Тиристорные устройства регулирования мощности quadrac

Тиристорные устройства регулирования мощности QUADRAC

Тиристорные устройства регулирования мощности quadrac

Компания Littelfuse, Inc. представила два новых триака Alternistor и два новых тиристорных устройства регулирования мощности QUADRAC.

Данные устройства спроектированы для использования в качестве переключателей в схемах регулирования освещенности для настройки мощности освещения светодиодных ламп и лент.

Они позволяют проектировщикам регуляторов освещенности на основе линии переменного тока согласовывать широкий диапазон рабочих параметров без ущерба надежности и снижения производительности регулятора освещенности.

В результате этого, устройства под единым управлением могут использоваться для регуляторов освещенности светодиодных устройств или для комбинации регуляторов освещенности, спроектированных для ламп накаливания, компактных флуоресцентных ламп (CFL) и светодиодных нагрузок.

«Для проектировщиков внешнего или оформительского освещения, внедрение светодиодного освещения создало значительные технические проблемы.

Например, эти новые лампы и ленты имеют крайне низкое потребление тока, который вызывает быстрое отключение традиционных тиристоров, делая невозможным доступ к единому диапазону светового спектра», сказал Кори Дейалсингх (Corey Deyalsingh), директор по производству линейки продуктов тиристорных устройств регулирования мощности компании Littelfuse.

«Благодаря способности данных новых тиристоров работать с токами пониженной нагрузки появилась возможность создать уникальный регулятор освещенности, который будет удовлетворять всем осветительным нагрузкам с регулируемой яркостью: светодиодам, флуоресцентным лампам и традиционным лампам накаливания.

Высокий коэффициент повышения тока через эти тиристоры (di/dt) во время включения и высокий коэффициент температуры перехода гарантируют большую надежность и гибкость проектного решения. Наши новые устройства QUADRAC упрощают схемное решение и сборку путем объединения диака и триака в одном корпусе».

Триаки Alternistor (серии Q6008LH1LED и Q6012LH1LED) и тиристорные устройства регулирования мощности QUADRAC (серии Q6008LTH1LED и Q6012LTH1LED) имеют следующие характеристики и преимущества:

Характеристики

  • Максимальный удерживающий ток ниже 6мА
  • UL одобренный корпус TO-220AB
  • Номинальная температура перехода 110°C
  • Статическая характеристика dv/dt 35В/мкс
  • Производительность di/dt при 70A/мкс
  • Исполнение QUADRAC включает интегрированный ДИАК
  • Регулируемые триаки имеют чувствительность отпирания 10мА.

Преимущества

  • Полный контроль мощности освещения при крайне низких режимах нагрузки
  • Минимальная изоляция 2500VAC между монтажной петлей и клеммами под напряжением
  • Расширенный предел безопасной работы с меньшим требуемым теплоотводом
  • Улучшенная помехоустойчивость к электрическим помехам
  • Устойчивость рабочих характеристик обычной светодиодной нагрузки
  • Простота схемного решения и электрической схемы
  • Запирающая способность 600 Вольт.

Доступность

Триаки Alternistor компании Littelfuse (серии Q6008LH1LED и Q6012LH1LED) и тиристорные устройства регулирования мощности QUADRAC (серии Q6008LTH1LED и Q6012LTH1LED) доступны партиями по 500 штук, в цилиндрической упаковке.

Опытные образцы доступны для крупных заказов; запрос опытных образцов выполняют через авторизированного регионального дистрибьютора компании Littelfuse. Список дистрибьюторов компании Littelfuse указан по адресу: Littelfuse.

com

Источник новости

Источник: http://cxem.net/electronic_news/electronic_news42.php

Тиристорный регулятор с раздельным регулированием фаз и встроенным ПИД-регулятором ТРМ-3-Р-ПИД для управления многозонной электрической печью

Главная → Продукция → Тиристорные регуляторы → Тиристорный регулятор мощности с раздельным регулированием фаз и встроенным ПИД-регулятором ТРМ-3-Р-ПИД

Устройство ТРМ-3-Р-ПИД в целом аналогично по функциональности тиристорному регулятору ТРМно дополнительно обладает возможностью раздельного регулирования фаз, при котором напряжение на каждом из сопротивлений нагрузки меняется согласно своему отдельному сигналу задания. Задача раздельного регулирования мощности в каждом из сопротивлений трехфазной нагрузки возникает, когда применяется так называемое многозонное регулирование, когда сопротивления нагрузки разнесены пространственно. В этом случае регулятор ТРМ-Р-ПИД заменяет три однофазных тиристорных регулятора, выигрывая при этом у них по стоимости и габаритам.

Раздельное регулирование возможно только при подключении нагрузки по схемам “звезда” с рабочей нейтралью или разомкнутый “треугольник”. При подключении нагрузки по схемам “звезда” или “треугольник” возможно лишь совместное управление фазами, поскольку в этом случае изменение напряжения на одном из сопротивлений нагрузки приводит к изменению напряжения на двух других сопротивлениях.

Нагрузка к выходу ТРМ-3-Р-ПИД может быть подключена по схемам “звезда” с нулем или разомкнутый “треугольник” (схемы  В, Г на рисунке соответственно):

ТРМ-3-Р-ПИД может применяться как готовое решение для автоматизации управления системой многозонного обогрева:

 Таблица 1 Технические характеристики ТРМ-3-Р-ПИД (стандартная комплектация)

