Регулируемый диодно тиристорный выпрямитель схема: Схема тиристорного регулятора больших выпрямленных токов

Содержание

Диодно-тиристорный выпрямитель со схемой управления для сварочного аппарата

Мною давно изготовлен сварочный аппарат на базе трансформатора на кольцевом сердечнике от сгоревшего электродвигателя, который верно служит уже более 15 лет. За эти годы не покидало желание изготовить выпрямитель для сварки постоянным током, так как зажигание дуги и качество шва при этом намного лучше. Появляется возможность сваривать нержавеющую сталь. При плавной регулировке напряжения возможно подключение нихромовой нити для резки пенопласта, пластмассы, выжигания (точнее, вырезания из древесины разделочных досок для кухни, наличников и многого другого).

В различных изданиях попадались публикации на данную тему, но положительного результата добиться не удавалось. Дело в том, что если просто подключить к трансформатору диодный или диодно-тиристорный выпрямитель, на выходе получается напряжение с пульсацией 100 Гц. При сварке электродом для постоянного тока это достаточно много. В результате дуга нестабильна и постоянно срывается. Не помогает и установка в разрыв вторичной цепи сглаживающего дросселя. Но когда сварочный аппарат стоит в холодном гараже или под навесом на улице, где температура воздуха зимой опускается до -15...-25°С, и необходимо срочно что-то приварить, достаточно сложное электронное устройство начинает давать сбои.

Поэтому была собрана более простая схема выпрямителя, которая неплохо показала себя даже в зимний период.

Содержание / Contents

Исключён фрагмент. Полный вариант статьи доступен меценатам и полноправным членам сообщества. Читай условия доступа.
Устройство (рис.1) состоит из сварочного трансформатора (промышленного или самодельного), диодно-тиристорного выпрямителя со схемой управления, сглаживающего конденсатора С1 и дросселя L1.

Фактически — это простой регулятор мощности. Так как питание схемы управления стабилизировано, установленное значение сварочного тока поддерживается довольно стабильно. Из-за наличия в схеме фильтрующих элементов С1 и L1, пульсаций напряжения на выходе практически нет. Дуга держится надежно, и качество шва получается высоким. Схема управления — это фазоимпульсный генератор на аналоге однопереходного транзистора, собранный на двух транзисторах разной проводимости. Питается от вторичной обмотки сварочного трансформатора Т1 через диодный мост VD1 и стабилизатор, образованный стабилитронами VD2, VD3. Их можно заменить одним на соответствующее напряжение стабилизации. Резистор R1 ограничивает ток, протекающий через стабилитроны. В зависимости разных выходных напряжений сварочных трансформаторов приходится подбирать R1 для оптимального тока стабилизации стабилитронов VD2, VD3 и устойчивой работы фазоимпульсного генератора.

Переменным резистором R2 производится регулировка сварочного тока. Он изменяет время заряда конденсатора С1 до напряжения открывания ключа на транзисторах VT1 и VT2.
При желании расширить диапазон регулировки тока (в меньшую сторону), увеличивается сопротивление R2 до 100 kOm. Управление мощными тиристорами VS1, VS2 , производится с помощью
маломощных VS3 и VS4, которые, в свою очередь, запускаются генератором через импульсный трансформатор T2.

В моем варианте выпрямитель с регулятором выполнен отдельным блоком и присоединяется к сварочному аппарату гибкими перемычками примерно 0,5 м длиной. Это более удобно, так как не надо переделывать уже готовый сварочный аппарат, к тому же, можно варить как постоянным, так и переменным током. При таком исполнении выпрямительный блок можно подключать к любому сварочному трансформатору. Диоды и тиристоры установлены на отдельных ребристых радиаторах (рис.2).

Все соединительные перемычки выполнены многожильным медным проводом с контактными клеммами на концах под болтовое соединение. Электронная схема управления выполнена на печатной плате (рис.3), хотя и объемный монтаж, собранный качественно, ничуть не хуже.

Вид со стороны деталей

Импульсный трансформатор Т2 — марок ТИ-3; ТИ-4; ТИ-5, с коэффициентом трансформации 1:1:1. Его можно намотать самому на ферритовом кольце, например, 32x20x6 МН2000. Все обмотки содержат по 100... 150 витков медного обмоточного провода марки ПЭВ, ПЭЛШО 0,25...0,3 мм. Перед намоткой сердечник необходимо обмотать слоем лакоткани. Конденсатор С1 набран из 4 конденсаторов по 15000 мкФ с рабочим напряжением не менее 80В. Так как при замыкании и размыкании сварочной цепи и при горящей дуге токи подпитки, протекающие через конденсаторы, очень велики, то соединять конденсаторы необходимо по схеме "звезда" (от одной соединительной клеммы идут 4 провода на вывод "+" каждого конденсатора, и от второй клеммы — также 4 провода на вывод "-" конденсаторов). Сечение каждого провода выбрано таким, чтобы суммарное сечение всех 4 проводов было не меньше сечения питающих силовых кабелей.

При недоборе емкости кондесатора С1, 44000 мкф (два импортных по 22000 мкф на 90 в,) при работе аппарата кондесаторы греются от увеличенных токов (заряд-розряд), при четырех импортных по 22000 мкф на 90 в, при очень длительной работе в режиме сварки немного теплые. Практика показала, что С1 лучше работает из большего количества кондесаторов меньшей емкости.

Дроссель намотан на сердечнике площадью 20...30см2, с немагнитным зазором 0,5... 1 мм. Количество витков может быть от 25 до 60...80. Чем больше витков, тем лучше, но ухудшается отвод тепла от внутренних слоев обмотки. Провод для намотки должен иметь сечение, не меньшее площади сечения провода, которым намотана вторичная обмотка трансформатора. Это касается и всех перемычек, которыми сделаны соединения силового блока.

Сварочный ток может достигать 100...180А, в зависимости от мощности сварочного трансформатора. Это надо учитывать при монтаже.
При болтовом соединении надо соблюдать правило: сварочный ток не должен протекать через болт, если, конечно, он не медный или латунный. Это в основном касается входных и выходных клемм. Один из вариантов, как можно сделать, показан на рис.4.

Корпус выпрямителя желательно изготовить из негорючего материала, но можно даже из фанеры, если позволяет объем и отступить подальше от нагревающихся радиаторов.
В корпусе обязательны вентиляционные отверстия. Ручка регулятора тока устанавливается на корпусе, и вокруг наносится шкала с делениями — для более удобной установки тока. Для удобства регулировки рабочего тока я установил контрольную лампочку накаливания 110 в минимальной мощности по степени которой я ориентировался при установке тока сварки. В качестве предохранителя в первичной цепи трансформатора используется автомат на соответствующий рабочий ток.
Вентилятор для принудительного охлаждения необходимо использовать с достаточно приличной по размерам крыльчаткой. Все это создает условия для безопасной, более надежной работы устройства.

P.S. Приношу свои извинения за низкое качество снимков. Они пересняты телефоном (Nokia N73) со старых распечаток струйника.
Нет возможности сделать новые фото с аппарата так как он продан.

 

Регулятор тока для сварочного аппарата


Приветствую, Самоделкины!
Не так давно у автора YouTube канала «AKA KASYAN» оказался вот такой трехфазный силовой трансформатор от глубинного вибратора для укладки бетона.

Минусом данного трансформатора является то, что его обмотки намотаны алюминиевым проводом. А плюс заключается в том, что напряжение вторичных обмоток составляет порядка 36В.

В общем автор решил сделать из этого трансформатора самодельный сварочный аппарат. Выходное напряжение достаточно для нормального розжига дуги.

Трансформаторные сварочные аппараты были вытеснены более компактными и имеющими меньший вес инверторными сварочными аппаратами. Но неоспоримым плюсом трансформаторных сварочных аппаратов является предельно высокая надежность и долговременная постоянная нагрузка.

Сам же сварочный аппарат состоит из 2-ух основных частей: силового трансформатора и системы регулировки тока сварки.



Если аппарат постоянного тока, то в его состав входит еще и выпрямитель.

Ниже представлена достаточно известная схема регулировки сварочного тока на основе тиристоров:

Регулировка сварочного тока может осуществляться несколькими способами, например, нагрузочным балластом или сопротивлением, переключая отводы на первичные обмотки трансформатора, ну и наконец электронный способ регулировки, выполняемый, как правило, с помощью тиристоров.

Регуляторы тока на основе тиристоров являются предельно надежными и к тому же обладают высоким КПД из-за импульсного принципа регулировки. Что еще немаловажно, при регулировке мощности выходное напряжение сварочного аппарата без нагрузки остается неизменным, а это значит, что будет уверенный розжиг дуги в любом диапазоне выходного тока.

Регуляторы мощности можно устанавливать, как на входе по первичной цепи:

Так и на выходе, после вторичной обмотки:

Проблема состоит в том, что принцип регулировки мощности с помощью регулятора данного типа основывается на обрезании начального синусоидального сигнала, то есть, на нагрузку поступают части синусоиды, и если регулятор установлен по первичной цепи, то на трансформатор пойдут импульсы неправильной формы, что приводит к образованию своеобразного звука, дополнительной вибрации и перегреву обмоток.

Но несмотря ни на что данные системы вполне успешно справляются с индуктивной нагрузкой, а если к тому же под рукой имеется хороший и достаточно надежный трансформатор, то попробовать повторить, думаю, стоит.
В данном примере система регулировки тока установлена по вторичной цепи.

Это позволяет нам управлять сварочным током непосредственно. Плюс к тому такая система помимо регулировки сварочного тока будет служить еще и выпрямителем, то есть, дополняя сварочный трансформатор таким регулятором, вы получаете сварку постоянным током с возможностью регулировки.
Теперь подробней разберем схему будущего устройства. Она состоит из регулируемого выпрямителя:

В его состав входят пара диодов и пара тиристоров:


Далее идет система управления тиристорами:

Система управления в данном примере запитана от отдельного маломощного трансформатора с напряжением вторичной обмотки от 24 до 30В с током не менее 1А.

Конечно можно было на основном силовом трансформаторе намотать обмотку с необходимыми характеристиками и использовать его для запитки системы управления.

Сама схема выполнена на небольшой печатной плате. Ее вы можете скачать ЗДЕСЬ, вместе с общим архивом проекта.


Тиристор можно использовать любой с током не менее 1А.


В данном примере автор использовал 10-амперный, но в этом нет никакого смысла, просто такой был под рукой. То же самое и с диодами, хватит и 1-амперных, но запас по току никогда не будет лишним.


Верхний регулятор позволят настраивать пределы выходного тока.

Второй регулятор служит для регулировки основного тока сварки, тут уже необходимо использовать проволочные переменные резисторы желательно на 10 и более ватт.


Изначально автор установил вот такого монстра:

Но потом он был заменен на вот такой, менее мощный:

А сейчас давайте рассмотрим силовой выпрямитель:

Диоды и тиристоры, использованные здесь, несмотря на монструозный вид и прекрасные характеристики были куплены на барахолке буквально за копейки.

