Регулятор потужності

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     1.5. Побутовий регулятор потужності 

     Принципова  схема регулятора зображена на  рис. 5. 

Рис. 5. Принципова схема побутового регулятора потужності 

     Пристрій складається з мультивібратора (DD1.1, DD1.2), формувача імпульсів (DD1.4), вузла співпадання (DD1.3). Мультивібратор формує імпульси тривалістю від 0 до Т. При цьому на виході елемента DD1.2 буде сигнал низького рівня, що відповідає нульовій потужності в навантаженні, а в іншому – сигнал 1, що відповідає 100% потужності. В моменти, коли випрямлена напруга мережі дорівнює нулю, формувач випрацьовує короткі імпульси. Вузол співпадання пропускає базу транзистора VT1 низки імпульсів, які керують вмиканням триністора. Триністор відкривається і пропускає до навантаження відповідне число півперіодів випрямленої напруги.

     Даний  регулятор призначений для регулювання  температури паяльника, електропечі, електрокаміну, електроплитки.

     Збільшивши  період коливань мультивібратора,  регулятор можливо використовувати  для отримання світлових ефектів.  Для цього необхідно відповідно  збільшити ємність конденсатора  С1. Лампи, підключені до виводів  «Навантаження», будуть блимати  з частотою мультивібратора. [5]

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     1.6. Регулятор потужності, що не створює перешкод 

     Триністорні регулятори потужності, зібрані за традиційною схемою, мають суттєвий недолік – вони є джерелом високочастотних перешкод. Принципова схема регулятора потужності, що не створює перешкод, зображена на рис. 6. 

Рис. 6. Принципова схема регулятора потужності, що не створює перешкод 

     Регулятор  розрахований на десять ступенів  регулювання потужності навантаження  – від 10 до 100% від номінальної з дискретністю 10%.

     Двійково-десятковий  лічильник з дешифратором DD2 формує на виходах додатні імпульси тривалістю Т, що дорівнює половині періоду напруги мережі, зсунуті один відносно іншого на час Т. Як тільки високий рівень з’явиться на виході 0 цього лічильника, він встановить тригер, зібраний на елементах DD1.3, DD1.4, у одиничний стан (високий рівень на виході елемента DD1.4), що призведе до відкривання транзистора VT1 підсилювача струму, а слід за ним – і триністора VS1.

     Триністор буде відкритий до тих пір, доки високий рівень не з’явиться на тому виході лічильника DD2, з яким з’єднаний рушій перемикача SA1. В цей момент перемкнеться RS-тригер DD1.3, DD1.4 і закриється триністор VS1. Таким чином, потужність, що виділяється у навантаженні, обернено пропорційна скважності імпульсів на виході RS-тригера, а скважність можна регулювати перемикачем SA1. [6] 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     1.7. Регулятор потужності для паяльника 

   Даний регулятор потужності дозволяє поступово змінювати температуру нагрівання жала паяльника. Принципова схема регулятора зображена на

рис. 7. 

Рис. 7. Принципова схема регулятора потужності для  паяльника 

     Регулятор складається з малопотужного триністора і випрямного діоду, увімкнених зустрічно-паралельно і вставлених у розрив одного з проводів живлення паяльника.

     При  додатному півперіоді напруги  на Х1 струм проходить через  діод VD1 і навантаження (паяльник), увімкнене до Х2.

     При  від’ємному півперіоді напруги на Х1 діод закритий і струм через навантаження відсутній. Завдяки використанню триністора з додатковими деталями є можливість шунтувати діод, коли він закритий, і пропускати через навантаження додатковий струм. Цей додатковий струм можна регулювати змінним резистором R3, змінюючи фазу відкривання триністора. В результаті буде змінюватися середній струм, що проходить через навантаження, а значить, і потужність, що виділяється на ній. [7] 

     1.8. Регулятор потужності для настільної лампи 

     Принципова  схема регулятора зображена на  рис. 8.      

Рис. 8. Принципова схема регулятора потужності для  настільної лампи 

     Навантаження (настільна лампа) увімкнена до мережі через діодний міст VD1-VD4. Діоди увімкнені таким чином, що доки триністор VS1 закритий, струм через навантаження не проходить.

     Випрямлена мостом напруга прикладена до аноду та катоду триністора і одночасно надходить на зарядне коло, що складається з резисторів R1, R2 і конденсатора С1. Як тільки конденсатор зарядиться до певної напруги, триністор відкриється та закоротить діагональ мосту. Через навантаження пройде струм. Це буде відбуватися при кожному півперіоді напруги мережі.

     Момент  відкривання триністора залежить  від ємності конденсатора і  загального опору резисторів. [8] 
 
 
 
 
 

     1.9. Регулятор потужності на двох однакових триністорах 

     Принципова  схема регулятора потужності  зображена на рис. 9. 

Рис. 9. Принципова схема регулятора потужності на двох однакових триністорах 

     Два  однакових триністора увімкнені  таким чином, що кожен працює  при своєму півперіоді напруги мережі. Коли на верхньому за схемою проводі додатній півперіод, через резистори R1, R2 і діод VD2 заряджається конденсатор С2 і відкривається триністор VS2.

     При появі на цьому проводі від’ємного півперіоду триністор VS2 закривається, але відкривається VS1, коли конденсатор С1 зарядиться. Струм через навантаження буде протікати в обидва півперіоди напруги, але загальна його кількість залежить від положення рушія змінного резистора R2. [9]  
 
 
 
 

     1.10. Тиристорний регулятор потужності 

     На  рис. 10 зображена принципова схема  тиристорного регулятора потужності. 

Рис. 10. Принципова схема тиристорного регулятора потужності 

     Протягом  кожного півперіоду мережі через  резистори R6 і R7 заряджається конденсатор С2 до напруги відкривання порогового приладу – одноперехідного транзистора VT1. У цей момент триністор формує імпульс, який відкриває триністор VS1.

     Якщо  навантаження низьковольтне, а  вмикання відбулося в середині  півперіоду, то накопичувальний  конденсатор С2 зарядиться до напруги спрацювання порогового приладу тільки на початку наступного півперіоду. Тому майже вся напруга мережі буде подана на низьковольтний споживач через триністор VS1.

     Передчасне  відкривання триністора може  відбутися і при зниженні напруги  в мережі, коли за один півперіод конденсатор С2 не встигне зарядитися до напруги спрацювання порогового приладу і навантаження буде підключатися до мережі на початку кожного другого півперіоду.

     Звичайно  триністор не відкривається через  малість напруги на ньому і швидкості процесу, а якщо і відкриється, то буде закритий при першому ж переході напруги через нуль. Тому використання одноперехідного транзистора вирішує задачу примусової розрядки накопичувального конденсатора наприкінці кожного півперіоду мережі.

     Резистором  R7 регулюють потужність на навантаженні, а резистором R4 встановлюють межі інтервалу регулювання. [10] 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2. РЕГУЛЯТОР ПОТУЖНОСТІ ЕЛЕКТРОДВИГУНА 

     2.1. Схема електрична принципова 

     У  тих випадках, коли повна зупинка двигуна небажана, можна застосовувати регулятор потужності, принципова схема якого зображена на рис. 11. 

Рис. 11. Принципова схема регулятора потужності електродвигуна 

     У  цьому регуляторі напруга живлення  не знижується нижче визначеного рівня. Стабілізатор LM317 можна замінити його вітчизняним аналогом КР142ЕН12. Діючі за таким самим принципом регулятори можна скласти і на інтегральних стабілізаторах з фіксованою вихідною напругою.

     Напруга, що подається на вхід двигуна, не може зменшитися нижче номінальної вихідної напруги стабілізатора. За необхідністю живити двигун від’ємною відносно спільного провідника напругою достатньо застосувати у регуляторі стабілізатор, увімкнений у мінусовий провідник, і транзистор структури p-n-p.

    Регулятор перевірений в процесі роботи з комп’ютерним кулером на номінальну напругу 9 В.

     В  залежності від потужності двигуна  і значення вхідної напруги  живлення може знадобитися додати  до стабілізатора тепловідвід. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

СПИСОК  ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ 

     1. Банников В. Регулятор для швейной машины // Радио. – 1990. – №3. –

с. 32

     2. Калашник В. Цифровой регулятор  мощности // Радио. – 1991. – №1. –

с. 60

     3. Шифрин А. Регулятор мощности для бортовой сети автомобиля // Радио. – 1992. – №12. – с. 32

     4. Хухтиков Н. Регулятор мощности  для электродвигателя // Радио. –

1993. – №2. –  с. 27

     5. Радомский А. Бытовой регулятор  мощности // Радио. – 1993. – №4. –

с. 38

     6. Конов К. Регулятор мощности, не создающий помех // Радио. –

1995. – №9. –  с. 26

     7. Прокопцев Ю. Регулятор мощности для паяльника // Радио. – 1997. –

№8. – с. 36

     8. Саламатов Г. Регулятор мощности  для настольной лампы // Радио.  – 1998. – №11. – с. 35

     9. Соколов Б. Регулятор мощности на двух одинаковых тринисторах // Радио. – 1999. – №7. – с. 45

     10. Коротков И. Тиристорный регулятор  мощности // Радио. – 2000. – №5. – с. 49

11. Нечаев И. Регулятор мощности электродвигателя // Радио. – 2006. –

№10. – с. 47

12. http://pdf.eicom.ru/datasheets/maxim_pdfs

     13. Шило В. Л. Популярне цифрове  микросхемы. – М.: Радио и связь, 1988. – 552 с.