Количество фаз 3
Номинальное напряжение сети, В 198-242, 342/418
Частота сети 50 Гц
Номинальный ток нагрузки 40, 80, 125, 160, 200, 250, 315, 400, 500, 630, 800, 1000, 1250, 1600 А
Питание системы управления 220 В 50 Гц
Управление фазами Совместное или раздельное
Метод регулирования Фазовый или пропуском периодов
Сигнал управления 0..10 В, 0..20 мА, 4..20 мА, внешний переменный резистор, встроенный переменный резистор, кнопки панели управления
Плавный пуск и выключение 0..25 сек с шагом 0,1 сек
Схема подключения нагрузки  “звезда” с рабочим нулем, разомкнутый “треугольник”
Тип тиристорных модулей Semikron, Ixys, Протон Электротекс
Наличие кнопки аварийного отключения Да
Индикация Жидко-кристаллический индикатор 32-символьный, светодиоды
Дополнительные контакты Три программируемых реле 220 В 5 А. Выходной сигнал: “Работа”, “Авария”, “Готовность”
Защита: короткое замыкание на выходе Электронная защита
Защита: перегрузка длительным током Электронная защита
Защита: перегрев тиристоров Датчик температуры 80 С
Защита: потеря фазы или “слипание” фаз Электронная
Защита: контроль подключения нагрузки Электронная, работает только перед пуском
Защита: контроль исправности тиристоров Электронная, работает только перед пуском
Защита: несимметрия выходных токов (обрыв или повреждение нагрузки) Электронная
Перегрузочная способность I=1,5 Iн – 10 сек, I=1,25 Iн – 30 сек, I=1,1 Iн – 1 мин
Порог срабатывания защиты от короткого замыкания I = 3..3,5 Iн
Точность поддержания тока в режиме стабилизации тока не более 2% Iн
Время стабилизации тока при скачке напряжения сети или нагрузки на 10% в режиме стабилизации тока 2..3 сек
Тип ПИД-регулятора ТРМ148-И
Количество каналов измерения ПИД-регулятора 8
Управление ПИД-регулятором Кнопками с лицевой панели прибора или удаленно по интерфейсу RS-485
Охлаждение Принудительное встроенными вентиляторами
Ресурс вентилятора 50000 часов
Степень защищенности IP41
Температура окружающей среды 0..40 С
Относительная влажность воздуха 0..90% без конденсата
Изоляция Не менее 2,5 кВ между шасси, силовой цепью и управляющими цепями
Режим работы Длительный, ПВ = 100%
Срок эксплуатации Не менее 10 лет
Гарантия 12 месяцев

Таблица 2 Дополнительная комплектация

Регистратор данных МСД200 с флэш-картой Архивация данных с ПИД-регулятора
Тип ПИД-регулятора По согласованию с Заказчиком
Датчик температуры с соединительным кабелем По согласованию с Заказчиком
Вводной автоматический выключатель Коммутация силового напряжения, дублирование защиты от перегрузки и короткого замыкания
Плата стабилизации напряжения и мощности Повышение стабильности технологического процесса, вывод на дисплей данных о выходном напряжении и мощности
Плата аналогового вывода Вывод данных о выходном токе  в виде аналогового сигнала 0..10 В
Сетевой фильтр Подавление высших гармоник в питающей сети, защиты других потребителей от помех
Защита от перенапряжений по входу Установка полупроводниковых ограничителей перенапряжений( ОПН)  фаза-фаза и фаза-корпус
Поверенные приборы контроля напряжения, тока, мощности Стрелочные или цифровые
Исполнение в напольном шкафу Шкафы 1600х600х400, 1600х800х400,1800х800х400 мм
Температурный диапазон -40..+40 С Достигается за счет отказа от использования вентиляторов в пользу естественного охлаждения
Питание от сети 3х500 или 3х660 В Питание нестандартным напряжением сети
Степень защиты IP00 Исполнение в виде монтажной панели для установки в электромонтажный шкаф
Степень защиты IP51Усиление защиты от пыли Достигается установкой дополнительных фильтров, которые требуют периодической замены или очистки
Степень  защиты IP54, IP66Уличное или морское исполнение Панель управления с органами управления и дисплеем ”прячется” внутри шкафа. Охлаждение – естественное, температурный диапазон -40..+40 С
Розетка 230 В с заземлением Для подключения дополнительных приборов. Может быть внутри шкафа или снаружи
Освещение внутри шкафа Для обслуживания в плохо освещаемых местах
Антиконденсатный обогреватель Подогрев внутри шкафа при низких температурах и высокой влажности
Пульт дистанционного управления Для дистанционного управления, кабель в комплекте. Длина кабеля по согласованию, максимальная длина – 50 метров
Услуга “Срочный заказ” Экспресс изготовление в течение 2-3 рабочих дней

Обозначения при заказе: 

Например:

ТРМ-3-Р-ПИД148-Н-125 – трехфазный тиристорный регулятор тока с раздельным управлением фазами, с ПИД-регулятором ТРМ148, схема нагрузки – “звезда” с рабочей нейтралью, без вводного автомата, номинальный ток фазы 125 А;

ТРМ-3-Р-ПИД148-РТ-А-200 – трехфазный тиристорный регулятор напряжения  с раздельным управлением фазами, с ПИД-регулятором ТРМ148, схема нагрузки – разомкнутый “треугольник”, с вводным автоматом, номинальный ток фазы 200 А

Если вы не можете определиться с моделью регулятора или вам нужно нестандартное исполнение, рекомендуем заполнить и отправить нам на e-mail опросный лист:

Декларация соответствия требованиям технических регламентов Таможенного Союза

Документация:

ТРМ-3-Р-ПИД148-Н(  с раздельным управлением фазами,  с ПИД-регулятором ТРМ148, звезда с рабочей нейтралью, без вводного автомата) Руководство по эксплуатации

ТРМ-3-Р-ПИД148-Н-А( с раздельным управлением фазами,  с ПИД-регулятором ТРМ148, звезда с рабочей нейтралью, с вводным автоматом) Руководство по эксплуатации

ТРМ-3-Р-ПИД148-РТ(  с раздельным управлением фазами,  с ПИД-регулятором ТРМ148, разомкнутый треугольник, без вводного автомата) Руководство по эксплуатации

ТРМ-3-Р-ПИД148-РТ-А(  с раздельным управлением фазами,  с ПИД-регулятором ТРМ148, разомкнутый треугольник, с вводным автоматом) Руководство по эксплуатации

ПИД-регулятор ТРМ148. Руководство по эксплуатации

Цены на тиристорные регуляторы ТРМ-3-Р-ПИД: ПРАЙС-ЛИСТ

Срочный заказ – плюс 25% от стоимости, но не менее 15 тыс. рублей. Рекомендуется
предварительно узнать о возможности срочного выполнения конкретного заказа.

