Регулятор мощности для активно-индуктивной нагрузки до 15 кВт. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Регуляторы тока, напряжения, мощности

 Комментарии к статье

Описываемое устройство может обеспечить плавную и быстродействующую регулировку мощности на активно-индуктивной нагрузке. Его можно использовать в сварочных аппаратах, для регулирования освещения, управления асинхронными двигателями, регулирования напряжения на первичной обмотке трансформатора в высоковольтных выпрямителях или нагрузочного трансформатора для проверки и регулировки срабатывания максимальной токовой защиты мощных электромагнитных пускателей и др.

Структурная схема регулятора мощности приведена на рис.1.

Регулятор состоит из силовой части (СЧ) и системы управления (СУ), в состав которой входят фазосдвигающее устройство (ФСУ) и входной формирователь (ВФ). СЧ может работать только при подаче на управляющие электроды двух встречно-параллельно включенных тиристоров или симистора в определенные моменты времени импульсов, обеспечивающих включение данных вентилей. Выключение тиристоров происходит за счет изменения полярности напряжения питающей сети и спада тока через вентиль к нулю.

Моменты времени, в которые должен быть включен один или другой тиристор, задаются управляющим сигналом Uу. ФСУ преобразует управляющий сигнал в угловой интервал α. ВФ формирует управляющий импульс по форме, длительности и амплитуде. При создании ВФ важно достичь высокой помехоустойчивости их работы, поскольку в СЧ преобразователя имеют место скачки напряжения большой амплитуды, которые могут через паразитные емкости проникнуть в СУ. Целесообразнее всего применить связь СУ с СЧ через оптический канал (оптопару).

Принципиальная схема регулятора показана на рис.2.

(нажмите для увеличения)

СЧ регулятора выполнена на мощном симисторе VS1 и контурах L1C7, L2C8 (источник реактивной мощности с подавлением гармонических искажений на 5-й и 7-й гармониках). Этот источник применен для повышения КПД устройства. Конденсаторы С7 и С8 генерируют реактивную мощность Qc. Емкость конденсаторов С7 и С8 (суммарная) выбирают в зависимости от индуктивной нагрузки из расчета QC = Qlмакс. В трехфазных системах гармоники, кратные 3-й, в силу симметрии отсутствуют, и гармоническими составляющими в сети бывают 5-я, 7-я, 11-я и т.д. гармоники. Низшие из них наиболее интенсивны.

Резонансная частота контура L1C7 ω5 = 5ω, для этого контура выполняется соотношение (3С7L1)1/2 = 1/5ω. В контуре L2C8 резонанс наступает на частоте ω7 = 7ω, для этого контура (3С8L2)1/2 = 1/7ω. Если С7 = 10 мкФ, С8 = 5 мкФ, то L1 = L2 = 10 мГн.

На оптопаре U1 и транзисторах VT3, VT4 выполнен ВФ. При приходе на анод светодиода оптопары управляющего сигнала (лог."1") включается транзисторная оптопара, транзисторы VT3 и VT4 закрываются. На управляющем электроде симметричного тиристора возникает положительный сигнал, который переводит этот прибор в открытое состояние.

ФСУ построено на ждущем мультивибраторе DD1, который выдает импульсы заданной длительности, засинхронизированные входными импульсами частотой 100 Гц и выдаваемые двухполупериодным мостовым выпрямителем на диодах VD1-VD4 и амплитудным усилителем-ограничителем на транзисторе VT1. Действует ФСУ следующим образом (см. временную диаграмму на рис.3).

В исходном состоянии на выходах триггера Q=0, Qинв=1. Положительным фронтом импульса, поступающим на вход С, триггер переключится, после чего наступит новое состояние Q=1 и Qинв=0, поскольку D=1. Конденсатор С1, до того момента разряженный, будет заряжаться через

 резистор R4, и когда напряжение на нем достигнет порогового значения (Uc = Uпор, для КМОП-микросхем Uпор = 0,5Uпит), произойдет новое переключение за счет напряжения на входе R, в результате чего триггер возвратится в исходное состояние. Длительность импульса на выходах Q и Qинв можно регулировать переменным резистором R4 τи = R4C1. Конденсатор С1 разряжается через диод VD5 и открытые выходные транзисторы триггера.

Источник питания 27 В выполнен на диодах VD11-VD14 и конденсаторах С5, С6; источник питания 9 В - на диодах VD6-VD9, конденсаторах С2-С4, стабилитроне VD10 и транзисторе VT2.

Описанный регулятор мощности можно использовать в сети 220 В, применив соответствующий трансформатор Т1.

Конструкция и детали. Трансформатор Т1 - любой мощностью 10-15 Вт с напряжением на вторичных обмотках: U2 = 10 B; U3 = 12 B; U4 = 20 B. Резистор R4 любого типа, R10 типа ПЭЛ, остальные типа МЛТ. Конденсаторы С1, С2, С5 типа К73-9, К73-17, конденсаторы С3, С4, С6 типа К50-35, конденсаторы С7, С8 типа К73П-2, К41-1, МБГТ на номинальное напряжение не менее 1000 В. Симистор VS1 рассчитан на прямой ток не менее 80 А. Транзисторы и диоды с любым буквенным индексом.

Наладка устройства сводится к подбору резистора R5, чтобы ток через стабилитрон VD10 был в пределах 5...15 мА, и подбору конденсатора С1, чтобы длительность импульса одновибратора не превышала 10 мс при положении среднего контакта резистора в крайнем левом по схеме положении.

Литература:

1. Горбачев Г.Н., Чаплыгин Е.Е. Промышленная электроника. -М.: Энергоатомиздат, 1988.
2. Иванов В.И., Аксенов А.И., Юшин А.М. Полупроводниковые оптоэлектронные приборы. Справ. -М.: Энергоатомиздат, 1988.

Автор: А.Н.Маньковский

Смотрите другие статьи раздела Регуляторы тока, напряжения, мощности.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Лабораторная модель прогнозирования землетрясений 30.11.2025

Предсказание землетрясений остается одной из самых сложных задач геофизики. Несмотря на развитие сейсмологии, ученые все еще не могут точно определить момент начала разрушительного движения разломов. Недавние эксперименты американских исследователей открывают новые горизонты: впервые удалось наблюдать микроскопические изменения в контактной зоне разломов, которые предшествуют землетрясению. Группа под руководством Сильвена Барбота обнаружила, что "реальная площадь контакта" - участки, где поверхности разлома действительно соприкасаются - изменяется за миллисекунды до высвобождения накопленной энергии. "Мы открыли окно в сердце механики землетрясений", - отмечает Барбот. Эти изменения позволяют фиксировать этапы зарождения сейсмического события еще до появления традиционных сейсмических волн. Для наблюдений ученые использовали прозрачные акриловые материалы, через которые можно было отслеживать световые изменения в зоне контакта. В ходе искусственного моделирования примерно 30% ко ...>>

Музыка как естественный анальгетик 30.11.2025

Ученые все активнее исследуют немедикаментозные способы облегчения боли. Одним из перспективных направлений становится использование музыки, которая способна воздействовать на эмоциональное состояние и когнитивное восприятие боли. Новое исследование международной группы специалистов демонстрирует, что даже кратковременное прослушивание любимых композиций может значительно снижать болевые ощущения у пациентов с острой болью в спине. В эксперименте участвовали пациенты, обратившиеся за помощью в отделение неотложной помощи с выраженной болью в спине. Им предлагалось на протяжении десяти минут слушать свои любимые музыкальные треки. Уже после этой короткой сессии врачи фиксировали заметное уменьшение интенсивности боли как в состоянии покоя, так и при движениях. Авторы исследования подчеркивают, что музыка не устраняет саму причину боли. Тем не менее, она воздействует на эмоциональный фон пациента, снижает уровень тревожности и отвлекает внимание, что в сумме приводит к субъективном ...>>

Алкоголь может привести к слобоумию 29.11.2025

Проблема влияния алкоголя на стареющий мозг давно вызывает интерес как у врачей, так и у исследователей когнитивного старения. В последние годы стало очевидно, что границы "безопасного" употребления спиртного размываются, и новое крупное исследование, проведенное международной группой ученых, вновь указывает на это. Работы Оксфордского университета, выполненные совместно с исследователями из Йельского и Кембриджского университетов, показывают: даже небольшие дозы алкоголя способны ускорять когнитивный спад. Команда проанализировала данные более чем 500 тысяч участников из британского биобанка и американской Программы миллионов ветеранов. Дополнительно был выполнен метаанализ сорока пяти исследований, в общей сложности включавших сведения о 2,4 миллиона человек. Такой масштаб позволил оценить не только прямую связь между употреблением спиртного и развитием деменции, но и влияние генетической предрасположенности. Один из наиболее тревожных результатов касается людей с повышенным ге ...>>

Случайная новость из Архива Двусторонние солнечные батареи 22.01.2021 Международная команда из Научно-технологического университета имени короля Абдаллы в Саудовской Аравии (KAUST) и Университета инженерии Торонто (Канада) разработала солнечную батарею, которая соединяет в себе лучшие характеристики перовскитных и кремниевых технологий. Сегодня существуют тандемные солнечные элементы, сочетающие в себе перовскит и кремний. По сравнению с обычными кремниевыми батареями такие элементы более эффективно преобразовывают свет солнца в электричество за счет поглощения дополнительного спектра. Специалисты предлагают двустороннюю тандемную конфигурацию, которая не только поглощает максимально широкий спектр прямого солнечного света, но и улавливает рассеянный отраженный свет (альбедо). Такая конструкция позволяет батарее вырабатывать рекордное количество энергии. Новые батареи являются двусторонними. Их фронтальная часть улавливает прямые солнечные лучи, а тыльная - тот свет, что отразился от земли или других поверхностей. Важно, что такие батареи можно производить на существующем оборудовании без усложнения технологии. Потенциал захвата непрямого солнечного света изучался ранее, но до сих пор его не получалось проверить экспериментально проверки. Теперь исследователи наконец смогли решить научные и инженерные проблемы, необходимые для поглощения непрямого света. Тесты показали, что двусторонняя тандемная солнечная батарея вырабатывает почти на 25% больше энергии, чем любая коммерчески доступная солнечная панель.

Другие интересные новости:

▪ Экзамен под видеонаблюдением

▪ Инсектицид из гинкго

▪ Курица на растительной основе от KFC

▪ Природа влияния растений на стресс

▪ Двухъядерные контроллеры для автопрома

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Гражданская радиосвязь. Подборка статей

▪ статья Районные будни. Крылатое выражение

▪ статья Какому паруснику принадлежит рекорд скорости плавания? Подробный ответ

▪ статья Врач-аллерголог-иммунолог. Должностная инструкция

▪ статья Усилитель низкой частоты на микросхеме TDA1558. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Онемевшее запястье. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025