Тиристорный регулятор напряжения принцип работы. Тиристорный регулятор напряжения: принцип работы и применение

Как работает тиристорный регулятор напряжения. Какие бывают типы тиристорных регуляторов. Для чего применяются тиристорные регуляторы напряжения. Преимущества использования тиристорных регуляторов в системах электропитания.

Принцип работы тиристорного регулятора напряжения

Тиристорный регулятор напряжения представляет собой устройство для плавного изменения напряжения и мощности в нагрузке переменного тока. Основным элементом такого регулятора является тиристор — полупроводниковый прибор с управляемым включением.

Принцип работы тиристорного регулятора основан на фазовом управлении моментом включения тиристора в каждом полупериоде питающего напряжения. Изменяя угол открытия тиристора, можно регулировать действующее значение напряжения на нагрузке от максимального до практически нулевого.

Основные этапы работы тиристорного регулятора:

1. В начале каждого полупериода тиристор закрыт и напряжение на нагрузке отсутствует.
2. В определенный момент на управляющий электрод тиристора подается открывающий импульс.
3. Тиристор открывается и подключает нагрузку к сети.
4. Ток через нагрузку протекает до конца полупериода.
5. При переходе напряжения через ноль тиристор закрывается.
6. Процесс повторяется в следующем полупериоде.

Изменяя фазу подачи управляющего импульса, можно плавно регулировать среднее значение напряжения на нагрузке. Чем позже в полупериоде открывается тиристор, тем меньше действующее напряжение.

Типы тиристорных регуляторов напряжения

В зависимости от схемы включения тиристоров и способа управления различают следующие основные типы тиристорных регуляторов напряжения:

1. Однофазный регулятор с фазовым управлением

Простейший вариант на одном тиристоре для регулирования в одном полупериоде. Применяется для маломощных нагрузок.

2. Однофазный двухполупериодный регулятор

Содержит два встречно-параллельно включенных тиристора для регулирования в обоих полупериодах. Обеспечивает более качественное регулирование.

3. Трехфазный регулятор

Состоит из трех пар встречно-параллельных тиристоров для регулирования трехфазного напряжения. Применяется в мощных промышленных установках.

4. Импульсный регулятор

Использует высокочастотное импульсное управление тиристорами. Обеспечивает более точное регулирование, но сложнее в реализации.

Области применения тиристорных регуляторов напряжения

Тиристорные регуляторы напряжения нашли широкое применение в различных отраслях промышленности и энергетики:

• Регулирование мощности электронагревательных установок
• Управление яркостью освещения
• Плавный пуск и регулирование скорости электродвигателей
• Стабилизация напряжения в электросетях
• Управление мощностью сварочных аппаратов
• Регулирование напряжения в системах электроснабжения

Такая универсальность обусловлена простотой конструкции, высоким КПД и возможностью плавного регулирования в широком диапазоне мощностей.

Преимущества использования тиристорных регуляторов

Применение тиристорных регуляторов напряжения имеет ряд существенных преимуществ по сравнению с другими способами регулирования:

• Высокий КПД (до 98-99%) благодаря малым потерям в тиристорах
• Плавное бесступенчатое регулирование напряжения
• Высокое быстродействие
• Отсутствие подвижных частей, высокая надежность
• Простота автоматизации и дистанционного управления
• Малые габариты и вес по сравнению с другими регуляторами
• Возможность регулирования больших мощностей

Эти преимущества обусловили широкое распространение тиристорных регуляторов напряжения в современных системах электропитания и автоматизации.

Как выбрать тиристорный регулятор напряжения?

При выборе тиристорного регулятора напряжения необходимо учитывать следующие основные параметры:

• Номинальное напряжение сети
• Максимальный ток нагрузки
• Тип нагрузки (активная, индуктивная, емкостная)
• Требуемый диапазон регулирования
• Необходимость защиты от перегрузки и короткого замыкания
• Способ управления (ручной, автоматический)
• Условия эксплуатации (температура, влажность и т.д.)

Правильный выбор регулятора с учетом этих параметров обеспечит его эффективную и надежную работу в конкретной системе электропитания.

Особенности эксплуатации тиристорных регуляторов

При эксплуатации тиристорных регуляторов напряжения следует учитывать некоторые их особенности:

• Наличие высших гармоник в выходном напряжении
• Возможность генерации помех в питающую сеть
• Необходимость защиты от перенапряжений
• Чувствительность к перегреву
• Ограниченный ресурс работы при частых коммутациях

Для обеспечения длительной и надежной работы регулятора необходимо соблюдать рекомендации производителя по монтажу, охлаждению и защите устройства.

Перспективы развития тиристорных регуляторов

Несмотря на появление новых типов полупроводниковых приборов, тиристорные регуляторы напряжения продолжают совершенствоваться и находить новые области применения. Основные направления развития:

• Повышение быстродействия и снижение коммутационных потерь
• Улучшение массогабаритных показателей
• Интеграция с микропроцессорными системами управления
• Разработка «интеллектуальных» регуляторов с функциями самодиагностики
• Применение новых схемотехнических решений для улучшения качества выходного напряжения

Это позволяет тиристорным регуляторам оставаться востребованными в современных системах электропитания и автоматизации.

Тиристорный регулятор SP48P46

НАЗНАЧЕНИЕ

Однофазный тиристорный регулятор мощности SP48P46 (далее Устройство) предназначен для плавной регулировки мощности нагрузки в однофазных сетях. Устройство применяется для регулировки мощности активной, нагрузки (тэны, инфракрасные нагреватели, системы освещения.).

