Меню

Что регулятор мощности регулирует ток или напряжение



Сравнительный обзор регуляторов мощности

Регулятор мощности постоянного или переменного тока – один из самых востребованных электронных устройств в быту. Наверное, каждый из нас сталкивался с необходимостью регулировать яркость освещения, обороты электродвигателя или температуру нагревателя.

Современная элементная база и основанные на ней схемотехнические решения позволяют разрабатывать небольшие, недорогие, надежные и эффективные устройства для управления мощностью электрического тока. Для бытового применения наиболее распространенными являются переменное напряжение 220 В и постоянное напряжение от 6 до 24 В. Напряжение от 6 до 24 В также используется в бортовой сети автомобилей, мотоциклов и иных транспортных средств.

Учитывая это, Компания Мастер Кит традиционно предлагает широкий ассортимент электронных регуляторов мощности, рассчитанный на решение различных задач.

Для неискушенного пользователя часто бывает затруднительно выбрать регулятор, наиболее подходящий для решения конкретной задачи, да и поиски нужного устройства на обширном сайте Мастер Кит могут отнять много времени. Облегчить поиск и выбор регуляторов мощности вам поможет этот обзор и сводная таблица, расположенная в его конце. Содержащиеся в таблице регуляторы скомпонованы по типу регулируемого напряжения, а также по увеличению максимальной регулируемой мощности.

Следует отметить, что некоторые регуляторы поставляются без радиатора, поэтому внимательно читайте рекомендации, приводимые в описании каждого устройства на сайте, и выбирайте радиатор в соответствии с ними. Для лучшей теплопередачи от активного регулирующего элемента к радиатору используйте теплопроводящую пасту, например КПТ-8.

Если вы испытываете затруднения при выборе регулятора мощности, обратитесь в нашу техническую поддержку или задайте вопрос на форуме . Изучите вопросы и ответы в соответствующей теме форума и на страничке товара – с большой вероятностью это поможет вам сделать правильный выбор.

Рассматриваемые регуляторы можно разделить на две категории – для управления мощностью переменного тока и постоянного тока.

  • Регуляторы мощности переменного тока

Все наши регуляторы для переменного тока рассчитаны на напряжение бытовой электросети 220В. Будьте предельно внимательны и осторожны при работе с электроприборами, подключаемыми к напряжению 220В, соблюдайте правила техники безопасности!

Обратите внимание на то, что с помощью предлагаемых регуляторов невозможно управлять яркостью осветительных приборов, имеющих собственную пуско-регулирующую аппаратуру (ПРА), например люминисцентными и светодиодными светильниками, рассчитанными на напряжение 220В.

Кратко рассмотрим некоторые особенности предлагаемых приборов.

Регуляторы BM245 и BM246 отличаются только максимальной регулируемой мощностью. Их миниатюрные размеры и наличие переменного резистора с креплением под гайку позволяют достаточно просто встроить их практически в любой конструктив. Встроенный светодиод поможет определить, задействован ли регулятор.

Набор для сборки NF246 идентичен по функционалу регулятору BM246 , но для того, чтобы он заработал, необходимо воспользоваться паяльником. Такой набор часто используется для обучения пайке в профильных учебных заведениях, поскольку позволяет не только освоить основы пайки электронных устройств, но и быстро получить действующий прибор, демонстрирующий полезную функцию.

Следует обратить отдельное внимание на набор для сборки NM1041 . Это регулятор мощности, разработанный специально для управления асинхронным (бесщеточным) электродвигателем. Устройство обладает малым уровнем помех по сети 220В и максимальной мощностью 650Вт. Принцип работы регулятора и примеры его использования описаны в статье блога Мастер Кит.

В набор для сборки NF247 входит радиатор, что позволяет без каких-либо дополнительных затрат управлять мощностью до 2500Вт. Устройство также имеет светодиод, показывающий, что регулятор задействован.

Регулятор мощности до 4000 Вт MK067M является готовым устройством и оснащен радиатором, а также металлическим корпусом. За счет конструктивных особенностей он может быть достаточно просто закреплен на щите или панели. В качестве регулирующего элемента в нем используется мощный симистор BTA41600, работающий при высоких температурах. Об особенностях данного прибора вы можете прочесть в этом обзоре на нашем сайте. В обзоре приведены фотографии разобранного регулятора и примеры его применения с измерениями параметров.

На таком же симисторе BTA41600 построен регулятор MP246 . В отличие от предыдущего прибора, радиатор не входит в комплект поставки, что позволяет более гибко подойти к выбору устройства охлаждения. Регулятор также имеет вход для внешнего управления кнопкой с фиксацией, сухим контактом электромеханического или оптического реле, что расширяет функционал устройства.

Применив регулятор MP248 , можно управлять мощностью с помощью микроконтроллера. Подойдет любое устройство, формирующее управляющий сигнал TTL-уровня с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ), например популярная платформа Ардуино. С помощью несложных программ, создаваемых с использованием этой платформы, можно сконструировать реле времени, реле с суточным циклом, управлять электроприборами по беспроводным интерфейсам Bluetooth и Wi-Fi, интегрировать свое устройство с какой-либо реализацией «умного дома» и т.п.

Самый мощный регулятор этой категории, это, конечно же, MK071M . Максимальная мощность устройств, управляемым им, может достигать 10 кВт. Отдельный обзор MK071M можно найти здесь . Регулятор снабжен выносным блоком управления, который можно закрепить на щите или панели. Установка мощности производится двумя кнопками, а сама мощность отображается с помощью трехразрядного семисегментного светодиодного индикатора в процентах от 0 до 100.

Читайте также:  Пневмо регулировка руля камаз

Представленные в таблице четыре регулятора мощности постоянного тока работают при различных напряжениях, перекрывая диапазон от 6 до 80 вольт и максимальных токов от 30 до 80 А.

Регуляторы яркости ламп накаливания BM4511 и NM4511 отличаются друг от друга только тем, что первый из них является готовым устройством, а второй – набором для самостоятельной сборки. Второй набор предоставляет отличную возможность попрактиковаться в пайке электронных устройств. Особенностями приборов являются:

— регулируемая повышенная частота ШИМ, что позволяет полностью избавиться от гула обмоток регулируемого электродвигателя, а также от мерцания в процессе видеозаписи;

— встроенная защита ограничит превышение рабочего тока.

Регулятор MP4511 является усовершенствованной моделью предыдущих устройств. Имея аналогичные особенности, регулятор позволяет регулировать мощность постоянного тока в пределах напряжения от 6 до 35В при максимальном токе 80А.

Еще более широкими возможностями, в том числе функциональными обладает ШИМ-регулятор MP301M . Помимо широкого диапазона напряжений от 12 до 80В и максимального тока 30А, устройство имеет корпус со встроенный радиатором, а также собранный в отдельном корпусе трехразрядный семисегментный светодиодный дисплей, на котором отображается регулируемая мощность в процентах от 0 до 100. Регулирующими элементами являются четыре мощных 100-амперных полевых транзистора STP100N8F6.

Ознакомьтесь с отдельным обзором этого прибора на нашем сайте.

Надеемся, что наш обзор окажется полезен всем, кто планирует использовать электронные регуляторы мощности в своих задумках и проектах.

Ассортимент продукции, предлагаемой компанией Мастер Кит, постоянно пополняется и обновляется, поэтому рекомендуем подписаться на новостную рассылку компании и первыми получать информацию о наших новинках, акциях и конкурсах, новостях из мира «Сделай Сам» (DIY), полезные советы и рекомендации, видеоинструкции к предлагаемым устройствам, обновления программного обеспечения и прошивок, а также интересные и полезные статьи.

Вы можете получить купон на скидку 5% на все наши товары, оформив подписку на сайте.

Делись с друзьями, подписывайся на наш канал Мастер Кит DIY и жми лайк, чтобы не пропустить новые публикации.

Источник

Регулятор мощности нагрузки

Время на чтение:

Симисторы и тиристоры используются во многих электросхемах, в быту и на производстве. Ниже описано, что из себя представляет регулятор мощности, каковы его разновидности и где они применяются. Также будет дана инструкция, как собрать стабилизатор напряжения своими руками.

Что такое регулятор мощности

Самые первые прототипы устройств, позволяющих уменьшать проводимую к нагрузке мощность, были разработаны с учетом закона Ома. На этом принципе и основано функционирование реостата. Его можно подключать последовательно и параллельно нагрузке. При изменении сопротивления реостата можно регулировать его мощность.

Что собой представляет регулятор мощности

При подключении реостата к нагрузке ток распределяется между ними. В зависимости от способа подключения можно контролировать разные параметры: при параллельном — разницу потенциалов, а при последовательном — напряжение и силу тока. Реостаты различаются в зависимости от использованного в их конструкции материала: металла, керамики, угля или жидкости.

При использовании реостата поглощенная им энергия никуда не исчезает, а преобразуется в тепло. При большом количестве энергии целесообразно использовать системы охлаждения, чтобы температура устройства не была слишком высокой. Отводят тепло обычно с помощью обдува или погружая резистор в масло.

Такие простейшие реостаты широко применяются, но есть один значимый недостаток — невозможность использовать его в мощных электрических цепях. Поэтому резисторы применяются только в бытовых целях (к примеру, такие есть в конструкции радио).

Обратите внимание! Обычный реостат можно сделать и самому, для этого понадобится только проволока из нихрома или константана. Ее необходимо намотать на оправку, при этом изменение проходящей мощности происходит за счет регулировки длины проволоки.

Все полупроводниковые устройства сделаны на переходах или слоях (n-p, p-n). Простой диод — 1 переход и 2 слоя. Биполярный транзистор — 2 перехода и 3 слоя (трехфазный). А при добавлении четвертого слоя как раз и образуется стабилизатор мощности — тиристор. При соединении 2 тиристоров встречно-параллельно получается симистор.

Как работает регулятор мощности в трансформаторе

В трансформаторе обычно используется симисторный регулятор мощности для индуктивной нагрузки. Он работает как электронный ключ, раскрываясь и запираясь, причем частота задается схемой управления. Ток по симистору проводится в 2 направлениях, поэтому его часто используют для сетей переменного тока.

Схема регулятора напряжения на симисторе для трансформатора

При подключении к трансформатору на один из электродов стабилизатора подается переменный ток, на управляющий электрод — отрицательное управляющее напряжение (с диодного моста). Когда порог включения повысится, симистор раскроется и пустится ток. В момент смены полярности на входе симистор закроется.

Читайте также:  Гарнитура для андроид с регулировкой громкости

Важно! Вся последовательность действий повторяется неоднократно.

Разновидности регуляторов мощности

Для разных целей используются различные регуляторы мощности.

Тиристорный прибор управления

Конструкция устройства довольно простая. Обычно тиристоры применяются в маломощных приборах. Тиристорный терморегулятор состоит из биполярных транзисторов, самого тиристора, конденсатора и нескольких резисторов.

Тиристорный транзисторный регулятор

Транзисторы образуют импульсный сигнал, когда конденсаторное напряжение уравнивается с рабочим, они открываются. Электросигнал передается на вывод тиристора, после чего происходит разрядка конденсатора и запирание ключа. Вся последовательность действий повторяется циклически.

Обратите внимание! Величина задержки обратно пропорциональна мощности, которая поступает в нагрузку.

Симисторный преобразователь мощности

Симистор — подвид тиристора, в котором несколько больше переходов p-n, из-за чего его принцип работы несколько иной. Но часто симистор считают отдельным видом стабилизатора мощности. Конструкция представляет собой 2 тиристора, подключенных параллельно и имеющих общее управление.

К сведению! Отсюда и происходит название «симистор» — «симметричные тиристоры». Иногда он еще называется ТРИАК (TRIAC).

На схеме видно, что у симистора вместо анода и катода указаны обозначения Т1 и Т2. Все потому, что понятия «катод» и «анод» в данном случае не имеют смысла, так как электроток может выходить через оба вывода.

Симисторные универсальные регуляторы имеют ряд плюсов, в их числе небольшая цена, долгий срок службы и отсутствие подвижных контактов, которые могут быть источниками помех. Но есть и недостатки: подверженность помехам и шумам, отсутствие поддержки высоких частот переключения.

Важно! Их не применяют в мощных промышленных установках, вместо этого там используют тиристоры или IGBT транзисторы.

Фазовый способ трансформации

Фазовая трансформация происходит в так называемых диммерах. Используются такие приборы, к примеру, для изменения интенсивности освещения галогенных ламп или лампочек накаливания. Электросхема обычно воплощается на специальных микроконтроллерах, в которых используется своя интегрированная электросхема снижения напряжения. Благодаря своей конструкции диммеры могут плавно снижать мощность.

Светодиодный диммер

Из минусов таких устройств высокая чувствительность к помехам, высокий коэффициент пульсаций и маленький коэффициент мощности сигнала на выходе. Чтобы стабилизировать диммер, используются сдвоенные тиристоры.

Как сделать регулятор мощности своими руками

Для сборки стабилизатора напряжения на симисторе для трансформатора понадобятся следующие компоненты:

  • сам симистор и электронные компоненты: динистор, потенциометр, диоды, конденсатор и сопротивления;
  • радиатор;
  • изолирующая теплопередающая прокладка;
  • пластиковый корпус;
  • печатная плата;
  • мультиметр;
  • паяльник.

Стабилизатор-самоделка

Пошаговая инструкция, как собрать самодельный регулятор мощности:

  1. Сперва необходимо определить некоторые характеристики устройства, для которого нужен регулятор: входное напряжение, силу тока, сколько фаз (3 или 1), а также, есть ли необходимость в точной настройке мощности на выходе.
  2. Нужно определиться с типом прибора — цифровое или аналоговое. Можно смоделировать электрическую цепь посредством скачиваемых утилит, таких как CircuitMaker или Workbench, чтобы проверить, насколько выбранный тип будет подходить конкретной электросети. Также это можно сделать и онлайн.
  3. После можно приступить к расчетам тепловыделения с использованием формулы: спад напряжения в регуляторе помножить на силу тока. Оба параметра должны быть указаны в спецификациях симистора. Ориентируясь на полученную с помощью формулы мощность, нужно выбрать радиатор.
  4. Купить радиатор, электронные компоненты и печатную плату.
  5. Осуществить разводку дорожек контактов и приготовить места, куда нужно устанавливать электронные компоненты, симистор и радиатор.
  6. Закрепить при помощи паяльника все компоненты на печатной плате. В качестве альтернативы плате можно воспользоваться навесным монтажом с короткими проводами. Нужно внимательно следить за полярностью подключаемых компонентов: симистора и диодов.
  7. Взять мультиметр и проверить сопротивление получившейся схемы. Полученное значение не должно отличаться от теоретического.
  8. Скрепить симистор и радиатор, проложив между ними прокладку и заизолировав винт, которым они соединяются.
  9. Полученную микросхему нужно поместить в корпус из пластика.
  10. Поставить потенциометр на минимальное значение и попробовать включить. С помощью мультиметра замерить напряжение на выходе. Медленно поворачивать регулируемую ручку потенциометра, наблюдая за переменой напряжения.
  11. Если схема будет работать так, как было задумано, то можно подсоединять нагрузку. В ином случае нужно отрегулировать мощность по-другому.

Схемы регуляторов мощности напряжения

В некоторых бытовых приборах, к примеру, используются тиристорные стабилизаторы напряжения — в паяльниках, электронагревателях и т. д.

Схема тиристорного регулятора напряжения в паяльнике

Для регулирования напряжения применяют и индукционные приборы.

Схема индукционного стабилизатора

Регуляторы мощности используются практически во всех бытовых электроприборах, а также на производстве. При желании такое устройство можно собрать и самому. Главное — найти подходящую схему из множества существующих и строго следовать инструкции.

Читайте также:  Регулировка скорости болгарки схема

Источник

Регуляторы мощности тиристорные: как и для каких целей выбирают

Регуляторы мощности предназначены для контроля мощности электрического тока. Использование регулятора мощности позволяет обеспечивать рабочие параметры тока, необходимые для поддержания требуемого уровня температуры или напряжения в приборах.

Модели регуляторов мощности

Регуляторы мощности делятся на фазовые и циклические (с переходом через ноль).

Особенности фазовых регуляторов мощности:

  • Подходит для индуктивной нагрузки или переменной резистивной (ИК или метал. нагреватели, трансформаторы, угольно-силиконовые нагреватели, лампы)
  • Вносит искажения в сетевое напряжение

Особенности циклических регуляторов мощности:

  • Подходит для постоянной резистивной или емкостной нагрузки (нагреватели из сплавов, конденсаторы)
  • Не оказывает сильного влияния на сетевое напряжение

Наиболее распространенным сегодня вариантом являются фазовые тиристорные регуляторы.

Тип нагрузки — Резистивная.

Тип регулирования — Циклический (через ноль).

Ток нагрузки (макс.) — 50 А .

Параметры питающего напряжения — 1 фаза, 220 Вольт.

Тип нагрузки — Нагревательные элементы из суперкантала (дисицилида молибдена), молибдена, платины, хрома, углерода никеля. Галогеновые лампы.

Тип регулирования — Циклический, Фазовый

Ток нагрузки (макс.) — 600 А

Параметры питающего напряжения — 1/3 фазы, 110…440 Вольт

Тип нагрузки — Инфракрасные, металлические или из сплавов нагреватели, трансформаторы, угольно-силиконовые нагреватели, лампы накаливания. Резистивная нагрузка, конденсаторная нагрузка.

Тип регулирования — Циклический, Фазовый

Ток нагрузки (макс.) — 65 А

Параметры питающего напряжения — 1 фаза, 220/380/440 Вольт

Тип нагрузки — Инфракрасные, металлические или из сплавов нагреватели, трансформаторы, угольно-силиконовые нагреватели, лампы накаливания. Резистивная нагрузка, конденсаторная нагрузка.

Тип регулирования — Циклический, Фазовый

Ток нагрузки (макс.) — 65 А

Параметры питающего напряжения — 3 фазы, 180…440 Вольт

Тип нагрузки — Инфракрасные, металлические или из сплавов нагреватели, трансформаторы, угольно-силиконовые нагреватели, лампы накаливания. Резистивная нагрузка, конденсаторная нагрузка.

Тип регулирования — Циклический, Фазовый

Ток нагрузки (макс.) — 150 А

Параметры питающего напряжения — 1/2/3 фазы, 180…440 Вольт

Тип нагрузки — Инфракрасные, металлические или из сплавов нагреватели, трансформаторы, угольно-силиконовые нагреватели, лампы накаливания. Резистивная нагрузка, конденсаторная нагрузка.

Тип регулирования — Циклический, Фазовый

Ток нагрузки (макс.) — 200 А

Параметры питающего напряжения — 1/2/3 фазы, 180…440 Вольт

Прежде всего, использование регуляторов востребовано для поддержания температуры различных видов печей, электронагревателей, нагреваемых элементов оборудования, а также для контроля напряжения электрических ламп. Среди примеров применения можно указать:

  • сушильные камеры и печи,
  • печи для обжига,
  • поддержание работы энергосберегающих приборов и ламп и другие варианты использования.

В связи с этим регуляторы мощности распространены везде, где применяются подобные электроприборы:

  • нефтегазовая промышленность,
  • пластиковое производство,
  • производство стекла, керамики и изделий из них,
  • лакокрасочная отрасль,
  • целлюлозно-бумажная промышленность,
  • металлургическая отрасль.

Решаемые задачи

Помимо непосредственно управления нагрузкой на электроприборы регуляторы мощности применяются для:

  • предотвращения перегрева оборудования при работе,
  • защиты от коротких замыкания в сети,
  • контроль исправности тиристоров,
  • плавный пуск оборудования,
  • защита от обрыва фазы.

Преимущества выбора тиристорных регуляторов

Тиристорные регуляторы мощности отличаются простотой конструкции и высокой надежностью работы. Невысокая стоимость в сравнении с другими вариантами при этом позволяет подобрать идеальный вариант под существующие требования, предъявляемые технологическими процессами производства.

Регуляторы мощности могут применяться не только для управления параметрами тока, но и для плавного пуска, что позволяет избежать негативного влияния больших пусковых токов.

Тиристорные регуляторы имеют дополнительный ряд преимуществ:

  • высокая точность поддержания температуры,
  • простая схема работы,
  • отсутствие механических контактов,
  • функции непрерывного регулирования,
  • высокое быстродействие.

Недостатком работы некоторых вариантов регуляторов является создание импульсных помех в рабочей сети. Это связано с принципом действия и с успехом нивелируется с помощью сетевых фильтров. Также очень часто помехи регулятора компенсируются самой электрической сетью.

В случае, когда появление помех критично для работы оборудования, необходимо использовать другие варианты регуляторов мощности.

Принцип работы

Различные варианты регуляторов работают по разным схемам. Тиристорные регуляторы, как правило, могут иметь две схемы работы, основанные на принципе переключения тиристоров: фазовая и циклическая.

  • Первый метод зависит от времени и уровня открытия тиристоров. Чем больше времени затрачивается на открытие после поступления сигнала на управляющий электрод, тем меньшая мощность подается к приборам.
  • Второй метод работы регуляторов мощности заключается во включении и выключении тиристоров при переходе сигнала через ноль. В этом случае мощность будет зависеть от количества полупериодов, в течение которых тиристоры находятся в положении включено.

Данная публикация носит исключительно ознакомительный характер, подбор датчиков сопряжен со множеством факторов. Обратитесь к специалистам компании ООО «РусАвтоматизация» для правильного подбора оборудования.

Подписывайтесь на наш канал, чтобы не пропускать новые публикации.

Источник

Adblock
detector