Схема регулятора напряжения для трансформатора. Регулятор напряжения для трансформатора: принцип работы и схемы

• Симистор — основной управляющий элемент
• Потенциометр — для регулировки напряжения
• Конденсатор и резистор — для формирования управляющих импульсов

Принцип работы:

1. Потенциометр задает момент открытия симистора в каждом полупериоде сетевого напряжения
2. Чем позже открывается симистор, тем меньше энергии передается в нагрузку
3. Конденсатор и резистор формируют короткий импульс для открытия симистора
4. За счет изменения сопротивления потенциометра регулируется выходное напряжение

Преимущества и недостатки электронных регуляторов напряжения

Электронные регуляторы напряжения на основе симисторов или тиристоров имеют ряд преимуществ:

• Плавное регулирование напряжения
• Высокое быстродействие
• Отсутствие механических частей
• Компактность
• Высокий КПД

Однако у них есть и некоторые недостатки:

• Генерация высших гармоник в сеть
• Необходимость охлаждения силовых элементов
• Чувствительность к перегрузкам и помехам

Как выбрать регулятор напряжения для трансформатора

При выборе регулятора напряжения для трансформатора следует учитывать следующие факторы:

1. Мощность трансформатора и нагрузки
2. Диапазон входных и выходных напряжений
3. Требуемая точность стабилизации
4. Скорость реакции на изменение нагрузки
5. Условия эксплуатации (температура, влажность и т.д.)
6. Наличие защиты от перегрузок и коротких замыканий

Для бытовых целей часто достаточно простых электронных регуляторов. Для промышленных применений могут потребоваться более сложные системы с микропроцессорным управлением.

Заключение

Регуляторы напряжения играют важную роль в обеспечении стабильной работы трансформаторов и подключенных к ним устройств. Современные электронные регуляторы позволяют точно и плавно регулировать напряжение, повышая эффективность и надежность электрических систем.

При выборе или разработке регулятора напряжения важно учитывать конкретные требования применения и характеристики трансформатора. Правильно подобранный регулятор обеспечит оптимальную работу электрооборудования и продлит срок его службы.

Как сделать простейший регулятор для трансформатора 220 В | Сделай Сам — Своими Руками

26.07.2021

Регулятор используется для изменения переменного напряжения, подаваемого на лампы и иные бытовые устройства с малой и средней мощностью. Данная схема отлично подходит для регулировки мощности трансформатора.

Схема регулятора собрана на основе симистора, что обеспечивает заметно меньший уровень помех в питающей сети без применения дополнительного фильтра.

Основные достоинства устройства:

• схемная простота;
• применение доступных в продаже электронных компонентов;
• не требует наладки.

Принципиальная схема регулятора

Регулятор включается последовательно с нагрузкой. Допустимо как прямое подключение нагрузки, так и применение промежуточного трансформатора для гальванической развязки и изменения выходного напряжения. Оба варианта показаны на рисунке.

Принципиальная схема устройства представлена ниже

Функции управляющего компонента с переменным сопротивлением, который задает ток через нагрузку и, соответственно, определяет напряжение на ней, задает симистор. Изменение состояние симистора осуществляет динистор. Порог срабатывания динистора задается потенциометром, который включен в режиме переменного сопротивления. Предусмотрен также дополнительный защитный 10-килоомный резистор, который включен последовательно с потенциометром.

Используемые детали

В составе регулятора применяются:

• симистор BTA41-600, цоколевка которого показана ниже на рисунке — http://alii.pub/5o284l
• динистор DB3 — http://alii.pub/5o28g9
• потенциометр 200 кОм — http://alii.pub/5o27v2
• неполярный конденсатор на 100 нФ — http://alii.pub/5n14g8
• постоянный резистор 10 кОм, 0,25 Вт — http://alii.pub/5h6ouv

Печатная плата

Печатная плата имеет квадратную форму со стороной около 20 мм и скругленными углами. Изготавливается из гетинакса с односторонним фольгированием, кромки облагораживаются напильником. Металлизация отверстий не требуется.

Топология платы показана на рисунке Диаметр контактных площадок составляет примерно 2,3 – 3 мм, расстояние между центрами площадок и диаметр отверстий должны соответствовать габаритам выводов симистора и потенциометра.

Сборка схемы и особенности монтажа

Функции несущей основы схемы выполняет печатная пата, на которую, начиная с симистора и потенциометра, напаиваются все пять компонентов, а затем опять же пайкой подключаются соединительные провода.