 

ПРИНЦИП РАБОТЫ УСТРОЙСТВА

Устройство осуществляет плавную регулировку мощности с помощью группы из двух включенных встречно-параллельно тиристоров, за счет чего достигается регулировка в двух полупериодах колебаний напряжения питания. Регулировка выходной мощности осуществляется изменением фазового угла открытия тиристоров. В зависимости от выбранного значения мощности нагрузки тиристоры открываются на определенный угол (регулировка мощности осуществляется в диапазоне от 5 до 95%). Управление тиристорным блоком Устройства осуществляется внешним аналоговым сигналом. В качестве аналогового сигнала используется токовая петля (

4-20 мА).

Устройство имеет возможность индикации аварийного состояния (авария, перегрев) посредством индикатора TH Err.

ВНИМАНИЕ: Устройство не имеет встроенной защиты от короткого замыкания в цепях нагрузки и от перегрузки. Рекомендуется подключение с использованием контакторов аварийного отключения или быстродействующих предохранителей.

ВНИМАНИЕ: Устройство не предназначено для работы на постоянном токе.

 

ОСНОВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ

• Номинальный ток нагрузки 46А;
• Крепление на DIN-рейку;
• Работа с активной нагрузкой;
• Диапазон напряжения питания нагрузки AC200-480В;
• Диапазон напряжения управления для достижения 4-20мА, от 5В до 20В;
• Сопротивление по входу управления, не более 1кОм;
• Питания схемы управления от напряжения питания нагрузки;
• 1 режим регулировки мощности нагрузки;
• Индикаторы режима работы и состояния Устройства;
• Возможность дистанционного управления;
• Автоматическое отключение при аварийных ситуациях.

 

КОНСТРУКЦИЯ УСТРОЙСТВА

Устройство представляет собой корпус-охладитель блока тиристоров, объединенный с платой управления. на лицевой стороне Устройства расположены светодиодные индикаторы состояния Устройства и разъем подключения сигнала токовой петли. Корпус-охладитель предназначен для крепления на DIN-рейку. Заземление корпуса Устройства обязательно.

 

УСЛОВИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ

Устройство обеспечивает заданные режимы функционирования при соблюдении следующих условий:

• Окружающая среда – взрывобезопасная, не содержащая пыли в количестве, нарушающем работу устройства, а также агрессивных газов и паров в концентрациях, разрушающих металлы и изоляцию;
• Допускается вибрация мест крепления с частотой от 1 до 100Гц с ускорением не более 9,8 м/с2;
• Отсутствие электромагнитных полей, создаваемых проводом с импульсным током амплитудой более 100А, расположенным на расстоянии менее 10 мм от корпуса устройства;
• Устройство устойчиво к воздействию помех степени жёсткости 3 в соответствии с требованиям ГОСТ Р 51317. 4.1-2000, ГОСТ Р 51317.4.4-99, ГОСТ Р 51317.4.5-99;
• Конденсация влаги на поверхности изделия не допускается;
• Высота над уровнем моря не более 2000 м.

 

СХЕМА ПОДКЛЮЧЕНИЯ

 

 

 

Рекомендовано использование контакторов аварийной защиты. Соблюдение направления подключения Устройства обязательно!

 

---

Дополнительную информацию о параметрах и режимах работы устройства Вы можете найти в паспорте изделия (вкладка «файлы»)</strong >.

Номинальный ток нагрузки

46А

Максимальное напряжение в нагрузке

АС480В

Серия регулятора

SP аналоговые на DIN рейку

Способ управления мощностью на нагрузке

Управление изменением фазового угла

Тип регулятора

Одноканальный, для однофазной сети

Вес

0.9 кг

Бренд

SIPIN

Найти похожие

Инструкция (Описание_и_руководство_по_эксплуатации_SP48P. pdf, 524 Kb) [Скачать]

Работает ли тиристорный регулятор на индуктивную нагрузку?

Регуляторы мощности с фазовым управлением тиристоров штатно работают с трансформаторной / индуктивной нагрузкой.

---

На какое напряжение расчитаны регуляторы мощности?

Базовое напряжение в нагрузке практически у всех видов регуляторов мощности составляет АС200-480В. А это значит имеется возможность подключить нагрузку работающую как с линейным стандартным напряжением АС400В (380В), так и с фазным АС230В (220В).

---

Где и как можно приобрести быстродействующие предохранители для ТРМ?

Приобрести запасные предохранители возможно у нас. Стоимость и наличие предохранителей указана на нашем сайте в разделе аксессуары к регуляторам.

---

Что делать с продукцией требующей ремонта?

Так как мы являемся официальными представителями производителей регуляторов мощности разных брендов. Мы имеем возможность осуществить гарантийный и не гарантийный ремонт с использованием только оригинальных запчастей и с полной проверкой на работоспособность устройства после ремонта.

Неисправную продукцию (по мнению пользователя) нужно отправить или передать нам с рекламацией на диагностику. Адрес получателя указан в разделе контакты.

Максимальный срок диагностики с момента получения нами устройства от пользователя составляет 5 рабочих дней. После согласования с пользователем производится ремонт, срок ремонта зависит от наличия запчастей и характера неисправности.

С более подробной информацией вы можете ознакомиться на отдельной странице.

---

Где находится ваш склад и пункт выдачи товара?

196240, г. Санкт-Петербург, 5-й Предпортовый проезд, д.1 (вход со двора) — здесь можно заказать, оплатить, получить и сдать в ремонт (сервис центр) продукцию.

Выдача продукции осуществляется в будние дни с пн по пт с 09:00 до 18:00.

---

Есть ли  регуляторы мощности Российского производства?

На нашем сайте представлены регуляторы Российского производства ТРМ компании МЕАНДР.

---

Цены на сайте указаны с НДС?

Да

---

С кем я могу проконсультироваться по техническому вопросу?

С нашими техническими специалистами, по телефону +7(800)100-4220, доб. 160 или +7(800)550- 9738 бесплатные по России. Также можно задать вопрос по электронной почте [email protected]

---

У Вас есть сертификат на регулятор мощности?