Много полезной информации Вы можете узнать, прочитав наши Статьи

Источник: http://www.zvezda-el.ru/shop/tiristornye-reguljatory/tiristornyjj-reguljator-moshhnosti-s-razdelnym-regulirovaniem-faz-i-vstroennym-pid-reguljatorom-trm-r-pid/

Управление тиристором, принцип действия

Тиристор — устройство, обладающее свойствами полупроводника, в основе конструкции которого лежит монокристалический полупроводник, имеющий три или больше p-n-переходов. Его работа подразумевает наличие двух стабильных фаз:

  • «закрытая» (уровень проводимости низкий);
  • «открытая» (уровень проводимости высоки).

Тиристоры — устройства, выполняющие функции силовых электронных ключей. Другое их наименование — однооперационные тиристоры. Данный прибор позволяет осуществлять регуляцию воздействия мощных нагрузок посредством незначительных импульсов.

Кроме того, эти полупроводниковые устройства могут объединять цепи с напряжением до 5000 Вольт и силой тока до 5000 Ампер (при частоте не более 1000 Гц).

Тиристоры с двумя и тремя выводами пригодны для работы как с постоянным, так и с переменным током. Наиболее часто принцип их действия сравнивается с работой ректификационного диода и считается, что они являются полноценным аналогом выпрямителя, в некотором смысле даже более эффективным.

Разновидности тиристоров отличаются между собой:

  • Способом управления.
  • Проводимостью (односторонняя или двусторонняя).

Общие принципы управление

В структуре тиристора имеется 4 полупроводниковых слоя в последовательном соединении (p-n-p-n). Контакт, подведённый к наружному p-слою — анод, к наружному n-слою — катод.

Читайте также:  Электрошокер своими руками

Как результат, при стандартной сборке в тиристоре максимально может быть два управляющих электрода, которые крепятся к внутренним слоям.

Соответственно подключённому слою проводники, по типу управления устройства делятся на катодные и анодные. Чаще используется первая разновидность.

Тиристоры с управляющим электродом могут быть:

  • Запираемыми;
  • Незапираемыми.

Показательным свойством незапираемых приборов является отсутствие у них реакции на сигнал с управляющего электрода. Единственный способ закрыть их — снизить уровень протекающего сквозь них тока так, чтобы он уступал силе тока удержания.

Управляя тиристором следует учитывать некоторые моменты. Устройство данного типа сменяет фазы работы с «выключен» на «включён» и обратно скачкообразно и только при условии внешнего воздействия: при помощи тока (манипуляции с напряжением) или фотонов (в случаях с фототиристором).

Чтобы разобраться в данном моменте необходимо помнить, что у тиристора преимущественно имеется 3 вывода (тринистор): анод, катод и управляющий электрод.

Уэ (управляющий электрод) как раз таки и отвечает за то, чтобы включать и выключать тиристор. Открытие тиристора происходит при условии, что приложенное напряжение между А (анодом) и К (катодом) становится равным или превосходит объём напряжения работы тринистора. Правда, во втором случае потребуется воздействие импульса положительной полярности между Уэ и К.

При постоянной подаче питающего напряжения тиристор может быть открыт бесконечно долго.

Чтобы перевести его в закрытое состояние, можно:

  • Снизить уровень напряжения между А и К до нуля;
  • Понизить значение А-тока таким образом, чтобы показатели силы тока удержания оказались больше;
  • Если работа цепи построена на действии переменного тока, выключение прибора произойдёт без постороннего вмешательства, когда уровень тока сам снизится до нулевого показания;
  • Подать запирающее напряжение на Уэ (актуально только в отношении запираемых разновидностей полупроводниковых устройств).

Состояние закрытости тоже длится бесконечно долго, пока не возникнет запускающий импульс.

Конкретные способы управления

Представляет собой подачу положительного напряжения изменяющейся величины на Уэ. Открытие тиристора происходит, когда величины напряжения довольно, чтобы пробиться через управляющий переход тока спрямления (Iспр.). При помощи изменения величины напряжения на Уэ, появляется возможность изменения времени открытия тиристора.

Главный недочёт этого метода — сильное влияние температурного фактора. Кроме того, для каждой разновидности тиристора потребуется резистор другого вида. Этот момент не добавляет удобства в эксплуатации. Помимо этого время открытия тиристора возможно корректировать лишь пока длится первая 1/2 положительного полупериода сети.

Заключается в смене фазы Uупр (в соотношении с напряжением на аноде). При этом применяется фазовращательный мост. Главный минус — малая крутизна Uупр, поэтому стабилизировать момент открытия тиристора можно лишь ненадолго.

Рассчитан на преодоление недостатков фазового метода. С этой целью на Уэ подаётся импульс напряжения с крутым фронтом. Данный подход в настоящее время наиболее распространён.

Тиристоры и безопасность

Из-за импульсности своего действия и наличия обратного восстановительного тока тиристоры очень сильно повышает риск перенапряжения в работе прибора. Помимо этого опасность перенапряжения в зоне полупроводника высока, если в других частях цепи напряжения нет вовсе.

Поэтому во избежание негативных последствий принято использовать схемы ЦФТП. Они препятствуют появлению и удержанию критический значений напряжения.

Двухтранзисторная модель тиристора

Из двух транзисторов вполне можно собрать динистор (тиристор с двумя выводами) или тринистор (тиристор с тремя выводами). Для этого один из них должен иметь p-n-p-проводимость, другой — n-p-n-проводимость. Выполнены транзисторы могут быть как из кремния, так и из германия.

Соединение между ними осуществляется по двум каналам:

  • Анод от 2-го транзистора + Управляющий электрод от 1-го транзистора;
  • Катод от 1-го транзистора + Управляющий электрод от 2-го транзистора.

Если обойтись без использования управляющих электродов, то на выходе получится динистор.

Совместимость выбранных транзисторов определяется по одинаковому объёму мощности. При этом показания тока и напряжения должны быть обязательно больше требуемых для нормального функционирования прибора. Данные по напряжению пробоя и току удержания зависят от конкретных качеств использованных транзисторов.