Данные диоды типа В200 с током в 200А, обратное напряжение зависит и от индекса. В данном случае 1400В. А вот тиристоры более мощныеТ171-320.

Такие тиристоры рассчитаны на ток аж в 320А. Ток в ударном режиме может доходить до 10000А. Конечно данные диоды и тиристоры способны на большее, и они не сгорят даже при токах в 300-400А. А еще эти компоненты произведены еще в СССР, то есть, их характеристики никак не завышены заводом изготовителем.

К недостаткам такого регулятора можно отнести разве что большой вес и приличные размеры.
Для всех силовых соединений автор применил луженые медные клеммы. Такие без труда можно приобрести практически в любом строительном магазине, стоят они не дорого.



Провода 2 по 6 квадратов параллельно, мало конечно, но зато они медные.


Держатель для электродов автор нашел в ближайшем строительном магазине, не совсем удобный конечно, да и качество изготовления оставляет желать лучшего, но какой был.

Теперь вернемся к трансформатору. Так как силовой трансформатор у нас трехфазный, а работать ему предстоит в однофазной сети, то нам придется пере коммутировать обмотки. На каждой катушке имеется своя первичная и вторичная обмотка.

Центральную катушку автор исключил.

Две крайние катушки подключены параллельно, как по первичной, так и по вторичной обмотке для работы от однофазной сети.

Но в ходе экспериментов выяснилось, что с учетом потерь на выпрямителе, напряжения недостаточно для нормального розжига дуги, поэтому вторичные обмотки пришлось подключить последовательно для увеличения общего напряжения, ток при этом будет соответственно в 2 раза меньше, но что поделать.

При токах 75-80А данный трансформатор начинает перегреваться и вонять, а так система управления именно в таком исполнении спокойно может быть использована для токов в 200 и даже больше ампер.

Спалив 3 электрода, автор понял, что трансформатор сильно перегрелся, все-таки он не предназначен для таких задач, но мы в данном случае проверяли систему регулировки тока, а она работает неплохо.
На этом все. Благодарю за внимание. До новых встреч!

Видеоролик автора:


Источник (Source) Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Тиристорный регулятор напряжения своими руками: конструктивные особенности

Содержание статьи:

Из-за использования в повседневной жизни большого количества электрических приборов (микроволновок, электрочайников, компьютеров и т.д.) нередко возникает необходимость регулировки их мощностей. Для этого применяют регулятор напряжения на тиристоре. Оно имеет простую конструкцию, поэтому собрать его самостоятельно несложно.

Нюансы в конструкции

Регулятор напряжения на тиристоре

Тиристор – это управляемый полупроводник. При необходимости он может очень быстро провести ток в нужном направлении. От привычных диодов устройство отличается тем, что имеет возможность контролировать момент подачи напряжения.

Регулятор состоит из трех компонентов:

  • катод – проводник, подключаемый к отрицательному полюсу источника питания;
  • анод – элемент, присоединяемый к положительному полюсу;
  • управляемый электрод (модулятор), который полностью охватывает катод.

Регулятор функционирует при соблюдении нескольких условий:

  • тиристор должен попадать в схему под общее напряжение;
  • модулятор должен получать кратковременный импульс, позволяющий устройству контролировать мощность электроприбора. В отличие от транзистора регулятору не требуется удержание этого сигнала.

Тиристор не применяется в схемах с постоянным током, поскольку он закрывается, если нет напряжения в цепи. В то же время в приборах с переменным током регистр необходим. Это связано с тем, что в подобных схемах имеется возможность полностью закрыть полупроводниковый элемент. С этим справится любая полуволна, если возникнет такая потребность.


Тиристор обладает двумя устойчивыми положениями («открыто» или «закрыто»), которые переключаются при помощи напряжения. При появлении нагрузки он включается, при пропадании электрического тока выключается. Собирать подобные регуляторы учат начинающих радиолюбителей. Заводские паяльники, имеющие регулировку температуры жала, стоят дорого. Гораздо дешевле купить простой паяльник и самому собрать для него регистр напряжения.

Существует несколько схем монтажа устройства. Самый несложный – это навесной тип. При его сборке не используют печатную плату. Не потребуется также специальные навыки при монтаже. Сам процесс занимает мало времени. Поняв принцип работы регистра, будет просто разобраться в схемах и рассчитать оптимальную мощность для идеальной работы оборудования, где тиристор установлен.

Область применения и цели использования

Применение тиристорного регулятора мощности

Используют тиристор во многих электроинструментах: строительных, столярных бытовых и прочих. Он играет в схемах роль ключа при коммутации токов, при этом работая от малых импульсов. Выключается только при нулевом уровне напряжении в цепи. К примеру, тиристор контролирует скорость работы ножей в блендере, регулирует быстроту нагнетания воздуха в фене, координирует мощность нагревательных элементов в приборах, а также выполняет другие не менее важные функции.

В схемах с высокоиндуктивной нагрузкой, где ток отстает от напряжения, тиристоры могут не закрываться полностью, что приведет к поломке оборудования. В строительных приборах (дрелях, шлифовальных машинах, болгарках и т.д.) тиристор переключается при нажатии кнопки, которая находится в общем с ним блоке. При этом происходят изменения в работе двигателя.

Тиристорный регулятор отлично работает в коллекторном двигателе, где есть щёточный узел. В асинхронных движках устройство менять обороты не сможет.

Принцип действия

Специфика работы прибора заключается в том, что напряжение в нем регулируется мощностью, в также электроперебоями в сети. Регулятор тока на тиристоре при этом пропускает его только в одном конкретном направлении. Если устройство не отключить, оно так и будет продолжать работать, пока его не выключат после определенных действий.

Изготавливая тиристорный регулятор напряжения своими руками, в конструкции следует предусмотреть достаточно свободного места для установки управляющей кнопки или рычага. При сборке по классической схеме имеет смысл использовать в конструкции специальный выключатель, который при изменении уровня напряжения светит разными цветами. Это обезопасит человека от возникновения неприятных ситуаций, поражений током.

Способы закрывания тиристора

Выключение тиристора путем изменения полярности напряжения между катодом и анодом

Подача импульса на управляющий электрод неспособна прекратить его работу или закрыть. Модулятор только включает тиристор. Прекращение действия последнего происходит только после того, как на ступени катод-анод прерывается подача тока.

Регулятор напряжения на тиристоре ку202н закрывается следующими способами:

  • Отключить схему от блока питания (батарейки). Устройство при этом не заработает до тех пор, пока не будет нажата специальная кнопка.
  • Размокнуть соединение анод-катод с помощью проволоки или пинцета. Через эти элементы идет все напряжение, поступая в тиристор. Если перемычку разомкнуть, уровень тока окажется нулевым и устройство выключится.
  • Уменьшить напряжение до минимального.

Простой регулятор напряжения

Схема регулятора мощности для паяльника

Даже самая простая радиодеталь состоит из генератора, выпрямителя, аккумулятора, а также переключателя напряжения. Такие устройства обычно не содержат стабилизаторов. Сам же тиристорный регулятор тока состоит из таких элементов:

  • диод – 4 шт.;
  • транзистор – 1 шт;
  • конденсатор – 2 шт.;
  • резистор – 2 шт.

Чтобы избежать перегрева транзистора, к нему устанавливают систему охлаждения. Желательно, чтобы последняя имела большой запас мощности, которая позволит заряжать в дальнейшем аккумуляторы с невысокой емкостью.

Способы регулирования фазового напряжения в сети

Изменяют переменное электрическое напряжение при помощи таких электрических приборов, как: тиратрон, тиристор и прочие. При изменении угла этих структур на нагрузку подаются неполными полуволнами, а в результате регулируется действующее напряжение. Искажение вызывает возрастание тока и падение напряжения. Последнее меняет форму из синусоидальной в несинусоидальную.

Схемы на тиристорах

Система включится после того, как на конденсаторе соберется достаточно напряжения. При этом момент открытия контролируется при помощи резистора. На схеме он обозначен как R2. Чем медленнее заряжается конденсатор, тем больше сопротивления у этого элемента. Регулируется электроток через управляющий электрод.

Эта схема дает возможность контролировать полную мощность в устройстве, так как регулируются два полупериода. Это возможно благодаря установке в диодном мосте тиристора, который воздействует на одну из полуволн.

Регулятор напряжения, схема которого представлена выше, имеет упрощенную конструкцию. Контролируется здесь одна полуволна, в то время как другая без изменений проходит через VD1. Работает по аналогичному сценарию.

При работе с тиристором импульс на управляющий электрод следует подавать в определенный момент, чтобы срез фаз достиг требуемой величины. Нужно определять переход полуволны в нулевой уровень, иначе регулировка не будет эффективной.

Электронная регулировка напряжения. Тиристорный регулятор мощности. Область использования тиристорных устройств

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. 100 Hz при питании от сети 50 Hz . Схемауправления 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,

Регулятор мощности тиристорный, схемы регуляторов напряжения на тиристорах

В статье стоит раскрыть тему того, как совершает работу тиристорный регулятор напряжения, схему которого можно более подробно осмотреть в интернете.

В повседневной жизни в большинстве случаев может развиться особая необходимость в регулировании общей мощности бытовых приборов, к примеру, электроплит, паяльника, кипятильника, а также ТЭНов, на транспорте — оборотов двигателя и прочего. В этом случае на помощь нам придёт простая и радиолюбительская конструкция — это особый регулятор мощности на тиристоре.

Создать такое устройство не составит особого труда, оно может стать тем первым самодельным прибором, который будет выполнять функцию регулировки температуры жала в паяльнике у любого начинающего радиолюбителя. Нужно отметить и тот факт, что готовые паяльники на станции с общим контролем температуры и остальными особенными функциями стоят намного больше, чем самые простые модели паяльников. Минимальное число деталей в конструкции поможет собрать несложный тиристорный регулятор мощности с навесным монтажом.

Следует отметить, что навесной тип монтажа — это вариант осуществления сборки радиоэлектронных компонентов без использования при этом специальной печатной платы, а при качественном навыке он помогает быстро собрать электронные устройства со средней сложностью производства.

Также вы можете заказать электронный тип конструктора тиристорного типа регулятора, а тот, кто хочет полностью разобраться во всём самостоятельно, должен изучить некоторые схемы и принцип функционирования прибора.

Между прочим, такое устройство является регулятором общей мощности. Такое устройство может быть применимо для управления общей мощностью либо управлением числа оборотов. Но для начала нужно полностью разобраться в общем принципе функционирования такого устройства, ведь это поможет понять, на какую нагрузку стоит рассчитывать при использовании такого регулятора.

Как совершает свою работу тиристор?

Тиристор — это управляемый полупроводниковый прибор, который способен быстро провести ток в одну сторону. Слово управляемый обозначает тиристор не просто так, так как с его помощью, в отличие от диода, который также проводит общий ток лишь к одному полюсу, можно выбирать отдельный момент, когда тиристор начнёт процесс проведения тока.

Тиристор обладает сразу тремя выводами тока:

  1. Катод.
  2. Анод.
  3. Управляемый электрод.