Необходимые актуальные сертификаты всегда прилагаются при отгрузке.

Тиристорные регуляторы напряжения

С амплитуднофазовым управлением
В регуляторе, схема которого показана на рис. 1, использованы два тринистора, открывающиеся один в положительный, а другой — в отрицательный полуперноды сетевого напряжения. Действующее напряжение на нагрузке Rн регулируют переменным резистором R3.

Рисунок 1 — Тиристорный регулятор напряжения

Регулятор работает следующим образом. В начале положительного полупериода (плюс на верхнем по схеме проводе) тринисторы закрыты. По мере увеличения сетевого напряжения конденсатор. С1 заряжается через резисторы R2 и R3. Увеличение напряжения на конденсаторе отстает (сдвигается по фазе) от сетевого на величину, зависящую от суммарного сопротивления резисторов R2 и R3 и емкости конденсатора С1. Заряд конденсатора продолжается до тех пор, пока напряжение на нем не достигнет порога открывания тринистора Д1. Когда тринистор откроется, через нагрузку Rн потечет ток, определяемый суммарным сопротивлением открытого тринистора и Rн. Тринистор Д1 остается открытым до конца полупериода. Подбором резистора R1 устанавливают желаемые пределы регулирования. При указанных на схеме номиналах резисторов и конденсаторов напряжение на нагрузке можно изменять в пределах 40- 220 В.

В течение отрицательного полупериода аналогично работает тринистор Д4. Однако, конденсатор С2, частично заряженный в течение положительного полупериода (через резисторы R4 и R5 и диод Д6), должен перезаряжаться, а значит и время задержки включения тринистора должно быть большим. Чем дольше был закрыт тринистор Д1 в течение положительного полупериода, тем большее напряжение будет на конденсаторе С2 к началу отрицательного и тем дольше будет закрыт тринистор Д4.

Синфазность работы тринисторов зависит от правильного подбора номиналов элементов R4, R5, С2. Мощность нагрузки может быть любой в пределах от 50 до 1000 Вт.

И.ЧУШАНОК г. Гродно

С фазоимпульсным управлением
Регулятор, схема которого показана на рис. 2, управляется автоматически сигналом Uynp. В регуляторе использованы два тиристора — тринистор Д5 и динистор Д7. Тринистор открывается импульсами, которые формируются цепочкой, состоящей из динистора Д7 и конденсатора С1. В начале каждого полупериода тринистор и динистор закрыты и конденсатор С1 заряжается током коллектора транзистора Т1. Когда напряжение на конденсаторе достигнет порога открывания динистора, он откроется и конденсатор быстро разрядится через резистор R2 и первичную обмотку трансформатора Тр1. Импульс тока со вторичной обмотки трансформатора откроет тринистор. При этом управляющее устройство будет обесточено (так как падение напряжения на открытом тринисторе очень мало), динистор закроется. По окончании полупериода триннстор выключится и с началом следующего полупериода начнется новый цикл работы регулятора.

Рисунок 2 — Тиристорный регулятор напряжения с фазоимпульсным управлением

Время задержки импульса, открывающего тринистор, относительно начала полупериода определяется скоростью заряда конденсатора С1, которая пропорциональна току коллектора транзистора Т1. Изменяя управляющее напряжение Uynp, можно управлять этим током и, в конечном итоге, регулировать напряжение на нагрузке. Источником сигнала Uynp может быть полосовой фильтр (с выпрямителем) цветомузыкальнои установки, программное устройство. В системах автоматического регулирования в качестве Uупр используют напряжение обратной связи.

Резистор R5 необходимо подобрать таким, чтобы при Uynp=0 тринистор открывался в каждый полупериод в момент времени, близкий к окончанию полупериода.

Для того, чтобы перейти на ручное регулирование, достаточно заменить резистор R5 последовательной цепочкой из переменного резистора и постоянного сопротивлением 10- 12 кОм.

Напряжение стабилизации стабилитрона Д6 должно быть на 5-10 В больше максимального напряжения включения динистора.

Транзистор Т1. может быть любым из серий МП21, МП25, МП26. Динистор можно применить типов КН102Б, Д227А, Д227Б, Д228А, Д228Б. Резистор R1 составлен из двух мощностью по 2 Вт.

Импульсный трансформатор Тр1 намотан на кольцевом сердечнике, имеющем размеры 26Х18Х4 мм, из пермаллоя 79НМА (или такого же сечения из феррита М2000НМ1). Обмотка I содержит 70 витков, а обмотка II — 50 витков провода ПЭВ-2 0,33 мм. Межобмоточная изоляция должна выдерживать напряжение, близкое к сетевому.

Вместо динистора в регуляторе можно использовать транзистор, работающий в лавинном режиме. О работе транзисторов, в этом режиме подробно рассказывалось в «Радио», 1974, № 5, С. 38-41. Схема одного из таких регуляторов показана на рис. 3.

Рисунок 3 — Транзисторный регулятор напряжения

По принципу работы регулятор с транзистором, работающим в лавинном режиме, не отличается от предыдущего. Используемый транзистор типа ГТ311И имеет напряжение лавинного пробоя около 30 В (при сопротивлении резистора R3 равном 1 кОм). В случае применения других транзисторов — номиналы элементов R4, R5, С1 потребуется изменить.

В регуляторе (рис. 3) могут быть использованы и другие транзисторы, в том числе и структуры р-п-р, например П416. В этом случае нужно у транзистора Т1 (см. рис. 3) поменять местами выводы эмиттера и коллектора. Резистор R3 во всех случаях должен быть включен между базой и эмиттером. Напряжение на нагрузке регулируют переменным резистором R4.