При установке постоянного резисторы и динистора следует оставить между ними небольшой зазор. При установке конденсатора длины выводов целесообразно выбирать таким образом, чтобы корпус элемента можно было отогнуть на сторону установки симистора и потенциометра.

Для удобства управления движок потенциометра ориентируют наружу.

Проверка регулятора в работе

Включаем регулятор в разрыв лампы накаливания 220 В.

Вполне приемлемая плавная регулировка яркости лампы достигнута.

Включаем к разрыв цепи трансформатора выжигателя.

Теперь мощность накала спирали выжигателя можно легко регулировать без лишних усилий.

Смотрите видео

Как на основе энергосберегающей лампы сделать диммер — https://sdelaysam-svoimirukami. ru/6952-kak-na-osnove-jenergosberegajuschej-lampy-sdelat-dimmer.html

Поделиться в социальных сетях

Вам может понравиться

Схема низковольтного тринисторного регулятор напряжения и принцип работы

Для питания низковольтных паяльников, ламп накаливания, терморезаков для пенопласта и других подобных нагрузок обычно пользуются понижающим трансформатором с отводами от вторичной обмотки. Напряжение на нагрузке устанавливают подключением ее к соответствующим отводам, плавного изменения напряжения в этом варианте не получается.

А если понижающий трансформатор вообще не имеет отводов? Тогда его приходится питать от сети через автотрансформатор, например, типа ЛАТР, с плавной регулировкой напряжения.

Но есть и еще один способ, позволяющий обойтись и без отводов от обмотки и без автотрансформатора,— питать первичную обмотку нашего понижающего трансформатора через тринисторный регулятор либо подавать напряжение на нагрузку со вторичной обмотки через такой же регулятор. Вот с этим вариантом мы и познакомимся.

Конечно, сначала расскажем об узле управления, формирующем импульсы включения тринисторов. Его схема приведена на рис. 1. На диодный мост (контакты 1 и 2) подают переменное напряжение со вторичной обмотки трансформатора, а с обмоток импульсного трансформатора Т1 (контакты 3, 4 и 5, 6) снимают импульсы, поступающие на управляющие электроды тринисторов, включенных в цепь питания нагрузки.

Узел управления состоит из генератора импульсов, выполненного на аналоге однопереходного транзистора (транзисторы VT3 и VT4) и так называемого нуль-органа (транзисторы VT1, VT2), необходимого для синхронизации генератора от сети. А это, в свою очередь, нужно для того, чтобы управляющее напряжение для тринисторов начинало формироваться только с момента перехода сетевого напряжения через нуль.

Нуль-орган «срабатывает» о тогда, когда на выходе выпрямителя (диоды VD1—VD4) в конце каждого полупериода напряжение падает до нуля. Транзистор VT1 в этот момент закрывается, a VT2 открывается и разряжает конденсатор С2.

Указанные на схеме детали узла управления монтируют на печатной плате (рис. 2) из одностороннего фольгированного стеклотекстолита. Импульсный трансформатор наматывают на кольце типоразмера К10Х6Х5 из феррита 600НН. Каждая обмотка содержит 50 витков провода ПЭВ-1 0,2. Обмотки должны быть хорошо изолированы от кольца и друг от друга.

Одна из схем подключения узла управления к вторичной обмотке понижающего трансформатора приведена на рис. 3. Тринисторы VS1 и VS2, соединенные с узлом, включены последовательно с нагрузкой (ее подключают к зажимам ХТ1 и ХТ2). Каждый из тринисторов «работает» при «своем» полупериоде напряжения на вторичной обмотке трансформатора Т2.

При изготовлении этого регулятора тринисторы следует и установить каждый на радиатор площадью поверхности 50…100 см².

Другая схема приведена на рис. 4. Тринисторы включены несколько иначе — теперь при случайном кратковременном замыкании в цепи нагрузки они не выйдут из строя. Правда, для этих целей пришлось установить диоды VD1 и VD2, которые можно монтировать на общих с тринисторами радиаторах (VS1 с VD1, a VS2 с VD2).

Регуляторы работоспособны и с понижающими трансформаторами на 24 В или на 12 В. В первом случае в узле управления нужно установить резистор R4 сопротивлением 5,1 кОм, во втором — 1 кОм.

Как было сказано ранее, регулятор можно включать и в цепь первичной обмотки трансформатора. Одна из схем подобного включения показана на рис. 5. На входной диодный мост узла управления подают сетевое напряжение через гасящий резистор R10. Цепочка R11C3 защищает элементы узла от импульсных помех, способных возникнуть на первичной обмотке, а значит, повышает надежность управления тринисторами.

В таком варианте регулирования напряжения тринисторы могут работать без радиаторов.

Схема следующего регулятора приведена на рис. 6. В нем работает один тринистор, включенный в диагональ моста на диодах VD8— VD11.

А если у вас окажется симистор КУ208В (это симметричный тринистор, способный открываться при подаче на управляющий электрод импульса любой полярности), регулятор значительно упростится (рис. 7).

Источник: журнал Радио №5 1989 г.

Что такое регулирование напряжения трансформатора? Примеры и приложения

Содержание

Регулирование напряжения трансформатора представляет собой отношение разницы между выходным напряжением трансформатора без нагрузки и при полной нагрузке к его выходному напряжению при полной нагрузке, выраженное в процентах (%).

Другими словами, регулирование напряжения трансформатора является мерой обеспечения постоянного выходного напряжения при различных токах нагрузки.

Проще говоря, изменение величины входного и выходного напряжения трансформатора известно как регулирование напряжения. т. е. изменение напряжения вторичной обмотки трансформатора от холостого хода до полной нагрузки, связанное с напряжением холостого хода, известно как «регулирование напряжения».

Математически регулирование напряжения выражается следующей формулой.

Регулирование напряжения первичной обмотки трансформатора

Где:

• E ₁ = Напряжение первичной клеммы без нагрузки
• В ₁ = Напряжение первичной клеммы при полной нагрузке
• E ₂ = Напряжение вторичной клеммы без нагрузки
• В ₂ = Напряжение вторичной клеммы при полной нагрузке

A Трансформатор, как правило, обеспечивает более высокое выходное напряжение без нагрузки, чем при полной нагрузке трансформатора в соответствии с номинальной мощностью, указанной на табличке трансформатора. Другими словами, под нагрузкой выходное напряжение трансформатора немного падает.

Силовой трансформатор должен обеспечивать постоянное выходное напряжение (в идеале, поскольку в действительности это невозможно). Таким образом, лучше иметь как можно меньше изменений выходного напряжения при различных токах нагрузки. В этом сценарии регулирование напряжения показывает, насколько трансформатор может обеспечить постоянное вторичное напряжение при различных нагрузках, подключенных к выходу трансформатора.

Следующая базовая схема трансформатора и решенный пример прояснят концепцию регулирования напряжения трансформатора.

В первом сценарии, предположим, что к вторичной обмотке трансформатора не подключена нагрузка. В этом случае разомкнутой цепи:

• Ток нагрузки отсутствует из-за разомкнутой цепи.
• Когда ток нагрузки не течет, падение напряжения и реактивные падения на резисторе и катушках индуктивности отсутствуют.
• Падение напряжения на первичных клеммах незначительно.

Во втором сценарии трансформатор нагружен, т. е. к клеммам вторичной обмотки трансформатора подключена нагрузка. В этом случае нагруженной цепи:

• Ток нагрузки протекает из-за замкнутой цепи и нагрузки, подключенной к клеммам вторичной обмотки.
• Ток нагрузки протекает через нагрузку, поэтому на резисторах и катушках индуктивности должно быть падение напряжения.
• Таким образом, среднее значение регулирования напряжения больше, чем у трансформатора без нагрузки.

Для лучшей производительности регулировка напряжения должна быть низкой (идеальный нуль), т.е. чем выше регулировка напряжения, тем хуже эффективность и производительность трансформатора.

Вышеприведенная схема и объяснение, следующие два пункта заключаются в следующем:

• В трансформаторе значение первичного напряжения всегда больше, чем ЭДС индукции в первичных обмотках.

В ₁ > E ₁

• В трансформаторе значение напряжения вторичной обмотки без нагрузки всегда больше, чем напряжение вторичной обмотки при полной нагрузке.

Е ₂ > В ₂

Основываясь на приведенной выше информации из приведенной схемы, можно составить следующие два уравнения: 1 Sinθ ₁ + E ₁

E ₂ = I ₂ R ₀₂ Cosθ ₂ + I ₂ X ₀₂ Sinθ ₂ + V ₂

E ₂ — V ₂ = I ₂ R ₀₂ COSθ ₂ + I ₂ x ₀₂ Sinθ ₂ 9003 _{. ):}

E ₂ = I ₂ R ₀₂ Cosθ ₂ – I ₂ X ₀₂ Sinθ ₂ + В ₂

E ₂ — V ₂ = I ₂ R ₀₂ COSθ ₂ — I ₂ x ₀₂ Sinθ ₂ x ₀₂ Sinθ ₂ x ₀₂ Sinθ ₂ x ₀₂ Sinθ ₂ x _{. Емкостная нагрузка):}

Где:

• (I ₂ R ₀₂ / E ₂ ) x 100 — падение сопротивления в процентах
• (I ₂ X ₀₂ / E ₂ ) x 100 — падение реактивного сопротивления в процентах
Уравнение ЭДС трансформатора Регулирование трансформатора рассчитывается следующим образом.

% Стабилизация напряжения = [{(Напряжение без нагрузки – Напряжение полной нагрузки) / Напряжение полной нагрузки} x 100]

% Стабилизация напряжения = [{(240В – 230В) / 230} x 100]

% Регулировка напряжения = 4,347%

Не устраивает базовый пример, приведенный выше, давайте немного усложнимся, как показано ниже.

• Запись по теме: Потери в трансформаторе — типы потерь энергии в трансформаторе

Пример 2:

Трансформатор мощностью 50 кВА имеет 200 витков и 40 витков на первичной и вторичной обмотках соответственно. Сопротивление на первичной и вторичной обмотках составляет 0,15 Ом и 0,005 Ом соответственно. Величина реактивного сопротивления рассеяния на первичной и вторичной обмотках составляет 0,55 и 0,0175 Ом соответственно. Если напряжение питания на первичной стороне 1100В, рассчитать:

1. Эквивалентное полное сопротивление, передаваемое на первичные обмотки
2. Вторичная клемма Напряжение при полной нагрузке с отстающим коэффициентом мощности 0,8.
3. Регулировка напряжения

Решение:

Приведенные данные:

• Первичное напряжение: 1100 В
• Основные ходы: 200
• вторичных витков: 40
• R ₁ = 0,15 Ом
• R ₂ = 0,005 Ом
• X ₁ = 0,55 Ом
• X ₂ = 0,0175 Ом
• Коэффициент мощности = Cos θ = 0,8 Отставание

(1)

Коэффициент поворота = k = n ₂ / n ₁ = 40 /200 = 1/5

R ₀₁ = R ₁ + R ₂ / R ₁ + R ₂ / r ₁ + R ₂ / R ₁ + R ₂ / K ² = 0,15 Ом + 0,005 Ом / (1/5) ² = 0,275 ω

x ₀₁ = x ₁ + x ₂ / K ² = 0,5526 + 0. 0175ω + 0.0175ω + 0.0175ω + 0.0175ω + 0,0175ω + 0,0175ω +. (1/5) ² = 0,987 Ом

Z ₀₁ = 0,275 + J 0,987 = 1,025 Ϫ74.43 ^O

Z ₀₂ = K ² Z ₀₁ = (1/5) ² Z ₀₁ = (1/5) ² . = (0,011 + j 0,039)

(2)

Вторичное напряжение холостого хода = KV ₁ = (1/5) × 1100В = 220 В

Вторичное 50 x 10 ³ /220 В = 227,27 А … (I = P/V = 50 кВА / 220 В) 

I ₂ = 227,27 A

Полная нагрузка. Падение напряжения напряжения, как это упоминалось во вторичное

= I ₂ (R ₀₂ COS θ + x ₀₂ SIN θ)

= 227.27 A (0,0111111111111111111111111111111111111111. 0,039 × 0,6) = — 3,32 В

Вторичное терминальное напряжение на нагрузке = 220 В — 3,32 В = 216,68 В

Полная нагрузка Вторичное напряжение: 216,68 В

(3)

%. 3,32 В × 100/220 = 1,51

или

Регуляция напряжения:

% Правила напряжения = (V _{NO LOAD} — V _{Полная нагрузка} / V _{Полная нагрузка} ) x 100

= (220V — 216.68V / 2168V). x 100 = 1,53

% Регулировка напряжения = 1,53

• Связанный пост: Соединения трансформаторов с открытым треугольником
Регулирование нулевого напряжения трансформатора

Регулирование нулевого напряжения означает, что «напряжение холостого хода» и «напряжение полной нагрузки» трансформатора равны, т. е. между ними нет разницы. Регулирование нулевого напряжения указывает на максимально возможную производительность трансформатора, которая возможна только в теоретическом и идеальном трансформаторе.

Помимо теории, чем ниже процент регулирования напряжения, тем стабильнее и постояннее напряжение вторичной клеммы для нагрузок с лучшим регулированием.

• Запись по теме: Типы трансформаторов и их применение
Применение с плохим регулированием

В некоторых случаях требуется плохое регулирование напряжения трансформатора, например, в «разрядной лампе». В этом случае необходим повышающий трансформатор, обеспечивающий высокое напряжение на начальном этапе для зажигания лампы, а затем падение уровня напряжения после зажигания и начала протекания тока в цепи разрядного освещения. Этот процесс можно легко осуществить с помощью повышающего трансформатора с плохой стабилизацией (высокий процент регулирования напряжения).

Аналогичным образом, в аппаратах для дуговой сварки требуется плохое регулирование напряжения, которое фактически представляет собой понижающий трансформатор, обеспечивающий низкое напряжение и высокий ток в процессе дуговой сварки.

Полезно знать: Регулирование высокого % напряжения означает плохое регулирование или работу.

• Связанный пост: Трансформаторы тока (ТТ) – типы, характеристики и области применения
Как улучшить регулирование трансформатора?

Устройство, известное как феррорезонансный трансформатор (сочетание трансформатора и LC-резонансного контура), используется для улучшения регулирования трансформатора (т. Железный сердечник феррорезонансного трансформатора заполнен потоком (магнитными линиями) в течение большей части цикла переменного тока. Таким образом, первичный ток трансформатора и изменение напряжения питания мало влияют на плотность магнитного потока сердечника трансформатора. Это означает, что выход вторичной обмотки трансформатора имеет почти постоянное напряжение, на которое не влияют значительные колебания напряжения питания первичных обмоток трансформатора.

Похожие сообщения:

• Характеристики трансформатора и электрические параметры
• Защита силового трансформатора и неисправности
• Техническое обслуживание, диагностика и мониторинг силовых трансформаторов
• Система противопожарной защиты трансформаторов – причины, типы и требования
• Трансформаторная фазировка: точечное обозначение и точечное обозначение

URL скопирован

Показать полную статью

Связанные статьи

Кнопка «Вернуться к началу»

Электрические трансформаторы и принцип их работы с регуляторами напряжения

Легко запутаться в конкретном применении каждой отдельной части генератора. Многие люди не уверены в том, что на самом деле делает конкретная часть машины; хорошим примером этого является применение электрических трансформаторов. Большинство электрических трансформаторов считаются статическими устройствами, поскольку они не имеют вращающихся или движущихся частей. Трансформаторы работают по принципу взаимной индукции, которую можно описать как создание электродвижущей силы в одной цепи за счет изменения тока в другой цепи. Электрические трансформаторы обычно работают от сети переменного тока.

Напряжение без нагрузки всегда будет немного выше, чем напряжение с полной нагрузкой, потому что ток нагрузки проходит через внутреннее сопротивление, создавая внутреннее падение напряжения, которое снижает выходное напряжение. Регулирование напряжения можно описать как разницу в процентах напряжения между полной нагрузкой и напряжением без нагрузки трансформатора. Оно должно быть как можно меньше, так как представляет потери мощности и неэффективность.

Базовые трансформаторы состоят из двух наборов катушек, эти обмотки служат индуктором для электрических трансформаторов. На первичную катушку подается переменное напряжение, в то время как вторичная катушка остается электрически изолированной от входа, оставаясь в непосредственной близости. Изменяющийся во времени магнитный поток создается переменным током, протекающим через первичную катушку. Часть этого магнитного потока воздействует на вторичную катушку и соединяется с ней, создавая на ней напряжение. Часто железный сердечник используется для создания пути с низким сопротивлением для прохождения магнитного потока. Направление, в котором катушки были намотаны на сердечник, определяет полярность электрических трансформаторов.

Автотрансформаторы представляют собой тип электрического трансформатора, который имеет установленное электрическое соединение между набором катушек внутри электрического трансформатора. Самым большим преимуществом автотрансформаторов является то, что они имеют гораздо большую мощность в мегавольтах по сравнению со стандартными силовыми трансформаторами.

Трансформаторы трехфазные состоят из трех муфт первичной и вторичной катушек. Все три вторичные обмотки смонтированы на одном железном сердечнике. Распространенной альтернативой для достижения тех же результатов является использование трех отдельных однофазных трансформаторов, соединенных между собой извне.

Существуют специальные конструкции электрических трансформаторов, созданные для облегчения, а в некоторых случаях и устранения существующих и возникающих проблем в системе. Одной из распространенных проблем с электрическими трансформаторами являются уровни тока короткого замыкания. Применительно к электроэнергетической системе уровень тока неисправности можно описать как любой аномальный электрический ток. Основное изменение в конструкции для достижения этой цели заключалось в добавлении дополнительных катушек по сравнению с исходной конструкцией с двумя катушками в электрических трансформаторах. Другой инновационный дизайн заключается в том, что электрические трансформаторы строятся таким образом, чтобы обеспечить сдвиг фазы на определенную величину напряжения для точного потока фактической мощности в сетевой системе 9.