Чтобы осуществить течение тока через такой тиристор, стоит выполнить следующие условия: деталь обязана в обязательном порядке расположена на самой цепи, которая будет находиться под общим напряжением, на управляющую часть электрода должен быть подан нужный кратковременный импульс. В отличие от транзистора, управление таким тиристор не будет требовать от пользователя удержания управляющего сигнала.

Но в этом все трудности использования такого прибора заканчиваться не будут: тиристор можно легко закрыть, если прервать поступление в него тока по цепи, либо создав обратное напряжение анод — катод. Это будет значить то, что применение тиристора в цепях постоянного тока считается довольно специфичным и в большинстве случаев полностью неблагоразумно, а в цепях переменного, к примеру, в таком устройстве как тиристорный регулятор, схема создана таким методом, чтобы было полностью обеспечено условие для закрытия прибора. Любая данная полуволна будет полностью закрывать соответствующий отдел тиристора.

Вам, скорее всего, сложно понять схему его строения. Но, не нужно расстраиваться — ниже будет более подробно описан процесс функционирования такого устройства.

Область использования тиристорных устройств

В каких целях можно использовать такое устройство, как регулятор мощности тиристор. Такой прибор позволяет более эффективно регулировать мощность нагревательных приборов, то есть осуществлять нагрузку на активные места. Во время работы с высокоиндуктивной нагрузкой тиристоры способны просто не закрыться, что может приводить к выходу такого оборудования из нормальной работы.

Можно ли самостоятельно осуществить регулирование оборотов в двигателе прибора?

Многие из пользователей, которые видели или даже на практике применяли дрели, углошлифовальные машины, которые по-другому называются болгарками, и другими электроинструментами. Они могли легко увидеть, что число оборотов в таких изделиях зависит, главным образом, от общей глубины нажатия на кнопку-курок в устройстве. Такой элемент как раз и будет находиться в тиристорном регуляторе мощности (общая схема такого прибора указана в интернете), при помощи которого и происходит изменение общего числа оборотов.

Стоит обратить своё внимание на то, что регулятор не может самостоятельно менять свои обороты в асинхронных двигателях. Таким образом, напряжение будет полноценно регулироваться на коллекторном двигателе, который оборудован специальным щелочным узлом.

Как работает такое устройство?

Описанные ниже характеристики будет соответствовать большинству схем.

  1. Тиристорный регулятор общей мощности, принцип и особенности работы которого будут основаны на фазовости управления величиной напряжения, изменяет и общую мощность в приборах. Данная особенности заключена в том, что в нормальных производственных условиях на нагрузку могут воздействовать примерные показатели напряжения бытовой сети, которая будет меняться в соответствии с синусоидальным законом. Выше, при описании принципа функционирования работы тиристора было сказано о том, что любой тиристор включает в себя функционирование лишь в одном направлении, то есть осуществляет управление своей полуволной от синусоидов. Что же это может означать?
  2. Если при помощи такого прибора, как тиристор со временем подключать нагрузку в строго определённое время, то показатель действующего напряжения будет довольно низким, так как половина от напряжения (действующее значение, которое и воспроизводит нагрузку) будет намного меньше, чем световое. Такое явление можно рассмотреть на графиках движения.

При этом происходит определённая область, которая будет находиться под особым напряжением. Когда воздействие положительной полуволны окончится и начнётся новый период движения с отрицательно полуволной, то один из таких тиристоров начнёт закрываться, и в это же время откроется новый тиристор.

Вместо слов положительная и отрицательная волна стоит использовать первая и вторая (полуволна).

В то время как на схему начинает своё воздействие первая полуволна, происходит особая зарядка ёмкости С1, а также С2. Скорость их полной зарядки будет ограничена потенциометром R 5. Такой элемент будет полностью переменным, и при его помощи будет задаваться выходное напряжение. В тот момент, когда на поверхности конденсатора С1 появится нужное для открытия диристора VS 3 напряжения, весь динистор откроется, а через него начнёт проходить ток, при помощи которого откроется тиристор VS 1.

Во время пробоя динистра и образуется точка на общем графике. После того как значение напряжение перейдёт нулевую отметку, и схема будет находиться под воздействием второй полуволны, тиристор VS 1, закроется, а процесс будет повторяться, только уже для второго динистра, тиристора, а также конденсатора. Резисторы R 3 и R 3 нужны для ограничения общего тока управления, а R 1 и R 2 — для процесса термостабилизации всей схемы.

Принцип действия второй схемы будет точно такой же, но в ней будет происходить управление лишь одной из полуволн переменного тока. После того, как пользователь будет понимать принцип работы устройства и его общую схему строение, он сможет понять как собрать или же в случае необходимости починить тиристорный регулятор мощности самостоятельно.

Тиристорный регулятор напряжения своими руками

Нельзя сказать о том, что данная схема не обеспечит гальваническую развязку от источника питания, поэтому есть определённая опасность поражения электрическими разрядами тока. Это будет означать то, что не нужно касаться руками элементов регулятора.

Следует спроектировать конструкцию вашего прибора таким образом, чтобы по возможности вы смогли спрятать её в регулируемом устройстве, а также найти более свободное место внутри корпуса. Если регулируемое устройство будет расположено на стационарном уровне, то имеет определённой смысл осуществить его подключение через выключатель с особым регулятором уровня яркости света. Такое решение сможет частично обезопасить человека от поражения током, а также избавит его от необходимости поиска подходящего корпуса у прибора, обладает привлекательным внешним строением, а также создано с использованием промышленных технологий.

Способы регулирования фазового напряжения в сети

  1. Есть сразу несколько способов осуществления регуляции переменного напряжения в тиристорах: можно совершать пропуск или же запрещать выход на регуляторе целых четыре полупериода (либо периода) переменного напряжения. Можно включать не в начале совершения полупериода сетевого напряжения, а с совершением некоторой задержки. В течение данного времени напряжение на выходе из регулятора будет равняется отметки нуль, а общая мощность не будет передаваться на выход устройства. Вторую часть полупериода тиристор начнёт проводить ток и на выходе регулятора будет возникать особое входное напряжение.
  2. Время задержки в большинстве случаев именуют углом открывания тиристора, так как во время нулевого значения угла почти всё напряжение от входа будет переходить к выходу, только падение на открытой области тиристора начнёт теряться. Во время увеличения общего тиристорного угла регулятор напряжения будет значительно снижать выходной параметр напряжения.
  3. Регулировочная характеристика у такого прибора во время своей работы, во время активной нагрузки осуществляется особо интенсивно. При угле равному 90 градусов (электрических) на выходе из разъёма будет половина входного напряжения, а при общем угле в 180 электрических градусов на выходе будет показатель нуль.

На основе принципов и особенностей фазового регулирования напряжения можно построить определённые схемы регулирования, стабилизации, а в отдельных случаях с плавного пуска. Для осуществления более плавного пуска напряжение стоит со временем повышать от нуля до максимального показателя. Таким образом, во время открывания тиристора максимальный показатель значения должен изменяться до отметки нуль.

Схемы на тиристорах

Регулировать общую мощность паяльника можно довольно просто, если использовать для этого аналоговые или же цифровые паяльные станции. Последние довольно дорогие совершать использование, и собрать их, не имея особого опыта, довольно сложно. В то время как аналоговые приборы (считаются по своей сути регуляторами общей мощности) не составит труда создать самостоятельно.

Довольно простая схема прибора, которая поможет регулировать показатель мощности на паяльнике.

  1. VD — КД209 (либо близкие по его общим характеристикам).
  2. R 1 — сопротивление с особым номиналом в 15 кОм.
  3. R 2 — это резистор, который обладает особым показателем переменного тока около 30 кОм.
  4. Rn — это общая нагрузка (в этом случае вместо неё будет использован особый маятник).

Такое устройство для регуляции может контролировать не только положительный полупериод, по этой причине мощность паяльника будет в несколько раз меньше номинальной. Управляется такой тиристор с помощью специальной цепи, которая несёт в себе два сопротивления, а также ёмкость. Время зарядки конденсата (оно будет регулироваться особым сопротивлением R2) влияет на длительность открытия такого тиристора.

Виды промышленных тиристорных преобразователей (инверторов)

Большинство электрических машин рассчитано на работу при стабильном значении напряжения и частоты питающей сети. Для управления параметрами двигателя (мощность на валу, частота вращения) необходимо изменение номиналов напряжения питания. В преобразователях напряжения и частоты используются транзисторы и тиристоры. Последние традиционно применяются для устройств высокой мощности, хотя появление достаточно мощных IGBT транзисторов позволяет постепенно избавляться от тиристорных схем из-за присущих им недостатков.

Мощный тиристор

Принципы регулировки различаются для питающего напряжения постоянного тока или переменного.

Важно! В промышленности под аббревиатурой ТПЧ подразумеваются преобразователи для систем индукционного нагрева металлов. Для электроприводов используется термин – частотно-регулируемый привод или частотный преобразователь для электропривода.

Виды преобразовательных агрегатов

Преобразование может выполняться различными схемами, в которых отличается принцип работы. Различают несколько типичных вариантов использования тиристоров:

  • Управляемые выпрямители;
  • Инверторные преобразователи.

Управляемый выпрямитель характеризуется тем, что вместо части или всех диодов установлены тиристоры, коммутируя которые в определенные моменты времени можно управлять величиной среднего напряжения на нагрузке.

Управляемый выпрямитель

Преобразователь напряжения на тиристорах, включенный по схеме управляемого выпрямителя, в силу особенностей работы, можно использовать только в цепях переменного тока для питания нагрузки постоянным напряжением.

Инверторные преобразователи формируют напряжение, по форме близкое к синусоидальному, из постоянного. При этом может быть получено различное количество фаз, имеется возможность регулировки амплитуды и частоты напряжения.

Частотный преобразователь

Асинхронный двигатель для осуществления возможности управления мощностью и частотой вращения может включаться только через инверторный преобразователь (частотник).

Схема 3-фазного частотника

Тиристорные трехфазные преобразователи частоты используются для управления мощной нагрузкой и находят применение там, где нет возможности включения оборудования на IGBT транзисторах.

Различают два класса устройств по принципу коммутации управляющих элементов:

  • С одноступенчатой коммутацией;
  • Двухступенчатые.

Одноступенчатые устройства отличаются простой схемотехникой, но не обладают возможностью регулировки выходного напряжения, поскольку управление производится всеми тиристорами одновременно. Регулирование напряжения идет путем установки в цепи постоянного питающего напряжения через установку регулируемого выпрямителя.

В свою очередь, двухступенчатые преобразователи делятся на схемы:

  • С групповой коммутацией;
  • С пофазной коммутацией;
  • С индивидуальным управлением.

Данные устройства сложнее не только схемой управления, но и силовой частью, поскольку в них присутствует две группы тиристоров: анодные и катодные.

Групповая коммутация

Управляющие сигналы поступают раздельно на анодную или катодную группу.

Пофазная коммутация

Управление осуществляется раздельно по каждой фазе преобразования путем отключения анодного или катодного тиристора.

Индивидуальная коммутация

Здесь управление производится каждым тиристором преобразователя раздельно. За счет индивидуального управления можно реализовывать большое число алгоритмов преобразования, снижать до минимума искажения формы сигнала и уровень электромагнитных помех.

