Симисторный регулятор тока для активной и индуктивной нагрузки. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Регуляторы тока, напряжения, мощности

 Комментарии к статье

Существует огромное число различных вариантов симисторных и тринисторных регуляторов тока. Однако практически все они предназначены для работы либо на чисто активную, либо на слабо индуктивную нагрузку. Автор предлагает регулятор с фазоимпульсным управлением, предназначенный для работы на нагрузку, импеданс которой может изменяться от чисто активного до чисто индуктивного, причем даже в процессе работы. Активная и индуктивная компоненты могут быть соединены как последовательно, так и параллельно. Недостаток предлагаемого регулятора - положение его органа управления, соответствующее максимальному эффективному значению тока, зависит от характера нагрузки.

Устройства, позволяющие регулировать эффективное значение тока нагрузки, обычно содержат узел управления, который открывает симистор с задержкой а относительно начала полупериода сетевого напряжения (рис. 1). При отсутствии задержки (α=0) ток в активной нагрузке максимален, при задержке на половину периода (α =180°) он отсутствует. Симистор закрывается в конце каждого полупериода, когда текущий через него и нагрузку ток становится меньше свойственного ему тока удержания.

При работе на нагрузку с индуктивной компонентой импеданса (электродвигатель или трансформатор) ток через симистор не прекращается в моменты перехода сетевого напряжения через ноль. Он продолжает течь еще некоторое время за счет энергии, накопленной в индуктивности нагрузки (рис. 2).

Изображенная здесь осциллограмма тока соответствует параллельному соединению активного сопротивления и индуктивности нагрузки. Основное отличие при их последовательном соединении состоит в том, что тогда ток не возрастает скачком в момент открывания симистора, а нарастает плавно со скоростью, определяемой отношением этих компонентов. Это может нарушить работу регулятора, если за время действия открывающего симистор импульса ток не успевает стать больше тока удержания.

Но наиболее опасна для индуктивной нагрузки симисторного регулятора его работа при слишком малой задержке импульса управления. В этом случае (рис. 3) симистор к приходу очередного импульса не успевает закрыться и поэтому, закрывшись уже после его окончания, остается в этом состоянии до следующего импульса. Регулятор переходит в аварийный "однополупериодный" режим работы с большой постоянной составляющей тока нагрузки. Чтобы предотвратить это явление, необходимо увеличивать длительность импульса управления до значения, гарантирующего открывание симистора в текущем полупериоде.

Рис. 4 (нажмите для увеличения)

Схема предлагаемого регулятора показана на рис. 4. Узел его питания, ставший уже стандартным для подобных устройств [1], состоит из резистора R1, конденсаторов С1- С3, диодов VD1, VD2 и стабилитрона VD3. На резисторах R2-R5 и логических элементах DD1.1, DD1.2 реализован узел синхронизации с сетевым напряжением, схема которого взята из [2] с некоторыми модификациями. Элемент DD1.1 в моменты перехода мгновенного значения сетевого напряжения через ноль формирует на своем выходе короткие синхроимпульсы высокого уровня, элемент DD1.2 служит их повторителем.

Необходимую задержку открывания симистора VS1 относительно импульса синхронизации обеспечивает одновибратор [3] на логических элементах DD2.1 и DD2.2. Он запускается в момент окончания импульса положительной полярности, формируемого из синхроимпульса дифференцирующей цепью C4R7. По истечении выдержки, продолжительность которой определяется цепью R6R8C5, высокий уровень на выходе элемента DD2.1 сменяется низким. Для подготовки одновибратора к генерации следующего импульса конденсатор С5 разряжается через диод VD4.

Узел контроля состояния симистора, состоящий из резисторов R9-R12 и элементов DD1.3, DD1.4, аналогичен узлу синхронизации с сетевым напряжением. На выходе элемента DD1.4 низкий уровень присутствует только при ненулевом напряжении на симисторе - это означает, что он закрыт.

При условии, что импульс синхронизации с сетью закончился, формируемая одновибратором задержка истекла, а симистор закрылся, на выходе элемента DD2.3 будет установлен высокий уровень. Через открывшийся транзистор VT3 в цепи управляющего электрода симистора VS1 потечет ток. Он прекратится, когда в результате открывания симистора указанное условие будет нарушено. Поэтому открывающий импульс всегда имеет длительность, необходимую и достаточную для правильной работы устройства.

Микросхемы К561ЛП2 и К561ЛЕ10 могут быть заменены аналогичными из серии 564 или импортными из серий 4000. При необходимости элементы DD1.2 и DD1.4 без ущерба для работоспособности регулятора можно исключить из схемы и использовать в других целях. Если применены микросхемы серии 164 или К176, вместо стабилитрона Д814Г желательно установить Д814Б, Д814В или другой с напряжением стабилизации около 9 В.

Диоды КД509А допускается заменять любыми маломощными кремниевыми. Такую же замену можно попробовать и для диода Д9Б в случае отсутствия другого германиевого. Вместо КТ315А подойдет любой кремниевый транзистор структуры n-p-n малой или средней мощности с коэффициентом передачи тока не менее 50. Симистор VS1 должен быть установлен на тепло-отвод, площадь которого зависит от максимального тока нагрузки.

Правильно собранный регулятор налаживания не требует. Возможно, для получения нужных пределов регулирования потребуется подобрать номиналы резисторов R6 и R8. При монтаже и эксплуатации устройства следует помнить, что все его элементы находятся под сетевым напряжением.

Литература

1. Бирюков С. Симисторные регуляторы мощности. - Радио, 1996, № 1, с. 43-46.
2. Абрамский А. Симисторный регулятор с обратными связями. - Радио, 2002, № 4, с. 24, 25.
3. Самойленко А. Управляемый одновибратор. - Радио, 1999, № 5, с. 38, 39.

Автор: А. Староверов

Смотрите другие статьи раздела Регуляторы тока, напряжения, мощности.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Экраны влияют на детей неравномерно в разном возрасте 01.08.2026

Планшеты и смартфоны давно стали привычной частью повседневной жизни даже самых маленьких детей. Родители часто используют гаджеты, чтобы успокоить малыша или занять его на время, однако ученые все чаще задаются вопросом, как экранное время сказывается на развитии мозга и будущей способности к обучению. Новое исследование показывает, что значение имеет не только продолжительность просмотра, но и возраст, в котором ребенок проводит время перед экраном. Ученые наблюдали детей от рождения до 8 лет. Оказалось, что больше всего экраны влияют на мозг в два периода - в раннем младенческом возрасте и перед поступлением в школу. У детей, много времени проводивших перед экранами в эти возрастные точки, в 9 лет были несколько хуже успехи в обучении, а в 10,5 лет хуже работала рабочая память - способность удерживать и обрабатывать информацию здесь и сейчас. Исследователи из Франции и Сингапура проанализировали данные 502 детей и выделили два ключевых этапа. У младенцев мозг развивается очень ...>>

Умные жилеты, спасающие от жары 01.08.2026

Летняя жара в больших городах все чаще становится серьезным испытанием для людей, работающих на открытом воздухе. Мусорщики, строители и другие специалисты вынуждены проводить часы под палящим солнцем, рискуя перегревом. Китайские инженеры предложили практичное решение - специальные охлаждающие жилеты, которые помогают снизить ощущаемую температуру примерно на 10 градусов. Пока мир страдает от сильной жары, китайские инженеры разработали "умные" жилеты с климат-контролем. Жилеты с кондиционированием почти не отличаются от обычной рабочей одежды. Главное отличие - в системе охлаждения. В городе Нанкин в жилет вмонтированы два вентилятора, работающих от портативных аккумуляторов. Одного заряда хватает на 3-4 часа непрерывной работы. В Чанчжоу решили разместить в карманах охлаждающие элементы с материалом, который при нагревании переходит из твердого состояния в жидкое, активно поглощая тепло. Это поддерживает комфортную температуру в течение 2,5-4 часов. Такие жилеты выглядят почти ...>>

Летающие ветротурбины 3 МВт вышли в серию 31.07.2026

Традиционные ветряные электростанции зависят от силы и стабильности ветра у поверхности земли, где воздушные потоки часто бывают слабыми и порывистыми. На больших высотах ветер обычно сильнее и постояннее, поэтому инженеры уже давно рассматривают возможность подъема турбин в воздух. Китайская компания сделала важный шаг в этом направлении, перейдя от испытаний к мелкосерийному производству. Компания Beijing Linyi Yunchuan Energy Technology запустила мелкосерийное производство летающей ветротурбины S2000, а в провинции Чжэцзян возводят отдельный завод по производству материалов для оболочки аппарата. У компании уже есть предварительные договоренности с прибрежными городами и горными регионами, которые рассматривают возможность использования этой технологии для удовлетворения собственных энергетических потребностей. Прототип, который полгода назад только что поднялся в небо над Сычуанем, теперь превращается в целую отрасль. Идея S2000 проста: вместо того чтобы устанавливать ветряну ...>>

Случайная новость из Архива Планета продолжает нагреваться 06.07.2025 Мир уже не первый год сталкивается с последствиями изменения климата: жаркие волны, засухи, ливни и таяние ледников становятся все более частыми и разрушительными. Однако за этими проявлениями скрывается более глубокий и тревожный процесс - нарушение энергетического баланса Земли. Новые данные показывают, что планета удерживает все больше тепла, и этот дисбаланс усиливается гораздо быстрее, чем предполагали ученые. Исследования, основанные на спутниковых наблюдениях NASA и данных с океанических сенсоров, свидетельствуют: за последние двадцать лет разница между поступающей солнечной энергией и возвращаемым в космос теплом удвоилась. Если в середине 2000-х годов излишек энергии составлял около 0,6 ватта на квадратный метр, то сейчас он приблизился к 1,3 Вт/м2. Это значит, что Земля нагревается почти в два раза быстрее, чем раньше. Около 90% этого избыточного тепла поглощается океанами, что приводит к потеплению морской воды, более частым морским волнам жары и нарушению экосистем. Остальная энергия нагревает атмосферу, сушу и способствует таянию льдов. Средняя температура планеты уже выросла на 1,3-1,5 °C по сравнению с доиндустриальной эпохой - и этот процесс, похоже, ускоряется. По своей сути энергетический баланс Земли можно сравнить с банковским счетом: энергия от Солнца поступает, часть отражается обратно в космос, а часть задерживается. В идеале поступление и отдача находятся в равновесии. Но массовое сжигание угля, нефти и газа нарушило этот баланс, высвободив в атмосферу триллионы тонн парниковых газов, в первую очередь углекислого газа, которые мешают теплу покидать Землю. Ученые пытаются понять, почему именно энергетический дисбаланс растет так стремительно. Одно из ключевых направлений - изучение облаков. Плотные белые облака, как известно, хорошо отражают солнечное излучение и охлаждают планету. Однако их стало меньше, и вместо них все чаще формируются облака, отражающие меньше света. Причины этих изменений до конца неясны. Одной из возможных причин называют сокращение содержания серы в судовом топливе после 2020 года, поскольку сера способствовала формированию более светоотражающих облаков. Но тревожнее другое: изменения начались еще до этого, и возможно, они сами по себе являются следствием потепления - что создает эффект положительной обратной связи. Некоторые климатические модели, наиболее точно отражающие текущую ситуацию, как раз и являются теми, которые прогнозируют наиболее интенсивное потепление в будущем. Если выбросы парниковых газов не будут сокращаться, нас может ожидать сценарий, при котором частота и сила климатических экстремумов резко возрастут. Резкий рост энергетического дисбаланса Земли говорит о том, что климатическая система смещается в новое, более опасное состояние. Мы все еще можем повлиять на траекторию этих изменений, но окно возможностей стремительно сужается. Отслеживание этих процессов требует не только передовых технологий и международного научного сотрудничества, но и решительных политических шагов. Без резкого сокращения выбросов и отказа от ископаемого топлива человечество рискует потерять контроль над будущим своего климата.

Другие интересные новости:

▪ Датчик давления Honeywell в SMD-исполнении

▪ Создано комнатное растение, которое эффективнее 30 воздухоочистителей

▪ Виртуальный мобильный оператор Google Project Fi

▪ Антирадиационный костюм для лунной миссии NASA

▪ Самая маленькая черная дыра

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Электропитание. Подборка статей

▪ статья В просак попасть. Крылатое выражение

▪ статья Кого безуспешно пытались убить 638 раз? Подробный ответ

▪ статья Секреты ремонта телефонов

▪ статья Анимированные рисунки на светодиодной матрице. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Одна против восьми. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026