Источник: http://elektronchic.ru/elektronika/upravlenie-tiristorom-princip-dejstviya.html

Регулятор мощности: симисторный и тиристорный, системы индикации и схемы

Практически в любом радиоэлектронном устройстве в большинстве случаев присутствует регулировка по мощности. За примерами далеко ходить не надо: это электроплиты, кипятильники, паяльные станции, различные регуляторы вращения двигателей в устройствах.

Способов, по которым можно собрать регулятор напряжения своими руками 220 В, в Сети полно. В большинстве случаев это схемы на симисторах или тиристорах. Тиристор, в отличие от симистора, более распространённый радиоэлемент, и схемы на его основе встречаются гораздо чаще. Разберём разные варианты исполнения, основанные на обоих полупроводниковых элементах.

Регулятор мощности на симисторе

Симистор, по большому счету, – это частный случай тиристора, пропускающий ток в обе стороны, при условии, что он выше тока удержания. Один из его недостатков – это плохая работа на высоких частотах. Поэтому его часто используют в низкочастотных сетях. Для построения регулятора мощности на основе обычной сети 220 В, 50 Гц он вполне подходит.

Регулятор напряжения на симисторе используется в обычных бытовых приборах, где нужна регулировка. Схема регулятора мощности на симисторе выглядит следующим образом.

  • Пр. 1 – предохранитель (выбирается в зависимости от требуемой мощности).
  • R3 – токоограничительный резистор – служит для того чтобы при нулевом сопротивлении потенциометра остальные элементы не выгорели.
  • R2 – потенциометр, подстроечный резистор, которым и осуществляется регулировка.
  • C1 – основной конденсатор, заряд которого до определённого уровня отпирает динистор, вместе с R2 и R3 образует RC-цепь
  • VD3 – динистор, открытие которого управляет симистором.
  • VD4 – симистор – главный элемент, производящий коммутацию и, соответственно, регулировку.

Основная работа возложена на динистор и симистор. Сетевое напряжение подаётся на RC-цепочку, в которой установлен потенциометр, им в итоге и регулируется мощность.

Производя регулировку сопротивления, мы меняем время зарядки конденсатора и тем самым порог включения динистора, который, в свою очередь, включает симистор.

Демпферная RC-цепь, подключённая параллельно симистору, служит для сглаживания помех на выходе, а также при реактивной нагрузке (двигатель или индуктивность) предохраняет симистор от скачков высокого обратного напряжения.

Симистор включается, когда ток, проходящий через динистор, превышает ток удержания (справочный параметр). Отключается, соответственно, когда ток становится меньше тока удержания. Проводимость в обе стороны позволяет настроить более плавную регулировку, чем это возможно, например, на одном тиристоре, при этом используется минимум элементов.

Осциллограмма регулировки мощности представлена ниже. Из неё видно, что после включения симистора оставшаяся полуволна поступает на нагрузку и при достижении 0, когда ток удержания уменьшается до такой степени, что симистор отключается. Во втором «отрицательном» полупериоде происходит тот же процесс, т. к. симистор обладает проводимостью в обе стороны.

Напряжение на тиристоре

Для начала разберёмся, чем отличается тиристор от симистора. Тиристор содержит в себе 3 p-n перехода, а симистор – 5 p-n переходов. Не углубляясь в детали, если говорить простым языком, симистор обладает проводимостью в обоих направлениях, а тиристор – только в одном. Графические обозначения элементов показаны на рисунке. Из графики это хорошо видно.

Принцип работы абсолютно такой же. На чём и построена регулировка по мощности в любой схеме. Рассмотрим несколько схем регулятора на тиристорах. Первая простейшая схема, которая в основе повторяет схему на симисторе, описанную выше. Вторая и третья – с применением логики, схемы, которые более качественно гасят помехи, создаваемые в сети переключением тиристоров.

Простая схема

Простая схема фазового регулирования на тиристоре представлена ниже.

Единственное её отличие от схемы на симисторе – это то, что регулировка происходит только положительной полуволны сетевого напряжения. Времязадающая RC-цепь путём регулирования величины сопротивления потенциометра регулирует величину отпирания, тем самым задавая выходную мощность, поступающую на нагрузку. На осциллограмме это выглядит следующим образом.

Из осциллограммы видно, что регулировка мощности идёт путём ограничения напряжения поступающего на нагрузку. Образно говоря, регулировка заключается в ограничении поступления сетевого напряжения на выход.

Регулируя время заряда конденсатора путём изменения переменного сопротивления (потенциометра). Чем выше сопротивление, тем дольше происходит заряд конденсатора и тем меньше мощности будет передано на нагрузку.

Физика процесса подробно описана в предыдущей схеме. В этом случае она ничем особым не отличается.

С генератором на основе логики

Второй вариант более сложный. В связи с тем, что процессы коммутации на тиристорах вызывают большие помехи в сети, это плохо влияет на элементы, установленные на нагрузке. Особенно если на нагрузке находится сложный прибор с тонкими настройками и большим количеством микросхем.

Такая реализация тиристорного регулятора мощности своими руками подойдёт для активных нагрузок, например, паяльник или любые устройства нагрева.

На входе стоит выпрямительный мост, поэтому обе волны сетевого напряжения будут положительными. Обратите внимание, что при такой схеме для питания микросхем понадобиться дополнительный источник постоянного напряжения +9 В.

Осциллограмма из-за наличия выпрямительного моста будет выглядеть следующим образом.

Обе полуволны теперь будут положительными из-за влияния выпрямительного моста.

Если для реактивных нагрузок (двигатели и другие индуктивные нагрузки) наличие разно полярных сигналов предпочтительно, то для активных – положительное значение мощности крайне важно.

Отключение тиристора происходит также при приближении полуволны к нулю ток удержания подаёт до определённого значения и тиристор запирается.

На основе транзистора КТ117

Наличие дополнительного источника постоянного напряжение может вызвать затруднения, если его нет, и вовсе придётся городить дополнительную схему.

Если дополнительного источника у вас нет, то можно воспользоваться следующей схемой, в ней генератор сигналов на управляющий вывод тиристора собран на обычном транзисторе.

