Тиристорный регулятор напряжения простая схема, принцип работы

Тиристор это один из мощнейших полупроводниковых приборов, именно поэтому он часто используется в мощных преобразователях энергии. Но он обладает своей спецификой управления: его можно открыть импульсом тока, а вот закроется он только когда ток опуститься почти до нуля (если быть точнее, то ниже тока удержания). Из этого тиристор в основном применяются для коммутирования переменного тока.

Фазовое регулирование напряжения

Существует несколько способов регулирования переменного напряжения тиристорами: можно пропускать или запрещать на выход регулятора целые полупериоды (или периоды) переменного напряжения. А можно включать не в начале полупериода сетевого напряжения, а с некоторой задержкой — ‘a’. В течении этого времени напряжение на выходе регулятора будет равно нулю, а мощность не будет передаваться на выход. Вторую часть полупериода тиристор будет проводить ток и на выходе регулятора появиться входное напряжение.

Время задержки ещё часто называют углом открывания тиристора, так вот при нулевом угле практически всё напряжение со входа будет попадать на выход, только падение на открытом тиристоре будет теряться. При увеличении угла тиристорный регулятор напряжения будет снижать выходное напряжение.

Регулировочная характеристика тиристорного преобразователя при работе на активную нагрузку приведена на следующем рисунке. При угле равном 90 электрических градусов на выходе будет половина входного напряжения, а при угле 180 эл. градусов на выходе будет ноль.

На основе принципов фазового регулирования напряжения можно построить схемы регулирования, стабилизации, а также плавного пуска. Для плавного пуска напряжение нужно повышать постепенно от нуля до максимального значения. Таким образом угол открывания тиристора должен изменяться от максимального значения до нуля.

Схема тиристорного регулятора напряжения

Таблица номиналов элементов

• C1 – 0,33мкФ напряжение не ниже 16В;
• R1, R2 – 10 кОм 2Вт;
• R3 – 100 Ом;
• R4 – переменный резистор 33 кОм;
• R5 – 3,3 кОм;
• R6 – 4,3 кОм;
• R7 – 4,7 кОм;
• VD1 .. VD4 – Д246А;
• VD5 – Д814Д;
• VS1 – КУ202Н;
• VT1 – КТ361B;
• VT2 – КТ315B.

Схема построена на отечественной элементной базе, собрать её можно из тех деталей, которые провалялись у радиолюбителей 20-30 лет. Если тиристор VS1 и диоды VD1-VD4 установить на соответствующие охладители, то тиристорный регулятор напряжения будет способен отдавать в нагрузку 10А, то есть при напряжении 220 В получаем возможность регулировать напряжение на нагрузке в 2,2 кВт.

В устройстве всего два силовых компонента диодный мост и тиристор. Они рассчитаны на напряжение 400В и ток 10А. Диодный мост превращает переменное напряжение в однополярное пульсирующее, а фазовое регулирование полупериодов осуществляет тиристор.

Параметрический стабилизатор из резисторов R1, R2 и стабилитрона VD5 ограничивает напряжение, которое подается на систему управления на уровне 15 В. Последовательное включение резисторов нужно для увеличения пробивного напряжения и увеличения рассеиваемой мощности.

В самом начале полупериода переменного напряжения С1 разряжен и в точке соединения R6 и R7 тоже нулевое напряжение. Постепенно напряжения в этих двух точках начинают расти и чем меньше сопротивление резистора R4, тем быстрее напряжение на эмиттере VT1 перегонит напряжение на его базе и откроет транзистор.
Транзисторы VT1, VT2 составляют маломощный тиристор. При появлении напряжения на база-эмиттерном переходе VT1 больше порогового, транзистор открывается и открывает VT2. А VT2 отпирает тиристор.

Представленная схема достаточно проста, её можно перевести на современною элементную базу. Также можно при минимальных переделках снизить мощность или напряжение работы.

hardelectronics.ru

Автоматический регулятор напряжения, AVR-12: цена, описание

Для того чтобы подобрать регулятор напряжения требуется техническая информация о токе возбуждения генератора.
ВОЗМОЖНОСТИ
* однополупериодный тиристорный выход;
* выходной ток: AVR-5 – 0-5А; AVR-12 – 0-10А;  AVR-20 – 0-20А.
* выходное напряжение: 0-115 В
* отсутствие реле
* защита от понижения частоты генерируемого напряжения

* встроенная и удаленная корректировка генерируемого напряжения
* корректировка стабильности;
* простая схема подключения;
* совместим с различными типами генераторов
* рабочее фазное напряжение до 250В

Принцип Работы
Рабочее напряжение прибора – 230 Вольт (фаза-нейтраль). Выходное напряжение, так же как и внутреннее напряжение питания, вырабатывается непосредственно от входного напряжения. Максимальное выходное напряжение — 115 Вольт. В течении работы прибор непрерывно контролирует входное напряжение и увеличивает/уменьшает напряжение возбуждения, поддерживая выходное напряжение неизменным.   
Тип регулятора в AVR — P-I, пропорциональная составляющая обеспечивает быстродействие, а интегральная составляющая помогает прибору возвращать точно установленное напряжение. Потенциометр регулировки стабильности настраивает быстродействие прибора. Это помогает блоку работать с большим количеством генераторов разных производителей.

AVR способен к продолжительному режиму работы с паспортным значением тока нагрузки (5А, 10А, 20А).
Напряжение генератора  может быть отрегулировано встроенным потенциометром. Возможно подключение внешнего потенциометра, который подключается в разрыв имеющейся на блоке перемычки. Сопротивление внешнего резистора должно быть 1кОм.  
Защита от низкой частоты работы отключает ток в обмотке возбуждения при остановке двигателя под нагрузкой. Заводская установка отключения — 45Гц.
Обмотка возбуждения генератора не должна быть подключена к чему-либо еще, кроме регулятора AVR. Клеммы NEUTRAL и EXCITATION (+) соединены внутри бока.

НАСТРОЙКИ

РЕГУЛИРОВКА НАПРЯЖЕНИЯ (потенциометр VOLT)
Выходное напряжение генератора установлено на заводе, но всегда может быть изменено при помощи потенциометра VOLT или внешним резистором (если используется).
Если регулировка напряжения требуется, следует:

1. Перед запуском генератора, поверните VOLT полностью против часовой стрелки.
2. Поставьте внешний резистор в среднее положение.

3. Поставьте STABILITY в среднее положение.
4. Подключите внешний вольтметр к  генератору.
5. Запустите генератор, не беря его под нагрузку, на  номинальную частоту, например 50-53Hz или 60-63Hz.
6. Медленно поверните VOLT по часовой стрелке до достижения требуемого номинального напряжения.
8. Если напряжение нестабильно, устраните это регулировкой устойчивости STABILITY.
9. Регулировка напряжения теперь закончена.

УСТАНОВКА УСТОЙЧИВОСТИ (потенциометр STAB)
Потенциометр устойчивости устанавливает быстродействие устройства. Это помогает блок адаптировать к различным генераторам. Правильная настройка может быть найдена на работающем без нагрузки генераторе. Для этого надо вращать регулятор STABILITY против часовой стрелки до появления автоколебаний, после чего вернуть его немного назад, до их исчезновения.

НИЗКАЯ ЧАСТОТА ЗАЩИТА (потенциометр FREQ)
Эта защита отключает ток возбуждения чтобы предотвращать повреждение при остановке двигателя под нагрузкой. Фабричное заданное значение для защиты 45Hz. Вращение  потенциометра FREQ против часовой стрелки увеличивает заданное значение.

ВНИМАНИЕ!
УСТРОЙСТВА, ПОДКЛЮЧЕННЫЕ К КЛЕММАМ А1, А2 ДОЛЖНЫ БЫТЬ ПОЛНОСТЬЮ ГАЛЬВАНИЧЕСКИ ИЗОЛИРОВАНЫ С НАПРЯЖЕНИЕМ ИЗОЛЯЦИИ НЕ МЕНЕЕ 500 В ПЕРЕМЕННОГО ТОКА.

ВХОДЫ И ВЫХОДЫ

PHASE-R: Подключение к фазной клемме генератора.

NEUTRAL: Подключение к нулевой клемме генератора.
(Подключено внутри блока к  клемме Excitation (+) )
EXCITATION (+): Подключение к “+” обмотки возбуждения генератора.
(Подключено внутри блока к  клемме NEUTRAL)  
EXCITATION (-): Подключение к  “-“ обмотки возбуждения генератора.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Количество фаз: однофазный.
Диапазон регулировки напряжения: 210-250 Вольт.
Рабочая частота: 50/60 Гц.
Диапазон регулировки защиты по частоте: 40-50 Гц.
Выходное напряжение: 0-115 Вольт постоянного тока при 230 Вольт.
Выходной ток:
AVR-5: 5A продолжительно, 6A при 5сек перегрузке

AVR-12: 10A продолжительно, 20A при 5сек перегрузке
AVR-20: 20A продолжительно
Минимальное остаточное напряжение генератора: 5 Вольт
Точность регулирования: +/- 2%
Сопротивление внешнего регулятора: 0-1000 Ом.
Выходной силовой элемент: Тиристор.
Рабочая температура: -10°C…60 °C.
Температура хранения: -20°…80 °C.
Максимальная влажность: 95%
Размеры: 125x68x35mm (L x W x H)
Монтажное расстояние: 115mm, 2xM6
Вес:
AVR-5:180 г.
AVR-12: 200 г.
AVR-20: 280 г.

СХЕМА ПОДКЛЮЧЕНИЯ

dsg-avrs.ru

Как самостоятельно сделать простой регулятор напряжения

Довольно часто необходима регулировка мощности электрического тока. К примеру, уменьшить напряжение электролампы в доме или отрегулировать температуру жала паяльника. Для этих целей хорошо подойдет регулятор напряжения. Основной его задачей является регулирование подаваемой мощности на потребителя. Этот прибор регулирует уровень звука, освещения, обороты двигателя и т.д.

Для того, чтобы задействовать регулятор, его можно приобрести в магазинах по продаже радиодеталей либо изготовить самому.

Описание регуляторов напряжения

Данный прибор предназначен для регулирования уровня исходящего сигнала, который передается на какое-либо устройство. Наиболее простым таким устройством является реостат. Это устройство имеет ползунок, благодаря которому можно механически отрегулировать подаваемую мощность. Значительным недостатком такого прибора является возможность его использования только в цепях с небольшой мощностью. Если напряжение достаточно велико, то реостат быстро перегреется и выйдет из строя.

Для понимания, какие элементы понадобятся для изготовления регулятора, необходимо понимать, какие могут быть разновидности данных приборов. Все они делятся по виду выходного сигнала:

• нестабилизированные и стабилизированные;
• аналоговые и цифровые.

Первые виды могут быть использованы без применения печатных плат и микросхем. Поэтому выбирая элементы для самостоятельного изготовления регулятора лучше остановить свой выбор на резисторах транзисторах либо тиристорах. А вот применение аналоговых либо цифровых печатных схем без специальных знаний в радиоэлектронике вряд ли получится.

Характеристика регулятора

Самостоятельно изготовленные регуляторы могут быть изготовлены и установлены в качестве временного либо стационарного прибора. Основными характеристиками, которыми должен обладать регулятор, являются:

1. Возможность постепенной регулировки. Лучше всего, если на регуляторе будет специальной колесико, с помощью которого можно плавно отрегулировать разность приема и отдачи сигнала.
2. Мощность, при которой регулятор может стабильно функционировать. Чем выше показатель силы тока, при котором он будет работать без негативных последствий для себя, тем лучше для самого прибора.
3. Показатель максимальной мощности, которую способен выдержать регулятор в течение небольшого временного отрезка.
4. Диапазон входящего напряжения.
5. Тип сигнала, который может регулироваться (постоянный либо переменный ток).
6. Управление регулятором. Оно может быть механическое (с использованием различных механизмов) либо электронное (устанавливается с помощью пультов либо программирования).

Что понадобится для изготовления?

Изготовить регулятор самостоятельно можно =, используя 2 возможных варианта:

• Приобретение платы и радиоэлементов и дальнейшая их сборка;
• Покупка радиоэлементов и самостоятельное изготовление печатной платы.

Для реализации второго варианта понадобятся: паяльник, канифоль, припой, пинцет, провода, кусачки либо пассатижи.

Самостоятельно можно изготовить такие типы регулятора напряжения:

1. Простую схему – предполагает использование транзисторов, один из которых будет определять напряжение, а другой – пропускать соответствующее электричество на прибор.
2. Симистор – регулятор, регулирующий управление мощностью нагревательными элементами;
3. Реле напряжения – большую популярность данный вид регулятора имеет у автолюбителей. Благодаря реле, электроприборы, используемые в автомобиле, получают стабильное напряжение, при изменении показателя напряжения в сети.
4. Блок управления питанием – его используют для подключения приборов, которые работают в сетях с напряжением 12В.

akaoray.ru