Особенности тиристорного управления

Тиристоры в качестве коммутирующих элементов характеризуются тем, что могут использоваться исключительно в качестве ключей. Каталог номенклатуры тиристоров отличается тем, что большинство элементов в нем не требует постоянной подачи управляющего сигнала. Здесь используется свойство тиристоров сохранять открытое состояние после снятия управления. Запирание происходит только тогда, когда ток через элемент снижается ниже определенного уровня, или происходит смена полярности напряжения на аноде и катоде.

Не дожидаться смены полярности или уменьшения тока можно, применяя специальные запираемые тиристоры, которые запираются путем подачи сигнала на управляющий электрод.

Любой тиристорный преобразователь отличается высоким уровнем искажения формы напряжения. Также в момент переключения возникают импульсы электромагнитных помех, для уменьшения уровня которых требуется использование дополнительных схемных решений (коммутация в момент перехода напряжения через нуль, установка помехоподавляющих фильтров).

Искажение формы сигнала

Схемные решения преобразователей на основе тиристоров

Особенностью схем на тиристорах является то, что они рассчитаны на работу с определенным характером нагрузки.

Последовательный и параллельный инверторы тока

Данный тип преобразователей имеет дополнительный конденсатор, включенный последовательно или параллельно нагрузке. Назначение конденсатора – обеспечение надежного запирания тиристоров, не участвующих в прохождении тока по силовой цепи. Для стабилизации тока через нагрузку вход инвертора тока содержит индуктивность, которая в идеальном случае должна стремиться к бесконечности.

Комбинированные схемы

Комбинированная последовательно-параллельная схема содержит два конденсатора и позволяет улучшить нагрузочные характеристики устройства. В частности, такая схема отличается большей устойчивостью при работе с малой нагрузкой.

Последовательная, параллельная и комбинированная схемы

Преобразователь напряжения Мак-Мюррея

Схема Мак-Мюррея включает в себя контур LC. Данный контур образуется из соединения конденсатора и катушки индуктивности через открытый в данный момент тиристор, закрывая противоположный.

Схема Мак-Муррея

Данное решение позволяет питать индуктивную нагрузку, например, устройства, в которых производится индукционный нагрев или сварка металлических конструкций.

Последовательный резонансный инвертор

В подобной схеме емкость конденсатора и индуктивность подобраны таким образом, чтобы на частоте преобразования LC контур находился в резонансе. Таким образом, управление тиристорами будет происходить на резонансной частоте.

Преобразование может вестись на более высокой частоте, что улучшает характеристики схемы из-за лучших условий переключения ключевых элементов.

Схема модели индукционного комплекса на тиристорах

Устройства индукционного нагрева наиболее часто используют схему Мак-Мюррея или резонансный преобразователь, поскольку нагрузка носит явно выраженный индуктивный характер. Индукционные нагревательные приборы потребляют значительный ток, поэтому в мощных печах используются именно тиристоры, несмотря на более лучшие по параметрам транзисторы.

Поскольку для питания объектов промышленных предприятий используется трехфазный переменный ток, конструкция обязательно содержит выпрямитель, который на выходе образует постоянный ток.

Использование тиристоров в качестве ключевых элементов инвертора позволяет создавать простые и надежные схемы, основной недостаток которых заключается в достаточно сильных искажениях формы напряжения и высоком уровне электромагнитных помех.

Видео

SCR в цепях переменного тока

  • Изучив этот раздел, вы сможете:
  • Описать методы управления мощностью переменного тока с помощью тиристоров
  • • Полуволновое и полное управление
  • • Базовое резистивное управление.
  • • Фазовое управление.
  • • Контроль уровня.
  • • Импульсный запуск.
  • • Синхронное переключение или переключение через ноль.
  • Общие сведения о работе схемы для различных методов запуска SCR.
  • Описать методы безопасной изоляции устройств среднего и высокого напряжения.

Базовый резистивный контроль

Тиристоры обычно используются в схемах управления мощностью переменного тока, таких как диммеры освещения, регуляторы скорости электродвигателей переменного тока, нагреватели и т. Д., Где сетевое (линейное) напряжение используется для нагрузок в много ватт или часто киловатт.Целью управления переменным током является запуск SCR на части в течение каждого цикла переменного тока, чтобы ток нагрузки через SCR отключался на часть цикла переменного тока, таким образом ограничивая средний ток, протекающий через SCR, и, следовательно, среднюю передаваемую мощность к нагрузке.

Рис. 6.2.1 Базовая схема резистивного управления

Самый простой способ достижения этого показан на рис. 6.2.1, где тиристор включается подачей синусоидальной волны низкого напряжения (полученной от входа переменного тока простой цепью резисторов, содержащей переменный потенциометр) на вывод затвора SCR.Обратите внимание, что поскольку входная волна затвора получается из переменного тока, протекающего через тиристор, она будет состоять только из выпрямленных полуволновых импульсов. Эффект этой входной волны заключается в том, что SCR будет включаться только тогда, когда форма волны затвора достигает потенциала срабатывания SCR, что происходит на половине каждого положительного полупериода волны переменного тока. После включения тиристора он продолжает проводить до тех пор, пока волна переменного тока не упадет до уровня чуть выше нуля вольт, когда ток, протекающий между анодом и катодом, упадет до значения, меньшего, чем пороговое значение `` тока удержания '' (показано в тиристорном модуле 6.0 рис. 6.0.3). Затем тиристор остается в непроводящем состоянии в течение отрицательного полупериода волны переменного тока, поскольку теперь он смещен в обратном направлении (в режиме обратной блокировки) в течение оставшейся части цикла переменного тока. Когда начинается следующий положительный полупериод, тиристор остается в непроводящем состоянии до тех пор, пока сигнал запуска на выводе затвора снова не достигнет своего пускового потенциала.

Рис. 6.2.2 Активное срабатывание SCR

Время или фазовый угол, при котором будет запускаться SCR, можно изменить, изменяя амплитуду сигнала затвора.Как видно из анимации на рис. 6.2.2. чем меньше амплитуда стробирующего сигнала, тем позже включается тиристор. Таким образом, изменение амплитуды сигнала триггера контролирует время включения SCR. Однако обратите внимание, что, поскольку тиристор в основном представляет собой выпрямительный диод, он проводит только половину цикла переменного тока, поэтому один тиристор может выдавать только 50% доступной мощности переменного тока. Кроме того, при использовании этой очень простой формы управления током, протекающим через SCR, можно управлять только в течение половины положительного полупериода, то есть четверти полного цикла переменного тока.Видно, что как только время включения достигает пика амплитуды волны переменного тока, его нельзя регулировать дальше, так как пиковая амплитуда сигнала запуска больше не будет достигать потенциала срабатывания затвора SCR и поэтому не будет запускать SCR после эта точка.

Рис. 6.2.3 Управление переменным током с помощью резисторов

Рис. 6.2.3 Видео недоступно в формате для печати

Из анимации и видео на рис. 6.2.3 также видно, что при использовании простого резистивного метода управление не очень линейное; Первоначально ток через SCR изменяется только на относительно небольшую величину, но есть более быстрое изменение непосредственно перед прекращением проводимости.Внимательно посмотрите на вставку с изображением лампы на видео; он начинает заметно тускнеть только тогда, когда время переключения приближается к пиковому значению волны переменного тока.

Рис. 6.2.4 Методы управления полноволновой системой SCR

Полноволновое управление SCR

Базовая операция SCR, описанная выше, может быть значительно улучшена с помощью некоторых простых модификаций. Возможно, самым большим недостатком простого резистивного управления является то, что диапазон регулировки может покрывать только 25% всей волны переменного тока.Это происходит из-за того, что диод SCR проводит только во время положительной половины волны переменного тока. Чтобы обеспечить проводимость во время отрицательной идущей половины волны переменного тока, переменный ток можно выпрямить с помощью двухполупериодного выпрямителя, как показано на рис. 6.2.4 (a). Поскольку обе половины волны переменного тока теперь будут положительными, диапазон регулировки теперь увеличен почти до 50%. Альтернативой является использование второго SCR, соединенного встречно-параллельно, как показано на рис. 6.2.4 (b), чтобы один SCR работал в течение положительных полупериодов, а другой SCR - во время отрицательных полупериодов.Однако такое параллельное расположение тиристоров также можно получить, просто используя один симистор вместо двух тиристоров.

Рис. 6.2.5 Демонстрационная схема управления фазой SCR

Управление фазой SCR

Для достижения практически 100% -ного контроля волны переменного тока при регулировании фазы просто заменяется один из резисторов в резистивной цепи управления на конденсатор. Теперь это преобразует цепь резисторов в переменный фильтр нижних частот, который будет сдвигать фазу волны переменного тока, подаваемой на затвор.Подробности о том, как работает фильтр нижних частот, можно найти здесь, но в основном значения C и R выбраны таким образом, чтобы регулировка R1 обеспечивала сдвиг фазы от 0 ° до почти 90 °. Чтобы быть эффективным, изменение R1 должно приводить к значительным изменениям в поведении устройства нагрузки (в данном случае лампы на 12 В, 100 мА). Однако, помимо сдвига фазы сигнала затвора, RC-фильтр также будет изменять амплитуду формы сигнала затвора, поэтому амплитуда сигнала затвора также должна поддерживаться выше пускового потенциала выбранного типа SCR для переключения иметь место.Из этих условий видно, что расчет подходящих значений для R и C для обеспечения надлежащего управления зависит как от фазы, так и от амплитуды, поэтому может быть довольно сложным. Поэтому, скорее всего, также потребуются некоторые практические эксперименты со значениями R и C.

Рис. 6.2.6 Управление фазой SCR

Рис. 6.2.6 Видео недоступно в формате для печати

Видео на рис. 6.2.6 показывает рабочую схему с использованием значений компонентов, показанных на рис.6.2.5. Наблюдая за яркостью лампы вместе с изменяющейся формой сигнала, показанной на вставленном изображении, можно увидеть, что использование фазового управления действительно дает значительно лучший контроль почти над всеми 180 ° каждого полупериода по сравнению с простым резистивным управлением.

Контроль уровня SCR

Рис. 6.2.7 Контроль уровня SCR

Другой способ включения SCR в соответствующей части цикла переменного тока - подать напряжение постоянного тока на затвор в течение времени, которое требуется для проведения SCR.Следовательно, постоянный ток, приложенный к затвору, будет импульсом переменной ширины, имеющим уровень напряжения, достаточный для того, чтобы заставить тиристор проводить. Эти импульсы должны быть синхронизированы с выпрямленной волной переменного тока, чтобы они всегда начинались и заканчивались в правильное время относительно формы волны переменного тока.

Анимация на рис. 6.2.7 иллюстрирует основной метод запуска SCR с использованием управления уровнем. SCR запускается (включается) в течение каждого полупериода выпрямленного переменного тока напряжением V g , приложенным к затвору SCR.SCR отключается в конце каждого полупериода, когда напряжение на SCR падает почти до нуля, что также совпадает с концом запускающего импульса V g . Импульсы постоянного тока могут быть сгенерированы в цифровом виде, с использованием выхода компьютера или дискретной компонентной схемы, такой как показанная ниже на рис. 6.2.8, в которой используется моностабильный таймер 555. Эта схема предлагает простой и недорогой метод демонстрации работы тринистора с использованием только низких напряжений. Используются два блока питания, заштрихованная область на рис.6.2.8 - это демонстрационный источник питания переменного тока, описанный в модуле SCR 6.0, который изолирует демонстрационную схему от сети (линии). На секцию управления цепи должно подаваться постоянное напряжение от 5 В до 12 В. Это может быть либо отдельный источник питания постоянного тока (например, «настенная бородавка»), либо специальный регулируемый источник питания IC, либо батарея. Секция управления схемы (черная) также изолирована от секции переменного тока (красная) двумя оптопарами, IC1 и IC3. Поскольку эта цепь уже изолирована от сетевого напряжения с помощью T1, казалось бы, нет необходимости использовать второй метод изоляции в IC1, однако основная функция IC1 в данном случае не изоляция, а действие как детектор перехода через нуль.

Рис. 6.2.8 Цепь запуска уровня SCR

Рис. 6.2.9 Формы сигналов запуска уровня SCR

Демонстрационная схема запуска уровня

Схема на рис. 6.2.8 включает тиристор в момент времени, выбранный настройкой VR1, в течение каждого положительного полупериода переменного тока от низковольтного источника питания (форма сигнала A). SCR снова отключается, когда выпрямленное переменное напряжение падает почти до нуля в конце каждого полупериода. Схема управления основана на микросхеме таймера 555, работающей в моностабильном режиме, и двух оптопарах 4N25.

Помимо изоляции цепи 555 от входящего переменного тока, IC1 (4N25) выдает синхронизирующий импульс (форма сигнала B на рис. 6.2.9). Это достигается за счет смещения IC1 в режиме общего коллектора, так что его выходной транзистор проводит большую часть входного двухполупериодного переменного тока, создавая высокое (5 В) напряжение на выводе 4, но выключается, когда волна переменного тока приближается к 0 В, создавая выход 0 В. на выводе 4 микросхемы IC1. Эти импульсы используются для запуска моностабильного модуля 555 (IC2) в начале каждого полупериода.

Каждый раз, когда срабатывает IC2, его выход на выводе 3 становится высоким в течение времени, установленного постоянной времени, создаваемой переменным резистором VR1 и конденсатором синхронизации C1.Обратите внимание, что VR1 также подключен параллельно резистору R4 на 27 кОм. Целью этого является достижение более точной постоянной времени, чем это возможно при использовании только предпочтительных значений VR1 и C1. Также можно было бы установить предварительно установленный резистор вместо R4 для получения точной длительности запускающего импульса высокого уровня, создаваемого IC2.

Рис. 6.2.10 Запуск уровня SCR

Рис. 6.2.10 Видео недоступно в формате для печати

Обратите внимание, что запускающий импульс, создаваемый IC2 (форма сигнала C на рис.6.2.9) переходит в высокий уровень сразу после получения синхронизирующего импульса, который включит SCR в начале полупериода. Кроме того, когда импульс запуска возвращается на низкий уровень, это не отключит SCR, он будет продолжать работать до конца полупериода; это не то, что нужно. Однако форма сигнала C инвертируется под действием оптрона IC3, поскольку его выходной транзистор подключен в режиме общего эмиттера. Следовательно, SCR срабатывает во время последнего периода полупериода выпрямленного переменного тока (форма сигнала D на рис.6.2.9). Обратите внимание на то, что форма волны D не похожа на инверсию формы волны C, потому что, как только SCR запускается, вход затвора (вместе с анодом и катодом) следует форме выпрямленной волны переменного тока с момента запуска до момента его запуска. достигает 0 В.

Обратите внимание, что схема запуска по уровню, описанная здесь и показанная в действии на видео на рис. 6.2.10, не предназначена конкретно для представления практической схемы для управления высоким напряжением, а как демонстрационный образец, позволяющий изучить управление SCR. .Таким образом, этот модуль дает возможность более глубоко изучить режимы запуска SCR, используя низковольтный источник питания переменного тока, описанный в модуле SCR 6.0, и создавая схемы запуска на макетной плате. Однако на практике есть некоторые недостатки срабатывания по уровню, которые можно преодолеть с помощью импульсного запуска.

Импульсный запуск SCR

Использование запуска по уровню, как описано выше, имеет недостаток, заключающийся в создании тока затвора в течение всего периода включения SCR.Это создает ненужный ток затвора и в приложениях с высокой мощностью может увеличить тепло, выделяемое на переходе 2 SCR, что, в свою очередь, может снизить долговременную надежность.

Модификация схемы, показанной на рис. 6.2.8, проиллюстрирована на рис. 6.2.11. Эта схема генерирует одиночный узкий импульс (длительностью около 4 мкс) для запуска SCR при выбранном угле включения, затем SCR продолжает проводить до тех пор, пока прямой ток не упадет до значения, меньшего, чем значение тока удержания около 0 В, что значительно снижает средний затвор текущий.

Рис. 6.2.11 Цепь запуска импульса SCR

Как работает схема запуска импульса

Часть рис. 6.2.11, показанная бледно-серым цветом, работает так же, как уже было описано для рис. 6.2.8; выходной сигнал IC2 (моностабильный) состоит из положительных импульсов переменной ширины (форма сигнала A, показанная на рис. 6.2.12), где задний фронт каждого импульса определяет угол включения SCR. (Обратите внимание, что в схеме запуска уровня этот сигнал инвертируется перед подачей на затвор, так что задний фронт становится нарастающим фронтом для запуска SCR).На рис. 6.2.11 перед тем, как выходной сигнал IC2 будет инвертирован, он дифференцируется C3 и R5 для создания серии узких 4 мкс положительных и отрицательных импульсов, соответствующих нарастающим и спадающим фронтам сигнала A. Эти узкие импульсы подаются на общий коллектор (эмиттерный повторитель) задающего транзистора Tr1 через R6. Диод D2 на эмиттере Tr1 удаляет положительные импульсы (за исключением небольшого остатка из-за потенциала прямого перехода диода).

Рис. 6.2.12 Формы сигналов запуска импульса SCR

Отрицательные импульсы (форма волны B) на эмиттере Tr1 инвертируются импульсным трансформатором 1: 1 T2 путем соединения вторичной обмотки T2 в противофазе с первичной обмоткой T2 (обратите внимание на точки индикатора фазы рядом с первичной и вторичной обмотками), таким образом создавая положительные триггерные импульсы для SCR.Т2 также действует как изолятор между цепью управления постоянного тока низкого напряжения и тиристором переменного тока высокого напряжения. На рис. 6.2.12 осциллограмма C показывает форму волны катода SCR, причем быстрый нарастающий фронт соответствует времени запуска импульса, подаваемого на затвор через токоограничивающий резистор R8; это снижает ток, подаваемый каждым импульсом запуска, примерно до 100 мкА.

Цепи запуска по уровню и импульсного запуска обеспечивают надежный запуск и настройку почти на всех 360 ° волны переменного тока 50 Гц.Для работы 60 Гц может потребоваться некоторая регулировка постоянной времени моностабильности. Уровень напряжения питания постоянного тока не является критическим, от 5 до 12 В.

Рис. 6.2.13 Кривые пересечения нуля SCR

Синхронное переключение (переход через нуль)

Однако проблема существует со всеми описанными выше методами управления. Форма выходного сигнала переменного тока, когда SCR включается в течение каждого положительного полупериода волны переменного тока, имеет очень быстрое время нарастания, поскольку ток через SCR внезапно переключается с нуля на мгновенное значение волны переменного тока.При использовании источника переменного тока 230 В это резкое изменение может составлять около 325 В (пиковое значение волны переменного тока). Форма волны также может быть острым треугольным всплеском, если SCR включается после достижения пикового значения волны. В любом случае форма волны переменного напряжения, создаваемая действием SCR, будет богата гармониками, которые могут вызвать серьезный уровень электромагнитных помех (ЭМИ), вызывающих проблемы не только для других подключенных схем; Помехи также могут излучаться на другие расположенные поблизости электронные устройства в виде радиочастотных помех (r.f.i.), поскольку создаваемые гармоники могут распространяться в радиодиапазоны. Чтобы избежать этих проблем, можно использовать альтернативные методы контроля. Один из таких методов, называемый «синхронное переключение или переключение с переходом через нуль», заключается в том, чтобы разрешить тиристорам переключаться только тогда, когда форма сигнала сети равна нулю или очень близка к нему. Затем тиристор включается на некоторое количество циклов и затем снова выключается (когда напряжение переменного тока проходит через 0 В) еще на количество циклов. Затем соотношение циклов включения и выключения можно изменить, чтобы обеспечить изменение средней мощности, подаваемой на нагрузку.Рис. 6.2.13 иллюстрирует теоретический метод достижения нулевого переключения кроссовера. Практическая демонстрационная схема показана на рис. 6.2.14, а фактические формы сигналов, полученные из схемы, показаны на рис. 6.2.15.

Сигнал

A на рис. 6.2.15 показывает форму сигнала 18Vpp, 100 Гц, приложенную к цепи перехода через нуль от двухполупериодного выпрямленного источника переменного тока и мостового выпрямителя (заштриховано серым на рис. 6.2.14).

Форма сигнала B представляет собой серию импульсов 5 В, полученных от оптрона IC1.Поскольку транзистор оптопары включен в течение большей части положительного полупериода входа переменного тока, это делает эмиттер высоким, за исключением узкого импульса, когда эмиттер падает с 5 В до 0 В каждый раз, когда вход переменного тока падает до 0 В. Таким образом, эти импульсы синхронизируются с точкой нулевого напряжения формы сигнала A.

Однако, поскольку для запуска SCR необходимы положительные импульсы запуска, импульсы в точке B инвертируются Tr1 для создания формы волны C.

Форма сигнала D является выходным сигналом автономного нестабильного генератора 555 IC2, который генерирует прямоугольные импульсы с частотой повторения импульсов около 7 Гц и переменной скважностью, регулируемой VR1.Эта форма сигнала используется для управления соотношением времени включения и выключения SCR. Поскольку SCR будет высоким (включен) в течение нескольких полупериодов 100 Гц, затем низким (выключенным) в течение нескольких полупериодов. Отношение метки к пространству прямоугольной волны, создаваемой IC2, регулируется VR1, чтобы обеспечить время включения примерно от 20% до 90% от периодического времени нестабильного выхода. Более подробно работа IC2 описана в Модуле 4.4 генераторов.

Выходы Tr1 (форма сигнала C) и IC2 (форма сигнала D) подаются на два входа логического элемента И (IC3).Выход IC3 переходит в логическую 1 только тогда, когда оба входа находятся на логической 1. Это создает серию узких положительных импульсов запуска (форма сигнала E) для запуска SCR только в начале этих полупериодов, когда форма сигнала D имеет высокий уровень. Создаваемые импульсы запуска подаются на Т2, изолирующий импульсный трансформатор 1: 1, через транзистор Tr2 драйвера эмиттерного повторителя. Вторичная обмотка T2 подает триггерные импульсы на затвор SCR через резистор ограничителя тока R11 и диод D3. Форма волны затвора (форма волны F) практически идентична форме волны выхода на катоде SCR, поскольку между затвором и катодом SCR есть только небольшая разница в напряжении.

Рис. 6.2.14 Цепь управления переходом через ноль SCR

* Примечание по безопасности: Как правило, резисторы 0,25 Вт подходят для этой конструкции, но если цепь работает в течение длительного времени без источника переменного тока, но при этом источник постоянного тока все еще включен, существует вероятность того, что R11 (47R 0,25 Вт) может перегреться. , поскольку в этих условиях он будет пропускать повышенный ток из-за сигнала E, являющегося версией нестабильного выхода с более высоким током (форма сигнала D). Чтобы избежать перегрева, R5 можно заменить версией с более высокой мощностью или, желательно, всегда отключать источники переменного и постоянного тока, когда цепь не работает!

Рис.6.2.15 Формы сигналов Рис. 6.2.14 Схема

Рис. 6.2.16 SCR Zero Crossing
Схема макетной платы

Работа цепи с нулевым переходом SCR

В этой демонстрационной схеме снова используется двухполупериодный выпрямленный источник переменного тока низкого напряжения (12 В, RMS, ), описанный ранее и выделенный серым цветом на рис. 6.2.14.

Рис. 6.2.14. использует два различных метода изоляции и демонстрирует, как можно достичь метода контроля перехода через нуль с использованием стандартных компонентов.Он не предназначен для представления какого-либо конкретного коммерчески доступного решения и не предназначен для представления наилучшего доступного метода. Целью схем управления затвором SCR, обсуждаемых в этом модуле, является предоставление полезных демонстраций широко используемых методов управления и среды низкого напряжения для соответствующих экспериментов. Они могут быть построены недорого на стандартном макете или на плате, как показано на рис. 6.2.16, в качестве полезных демонстраций или студенческих проектов. В этих проектах используются низкие напряжения, чтобы поддерживать более безопасную среду, но узнайте больше об электронике.org не заявляет и не предполагает, что любая электронная схема является полностью безопасной, выбор построения и / или использования схем и методов, описанных на этом сайте, осуществляется исключительно на ваш страх и риск.

Видео на рис. 6.2.17 показывает эффект контроля перехода через нуль при использовании для уменьшения яркости лампы. Обратите внимание на выраженное мерцание, возникающее при включении и выключении SCR на низких частотах, показывая, что это решение, устраняя одну проблему управления SCR (помехи), создает другую - низкую скорость переключения и связанное с этим мерцание.Однако, хотя это может быть проблемой для приложений освещения, это не проблема для приложений с медленно меняющимися значениями, такими как управление нагревом. Таким образом, переход через нуль может быть эффективным для контроля температуры за счет изменения средней мощности, подаваемой на нагревательный элемент. Кроме того, из-за отсутствия быстро изменяющихся скачков напряжения при управлении переходом через нуль, он больше подходит для использования с индуктивными нагрузками, чем схемы управления, которые переключаются во время цикла переменного тока.

Рис.6.2.17 SCR Zero Crossing Control

Рис. 6.2.17 Видео недоступно
в формате для печати

Комплекты

T / R, комплекты трансформаторов / выпрямителей для электростатических осадителей

Комплекты трансформаторов / выпрямителей Конструктивные спецификации

Оборудование, предоставленное изготовителем, должно иметь промышленную конструкцию для тяжелых условий эксплуатации, подходящую для использования в условиях эксплуатации электростанции.

Комплект трансформаторно-выпрямительный агрегат должен соответствовать лучшим современным практикам проектирования и строительства.Выпрямители, реакторы с воздушным сердечником и делители напряжения должны быть установлены на одном съемном модуле для минимизации повреждений при транспортировке и обеспечения быстрого обслуживания оборудования.

Комплект трансформаторного выпрямителя должен быть погружным в жидкость типа OA, подходящим для установки вне помещений, подверженным воздействию элементов в различных климатических условиях и на различных высотах (подробности см. В условиях эксплуатации). Изоляционная жидкость должна быть сертифицирована на содержание менее 2 частей на миллион ПХБ. Бак должен быть спроектирован таким образом, чтобы минимизировать объем изоляционной жидкости.

Варианты переключателей

  1. Каждый трансформатор-выпрямитель может быть оборудован внутренним выключателем заземления.
  2. Каждый трансформатор-выпрямитель может быть укомплектован внешним заземлителем. Выключатель заземления должен быть оборудован смотровым окном из поликарбоната для визуальной проверки заземления.
  3. Каждый трансформаторный выпрямитель может быть оборудован внешним выключателем заземления. Выключатель предназначен для заземления электрофильтра и изоляции выпрямителя трансформатора от нагрузки электрофильтра.Коммутатор должен быть оборудован смотровым окном из поликарбоната для визуальной проверки заземления.
  4. Каждый трансформатор-выпрямитель может быть оснащен внешним выключателем-разветвителем. Конструкция переключателя позволяет использовать трансформатор-выпрямитель с одним вводом для питания двух независимых секций шины. Коммутатор должен обеспечивать следующие режимы работы.
    Позиция Автобус A Автобус B
    1 Fullwave Fullwave
    2 Fullwave Земля
    3 Земля Fullwave
    4 Земля Земля

    Переключатель должен быть оборудован смотровым окном из поликарбоната для визуальной проверки положения переключателя.

  5. При желании каждый трансформатор-выпрямитель может быть укомплектован выключателем.

Выключатели предназначены для использования в качестве механизма переключения цепей постоянного тока без нагрузки и не должны использоваться вместо защитного заземления в целях безопасности персонала. Все переключатели должны иметь приспособления для установки блокировок, поставляемых заказчиком (Kirk, Superior, Castell и т. Д., См. Чертеж A105811 для конкретных утвержденных блокировок). Замки должны иметь удлинение болта от 0 дюймов (0 мм) до ¼ дюйма (6,4 мм).

Условия эксплуатации:

Трансформаторный выпрямительный агрегат должен удовлетворительно работать в географических точках, не превышающих 3300 футов (1000 метров) над уровнем моря при температуре окружающей среды не выше 40 ° C (104 ° F).Повышенная высота над уровнем моря и температура окружающей среды (до 50 ° C) доступны как опции к стандартной конструкции.

Трансформаторные выпрямительные агрегаты можно размещать вне помещений, подверженных воздействию пыли, соли и экстремальных погодных условий. Диапазон погодных условий составляет от -40 ° F до + 104 ° F по сухому термометру и от 10% до 100% относительной влажности на улице. Комплекты можно подвергать воздействию прямых солнечных лучей в летнем климате с периодическими дождями и снегопадами в зимний сезон.

Особенности конструкции и конструкции:

Резервуар должен быть изготовлен из стали 10 калибра (минимум) со сварными соединениями и ребрами жесткости, где это необходимо.Резервуар должен быть полностью герметичным и соответствовать конструкции NEMA 4. Зажимная и многоразовая разборная верхняя крышка должна быть маслонепроницаемой и водонепроницаемой, и должна быть устроена так, чтобы ее можно было поднять для проверки с минимальными усилиями. Эта крышка обеспечивает доступ для обслуживания основных компонентов комплекта T / R. Все резервуары должны быть на 100% проверены на герметичность с помощью системы проверки герметичности с применением красителя. Все резервуары должны быть испытаны под давлением 4 фунта на квадратный дюйм при окончательной проверке и поставляться с продуванным азотом свободным пространством над головой (над маслом).

Подъемное оборудование:

Цистерна должна быть оборудована подъемными проушинами, установленными над центром тяжести цистерны и обладающими достаточной прочностью для подъема цистерны в сборе (полной изоляционной жидкости и всех внутренних компонентов).

Распределительная коробка низкого напряжения:

Все низковольтные электрические соединения с комплектом T / R (питание, управление и приборы) должны заканчиваться в распределительной коробке класса NEMA 4 (IP 54). Рейтинг NEMA 3R будет использоваться, когда токоограничивающий реактор расположен в распределительной коробке низкого напряжения (недоступно на некоторых блоках), чтобы обеспечить соответствующую вентиляцию / охлаждение.Последнее сделано для экономии разводки фидера.

Отделка:

Отделка должна состоять из предварительной обработки фосфатом железа на протравленной и промасленной стали с последующей толщиной сухой пленки (ТСП) от 1 до 1,5 мил алкидной грунтовки с высоким содержанием сухого остатка и толщиной ТСП от 1 до 1,5 мил высокоструктурированной акриловой эмали. Общая толщина пленки составляет 2–3 мил DFT. Стандартный цвет краски - серый ASA 61. Система эпоксидной окраски доступна для экстремальных условий окружающей среды в качестве опции.

Выпрямитель в сборе:

Силиконовые выпрямительные узлы должны быть модулями с принудительной блокировкой, соединенными штекером, чтобы их можно было легко снять.Выпрямительные сборки должны быть рассчитаны как минимум на 180 кВПИВ на ногу (220 кВПИВ на ногу для блоков 110 кВпик) и использовать управляемые лавинные диоды.

Токоограничивающий реактор:

Продавец может поставить реактор ограничения тока подходящего размера, расположенный вне резервуара T / R, чтобы минимизировать тепловую нагрузку на резервуар и жидкость. Могут быть предоставлены дополнительные краны. Максимальный импеданс токоограничивающего реактора, расположенного в распределительной коробке низкого напряжения, будет варьироваться в зависимости от номинальных значений набора T / R.Более мощные токоограничивающие реакторы, возможно, придется разместить в отдельном автономном корпусе, соответствующем требованиям NEMA.

Клемма заземления:

Резервуар должен быть оборудован двумя заземляющими площадками из нержавеющей стали 304, расположенными на противоположных сторонах, диагональных углах, около дна резервуара. Каждая площадка заземления имеет два резьбовых отверстия ½ - 13 UNC с защитными заглушками. Контактные площадки служат для электрического заземления комплекта T / R и служат положительным соединением между электрофильтром и комплектом.Заземляющую площадку нельзя окрашивать грунтовкой или любыми другими изоляционными материалами.

Радиаторы:

Радиаторы, если это необходимо, должны быть спроектированы таким образом, чтобы противостоять повреждениям во время подъема и установки. Покупатель предоставит подъемные распорки для обеспечения нормальной защиты во время установки. Предпочтение будет отдаваться минимальному количеству радиаторов из-за их крайней уязвимости.

Заводские таблички:

Табличка из коррозионно-стойкого алюминия должна быть постоянно прикреплена к резервуару на видном месте.Следующий лист данных должен быть включен Продавцом на заводскую табличку:

  1. Название, адрес и номер телефона производителя
  2. Номер модели
  3. Серийный номер
  4. Дата изготовления
  5. кВА Рейтинг
  6. Входное напряжение
  7. Входной ток
  8. Текущий форм-фактор
  9. Выходное напряжение (пик, кВ, без нагрузки)
  10. Выходной ток (мА пост. Тока)
  11. Количество фаз
  12. Входная частота
  13. Класс охлаждения (согласно ANSI C57)
  14. Максимальная температура окружающей среды
  15. Максимальное повышение температуры
  16. Вес (фунт., Кг)
  17. Объем масла (галлоны, литры)
  18. Тип изоляционной жидкости
  19. Принципиальная схема

Втулка высокого напряжения:

Высоковольтный ввод должен быть установлен на крышке, полунаружного типа, сниматься без слива (за исключением боковых вводов) и должен иметь соединения для высоковольтных шин. Втулки должны быть изготовлены из фарфора, обработанного методом мокрой обработки, и быть маслонепроницаемыми. Втулки, заполненные жидкостью, должны содержать диэлектрическую жидкость, совместимую с основной системой диэлектрической жидкости.Крышка проходного изолятора должна быть снабжена фланцами шинопровода. Крышка проходного изолятора должна быть оборудована стальной сливной трубкой для отвода влаги.

Сливной клапан, заливное отверстие и выпускное отверстие:

Резервуар должен быть оборудован сливным клапаном 1 ”NPT, с пробкой и устройством для отбора проб, чтобы обеспечить опорожнение резервуара. В верхней части бака также должна быть предусмотрена заправочная муфта 1 ”NPT. Клапан сброса давления и клапан доступа азота должны быть установлены в заправочной муфте.

Индикатор уровня жидкости:

Должен быть предусмотрен индикатор уровня жидкости для видимой индикации уровня жидкости.На манометре должна быть нанесена нестираемая маркировка, показывающая приблизительный уровень жидкости при 25 ° C (77 ° F). Контакты сигнализации могут быть предоставлены как опция.

Индикатор температуры:

Цистерна должна быть оборудована термометром с круговой шкалой для индикации температуры жидкости. Контакты аварийной сигнализации NO / NC стандартно предусмотрены для удаленной индикации. Контакты сигнализации возвращены к клеммным колодкам, расположенным в распределительной коробке низкого напряжения. Индикатор температуры должен контролировать температуру около верхнего слоя масла, а НЕ температуру стенок бака.Должна быть предусмотрена независимая скважина для замены манометра без необходимости удаления жидкости. Двойные контакты NO / NC доступны в качестве опции.

Ограничитель перенапряжения:

Для всех сигналов обратной связи прибора должен быть предусмотрен ограничитель перенапряжения. Ограничители перенапряжения должны быть физически расположены внутри распределительной коробки низкого напряжения. Измерительные резисторы должны регулироваться с помощью настроек, установленных Продавцом, в пределах стандартного диапазона выбора NWL.

Измерительные резисторы:

Сеть резисторов делителя высокого напряжения на 80 МОм (120 МОм для блоков 110 кВпик) будет расположена внутри приемного резервуара, погруженного в диэлектрическую жидкость.Должны быть предоставлены миллиамперный шунтирующий резистор и / или умножающий резистор киловольтметра (если это указано в выборе опций), которые расположены внутри распределительной коробки низкого напряжения.

Реактор с воздушным сердечником:

Должен быть предусмотрен реактор с воздушным сердечником для защиты выпрямителей от повреждений из-за высокочастотных скачков тока, которые могут возникнуть при работе ЭЦН.

Характеристики выпрямительного трансформатора:

Трансформатор должен быть двухобмоточным однофазным силовым выпрямителем.Обмотки высокого напряжения должны быть изолированы на номинальное напряжение 1,5 таймера. Обмотки низкого напряжения должны быть изолированы для испытаний на напряжение 2,5 кВ Hipot. Стандартное превышение температуры для блока должно быть на 55 ° C выше 40 ° C окружающей среды. Также доступно дополнительное повышение температуры на 45 ° C выше 50 ° C.

Изоляционная жидкость:

Комплекты

T / R должны поставляться с полностью заправленными новой изоляционной жидкостью на основе минерального масла. Силиконовая жидкость также доступна в качестве опции. Типичные свойства жидкости вместе с методологией испытаний ASTM могут быть предоставлены по запросу.

Тесты:

Следующие испытания будут проведены на всех наборах T / R:

  1. Измерение сопротивления всех обмоток.
  2. Проверка соотношения на соединениях с номинальным напряжением.
  3. Потери холостого хода при номинальном первичном напряжении на первом комплекте каждой новой конструкции.
  4. Возбуждающий ток при номинальном напряжении.
  5. Потери при коротком замыкании при номинальном первичном токе в первом комплекте каждой новой конструкции.
  6. Испытание приложенного потенциала 2,5 кВ между обмоткой низкого напряжения и землей в течение одной (1) минуты.
  7. Испытание индуцированным потенциалом при 1,5-кратном номинальном напряжении в течение 18 000 циклов на трансформаторной части источника питания.
  8. При подключенных выпрямителях испытание на импульсное перенапряжение трансформатора должно быть выполнено пять (5) последовательных замыканий дуги на землю от каждого высоковольтного вывода при номинальной частоте и 100% максимального номинального напряжения.
  9. Полный выпрямительный блок должен пройти тщательную проверку подключения. Затем 120% номинального напряжения трансформатора должно быть приложено к разомкнутой цепи источника питания в течение пяти (5) минут.

Испытания будут проводиться с использованием сертифицированного, откалиброванного испытательного оборудования с использованием методологии калибровки, соответствующей национально признанным кодексам / стандартам организации.

Цепи стабилизации напряжения

с использованием транзистора (BJT) и стабилитрона

Цепи регулирования напряжения (регуляторы напряжения):

Регулировка напряжения в цепи означает, что нам в голову придет стабилитрон. Но это не универсальное решение для регулирования напряжения.
В этом небольшом посте мы вкратце обсудим различные схемы регуляторов напряжения....
Перед тем, как продолжить, рекомендуется прочитать о том, как стабилитрон обеспечивает стабилизацию напряжения в цепи ...

Стабилитрон на основе стабилизатора напряжения:



Мы можем сделать простой стабилизатор напряжения, используя стабилитрон, как показано на рисунке ниже.
Поскольку мы уже подробно обсуждали регулирование напряжения с помощью стабилитрона, здесь мы увидим ограничения / ограничения.

  1. Выходное напряжение V OUT не может быть настроено на точное значение.
  2. Стабилитрон обеспечивает лишь умеренную защиту от пульсаций напряжения.
  3. При изменении импеданса нагрузки стабилизатор стабилитрона не работает эффективно.
  4. Для больших колебаний нагрузки следует использовать стабилитрон с большой номинальной мощностью. Это будет дорого.

Транзисторный стабилизатор напряжения: Схема № 1

На приведенной ниже схеме показан стабилизатор напряжения на транзисторе.
По сравнению с стабилизатором напряжения стабилитрон обеспечивает лучшее регулирование.
Эта схема обеспечивает регулировку напряжения с широкими вариациями нагрузки.
В дополнение к этому, он обеспечивает высокий выходной ток с лучшей стабильностью.

Эта схема аналогична предыдущей схеме, за исключением того, что стабилитрон подключен к базе npn-транзистора.

  • Стабилитрон используется для регулирования тока от коллектора к эмиттеру.
  • Конденсатор (C) встроен для уменьшения шума стабилитрона.
  • В сочетании с резистором (R) он также образует RC-фильтр, который используется для уменьшения пульсаций напряжения.
  • BJT используется в конфигурации эмиттер-повторитель.
    т.е. эмиттер будет следовать за базой.
  • Стабилитрон используется для регулирования базового напряжения, которое приводит к регулируемому напряжению эмиттера.

Обратите внимание, что в транзисторе ток, необходимый для базы, всего в 1 / hFE умноженный на ток эмиттера и коллектора. Таким образом, стабилитрон малой мощности может регулировать базовое напряжение BJT, которое может пропускать через него огромный ток.

Стабилизатор напряжения на основе BJT: Схема № 2
  • В некоторых случаях стабилитрон, подключенный к базе транзистора, не обеспечивает достаточного тока базы.
  • Для решения этой проблемы используется дополнительный транзистор, как показано на следующей схеме.
  • Этот дополнительный транзистор действует как усилитель.
  • Он усиливает ток, посылаемый на базу верхнего транзистора (т. Е. Ток базы верхнего BJT).

Спасибо, что прочитали о цепях стабилизации напряжения ...

Подробнее:

Идеи проекта Arduino в реальном времени (проекты аналогового ввода)
Разница между механическим и электронным коммутатором
Мини-проект электроники для студентов-дипломников
Как использовать микросхему мостового выпрямителя? Как определить терминалы?

Пожалуйста, оставьте свои комментарии ниже...


Мостовой выпрямитель с двумя тиристорами и двумя диодами


Однофазный мост может быть выполнен с использованием двух тиристоров и двух диодов. На рисунке 4 показан пример такой схемы.

Эта схема предлагает то же управление, что и четырехтиристорный мост. Кроме того, выходное напряжение никогда не становится отрицательным, даже если нагрузка является индуктивной. Это связано с тем, что два диода обеспечивают свободный путь: они проводят, пока энергия, накопленная в катушке индуктивности, высвобождается.Эта схема работает как схема, показанная на Рисунке 3, но в ней на один компонент меньше и требуется только два тиристора.

На рис. 5 показан еще один мост с двумя тиристорами и обратным диодом. Эта схема могла работать без импульсного диода. В этом случае путь свободного хода будет изменяться каждые полупериод напряжения источника переменного тока. Q 1 и D 1 будут свободно вращаться в течение части одного полупериода, а Q 2 и D 2 во время части второго полупериода.

Рисунок 4: Мостовой выпрямитель с двумя тиристорами на общей линии переменного тока.

Тем не менее, свободный ход D 3 необходим для того, чтобы цепь могла отключать индуктивную нагрузку. Без этого диода, когда импульсы затвора остановлены, ток никогда не может упасть до нуля, и один тиристор может продолжать проводить. Обратный диод также освобождает тиристоры от холостого хода, позволяя использовать тиристоры меньшей мощности.

Рисунок 5: Мостовой выпрямитель с двумя тиристорами с общим катодом.

Одним из преимуществ схемы на рисунке 5 является то, что схему управления зажиганием можно упростить, поскольку катоды двух тиристоров находятся под общим потенциалом. Обе схемы на Рисунке 4 и 5 имеют меньшую стоимость, чем четырехтиристорный мост сравнимой мощности, хотя обе позволяют управлять мощностью от 0 до 100%. Однако, в отличие от четырехтиристорного моста, этот мост нельзя использовать в режиме инвертора, что объясняется в следующем разделе.

предыдущий Тиристорный однофазный мостовой выпрямитель / инвертор

следующий Режимы выпрямителя и инвертора

Оптоэлектроника, Силовая электроника, Электромеханические системы

Оптоэлектроника, Силовая электроника, Электромеханические системы - Контрольные вопросы электроники


(1) Радиометрические системы имеют дело с

(A) Вся электромагнитная энергия
(B) Только гамма-лучи, X- лучи и микроволны
(C) Только электромагнитная энергия AM, FM и TV
(D) Только видимый свет

Посмотреть ответ / Скрыть ответ

ОТВЕТ: Вся электромагнитная энергия


(2) Человеческий глаз отвечает с длинами волн электромагнитной энергии в диапазоне

(A) 10000 Å и выше
(B) 4000 Å до 7700 Å
(C) от 300 Å до 3000 Å
(D) от 7700 Å до 10000 Å

Посмотреть ответ / Скрыть ответ

ОТВЕТ: от 4000 Å до 7700 Å


(3) Источник света производит дискретные пучки энергии, которые называются

(A) Elect rons
(B) Фотоны
(C) Нейтроны
(D) Ионы

Посмотреть ответ / Скрыть ответ

(4) Тот, который не классифицируется как фотопроводящее устройство, это

(A) A PIN фотодиод
(B) Светозависимый регистр
(C) Фототранзистор
(D) Фотовольтаический элемент

Посмотреть ответ / Скрыть ответ

ОТВЕТ: Фотовольтаический элемент


(5) Каким будет прямое напряжение GaAs-светодиода при нормальных условиях эксплуатации?
(A) от 0 до 1 В
(B) 5.От 1 до 7,1
(C) от 1,1 до 3 В
(D) от 3,1 до 5 В

Посмотреть ответ / скрыть ответ

(6) Когда солнечное излучение падает на солнечный элемент, ток короткого замыкания или напряжение холостого хода образуется, потому что

(A) Меньшие носители протекают через соединение
(B) Основные носители протекают через соединение
(C) Уровень истощения уменьшается
(D) Рекомбинация несущих происходит возле соединения

Посмотреть ответ / скрыть Ответ

ОТВЕТ: Меньшие носители протекают через соединение


(7) В солнечном элементе значение напряжения холостого хода составляет

(A) 100 мВ
(B) 0.5 мВ
(C) 1 мВ
(D) 10 мВ

Посмотреть ответ / Скрыть ответ

(8) С каким интервалом срабатывают 6 SCR в 3-фазном полном преобразователе?

(A) 180 °
(B) 120 °
(C) 60 °
(D) 0 °

Посмотреть ответ / Скрыть ответ

(9) Каков рейтинг PIV каждого диода в 3 Φ схема однополупериодного выпрямителя?

(A) 2 Vm
(B) Vm
(C) √2 Vm
(D) √3 Vm

Посмотреть ответ / Скрыть ответ

(10) Что будет, если угол открытия Выпрямитель SCR уменьшился?

(A) Вывод увеличен
(B) Вывод уменьшен
(C) Вывод максимален
(D) Вывод не затронут

Посмотреть ответ / Скрыть ответ

ОТВЕТ: Вывод увеличен


(11) Рассмотрим однофазный полупроводник.Для непрерывной проводимости свободный ход диод проводит для

(A) α
(B) π
(C) π + α
(D) π - α

Посмотреть ответ / Скрыть ответ

(12) Что будет выходным напряжением схемы повышающего прерывателя, если Vs - это напряжение источника, а a - рабочий цикл?

(A) Vs (1 + α)
(B) Vs (1 - α)
(C) Vs / 1 - α
(D) Vs / 1 + α

Посмотреть ответ / Скрыть ответ

(13) Последовательно соединенные тиристоры,

(A) L и C используются для фильтрации пульсаций
(B) R, C называется демпфирующей схемой
(C) L используется для увеличения di / dt на переключателе на
(D) L используется для настройки емкости перехода

Посмотреть ответ / Скрыть ответ

ОТВЕТ: R, C называется демпфирующей схемой


(14) Для управления скоростью двигателя какого типа используется система подопечного Леонарда?

(A) Трехфазные двигатели
(B) Универсальные двигатели
(C) Однофазные двигатели переменного тока
(D) Двигатели постоянного тока

Посмотреть ответ / Скрыть ответ

(15) RC демпферная цепь используется для ограничения скорость

(A) Рост напряжения на SCR
(B) Повышение тока в SCR
(C) Период проводимости
(D) Все вышеперечисленное

Посмотреть ответ / Скрыть ответ

ОТВЕТ: Повышение напряжения на SCR


(16) Рассмотрим полуволновой выпрямитель с тиристорным управлением.Источник напряжения = 200 sin 314t, резистивная нагрузка = 50 Ом, угол зажигания = 30 ° по отношению к форме сигнала напряжения питания. Средняя мощность в нагрузке =?

(A) 80,6 Вт
(B) 60,6 Вт
(C) 70,6 Вт
(D) 90,6 Вт

Посмотреть ответ / Скрыть ответ

(17) Управление прерывателем для двигателя постоянного тока обеспечивает изменение в

(A) Частота
(B) Входное напряжение
(C) Ток
(D) Выходное напряжение

Посмотреть ответ / Скрыть ответ

(18) Рассмотрим однофазный регулятор переменного тока с индуктивной нагрузкой.Напряжение источника = 230 В при частоте = 50 Гц и ω L = 5 Ом. Диапазон регулирования угла открытия

(A) π> a> π / 2
(B) 0 (C) 0 (D) π / 2 = a = π

Посмотреть ответ / Скрыть ответ

(19) Что из перечисленного является тиристорным эквивалентом тиратронной лампы?

(A) SCR
(B) Diac
(C) Симистор
(D) Ничего из вышеперечисленного

Посмотреть ответ / Скрыть ответ

(20) Для шестифазного полуволнового выпрямителя на входе 220 В , 60 Гц.Тройная частота:

(A) 720 Гц
(B) 60 Гц
(C) 360 Гц
(D) 500 Гц

Посмотреть ответ / Скрыть ответ

(21) Во время индукционного нагрева кожа глубина проникновения пропорциональна

(A) 1 / √частота
(B) Частота
(C) Частота ²
(D) Частота

Посмотреть ответ / Скрыть ответ

(22) In a трехфазный полуволновой выпрямитель, каждый диод проводит в течение
(A) 60 °
(B) 120 °
(C) 180 °
(D) 90 °

Посмотреть ответ / Скрыть ответ

(23) Какое из следующих устройств не может срабатывать напряжением любой полярности?

(A) Diac
(B) SCS
(C) Симистор
(D) Все вышеперечисленное

Посмотреть ответ / скрыть ответ

(24) В импульсной системе запуска для тиристора минимальная длительность импульс должен быть не менее

(A) 10 мс
(B) 30 мс
(C) 10 мкс
(D) 1 сек

Посмотреть ответ / Скрыть ответ

(25) Угол проводимости в схема тиристора изменяется путем изменения

(A) Прямой ток
(B) Напряжение анода
(C) Анодный ток
(D) Ток затвора

Посмотреть ответ / Скрыть ответ

(26) Удержание ток __________, чем ток фиксации

(A) Меньше
(B) Больше
(C) Равно
(D) Ни одно из вышеперечисленных

Посмотреть ответ / Скрыть ответ

(27) Что используется для улучшения боковая устойчивость?

(A) Высокое соотношение сторон
(B) Двугранный
(C) Смещение вертикального ребра
(D) Сбалансированное управление

Посмотреть ответ / Скрыть ответ

(28) Полоса отчуждения на окончательный заход на посадку обычно предоставляется

(A) Самолеты на меньшей высоте
(B) Самолеты на большей высоте
(C) Более быстрые самолеты
(D) Низкие самолеты

Посмотреть ответ / Скрыть ответ

ОТВЕТ : Самолеты на более низкой высоте


(29) Когда самолет испытывает сбой связи, он может предупредить УВД о проблеме, выбрав код

(A) 6400
(B) 6700
(C) 7700
(D) 7600

Посмотреть ответ / Скрыть ответ

(30) Когда пилот летит по ПВП в неконтролируемом воздушном пространстве, он должен контролировать
(A) 122.2 МГц
(B) 123,2 МГц
(C) 126,7 МГц
(D) 121,5 МГц

Посмотреть ответ / Скрыть ответ

(31) Давайте рассмотрим случай, когда ваш курс равен 180 °, а ADF - 90 °. Если вы повернетесь к магнитному направлению 150 °, АПД покажет

(A) 120 °
(B) 240 °
(C) 360 °
(D) 160 °

Посмотреть ответ / Скрыть ответ

(32) Чтобы указать, соскользнуло ли стекло, используется маркировка на используемом инструменте :
(A) Красная радиальная линия
(B) Белая индексная метка
(C) Синяя индексная метка
(D) Ни один из вышеперечисленных

Посмотреть ответ / Скрыть ответ

(33) Фиксированный контрольный маркер, прикрепленный к чаше компаса магнитного компаса, называется

(A) Линия Люббера
(B) Линия полюса
(C) Линия Ридера
( D) Линия карточки

Посмотреть ответ / Скрыть ответ

(34) Основная причина использования встроенного топливного бака во многих больших самолетах заключается в том, что они

(A) Облегчают обслуживание
(B) Минимизируют утечку
(C ) Снижение опасности возгорания
(D) Снижение веса

Посмотреть ответ / Скрыть ответ

9 0462 (35) В электромеханической системе автопилота компонент, который используется в качестве чувствительного устройства, - это

(A) Контроллер
(B) Гироскоп
(C) Сервопривод
(D) Поворот и назад

Просмотр ответа / Скрыть ответ

(36) Для преодоления эффекта реакции якоря наиболее часто используется метод

(A) Использование полевых элементов ALNICO
(B) Использование затененных полюсов
(C) При использовании Interpoles
(D) Ни один из вышеперечисленных

Посмотреть ответ / Скрыть ответ

ОТВЕТ: При использовании Interpoles


(37) Стартер-генератор во время полета должен охлаждаться

(A) Встроенный вентилятор и набегающий воздух
(B) Вентилятор с внешним приводом от двигателя
(C) Отборный воздух двигателя
(D) Охлаждение воздуха в системе окружающей среды

Посмотреть ответ / Скрыть ответ

ОТВЕТ: Встроенный вентилятор и набегающий воздух


(38) Для измерения радиочастотного переменного тока используется амперметр
(A) Полуволновой мостовой тип
(B) Двухполупериодный мостовой тип
(C) Базовый тип излучателя
(D) Термопара тип

Посмотреть ответ / Скрыть ответ

ОТВЕТ: Тип термопары


(39) Электрические цепи можно защитить от перегрева с помощью

(A) Термопары
(B) Шунты
(C) Предохранители
(D) Соленоиды

Посмотреть ответ / Скрыть ответ

(40) Основное различие между системой индикации autosyn и magnesyn -

(A) Ротор
(B) Датчик
(C) Приемник
(D) Обмотка

Посмотреть ответ / Скрыть ответ

(41) В большинстве самолетов базовым измерителем температуры головки цилиндров является

(A) Электродинамометр
(B) Гальванометр
( C) Счетчик с металлическими крыльчатками
(D) Счетчик с термопарой

Посмотреть ответ / Скрыть ответ

(42) Прибор первичного двигателя -

(A) Расходомер топлива
(B) Индикатор скорости воздуха
(C ) Измеритель крутящего момента
(D) Тахометр

Посмотреть ответ / Скрыть ответ


.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *