актива. Он основан на текущем времени и постоянном мониторинге данных с интеллектуальных устройств в промышленной сети. Профилактическое обслуживание позволяет узнать, когда элемент необходимо отремонтировать или когда срок его службы истек, и его необходимо заменить. Знание срока службы элемента позволяет структурировать отключение, предотвращая дорогостоящие незапланированные простои.

  Как тиристоры обеспечивают интеллектуальное управление мощностью?

  В случае интеллектуального управления мощностью SCR действует аналогично переключателю диммера на осветительном приборе. Он регулирует количество электричества, поступающего в печь, точно так же, как диммер регулирует количество света, поступающего в лампочку. Целью регулирования подачи электроэнергии на нагревательный элемент является поддержание заданной температуры и предотвращение повреждения оборудования от скачков напряжения или скачков напряжения.

  «Сопротивление» — это электротехнический термин, который относится к величине тока, который может протекать через нагревательный элемент печи, машины или другого электронного устройства, которое нагревается. Технически это может быть что-то такое же простое, как ваш домашний тостер. Когда нагревательный элемент холодный, сопротивление электричеству ниже, что позволяет проходить большему току. Когда он горячий, его сопротивление выше, блокируя входящий ток.

  Рис. 3. Источник переменного тока (слева) и напряжение нагрузки (справа)

  Изменения в электричестве, поступающем из сети (сетевое напряжение), и сопротивление печи могут вызывать колебания температуры. Контроллеры мощности SCR приспосабливаются как к изменениям напряжения сети, так и к сопротивлению печи, регулируя выходной ток с использованием различных режимов обжига.

  Режимы срабатывания SCR: объяснение фазового угла и пересечения нуля

  Что технически представляет собой «режим срабатывания», когда речь идет о SCR? Как отмечено на схеме SCR, топология SCR включает в себя схему управления, также известную как «схема запуска». SCR имеет обратную связь и логику для определения того, как он будет запускать электрическую синусоиду. Тиристоры, как тиристоры, более известные за пределами США, имеют два основных режима управления: фазовый угол и переход через ноль.

  Фазовый угол

  Когда регулятор мощности SCR регулирует напряжение с помощью угла включения, это называется режимом фазового угла. Это аналог диммера на светильнике. SCR действует как диммер в промышленной печи. Используя управление фазовым углом, каждый SCR в встречно-параллельной паре включается на переменную часть полупериода, который он проводит. Это обрезает каждую половину синусоиды, давая очень плавный выходной сигнал, следовательно, получая правильные киловатты для необходимой нагрузки.

  При термообработке, когда тиристор зажигается непосредственно в трансформаторе, необходимо использовать фазово-угловой режим. Это защищает трансформатор от насыщения. (См. рис. 3.)

  Переход через ноль

  В режиме запуска через ноль контроллер мощности регулирует рабочий цикл для регулирования напряжения. Каждый SCR включается или выключается только тогда, когда мгновенная синусоидальная форма волны равна нулю. В режиме пересечения нуля мощность подается в течение нескольких непрерывных полупериодов, а затем отключается в течение нескольких полупериодов для достижения желаемой мощности нагрузки.

  Другими словами, пересечение нуля лучше всего описывается как мигание. Вы запускаете определенное количество полных волновых циклов, затем он отключается на некоторое время, а затем возвращается в режим включения. Среднее значение берется из циклов, которые срабатывают по сравнению с теми, которые не срабатывают, что дает вам контроль.

  Включение и выключение перехода через нуль выгодно для коэффициента мощности, а общая стоимость ниже, чем использование SCR в приложениях с фазовым углом. Проще говоря, работа контроллеров мощности SCR в режиме перехода через ноль по сравнению с режимом фазового угла потребляет меньше энергии и экономит деньги на счетах за электроэнергию. Пересечение нуля также практически не дает гармоник. Как показано ниже на рис. 4, вы можете запускать SCR в двухфазном режиме по сравнению с трехфазным, используя переход через ноль. Если сопротивление изменяется менее чем на 10 %, в процессе термообработки можно применить переход через ноль.

  Конфигурации контроллера мощности SCR
  Однофазный

  В однофазной конфигурации SCR работают вплотную к нагрузке, которая замыкается на L1 и L2. Это самая основная настройка SCR.

  Рис. 4. Однофазная конфигурация

  Трехфазная/3-ветвевая (6SCR)

  Трехфазная схема подключается треугольником или звездой и включает три модуля SCR, соединенных в цепь. Это отлично подходит для управления фазовым углом, когда SCR запускает трансформаторы. Топология выгодна и для стрельбы прямой наводкой. Трехфазный режим эффективен при нагрузках с высоким пусковым током, требующих ограничения тока, а также позволяет системе включать и выключать фазу без мигания.

  Рис. 5. Трехфазная/3-ветвевая (6SCR) конфигурация

  Трехфазная/2-ветвевая (4SCR) только переход через ноль

  Эта конфигурация включает два модуля SCR, управляющих двумя ветвями, и третья нога подключается к треугольнику или звезде, но возвращается непосредственно к напряжению питания. Это может быть более экономичным для приложения, поскольку оно работает в режиме пересечения нуля.

  Рис. 6. Трехфазный/2-ветвевой (4SCR), режим пересечения нуля

  Внутри треугольника

  Конфигурация «внутри треугольника» удваивает проводку. Однако это уменьшает размер необходимых SCR. Там, где тиристоры размещены в цепи в конфигурации внутреннего треугольника, потребляется меньший ток в точке. Это более необычная конфигурация, и она редко встречается в полевых условиях.

  Рисунок 7. Конфигурация внутри треугольника

  Какой SCR подходит для вашего приложения?

  Weiss Industrial, компания-представитель производителя, решила сотрудничать с одним из ведущих OEM-производителей, чтобы помочь своим клиентам обеспечить бесперебойную и эффективную работу завода. Они объединились с Control Concepts Inc. (CCI) над своими контроллерами питания MicroFUSION, потому что они сочли, что их продукт является самым надежным, а их обслуживание клиентов превосходным. Контроллеры мощности компании производятся в США на принадлежащем компании предприятии площадью 54 000 квадратных футов в Чанхассене, штат Миннесота.

  Тони Буш, инженер по продажам, отмечает, что одним из важнейших факторов, которые следует учитывать при выборе правильного контроллера мощности SCR, является тип нагрузки. Для одних нагрузок требуются режимы стрельбы через ноль, для других — только фазовый угол, а в некоторых случаях это не имеет значения. Это может быть либо пересечение нуля, либо фазовый угол.

  Основное эмпирическое правило — никогда не использовать переход через ноль на быстро реагирующих нагрузках, таких как инфракрасные лампы и нагреватели малой массы. В этом случае переход через ноль вызовет слишком большой пусковой ток и может привести к взрыву ламп и/или предохранителей на линии. С другой стороны, нагрузки, в которых изменение сопротивления составляет менее 10%, такие как никель и железо-хром, должны использоваться через ноль. Операторы также предпочитают переход через нуль в тех случаях, когда требуется низкий уровень гармоник, поскольку он производит меньше гармоник, чем режим возбуждения с фазовым углом.

  Заключение

  В заключение, SCR помогают стать неотъемлемой частью промышленной сети, которая улучшает современный процесс производства термообработки, обеспечивая точное и интеллектуальное управление мощностью. Они также обеспечивают профилактическое обслуживание, ранее невозможное с их аналоговыми предшественниками. Их многочисленные преимущества заключаются в улучшении работы промышленных печей и производственного процесса термообработки.

  Другими важными преимуществами SCR являются их высокая надежность. Поскольку они являются полупроводниковыми устройствами, у них нет характерного режима износа, который можно было бы связать с другими промышленными механическими машинами, имеющими шестерни или движущиеся части. Это практически не требует обслуживания контроллера мощности SCR.

  Имеют бесконечное разрешение, а это значит, что при наличии входящего питающего напряжения 480 вольт последовательно 480 вольт будет возвращаться из тринистора при его полном включении. Здесь нет обрезки назад или потери нагрузки. Вы можете перейти от нуля до 100%, если хотите контролировать напряжение, мощность или ток.

  SCR также имеют очень быстрое время отклика, что позволяет оператору очень быстро включать и выключать устройство. В Северной Америке напряжение в основном работает на частоте 60 Гц со скоростью 120 полупериодов в секунду. SCR позволяют нацеливаться на определенный полупериод и очень быстро включать и выключать его. Это отличная функция для нагрузок с высоким пусковым током, действующая как устройство плавного пуска, чтобы не допустить насыщения нагревательного элемента.

   

   

  Хотите узнать больше?

  Компания Weiss Industrial заключила партнерское соглашение с Control Concepts Inc. для создания документа в формате PDF под названием «Руководство по интеллектуальному управлению мощностью и регулированию температуры с использованием технологии SCR», который вы можете получить, связавшись с Мередит Барретт, менеджером по маркетингу и развитию бизнеса компании Weiss Industrial: meredith [email protected].

   

  Об авторах: 

  Тони Буш, выпускник Технологического колледжа Данвуди со степенью в области электротехники, начал свою карьеру в штаб-квартире Control Concepts, Inc. в Чанхассене, штат Миннесота, в качестве техника-испытателя, быстро перейдя к обслуживанию и ремонту на месте. . В 2014 году он начал свою нынешнюю должность инженера по продажам и получил сертификат обучения Bussmann SCCR. Свяжитесь с Тони по адресу [email protected]

  Мередит Барретт имеет степень в области коммуникаций Университета штата Пенсильвания и имеет более чем двадцатилетний опыт работы в области продаж, корпоративных коммуникаций, маркетинга и развития бизнеса. Хотя ее путь в промышленный и производственный сектор начался в 2014 году с Siemens Industry, Мередит присоединилась к Weiss Industrial в январе 2020 года в качестве менеджера по маркетингу и развитию бизнеса, чтобы помочь в создании нового отдела маркетинга и программы привлечения потенциальных клиентов, а также поддерживать развитие бизнеса. Свяжитесь с Мередит по адресу [email protected].

  Контроллеры переменного тока и преобразователи постоянного тока серии SixPac™

  	ХАРАКТЕРИСТИКИ ВКЛЮЧАЮТ
  	• Компактная прочная конструкция
  	• Приложения включают:
  		Преобразователи ветряных мельниц Пускатели двигателей Моторные приводы Фазовый контроль AC Регулируемые источники питания постоянного тока
  	• Переменное выходное напряжение
  	• Выходные рейтинги:
  		переменного тока до 500Arms от постоянного тока до 600 А постоянного тока
  	• Входное напряжение от 10 до 750 В переменного тока
  	• Отслеживание входного сигнала от 40 Гц до 80 Гц без настройки
  	• Включает:
  		Блок конденсаторов фильтра Входной предохранитель Ламинированный автобус Демпферная доска Текущий смысл Принудительное воздушное охлаждение

  Контроллеры мощности серии APS SixPac™ построены на прочной, компактной, универсальной и экономичной основе. Они обладают большой гибкостью, чтобы предоставить OEM-производителям полнофункциональный набор силовых каскадов. Они были разработаны для длительного срока службы в тяжелых условиях. промышленные приложения SixPac™ включает в себя три модуля SCR с двойной изоляцией, которые можно сконфигурировать либо как трехфазный контроллер переменного тока (вход переменного тока, выход переменного тока с регулируемой фазой), либо как регулируемый преобразователь постоянного тока (вход переменного тока, выход регулируемого постоянного тока). Этап может быть применен практически к любому энергетическому устройству, для которого требуется регулируемый по фазе переменный ток или регулируемый постоянный ток, и включает полупроводниковые пускатели двигателей, плавный пуск/плавный останов, приводы с регулируемой скоростью, преобразователи генераторов ветряных электростанций и регулируемые источники питания, и это лишь некоторые из них. Изолированные модули SCR смонтированы на высокоэффективном радиаторе с предохранителем на входе, принудительным воздушным охлаждением и батареей конденсаторных фильтров (для регулируемого выхода постоянного тока). Если требуется ограничение dv/dt , доступен демпфер для SCR. Компактная конструкция наша стандартная система имеет размеры примерно 18 дюймов в ширину, 10 дюймов в длину и 11 дюймов в высоту, включая охлаждающий вентилятор, предохранители, преобразователь на эффекте Холла, выходную шину, плату снаббера, плату управления затвором SCR, батарею конденсаторов и т. д. SixPac™ доступен с входным напряжением от 10 В переменного тока до 700 В переменного тока, входными частотами от 40 Гц до 80 Гц без настройки (это означает, что вход от генераторов с регулируемой частотой приемлем, если частота находится в установленных пределах). Диапазон выходных токов контроллера переменного тока составляет от 50 до более Выходной сигнал регулируемого преобразователя 500ARMS находится в диапазоне от 100 до более 600 А постоянного тока Все блоки поставляются с проверенной в отрасли платой AP-1950 SCR Gate Firing Board AP-1950 представляет собой гибкий трехфазный SCR-контроллер, подходящий для промышленных/коммерческих источников питания любого уровня мощности. Он использует передовую логику управления FPGA для повышения надежности, гибкости схемы и уменьшения количества компонентов схемы. AP-1950 разработан для сохранения запрограммированного угла задержки. постоянна в широком диапазоне входных частот (от 40 Гц до 80 Гц). Эта универсальная функция входа не требует настройки в приложениях, где частота входной сети может изменяться, например, в электродвигателях-генераторах, оборудовании, генерирующем энергию ветряных электростанций, и во всех системах генерации поля Трехфазный сетевой вход фильтруется уникальной схемой обработки сигналов, которая не чувствительна к гармоническим искажениям, колебаниям амплитуды входного напряжения, изменениям частоты или чередованию фаз.

  Измерение опорной фазы и отслеживание частоты Встроенный фильтр нижних частот используется для значительного снижения содержания гармоник сетевого входа, используемого для генерации опорных сигналов. Фильтр нижних частот ослабляет пятую гармонику выше 60 Гц, уменьшая ошибки угла задержки из-за искажений входной линии. Дополнительная схема активно заставляет запрограммированный угол задержки оставаться неизменным при входной частоте сети от 40 Гц до 80 Гц. Следовательно, работа SixPac™ в приложениях, где колебания частоты происходят регулярно, т. е. при работе от генератора переменного тока, питаемого от дизельного, бензинового или газотурбинного двигателя; или при работе от системы с нестабилизированной частотой допустимо. Запрограммированный угол задержки будет оставаться постоянным в диапазоне частот от 40 Гц до 80 Гц с точностью ±0,25º. Регулирование напряжения замкнутого контура SixPac™, поставляемый в виде преобразователя постоянного тока, оснащен схемой для обеспечения регулируемого выхода постоянного тока с регулируемыми ограничениями напряжения и тока. Выход определяется опорным напряжением, которое может быть получено либо от внешнего опорного напряжения, либо от встроенного потенциометра, либо от внешнего потенциометра. Опорное напряжение сравнивается через усилитель ошибки с обратной связью по выходному напряжению, которая обрабатывается через развязывающий усилитель. Обратная связь по току возвращается на плату через разъем (J11), который взаимодействует со стандартным преобразователем тока на эффекте Холла. Пример такого применения показан на рис. 1. Обратитесь к производителю за информацией о масштабировании выходного напряжения и схемах компенсации усилителя ошибки, чтобы получить желаемую переходную характеристику и стабильность. Плавный пуск/останов Эта схема отменяет команду угла задержки затвора. Он активируется функцией сброса при включении питания или входами замыкания контактов. Стробирование SCR начинается при максимальном пределе угла задержки и линейно снижается до заданного угла задержки со скоростью, определяемой постоянной времени плавного пуска. Функция плавного останова, активируемая замыканием контакта, приводит к тому, что угол задержки затвора тиристора увеличивается от заданного угла до максимального предела угла задержки, прежде чем запирание тиристора блокируется. Быстрое отключение Затвор SCR быстро включается или запрещается (~ 20 мкс) при входе замыкания контакта. Блокировка потери фазы Цепь обрыва фазы запрещает управление затвором тиристора при обнаружении обрыва фазного напряжения. При восстановлении напряжения включается схема плавного пуска. Блокировка перегрева Запирание SCR мгновенно блокируется в условиях перегрева. Функция передачи задержки ворот Задержка затвора определяется контуром фазовой автоподстройки частоты, состоящим из суммирующего перехода, фильтра нижних частот, генератора, управляемого напряжением, и специальной интегральной схемы. Частота генератора, управляемого напряжением, привязана к частоте сети. Управляющее напряжение постоянного тока вводится в суммирующий переход для установки угла задержки тиристора. Угол задержки затвора SCR управляется входным сигналом от 0 до +5 В постоянного тока. Угол задержки стробирования обратно пропорционален этому входному сигналу. Минимальный и максимальный углы задержки определяются для данного приложения, и соответствующий резистор смещения выбирается из предоставленной сети резисторов. Привод затвора постоянного тока SixPac™ управляет каждым SCR постоянным током. Сигнал запуска представляет собой начальный импульс 2 А с током 500 мА в течение угла проводимости. Напряжение холостого хода составляет 24 В постоянного тока. Этот привод затвора подходит для управления SCR большой площади в приложениях с высоким di/dt . Дистанционное управление напряжением Выходным напряжением источника питания можно управлять дистанционно с помощью внешнего потенциометра (минимальный потенциометр, используемый в этом приложении, должен составлять 1 кОм) или сигнала от 0 до 5 В. Этот разъем можно заменить встроенным потенциометром 10K для управления выходным напряжением источника питания. Опорный сигнал 5 В на J10-1 имеет ограниченную мощность источника 10 мА. Поэтому его нельзя использовать ни для какой другой схемы, кроме потенциометра. Разъем J10 Пин Имя сигнала Описание 1 5 В Артикул Созданный на плате прецизионный источник опорного напряжения 5 В, используемый для управления выходным напряжением; ограничен 10 мА. Подключен к высокой стороне горшка. 2 Стеклоочиститель Подключен к дворнику внешнего горшка. Этот контакт также может управляться удаленным источником напряжения, относящимся к контакту 3, где 0 В — это 0 В на выходе, а 5 В — это выходной сигнал полной шкалы. 3 Земля земля; Подключен к нижней стороне горшка Контроль ограничения тока Выход постоянного тока источника питания возвращается на плату через разъем J6. Разделительный усилитель ослабляет высокое напряжение и изолирует его от выхода, так что обратная связь может быть привязана к сигнальной земле. Разъем J8 Пин Название сигнала Описание 1 Высокая сторона К внешней высокой стороне горшка 2 Стеклоочиститель К внешнему потенциометру (10 кОм) 3 Земля К нижней стороне внешнего бака

  Рис. 1: SixPac™ в качестве преобразователя переменного тока в постоянный с регулированием (обратная связь по напряжению и току)

  Пользовательский интерфейс разъема TB1 для преобразователя переменного тока в постоянный. Применение контроллера переменного тока в переменный Пин Контакт Функция Описание 1 120 В/208 В переменного тока От J4 на плате AP-1950 2 120 В/208 В переменного тока От J4 на AP-1950 доска 3 Н/К Не используется 4 Быстрое отключение Замыкание этого контакта на контакт 10 включает блок питания. Если оставить этот вывод плавающим, блок питания отключится в течение 20 мкс. 5 Плавный пуск/останов При размыкании от GND (контакт 6 или 9) угол задержки снижается от максимального до предварительно запрограммированного значения. Если питание подается, когда контакт замкнут (на контакт 6 или 9), угол задержки увеличивается от запрограммированного значения до максимального значения. 6 Земля Ссылка на схему управления AP-1950, включая управление углом задержки, поэтому она должна быть привязана к ссылке на управление углом задержки 7 Запретить произнести Обычно низкий через резистор 1k. Переходы высокого уровня при быстром выключении или в состоянии синхронизации вне фазы. 8 Регулятор угла задержки Аналоговый вход от 0 до 5 В для управления углом задержки при работе в режиме РАЗОМКНУТОГО КОНТУРА. Похожие записи 21.11.2024 0 Особенности питания кормящей мамы: что можно и нельзя есть при грудном вскармливании 19.11.2024 0 Новорожденный какает слизью: причины появления слизи в кале грудничка 19.11.2024 0 Гемангиома у новорожденных: причины, виды, лечение и профилактика Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Комментарий * Имя * Email * Сайт