Инж. Е. ФУРМАНСКИЙ Москва

С аналогом однопереходного транзистора
В регуляторе, схема которого показана на рис. 4, применен фазоимпульсный метод управления тринистором. В управляющем устройстве регулятора использован транзисторный аналог однопереходного транзистора (двухбазового диода). О работе однопереходных транзисторов можно прочитать в «Радио», 1972, № 7, с. 56.

Рисунок 4 — Тиристорный регулятор напряжения

Силовая цепь регулятора построена так же, как у регулятора, опубликованного в «Радио», 1972, № 9, с. 55. При разомкнутых контактах выключателя В’2 действующее значение напряжения на нагрузке можно изменять в пределах от нескольких вольт до 110 В, а при замкнутых — от 110 до 220 В.

По принципу работы управляющее устройство описываемого регулятора не отличается от устройств на динисторе или лавинном транзисторе (рис. 2 и 3). Мощность, подводимую к нагрузке, регулируют переменным резистором R5.

Тринистор ДЗ и диод Д1 установлены на общем радиаторе площадью 50-80 см2. Резистор R1 составлен из двух резисторов мощностью 2 Вт.

Инж. В. ПОПОВИЧ г. Ижевск.

На симисторе
Описываемый регулятор построен по схеме фазоимпульсного регулирования с использованием симистора (симметричного тирнстора). Схема регулятора показана на рис. 5. В управляющем устройстве применен транзисторный аналог однопереходного транзистора n-типа.

Рисунок 5 — Регулятор напряжения на симисторе

При включении регулятора (выключателем В1) транзисторы Т1 ч Т2 закрыты и конденсатор С1 начинает заряжаться через резистор R4 (с помощью которого регулируют мощность, выделяемую на нагрузке Rн). Заряд продолжается до тех пор, пока напряжение на конденсаторе не превысит порог открывания транзистора Т1. В этот момент транзисторы открываются и переходят в режим насыщения. Конденсатор быстро разряжается через них на первичную обмотку импульсного трансформатора Тр1. Импульс тока со вторичной обмотки открывает симистор Д5. Порог открывания транзисторов определяется сопротивлениями резисторов делителя R2R3.

Импульсный трансформатор Тр1 намотан на кольце из феррита М2000НМ1-15 типоразмера К20х 12х6. Обмотка I содержит 50 витков, а II — 30 витков провода ПЭЛШО 0,25 мм. Конденсатор С1 — МБМ с рабочим напряжением 160 В.

Максимально допустимый ток нагрузки регулятора 5 А. Пределы регулирования напряжения от нескольких вольт до 215 В.

Инж. В. ПОНОМАРЕНКО. инж. В. ФРОЛОВ г. Воронеж

C улучшенной регулировочной характеристикой
В тиристорных регуляторах с фазоимпульсным управлением напряжение на конденсаторе RС-цепи во время его заряда увеличивается по экспоненциальному закону. При синусоидальной форме сетевого напряжения регулировочная характеристика, выражающая зависимость напряжения на нагрузке от сопротивления переменного резистора, оказывается резко нелинейной, что затрудняет плавную регулировку напряжения на нагрузке.

Рисунок 6 — Тиристорный регулятор напряжения

Тиристорный регулятор, схема которого показана на рис. 6, в значительной степени свободен от этого недостатка. В регуляторе использован однопереходный транзистор. Улучшение линейности регулировочной характеристики достигается тем, что конденсатор С1 заряжается от напряжения сети (через резистор R4) и одновременно от источника постоянного стабилизированного напряжения (через делитель R5R6 и диод Д6}. Изменяя резистором R6 уровень постоянного напряжения, можно управлять моментом открывания тринистора и, следовательно, напряжением на нагрузке. Диод Д6 исключает возможность разряда конденсатора через резистор R6.

Сопротивление резистора R4 выбирают таким, чтобы при замкнутом накоротко резисторе R6 напряжение на нагрузке было минимальным. Тогда при крайнем нижнем (по схеме) положении движка резистора R6 напряжение на нагрузке будет максимальным.

Со стабилизацией выходного напряжения
Особенностью описываемого регулятора является способность стабилизировать напряжение на нагрузке при изменении напряжения питающей сети. Управляющее устройство построено на однопереходном транзисторе по схеме фазоимпульсного регулирования (см. рис. 7).

Рисунок 7 — Тиристорный регулятор напряжения со стабилизацией выходного напряжения

Нравится

Твитнуть

Объяснение контроллера напряжения переменного тока

19 сентября 2020 г. от admin

Однофазный контроллер напряжения переменного тока

— это устройство, которое преобразует фиксированное однофазное переменное напряжение напрямую в переменное переменное напряжение без изменения частоты. Вход и выход устройства однофазные.

Существует два типа однофазных регуляторов напряжения переменного тока: Однофазный полуволновой и однофазный полноволновый . В этой статье мы подробно обсудим оба типа контроллера напряжения и проиллюстрируем работу с соответствующей принципиальной схемой и формами сигналов.

Принцип работы любого регулятора напряжения основан на последовательности операций переключения некоторых силовых выключателей, а именно. тиристоры. Тиристоры включаются таким образом, что нагрузка подключается к источнику переменного тока на часть каждого полупериода входного напряжения. Таким образом, выходное напряжение соответствует той части входного переменного напряжения, для которой нагрузка подключена к источнику. Таким образом регулируется выходное напряжение.

Давайте рассмотрим однофазный полуволновой и двухполупериодный контроллер напряжения переменного тока для понимания принципа работы.

Однофазный полуволновой регулятор напряжения переменного тока:

Однофазный полуволновой регулятор напряжения переменного тока состоит из тиристора, соединенного встречно-параллельно с силовым диодом. Принципиальная схема показана на рисунке ниже.

Для простоты предполагается резистивная нагрузка. Входной источник: V _m Sinωt.

Для положительного полупериода входного сигнала тиристор T1 смещен в прямом направлении и, следовательно, может проводить ток при подаче управляющего сигнала. Это означает, что T1 останется выключенным, пока не будет подан стробирующий сигнал. Теперь предположим, что под некоторым углом α (называемым углом открытия) тиристор T1 запирается. Как только T1 запускается/затворяется, он начинает проводить и, следовательно, нагрузка напрямую подключается к источнику. Это делает напряжение нагрузки V _o = V _м Sinα и ток нагрузки I _o = (V _м Sinα / R) в момент срабатывания T1. От ωt = α до π напряжение и ток нагрузки следуют форме сигнала входного напряжения V _m Sinωt и (V _m Sinωt / R) соответственно.

После того, как ωt = π, тиристор T1 становится смещенным в обратном направлении, и ток нагрузки становится равным нулю (обратите внимание, что напряжение нагрузки и ток совпадают по фазе, следовательно, как только напряжение нагрузки становится равным нулю, ток нагрузки также становится равным нулю) и, следовательно, тиристор T1 коммутируется естественно.

После того, как ωt = π, диод D1 смещается в прямом направлении и, следовательно, начинает проводить ток. Это заставляет напряжение и ток нагрузки следовать напряжению питания V _m Sinωt и (V _m Sinωt / R) соответственно для отрицательного полупериода.

Форма выходного сигнала напряжения и тока нагрузки показана ниже.

Из приведенных выше сигналов можно отметить следующие моменты:

• Управляя углом открытия α, можно управлять напряжением нагрузки. Из формы выходного сигнала видно, что отрицательный полупериод входного напряжения не контролируется. По этой причине однофазный полуволновой регулятор напряжения переменного тока также известен как однофазный однонаправленный регулятор напряжения.
• Положительный и отрицательный полупериоды напряжения и тока нагрузки не идентичны. В результате в цепь питания и нагрузки вносится постоянная составляющая, что нежелательно.

Теперь рассчитаем среднеквадратичное значение напряжения и тока нагрузки. Это даст нам представление о величине выходного напряжения и тока.

Однофазный двухполупериодный регулятор напряжения переменного тока:

Однофазный двухполупериодный регулятор напряжения переменного тока состоит из двух тиристоров, соединенных встречно-параллельно. Принципиальная схема показана на рисунке ниже.

Для простоты предполагается резистивная нагрузка. Входной источник: V _m Sinωt.

Для положительного полупериода входного сигнала тиристор T1 смещен в прямом направлении и, следовательно, может проводить ток при подаче управляющего сигнала. Это означает, что T1 останется выключенным, пока не будет подан стробирующий сигнал. Теперь предположим, что под некоторым углом α (называемым углом открытия) тиристор T1 запирается. Как только T1 запускается/затворяется, он начинает проводить и, следовательно, нагрузка напрямую подключается к источнику. Это делает напряжение нагрузки V _o = V _м Sinα и ток нагрузки I _o = (V _м Sinα / R) в момент срабатывания T1. От wt = α до π напряжение и ток нагрузки следуют форме сигнала входного напряжения V _m Sinωt и (V _m Sinωt / R) соответственно.

При wt = π напряжение нагрузки становится равным нулю, и ток также становится равным нулю. Поскольку тиристор T1 смещен в обратном направлении после ωt = π и ток через него равен нулю, он естественным образом коммутируется.

При ωt = (π+α) тиристор T2 с прямым смещением закрыт. Следовательно, он проводит и подключенную нагрузку к источнику. Напряжение нагрузки теперь соответствует отрицательной огибающей входного источника переменного тока, и ток нагрузки делает то же самое. Таким образом, среднеквадратичное напряжение можно контролировать, регулируя угол возбуждения. Таким образом, управление напряжением достигается в контроллере напряжения переменного тока.

Форма выходного сигнала напряжения и тока нагрузки показана ниже.

Из приведенного выше сигнала можно заметить, что положительный и отрицательный полупериоды напряжения и тока нагрузки идентичны. В результате в цепь питания и нагрузки не вводится постоянная составляющая. Это главное преимущество однофазного двухполупериодного регулятора напряжения переменного тока.

Однофазный двухполупериодный регулятор напряжения переменного тока также известен как однофазный двунаправленный регулятор напряжения. Теперь рассчитаем среднеквадратичное значение напряжения и тока нагрузки.

Однофазные двухполупериодные регуляторы напряжения больше подходят для практических цепей. Это также решает проблему постоянной составляющей, которая присутствует в цепи питания и нагрузки полуволнового регулятора напряжения.

типов и принципов работы – Регулятор напряжения Robocraze

: типы и принципы работы — Робобезумие перейти к содержанию

Регулятор напряжения — это устройство, которое поддерживает постоянное выходное напряжение системы электроснабжения, независимо от изменений тока нагрузки или входного напряжения. В этом блоге вы узнаете о различных типах регуляторов напряжения, их ограничениях и о том, как выбрать тот, который соответствует вашим потребностям. Откройте для себя науку о том, как работают эти регуляторы, включая топологию импульсных регуляторов, чтобы обеспечить безопасность и стабильность вашей электроники. Независимо от того, являетесь ли вы инженером или просто интересуетесь регулированием напряжения, в этом подробном руководстве есть все, что вам нужно знать.

Что такое регулятор напряжения?

Регулятор напряжения — это электрическое или электронное устройство, которое поддерживает напряжение источника питания в разумных пределах. Регулятор напряжения необходим для поддержания напряжения в допустимом диапазоне, который может выдержать электрическое оборудование, использующее это напряжение. Устройство, созданное для автоматического поддержания постоянного напряжения, известно как регулятор напряжения . Архитектура отрицательной обратной связи может использоваться в регуляторе напряжения. В нем могут использоваться электронные детали или электромеханический механизм. Он может использоваться для управления одним или несколькими напряжениями переменного или постоянного тока в зависимости от конструкции.