Есть схемы на основе генераторов, построенных на комплементарных парах, но они более сложные, и здесь мы их рассматривать не будем.

В данной схеме генератор построен на двухбазовом транзисторе КТ117, который при таком применении будет генерировать управляющие импульсы с периодичностью, задаваемой подстроечным резистором R6. На схеме ещё реализована система индикации на базе светодиода HL1.

  • VD1-VD4 – диодный мост, выпрямляющий обе полуволны и позволяющий выполнять более плавную регулировку мощности.
  • EL1 – лампа накаливания – представлена вроде нагрузки, но может быть любой другой прибор.
  • FU1 – предохранитель, в этом случае стоит на 10 А.
  • R3, R4 – токоограничительные резисторы – нужны, чтобы не сжечь схему управления.
  • VD5, VD6 – стабилитроны – выполняют роль стабилизации напряжения определённого уровня на эмиттере транзистора.
  • VT1 – транзистор КТ117 – установлен должен быть именно с таким расположение базы №1 и базы №2, иначе схема будет не работоспособна.
  • R6 – подстроечный резистор, определяющий момент, когда поступает импульс на управляющий вывод тиристора.
  • VS1 – тиристор – элемент, обеспечивающий коммутацию.
  • С2 – времязадающий конденсатор, определяющий период появления управляющего сигнала.
Читайте также:  Дистанционное ик управление компьютером по usb

Остальные элементы играют незначительную роль и в основном служат для токоограничения и сглаживания импульсов. HL1 обеспечивает индикацию и сигнализирует только о том, что прибор подключён к сети и находится под напряжением.

Источник: https://tokar.guru/instrumenty/regulyator-moschnosti-na-simistore-i-tiristore.html

Симисторные регуляторы мощности своими руками – схема, как работает и сборка

Полупроводниковый прибор, имеющий 5 p-n переходов и способный пропускать ток в прямом и обратном направлениях, называется симистором.

Из-за неспособности работы на высоких частотах переменного тока, высокой чувствительности к электромагнитным помехам и значительного тепловыделения при коммутации больших нагрузок, в настоящее время широкого применения в мощных промышленных установках они не имеют.

Там их с успехом заменяют схемы на тиристорах и IGBT-транзисторах.

Но компактные размеры прибора и его долговечность в сочетании с невысокой стоимостью и простотой схемы управления позволили найти им применение в сферах, где указанные выше недостатки не имеют существенного значения.

Сегодня схемы на симисторах можно найти во многих бытовых приборах от фена до пылесоса, ручном электроинструменте и электронагревательных устройствах – там, где требуется плавная регулировка мощности.

Принцип работы

Регулятор мощности на симисторе работает подобно электронному ключу, периодически открываясь и закрываясь, с частотой, заданной схемой управления. При отпирании симистор пропускает часть полуволны сетевого напряжения, а значит потребитель получает только часть номинальной мощности.

Делаем своими руками

На сегодняшний день ассортимент симисторных регуляторов в продаже не слишком велик. И, хотя цены на такие устройства невелики, зачастую они не отвечают требованиям потребителя. По этой причине рассмотрим несколько основных схем регуляторов, их назначение и используемую элементную базу.

Схема прибора

Простейший вариант схемы, рассчитанный для работы на любую нагрузку. Используются традиционные электронные компоненты, принцип управления фазово-импульсный.

Основные компоненты:

  • симистор VD4, 10 А, 400 В;
  • динистор VD3, порог открывания 32 В;
  • потенциометр R2.

Ток, протекающий через потенциометр R2 и сопротивление R3, каждой полуволной заряжает конденсатор С1. Когда на обкладках конденсатора напряжение достигнет 32 В, произойдёт открытие динистора VD3 и С1 начнёт разряжаться через R4 и VD3 на управляющий вывод симистора VD4, который откроется для прохождения тока на нагрузку.

Длительность открытия регулируется подбором порогового напряжения VD3 (величина постоянная) и сопротивлением R2. Мощность в нагрузке прямо пропорциональна величине сопротивления потенциометра R2.

Дополнительная цепь из диодов VD1 и VD2 и сопротивления R1 является необязательной и служит для обеспечения плавности и точности регулировки выходной мощности. Ограничение тока, протекающего через VD3, выполняет резистор R4. Этим достигается необходимая для открытия VD4 длительность импульса. Предохранитель Пр.1 защищает схему от токов короткого замыкания.

Отличительной особенностью схемы является то, что динистор открывается на одинаковый угол в каждой полуволне сетевого напряжения. Вследствие этого не происходит выпрямление тока, и становится возможным подключение индуктивной нагрузки, например, трансформатора.

Подбирать симисторы следует по величине нагрузке, исходя из расчёта 1 А = 200 Вт.

Используемые элементы:

  • Динистор DB3;
  • Симистор ТС106-10-4, ВТ136-600 или другие, требуемого номинала по току 4-12А.
  • Диоды VD1, VD2 типа 1N4007;
  • Сопротивления R1100 кОм, R3 1 кОм, R4 270 Ом, R5 1,6 кОм, потенциометр R2 100 кОм;
  • Конденсатор С1 0,47 мкФ (рабочее напряжение от 250 В).

Отметим, что схема является наиболее распространённой, с небольшими вариациями. Например, динистор может быть заменён на диодный мост или может быть установлена помехоподавляющая RC цепочка параллельно симистору.

Более современной является схема с управлением симистора от микроконтроллера – PIC, AVR или другие. Такая схема обеспечивает более точную регулировку напряжения и тока в цепи нагрузки, но является и более сложной в реализации.

Схема симисторного регулятора мощности

Сборка

Сборку регулятора мощности необходимо производить в следующей последовательности:

  1. Определить параметры прибора, на который будет работать разрабатываемое устройство. К параметрам относятся: количество фаз (1 или 3), необходимость точной регулировки выходной мощности, входное напряжение в вольтах и номинальный ток в амперах.
  2. Выбрать тип устройства (аналоговый или цифровой), произвести подбор элементов по мощности нагрузки. Можно проверить своё решение в одной из программ для моделирования электрических цепей – Electronics Workbench, CircuitMaker или их онлайн аналогах EasyEDA, CircuitSims или любой другой на ваш выбор.
  3. Рассчитать тепловыделение по следующей формуле: падение напряжения на симисторе (около 2 В) умножить на номинальный ток в амперах. Точные значения падения напряжения в открытом состоянии и номинальный пропускаемый ток указаны в характеристиках симистора. Получаем рассеиваемую мощность в ваттах. Подобрать по рассчитанной мощности радиатор.
  4. Закупить необходимые электронные компоненты, радиатор и печатную плату.
  5. Произвести разводку контактных дорожек на плате и подготовить площадки для установки элементов. Предусмотреть крепление на плате для симистора и радиатора.
  6. Установить элементы на плату при помощи пайки. Если нет возможности подготовить печатную плату, то можно использовать для соединения компонентов навесной монтаж, используя короткие провода. При сборке особое внимание уделить полярности подключения диодов и симистора. Если на них нет маркировки выводов, то прозвонить их при помощи цифрового мультиметра или «аркашки».
  7. Проверить собранную схему мультиметром в режиме сопротивления. Полученное изделие должно соответствовать изначальному проекту.
  8. Надёжно закрепить симистор на радиатор. Между симистором и радиатором не забыть проложить изолирующую теплопередающую прокладку. Скрепляющий винт надёжно заизолировать.
  9. Поместить собранную схему в пластиковый корпус.
  10. Вспомнить о том, что на выводах элементов присутствует опасное напряжение.
  11. Выкрутить потенциометр на минимум и произвести пробное включение. Измерить напряжение мультиметром на выходе регулятора. Плавно поворачивая ручку потенциометра следить за изменением напряжения на выходе.
  12. Если результат устраивает, то можно подключать нагрузку к выходу регулятора. В противном случае необходимо произвести регулировки мощности.

Симисторный радиатор мощности

Регулировка мощности

За регулировку мощности отвечает потенциометр, через который заряжается конденсатор и разрядная цепь конденсатора. При неудовлетворительных параметрах выходной мощности следует подбирать номинал сопротивления в разрядной цепи и, при малом диапазоне регулировки мощности, номинал потенциометра.

Блиц-советы

  • продлить срок службы лампы, регулировать освещение или температуру паяльника поможет простой и недорогой регулятор на симисторах.
  • выбирайте тип схемы и параметры компонентов по планируемой нагрузке.
  • тщательно проработайте схемные решения.
  • будьте внимательны при сборке схемы, соблюдайте полярность полупроводниковых компонентов.
  • не забывайте, что электрический ток есть во всех элементах схемы и он смертельно опасен для человека.

Источник: http://orcmaster.com/electro/stabilizator/simistornye-regulyatory-moshhnosti.html

Тиристорные регуляторы мощности ТРМ

 Не секрет, что полупроводниковые приборы обладают одним из самых высоких КПД и высокой надежностью в эксплуатации. На данный момент цена на них существенно снизилась, а функционал вырос, что делает продукцию на полупроводниках отличным решением для промышленных объектов и систем процессов автоматизации производств.

 Представляем разработанные и изготовленные нами Тиристорные регуляторы мощности ТРМ-1М, ТРМ-2М и ТРМ-3М. Приборы представляют собой силовое полупроводниковое устройство с помощью которого возможно менять выходную мощность от 6% до 94% с различной дискретностью. В качестве нагрузки возможны: различные тэны, инфракрасные нагреватели, лампы освещения, трансформаторы и т.д.

Основные преимущества:

– ЦЕНА!

– габариты исполнения (на сегодняшний момент одни из самых компактных вариантов подобного рода устройств)

– индикация выходной мощности, тока, напряжения на ярком контрастном трех разрядном дисплее (постоянный контроль выходных значений позволит on-line контролировать производственный процесс)

5 способов управления тиристорами в одном регуляторе (управляется программно, что расширяет сферу использования одной и той же модели, делая прибор абсолютно универсальным)

– линейная зависимость выходного напряжения или мощности от входного сигнала (в результате 100% контроль за напряжением или мощностью подаваемым в нагрузку)

– отдельное программируемое реле (еще больше автоматизирует процесс производственного цикла)

– защита от короткого замыкания в нагрузке с помощью быстродействующего предохранителя (почти всегда на складе есть запасные).

 ТРМ-1М представляет собой однофазный регулятор с возможностью внешнего управления посредством: токовой петли (4-20mA, 0-20mA), напряжением (0-10В,0-5В и т.д.

), потенциометра (10-50кОм), сухой контакт, по протоколу Modbus через  RS485 интерфейс. Также есть возможность задания и просмотра параметров на лицевой панели.

Являясь полностью цифровым устройством, возможности изменяемых параметров достаточно обширны.

 ТРМ-2М и ТРМ-3М представляют собой двух- и трехфазные регуляторы соответственно.

Существуют 2 основных метода управления тиристорами

Фазовое управление тиристором Числоимпульсное управление тиристором
Применение тэны, трансформаторы, инфракрасные нагреватели, лампы накаливания (освещение) Применение конденсаторные установки, тэны
Плюсы – плавность регулировки- возможность плавного пуска- работа с малоинерционной нагрузкой Плюсы – отсутствие импульсных помех- отсутствие искажения синусоиды тока- не потребляет реактивную составляющую
Минусы – импульсные помехи- потребление реактивного тока- нелинейные искажения тока Минусы – отсутствие плавной регулировки- не работает с индуктивной нагрузкои и освещением- отсутствие плавного запуска
Вывод: данный метод расчитан для регулирования первичной обмотки транформаторов, тэнов с малым инерционным запасом (ламп нагрева, инфракрасных ламп, освещения). Вывод: данный метод расчитан на чисто активную (резистивную) нагрузку, тэны с достаточным временем инерции.

Источник: https://www.meandr.ru/tiristornyj-regulyator-moshhnosti

Тиристорные регуляторы мощности производства PMA и CD Automation – BG electric e.K

Группа компний West Control Solutions, к которой принадлежат немецкая фирма PMA и итальянская CD Automation является мировым лидером в области разработки и производства тиристорных регуляторов мощности и в течение последнего десятилетия развивается особенно быстрыми темпами, предоставляя заказчику новейшие разработки, основанные на современных технологиях. Регуляторы разрабатываются и изготавливаются в Германии и в Италии, в их элементной базе используются электронные компоненты только проверенных известных производителей. Всё это обеспечивает европейское качество и высокую надёжность в работе.

Читайте также:  Всеволновая любительская антенна

Здесь размещена флэш-фотогалерея предлагаемых приборов.
Для просмотра установите Adobe Flash Player или активируйте настройки JavaScript.
При затруднении обратитесь к системному администратору.

Для просмотра диашоу нажмите стрелку посредине, для пошагового просмотра пользуйтесь боковыми стрелками.

Тиристорные регуляторы мощности используются во всех отраслях промышленности, где необходимо управлять большими активными и индуктивными нагрузками, например, в промышленных печах, при переработке пластмасс, на транспорте.

Тиристорный регулятор мощности состоит из двух встречно-параллельно включенных силовых тиристоров, изолированного радиатора и электроники управления. Микропроцессорное управление полностью гальванически отделено от силовой схемы. Регуляторы содержат ограничитель тока и специальные алгоритмы для кремниевых, карбидных и суперканталовых нагревательных элементов.

Регуляторы имеют до пяти различных входов управления на выбор заказчика, выходы для извещений и ретрансмиссии сигнала, обратную связь по мощности, току или напряжению в нагрузке. Встроенный электронный ограничитель тока следит за перегрузками. CD Automation была одной из первых компаний в области разработки тиристорных регуляторов, управляемых микропроцессорами.

Регуляторы имеют последовательный интерфейс RS485, который позволяет реализовывать коммуникации с различными полевыми шинами.

Референции по тиристорным регуляторам мощности за 2006-2017 г.

Классификация базовых серий тиристорных регуляторов

Серия Relay S (предыдущее исполнение CD3000S)относится к экономклассу и не располагает шинным интерфейсом. Новая серия Relay S является модернизированным вариантом CD3000S и имеет функциональные и сервисные отличия. В частности, в новой серии опция Heater Break Alarm, а также пакетная коммутация BF(4-8-16) может устанавливаться на все модели, вплоть до макс. тока 700А.

Нижний предел линейки макс. токов в новой серии поднят до 30А. В сегменте до 210А применяются модернизированные модули REVO. Коммутация силовых тиристоров происходит при переходе напряжения через ноль. Применяются для однофазной или трехфазной резистивной нагрузки. Управление осуществляется электрическим логическим сигналом “вкл/выкл” или аналоговым сигналом.

Серия Relay M (предыдущее исполнение CD3000M)относится к среднему классу и имеет оптимальное соотношение цена/качество. Новая серия Relay M является модернизированным вариантом CD3000M и имеет функциональные и сервисные отличия. В частности, в новой серии предлагается повышенное максимальное напряжение 690В в моделях с максимальным током 400…700А. Нижний предел линейки макс.

токов поднят до 30А. В сегменте до 210А применяются модернизированные модули REVO, все модели оснащены дисплеем.В новой серии пакетная и фазовая коммутация дополнена программируемым плавным пуском. Дополнительно имеется возможность выбирать обратную связь по напряжению или по мощности в нагрузке.

Все регуляторы этой серии имеют микропроцессорное управление и располагают интерфейсом RS485 с протоколом MODBUS. Применяются для однофазной или трехфазной нагрузки. На выбор предлагается пять способов (различных входов) управления мощностью в нагрузке в комбинации с различными методами коммутации силовых тиристоров.

Серия Relay CL (предыдущее исполнение CD3200)представляет собой наилучшее решение для регулирования мощности в однофазной нагрузке с токами до 700А, располагают интерфейсом RS485 с протоколом MODBUS и особенно хорошо подходят для трансформаторной или смешанной нагрузки. Новая серия Relay CL является модернизированным вариантом CD3200 и имеет функциональные и сервисные отличия.

В частности, в новой серии Relay CL предлагается повышенное максимальное напряжение 690В в моделях с максимальным током 400…700А. Нижний предел линейки макс. токов поднят до 30А. В сегменте до 210А применяются модернизированные модули REVO, все модели оснащены дисплеем.

В новой серии дополнительно к фазовой коммутации впервые предлагается пакетная коммутация, таким образом достигается универсальность для пользователя.Серия REVO (составная часть серий Relay)представляет собой новое исполнение с токами нагрузки от 30А до 210А и включена в соответствующие серии Relay.

Модули имеют встроенные трансформатор тока и держатель плавкого предохранителя с быстрым доступом через переднюю панель, что значительно уменьшает потери времени на контроль и замену сгоревших предохранителей. Имеется исполнение в виде компактной комбинации регулятора мощности с интегрированным температурным PID-регулятором.

Серия PM3000 E (предыдущее исполнение CD3000E)применяется только для трехфазной нагрузки, относится к продвинутому классу и имеет наибольшее в своем классе количество опций и разнообразных возможностей для пользователя. Новая серия Relay E является модернизированным вариантом CD3000E и имеет функциональные, параметрические и сервисные отличия.

В частности, в новой серии нижний предел линейки макс. токов поднят до 30А. В сегменте до 210А применяются модернизированные модули REVO, все модели оснащены дисплеем и фронтальным разъёмом для конфигурирования регулятора.

В новой серии стандартная пакетная коммутация дополнена пакетной коммутацией с задержкой тока, что позволяет использовать такой регулятор с индуктивной нагрузкой при двухканальном управлении мощностью и обеспечивает наиболее экономичное решение. Дополнительно имеется возможность выбирать обратную связь по всем возможным параметрам в нагрузке.

На выбор предлагается пять способов (различных входов) управления мощностью в нагрузке в комбинации с различными методами коммутации силовых тиристоров. Все регуляторы этой серии имеют полностью цифровое управление, базирующееся на мощном высокопроизводительном микропроцессоре и располагают интерфейсом RS485 с протоколом MODBUS.

Применяются в основном для работы с мощными трехфазными трансформаторами с токами до 700А, ко вторичной обмотке которых подключается резистивная нагрузка с высокой зависимостью температурных параметров от срока службы и старения, часто несбалансированная.

Серия POWERSTACK (предыдущее исполнение MULTIDRIVE)относится к наиболее продвинутому классу в сегменте больших токов, вплоть до 2700А и имеет наибольшее в своем классе количество опций и разнообразных возможностей для пользователя, настоящий «All inclusive» и имеет наибольшее число сервисных функций, логических входов и релейных выходов.

Новая серия POWERSTACK является модернизированным вариантом MULTIDRIVE и имеет функциональные, параметрические и сервисные отличия. В частности, в новой серии нижний предел линейки макс. токов для однофазных моделей поднят до 850А.Серия POWERSTACK, в отличие от MULTIDRIVE предлагает повышенное максимальное напряжение 690В во всй линейке регуляторов для всех нагрузок.

Все модели оснащены дисплеем и фронтальным разъёмом для конфигурирования регулятора. Серия содержит все возможные опции, как стандарт. В том числе ограничитель тока, система диагностики нагрузки, последовательный интерфейс. Программное обеспечение поставляется бесплатно, оно хорошо анимировано и позволяет изменять настройки и конфигурацию регулятора даже в «горячем» режиме, без снятия напряжения с нагрузки. Дополнительно имеются два активных входа управления мощностью нагрузки, переключаемых оператором с помощью логического сигнала.

Регуляторы легко монтируются в распределительный шкаф на DIN-рейку или непосредственно на заднюю монтажную панель шкафа, а при применении большого количества мощных регуляторов, для них выделяется специальное помещение. Поскольку такие объекты выделяют много тепла, желательно помещения вентилировать.

Трехфазные тиристорные регуляторы Relay-2РН с регулированием по двум фазам применяются для регулирования трехфазной нагрузки, подключенной по трехпроводной схеме в «звезду без нейтрали» или «треугольник», при этом третья фаза регулируется автоматически. Это экономичное решение имеет наилучшее соотношение цены, возможностей и качества и применяется повсеместно, особенно там, где на производстве имеется много трехфазных нагревателей.

Варианты коммутации силовых тиристоров

Тиристорные регуляторы располагают различными вариантами коммутации силовых тиристоров, каждый из которых выбирается при заказе индивидуально для решения конкретной технической задачи и каждый из которых имеет собственные преимущества и недостатки.

Основным критерием правильного выбора способа коммутации является характер нагрузки (резистивная или индуктивная) и выбранный пользователем способ управления мощностью (управляющий вход). В таблице представлены все предлагаемые варианты коммутации силовых тиристоров.

Для просмотра содержания таблицы наведите курсор на название, для фиксации используйте двойной клик.

СимволТип коммутации тиристоровОписание
ZC Zero Crossing
Управление «вкл/выкл»
Простейший способ управления нагрузкой, внешнее управление логическим сигналом «вкл/выкл». Переключение тиристоров происходит при переходе напряжения через ноль, не создавая помех. Подходит для термических инерционных процессов.
SC Single Cycle
Управление одним периодом
Управление единичным периодом или числом периодов напряжения на нагрузке пропорционально входному аналоговому сигналу. Это разновидность пакетной коммутации с более равномерным распределением энергии по времени. Подходит для термических неинерционных быстроменяющихся процессов.
BF Burst firing
Пакетная коммутация представляет собой широтно-импульсный способ управления, при котором мощность зависит от соотношения длительности напряжения к длительности паузы на протяжении определённого времени. Переключение происходит в момент перехода напряжения через ноль. Для регулирования мощности изменяется ширина пакета периодов напряжения. Пакетная коммутация подходит для активной (резистивной) нагрузки, но не подходит для регулирования уровня освещенности.
S+BF Soft Start + Burst Firing
Плавный пуск + пакетная коммутация
Этот способ представляет собой пакетную коммутацию в сочетании с программируемым плавным пуском, он хорошо подходит для нагрузки с низким сопротивлением в холодном состоянии и нагрузки, подверженной быстрому старению.
DT+BF Delay Triggering + Burst Firing
Пакетная коммутация в сочетании с программируемой задержкой включения тиристоров обеспечивает ограничение бросков тока в начале каждого пакета. Задержка может быть установлена от 0 до 100° и оперативно изменена в зависимости от индуктивного сопротивления нагрузки. Хорошо подходит для трансформаторов, не создавая помех в питающей сети.
PA Phase Angle
Фазовая коммутация представляет собой управление моментом открывания тиристоров в каждом периоде напряжения. Ток через нагрузку течёт от момента открытия тиристора до момента перехода напряжения через ноль. Действующее напряжение на нагрузке пропорционально входному аналоговому сигналу. Это наиболее точный и быстрый способ управления, хорошо подходит для трансформаторной нагрузки.
S+PA Soft start + Phase Angle
Плавный пуск + фазовая коммутация
Этот способ представляет собой фазовую коммутацию в сочетании с программируемым плавным пуском, он хорошо подходит для трансформаторной и смешаной нагрузки, особенно с низким сопротивлением в холодном состоянии и нагрузки, подверженной быстрому старению.

Входы управления регулятором мощности

Тиристорные регуляторы располагают различными вариантами входов управления мощностью. Подходящий вход выбирается при заказе индивидуально, в соответствии с требованиями заказчика.

В большинстве случаев заказчик может оперативно изменить тип используемого входа, изменив конфигурацию регулятора с помощью кнопок или с помощью бесплатного программного обеспечения.

В последнем случае потребуется дополнительно кабель-адаптер.

СимволТип входаУправление мощностью
SSR Логический вход ВКЛ/ВЫКЛ постоянным напряжением 4…30 В
110 VAC ВКЛ/ВЫКЛ переменным напряжением 110 В +/- 15%
230 VAC ВКЛ/ВЫКЛ переменным напряжением 230 В +/- 15%
4-20 mA Аналоговый вход

Источник: http://www.germany-electric.ru/177

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector