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:

Атомный секрет вечного блеска золота 20.06.2026

Золото издавна считается символом вечности и благородства не только из-за своей редкости, но и благодаря удивительной химической стойкости. В отличие от большинства металлов, оно не окисляется на воздухе, не тускнеет и не покрывается ржавчиной даже спустя тысячелетия. Эта уникальная инертность позволила золотым артефактам сохранять первозданный блеск с древних времен. Однако точный механизм такой защиты долго оставался загадкой для ученых. Недавнее исследование американских химиков-вычислителей раскрыло, что дело не просто в слабом взаимодействии с кислородом, а в особой атомной структуре поверхности металла. Сотрудники Тулейнского университета Санту Бисвас и Мэтью М. Монтемор провели детальное компьютерное моделирование, чтобы понять, как молекулы кислорода взаимодействуют с поверхностью золота. Ученые сравнили два основных типа атомных структур: "реконструированные" и "нереконструированные" поверхности. Было доказано, что природная способность золота к перестройке атомов играет кл ...>>

Смарфон Realme 16T 5G 20.06.2026

В сегменте доступных смартфонов с акцентом на длительную работу без подзарядки компания Realme представила интересную новинку - модель Realme 16T 5G. Главным преимуществом устройства стала по-настоящему впечатляющая батарея емкостью 8000 мАч, которая способна обеспечить до трех дней автономной работы при умеренном использовании. При этом инженерам удалось сохранить относительно компактный корпус толщиной менее 9 мм и вес всего 224 грамма, что делает смартфон удобным для повседневного ношения несмотря на внушительный аккумулятор. Смартфон оснащен большим 6,8-дюймовым LCD-дисплеем с высокой частотой обновления 144 Гц и пиковой яркостью до 1200 нит. Такое сочетание обеспечивает плавную картинку в динамичных сценах и комфортное восприятие контента даже под прямыми солнечными лучами. За производительность отвечает энергоэффективный процессор MediaTek Dimensity 6300, дополненный оперативной памятью LPDDR4X и накопителем UFS 2.2. Для эффективного отвода тепла во время продолжительных нагру ...>>

Проблема набора веса после 40 19.06.2026

С возрастом многие люди замечают, что поддерживать привычный вес становится все сложнее, даже если рацион и уровень активности существенно не меняются. Ученые из Каролинского института в Швеции раскрыли одну из ключевых биологических причин этого явления. Они показали, что с годами в жировой ткани замедляется процесс обновления липидов, из-за чего организм постепенно накапливает жир. Это естественное возрастное изменение объясняет, почему после 40 лет тело начинает "работать" иначе, способствуя набору веса. В долгосрочном исследовании специалисты наблюдали за жировой тканью 54 мужчин и женщин на протяжении в среднем 13 лет. Независимо от того, набирали участники вес или, наоборот, худели, у всех без исключения скорость липидного обмена в жировых клетках заметно снижалась. Жир в клетках обновляется все медленнее, и этот процесс происходит автоматически с течением времени. Те, кто не компенсировал замедление уменьшением калорийности питания, в среднем набирали около 20% от исходного в ...>>

Случайная новость из Архива Долгоиграющий смартфон TCL-P618L 01.05.2015 Китайский производитель TCL выпустил смартфон TCL-P618L с батареей емкостью 5000 мАч, которая обеспечивает работу устройства на протяжении трех месяцев. Представляя устройство, производитель назвал его "самым долгоиграющим смартфоном в мире". В него встроен аккумулятор емкостью 5000 мАч, который, по заявлению производителя, обеспечивает смартфону трехмесячную (90 дней) работу в режиме ожидания от одной зарядки. В смартфоне использован 5-дюймовый AMOLED-дисплеем с покрытием Gorilla Glass 4. Толщина устройства 9,15 мм. Новинка работает под управлением Android 4.4, построен вокруг четырехъядерного процессора Snapdragon 410, обладает 1 ГБ оперативной памяти и накопителем на 8 ГБ памяти и поддерживает карты расширения памяти MicroSD емкостью до 32 ГБ. В устройстве есть камера на 13 МП (и вторая 5-МП камера на передней части устройства) и слот на две сим-карты. В начале мая 2015 г. TCL-P618L поступит на китайский рынок, но будет доступен только абонентам оператора China Telecom. Ожидается, что розничную цена составит 1690-2000 юаней, что эквивалентно $270-$320.

Другие интересные новости:

▪ Гибкие емкостные сенсоры TouchTurns

▪ Стекло из углекислого газа

▪ Электронный дегустатор вина

▪ Телевизор на запястье

▪ Гелеобразный лед - самая легкая форма воды

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Опыты по химии. Подборка статей

▪ статья Гордиев узел. Крылатое выражение

▪ статья Почему у берегов Японии обитает много крабов с узором на панцире в виде разгневанного лица? Подробный ответ

▪ статья Пещера Постойна. Чудо природы

▪ статья Усилитель мощности на 6-ти транзисторах. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Конвертор УКВ на микросхеме К174ПС1. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026