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:

Оптимальное время для отхода ко сну 11.09.2024

Режим сна давно признан важным фактором, влияющим на здоровье человека, но недавно ученые обнаружили, что время отхода ко сну может играть еще более значимую роль в поддержании здоровья сердечно-сосудистой системы. Согласно исследованию британских ученых, засыпание в промежутке с 22 до 23 часов может снизить риск развития сердечных заболеваний и, следовательно, продлить жизнь. В исследовании приняли участие более 88 000 человек, средний возраст которых составил 61 год, причем большинство участников были женщины. В ходе исследования использовались данные, собранные с помощью акселерометров - устройств, фиксирующих движения, которые позволяют точно отслеживать время отхода ко сну и пробуждения. Целью было выявить, как время сна связано с риском сердечно-сосудистых заболеваний. Анализ данных показал, что засыпание между 22 и 23 часами связано с более низким риском развития сердечных заболеваний, таких как инфаркт, инсульт и хроническая ишемическая болезнь сердца. В сравнении с теми, ...>>

Роботы-грибы управляются светом 11.09.2024

Одна из самых удивительных разработок в области использования природных материалов в робототехнике появилась благодаря усилиям группы исследователей из Корнельского университета. Они создали роботов, управляемых с помощью грибных мицелиальных нитей. Эти живые структуры могут не только реагировать на свет, но и передавать электрические сигналы, что открывает путь к созданию гибридных роботов с уникальными возможностями. Мицелий представляет собой подземную сеть грибов, обладающую способностью улавливать свет, реагировать на химические раздражители и передавать электрические импульсы. Эти свойства делают его идеальным кандидатом для создания сенсорных систем в роботах, которые могут работать в условиях, недоступных для обычных технологий. По словам исследователей, такие роботы могут в будущем помочь обнаруживать невидимые для человека изменения в окружающей среде, например, в сельском хозяйстве. Команда ученых разработала два экспериментальных робота. Первый из них - мягкий робот в ...>>

Употребление яиц помогает стать умнее 10.09.2024

В последние годы ученые все чаще обращают внимание на влияние питания на работу мозга. Одним из самых перспективных продуктов в этом отношении стали обычные куриные яйца. Их уникальный состав способен поддерживать когнитивные функции и даже стимулировать развитие мозга. Недавние исследования показали, что яйца могут помочь улучшить память, концентрацию и креативность благодаря содержащимся в них полезным веществам, таким как белок NWT-03, холин, лютеин и зеаксантин. Ключевым компонентом, благодаря которому яйца оказывают положительное влияние на мозг, является белок NWT-03. Этот белок стимулирует активность мозга, улучшая когнитивные функции. Ученые обнаружили, что регулярное употребление яиц способствует улучшению памяти и внимания. Белок NWT-03 помогает мозгу быстрее обрабатывать информацию и формировать новые нейронные связи, что способствует гибкости и эффективности его работы. Яйца содержат и другие важные вещества, помогающие поддерживать здоровье мозга на протяжении всей ж ...>>

Случайная новость из Архива Нужен сканер для бутылок 02.11.2012 Министерство национальной безопасности США (DHS) предложило ученым разработать сканер, который сможет в течение 20 секунд провести точный анализ содержимого бутылки с жидкостью или гелем. При этом сканер должен безошибочно определять состав вещества, даже если оно находится в бутылке из темного стекла или и пластика. Более того, анализ должен производиться дистанционно - без открывания емкости и даже багажа. Решить эту амбициозную задачу ученым и инженерам предстоит за 3 года. Обнаружение жидких взрывчатых и легковоспламеняющихся веществ стало очень актуальной проблемой после того, как в 2006 году был раскрыт террористический заговор по использованию жидкости на основе перекиси водорода для подрыва самолетов на нескольких трансатлантических рейсах. Первоначальной реакцией был запрет на провоз газированных напитков, бутылок с водой и другими жидкостями. После многочисленных протестов со стороны пассажиров, было введено правило на провоз одним пассажиром не более 100 мл жидкости, аэрозоля, геля и т.п. Несмотря на ничтожное количество жидкости, которое разрешено провозить одному пассажиру, в DHS опасаются терактов, особенно ввиду того, что большинство современных методик обнаружения взрывчатки не позволяют отличить, например, воду от нитроглицерина. Рентгены, установленные в аэропортах, могут надежно обнаружить лишь оружие, вроде пистолетов или гранат, но определить состав жидкости в бутылке они не в состоянии. Однако создание сканера, который мог бы за 20 секунд сделать анализ жидкости в непрозрачной таре, является очень сложной задачей. Спектроскопический анализ с помощью лазера отпадает, остаются сложные технологи вроде миниатюрных термографов или другие способы идентификации содержимого бутылок.

Другие интересные новости:

▪ Новый способ управления умными часами

▪ Стандарт Digital Key превратит смартфон в ключ от автомобиля

▪ Спутник для создания искусственных звездопадов

▪ Процессор Samsung Exynos 5 Octa

▪ Звонок через стратосферу

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Биографии великих ученых. Подборка статей

▪ статья Великий писатель земли русской. Крылатое выражение

▪ статья Каким требованиям должен отвечать гоночный автомобиль Формулы-1? Подробный ответ

▪ статья Квассия горькая. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья ГИР для настройки проволочных антенн. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Монета в бумажном пакетике. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2024