 

 

 

Рис. 1. Регулятор напряжения на интегральных схемах Регуляторы напряжения управляют выходной мощностью генераторов центральных электростанций и автомобильных генераторов. Регуляторы напряжения могут быть установлены на подстанции в системе распределения электроэнергии. Напряжение от источника питания поддерживается регуляторами напряжения в диапазоне, совместимом с другими электрическими компонентами. Хотя преобразование мощности постоянного тока в постоянный является наиболее распространенным применением регуляторов напряжения, некоторые из них также включают возможности преобразования мощности переменного тока в переменный или переменный/постоянный ток.

 

Как работает регулятор напряжения?

Регуляторы напряжения с обратной связью работают путем сравнения фактического выходного напряжения с заданным опорным напряжением. Любое отклонение усиливается и используется для регулировки регулирующего элемента таким образом, чтобы снизить погрешность напряжения. Это создает контур управления с отрицательной обратной связью; повышение коэффициента усиления без обратной связи приводит к повышению точности регулирования, но снижает стабильность. (Избегание колебаний или звона во время изменения шага является определением стабильности.) Кроме того, будет существовать компромисс между стабильностью и временем отклика на изменения.

Регулирующему элементу дается указание генерировать более высокое выходное напряжение за счет меньшего снижения входного напряжения или потребления входного тока в течение более длительных периодов времени. Если выходное напряжение слишком велико, регулирующему элементу часто дают указание произвести более низкое значение. Однако многие регуляторы имеют защиту от перегрузки по току, поэтому, если выходной ток слишком велик, они полностью перестанут подавать ток. Кроме того, некоторые регуляторы могут отключаться, если входное напряжение выходит за пределы определенного диапазона.

В электронных регуляторах напряжения резистор, соединенный последовательно с диодом, может использоваться для создания базового регулятора напряжения/тока (или ряда диодов). Кривые V-I диода имеют логарифмическую форму, что означает, что изменения входного сигнала или потребляемого тока оказывают минимальное влияние на напряжение на диоде. Эта концепция может хорошо работать, если точное управление напряжением и эффективность не являются приоритетами. Этот тип регулятора напряжения подходит только для выходного сигнала, управляемого низким напряжением, потому что прямое напряжение диода относительно низкое. Серия стабилитронов или стабилитрон может использоваться, когда требуется большее выходное напряжение. Фиксированное обратное напряжение стабилитрона, которое может быть очень высоким, используется стабилизаторами стабилитрона. 9Рис. 2. Схема электромеханического регулятора напряжения Движущееся железное ядро, удерживаемое натяжением пружины или гравитационным притяжением, притягивается к магнитному полю, создаваемому током. Магнитное поле, создаваемое катушкой, становится сильнее по мере увеличения напряжения и тока, притягивая сердечник к полю. Когда магнит входит в поле, механический силовой выключатель, непосредственно прикрепленный к нему, размыкается. Напряжение и ток падают при повышении напряжения, ослабляя натяжение пружины или вес сердечника и позволяя ему втягиваться. При этом переключатель отключается, восстанавливая питание.

 

Трансформаторы постоянного напряжения создают почти постоянное среднее выходное напряжение при флуктуирующем входном токе или флуктуирующей нагрузке за счет использования колебательного контура, состоящего из высоковольтной резонансной обмотки и конденсатора. С одной стороны магнитного шунта схема имеет первичную обмотку, а с другой — настроенную катушку и вторичную обмотку. Причиной регулирования является магнитное насыщение в области, окружающей вторичную обмотку. Из-за отсутствия активных компонентов феррорезонансный метод привлекателен, поскольку он основан на свойствах насыщения прямоугольного контура колебательной цепи для поглощения изменений среднего входного напряжения.

 

Типы регуляторов напряжения

Существует три типа регуляторов напряжения:

1. Линейный регулятор
2. Импульсный регулятор

1.

Линейный регулятор:

Напряжение делится линейным регулятором. Он использует полевой транзистор в омической области. Поскольку сопротивление регулятора напряжения изменяется в зависимости от нагрузки, выходное напряжение остается постоянным. Переменная проводимость активного проходного элемента, такого как MOSFET или BJT, отвечает за изменение выходного напряжения в регуляторе этого типа. Как только нагрузка подключена, любые изменения на входе или нагрузке приведут к изменению тока, протекающего через транзистор, сохраняя постоянный выходной сигнал. Транзистор должен работать в активной или иной омической области, если ток, подаваемый на него, должен быть изменен.

 

Рис. 3. Принципиальная схема линейного регулятора

 

Хотя линейные схемы, как правило, гораздо менее эффективны и не могут повышать или реверсировать входное напряжение, как импульсные источники питания, они имеют то преимущество, что имеют высокую «чистый» выход с небольшим добавлением шума к их выходу постоянного тока. Вход всегда должен быть больше, чем выход для линейных регуляторов. Регулятор «выпадет», если входное напряжение станет слишком близким к предполагаемому выходному напряжению. Падение напряжения регулятора — это разница напряжений между входом и выходом, при которой это происходит.

 

Линейные регуляторы можно разделить на два типа:

i) Серийный линейный регулятор
ii) Шунтовой линейный регулятор

i) Серийный линейный регулятор:

Переменный элемент используется для последовательного соединения нагрузки и регулятора напряжения. Напряжение, падающее на последовательный элемент, можно изменить, регулируя его сопротивление. Кроме того, напряжение на нагрузке не меняется.

ii) Шунтовой линейный регулятор:

Шунтовой регулятор напряжения функционирует, предлагая канал через переменное сопротивление от напряжения питания к земле. Этот метод регулирования обычно менее эффективен, чем последовательный регулятор, поскольку ток, протекающий через шунтирующий регулятор, перенаправляется от нагрузки и бесцельно течет на землю. Однако он более фундаментален, иногда требуется только диод опорного напряжения, и он используется в схемах с очень низким энергопотреблением, где потерянный ток достаточно незначителен, чтобы не вызывать беспокойства. Схемы, использующие опорное напряжение, часто имеют такую ​​форму. Шунтирующие регуляторы обычно пропускают (поглощают) только ток.

2. Импульсный регулятор:

Импульсный регулятор быстро включает и выключает последовательность устройств. Количество заряда, отправляемого на нагрузку, контролируется рабочим циклом переключателя. Для управления этим используется механизм обратной связи, аналогичный линейному регулятору. Поскольку последовательный элемент потребляет очень мало энергии, он либо полностью проводит ток, либо отключается, что делает импульсные стабилизаторы эффективными. В отличие от линейных стабилизаторов импульсные стабилизаторы могут создавать выходные напряжения, которые выше входного напряжения или имеют противоположную полярность.

 

Рис. 4. Упрощенный импульсный регулятор

 

Для изменения выхода импульсный регулятор напряжения быстро включается и выключается. Он также заряжает компоненты хранилища и нуждается в управляющем генераторе. Отфильтровать шум в импульсном стабилизаторе с частотно-импульсной модуляцией сложнее, поскольку частота, постоянный коэффициент заполнения и спектр шума являются переменными. Эффективно и просто удалить шум из импульсного регулятора с широтно-импульсной модуляцией, постоянной частотой и переменным рабочим циклом. Ток непрерывного режима через катушку индуктивности никогда не достигает нуля в импульсном регуляторе. Возможна максимальная выходная мощность. Производится лучшая производительность.

 

Ограничения регулятора напряжения

• В некоторых приложениях он может быть неэффективным и потреблять много энергии
• Использование более высоких входных напряжений приводит к значительному рассеиванию мощности, что может привести к перегреву и повреждению компонентов, крайне важно учитывать расчетное рассеивание мощности используемого линейного регулятора.
• Более высокое выходное пульсирующее напряжение
• Более медленное переходное время восстановления
• Электромагнитные помехи производят очень шумный выходной сигнал

Топологии регулятора переключения

Рис. 5. Топология регулятора

в переключенном режиме, есть три топологии: шаг, шаг и Buck-boost

.

 

В повышающих импульсных преобразователях, также известных как повышающие импульсные стабилизаторы, повышают входное напряжение для получения более высокого выходного напряжения. Повышающий импульсный регулятор напряжения используется для управления цепочками светодиодов. Выходное напряжение 9Понижающие преобразователи 0119 , также известные как понижающие преобразователи, ниже входного напряжения.

 

Для регулирования выходного напряжения в широком диапазоне входных напряжений, которые могут быть больше или меньше выходного напряжения, повышающе-понижающие преобразователи объединяют функции понижающего и повышающего преобразователей в одноступенчатое устройство.

 

Как правильно выбрать регулятор напряжения?

1. При выборе правильного регулятора напряжения характеристики входного и выходного напряжения являются ключевыми моментами, которые следует учитывать
2. Потери, основанные на регулировании напряжения, должны быть в допустимых (приемлемых) пределах
3. Каждое устройство поставляется с таблицей данных, в которой перечислены все необходимые внешние компоненты, а также инструкции по расчету их значений для эффективной, надежной и высокопроизводительной конструкции.
4. Техническое описание можно использовать для расчета значений компонентов для важных системных компонентов, таких как выходная емкость, выходная индуктивность, сопротивление обратной связи и многое другое.

 

Заключение

Из этого сообщения в блоге мы узнали, что регуляторы напряжения являются важными компонентами электрических систем, обеспечивающими стабильность и защиту от скачков напряжения. Понимание того, как они работают, какие существуют различные типы и их ограничения, имеет решающее значение для выбора правильного регулятора для вашего конкретного приложения. От линейных до импульсных регуляторов, каждый из них имеет свои преимущества и недостатки. Рассмотрев требования вашей системы и приняв во внимание различные доступные топологии, вы сможете принять обоснованное решение о том, какой регулятор напряжения лучше всего соответствует вашим потребностям.

 

Если вам нравится наша работа, не забудьте поделиться этим постом и оставить свое мнение в поле для комментариев.

, пожалуйста, ознакомьтесь с другими сообщениями в блоге о популярной электронике

Убедитесь, что вы ознакомитесь с нашим широким ассортиментом продуктов и коллекций (мы предлагаем несколько захватывающих сделок!)

— Robocraze —

7 ноября 2022 г.

Robocraze — самый надежный в Индии магазин робототехники и товаров для дома. Мы стремимся способствовать росту знаний в области встроенных систем, Интернета вещей и автоматизации.

Часто задаваемые вопросы

1. Что делает регулятор напряжения? Регулятор напряжения

представляет собой электронное устройство, на которое возложена большая ответственность за поддержание постоянного уровня напряжения в цепи путем манипулятивной регулировки потока тока! Это устройство служит оплотом, защищающим электронные устройства от непредсказуемых колебаний входного напряжения, которые могут нанести непоправимый ущерб. Регуляторы напряжения можно встретить в эклектичном множестве приложений, от источников питания до автомобильной электроники и бытовой техники. Регулятор напряжения внимательно следит за входным напряжением и точно регулирует ток, тем самым обеспечивая стабильное выходное напряжение на желаемом уровне, гарантируя стабильное питание устройств, к которым он подключен.

2. Каковы преимущества регулятора напряжения?

Стабилизаторы напряжения, необходимые для любой системы электропитания, являются незамеченными героями в мире электротехники, обеспечивающими множество преимуществ, которые нельзя назвать ничем иным, как экстраординарными! Эти регуляторы, в своей непоколебимой приверженности, гарантируют, что выходное напряжение остается стабильным, обеспечивая постоянный поток мощности к устройствам, которые от него зависят. Они защищают деликатную электронику от скачков напряжения и скачков напряжения, которые потенциально могут нанести ущерб и нанести непоправимый ущерб. Они не только защищают подключенные устройства, но и поднимают эффективность источника питания на новый уровень, сокращая количество отходов и увеличивая выходную мощность. Снижая подверженность подключенных устройств колебаниям напряжения, регуляторы напряжения играют решающую роль в продлении срока службы этих устройств и обеспечении их максимальной производительности. В заключение, регуляторы напряжения являются хранителями электропитания, защищая подключенные устройства и гарантируя безопасное и надежное питание.

3. Снижает ли регулятор напряжения напряжение?

да, действительно, на самом деле снижает напряжение! Регулятор напряжения действует как управляющее устройство, которое регулирует уровень напряжения до определенного значения, поддерживая его постоянным и стабильным, независимо от любых колебаний или изменений входного напряжения. Таким образом, по сути, это помогает предотвратить скачки и провалы напряжения и поддерживать стабильный поток энергии на ваши устройства. Кто бы мог подумать, что такой маленький и, казалось бы, незначительный компонент может играть такую ​​важную роль в регулировании напряжения? А мы-то думали, что это всего лишь простая схема! Разум. Взорван.

Компоненты и расходные материалы

Регулятор напряжения SCR 220 В 4000 Вт

Регулятор напряжения SCR 220 В 4000 Вт

Обычная цена

рупий 328

Цена продажи

рупий 328

Обычная цена

рупий 399

Цена за единицу товара

/за 

Вкл. GST (без скрытых платежей)

Обычная цена

рупий 328

Цена продажи

рупий 328

Обычная цена

рупий 399

Цена за единицу товара

/за 

Вкл. GST (без скрытых платежей)

Регулятор напряжения SCR 220 В 10000 Вт

Регулятор напряжения SCR 220 В 10000 Вт

Обычная цена

рупий 949

Цена продажи

рупий 949

Обычная цена

рупий 1099

Цена за единицу товара

/за 

Вкл. GST (без скрытых платежей)

Обычная цена

рупий 949

Цена продажи

рупий 949

Обычная цена

рупий 1099

Цена за единицу товара

/за 

Вкл. GST (без скрытых платежей)

Регулятор напряжения SCR 220 В 5000 Вт

Регулятор напряжения SCR 220 В 5000 Вт

Обычная цена

рупий 820

Цена продажи

рупий 820

Обычная цена

рупий 899

Цена за единицу товара

/за 

Вкл. GST (без скрытых платежей)

Обычная цена

рупий 820

Цена продажи

рупий 820

Обычная цена

рупий 899

Цена за единицу товара

/за 

Вкл. GST (без скрытых платежей)

Вам также может быть интересно прочитать:

— Robocraze —

Что такое пистолеты для горячего клея

— Robocraze —

NEMA 17 — Принцип работы шагового двигателя с высоким крутящим моментом

— Robocraze —

Электромагнитный клапан — Принцип работы

Часто задаваемые вопросы

1. Что делает регулятор напряжения? Регулятор напряжения

представляет собой электронное устройство, на которое возложена большая ответственность за поддержание постоянного уровня напряжения в цепи путем манипулятивной регулировки потока тока! Это устройство служит оплотом, защищающим электронные устройства от непредсказуемых колебаний входного напряжения, которые могут нанести непоправимый ущерб. Регуляторы напряжения можно встретить в эклектичном множестве приложений, от источников питания до автомобильной электроники и бытовой техники. Регулятор напряжения внимательно следит за входным напряжением и точно регулирует ток, тем самым обеспечивая стабильное выходное напряжение на желаемом уровне, гарантируя стабильное питание устройств, к которым он подключен.

2. Каковы преимущества регулятора напряжения?

Стабилизаторы напряжения, необходимые для любой системы электропитания, являются незамеченными героями в мире электротехники, обеспечивающими множество преимуществ, которые нельзя назвать ничем иным, как экстраординарными! Эти регуляторы, в своей непоколебимой приверженности, гарантируют, что выходное напряжение остается стабильным, обеспечивая постоянный поток мощности к устройствам, которые от него зависят. Они защищают деликатную электронику от скачков напряжения и скачков напряжения, которые потенциально могут нанести ущерб и нанести непоправимый ущерб. Они не только защищают подключенные устройства, но и поднимают эффективность источника питания на новый уровень, сокращая количество отходов и увеличивая выходную мощность. Снижая подверженность подключенных устройств колебаниям напряжения, регуляторы напряжения играют решающую роль в продлении срока службы этих устройств и обеспечении их максимальной производительности. В заключение, регуляторы напряжения являются хранителями электропитания, защищая подключенные устройства и гарантируя безопасное и надежное питание.

3. Снижает ли регулятор напряжения напряжение?

да, действительно, на самом деле снижает напряжение! Регулятор напряжения действует как управляющее устройство, которое регулирует уровень напряжения до определенного значения, поддерживая его постоянным и стабильным, независимо от любых колебаний или изменений входного напряжения. Таким образом, по сути, это помогает предотвратить скачки и провалы напряжения и поддерживать стабильный поток энергии на ваши устройства. Кто бы мог подумать, что такой маленький и, казалось бы, незначительный компонент может играть такую ​​важную роль в регулировании напряжения? А мы-то думали, что это всего лишь простая схема! Разум.