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:

Стерильного нейтрино не существует 15.01.2026

В физике элементарных частиц поиск новых, пока не обнаруженных объектов играет ключевую роль в понимании устройства Вселенной. Иногда такие поиски приводят к громким открытиям, а иногда - к не менее важным отрицательным результатам, которые позволяют отбросить неверные направления. Именно к таким случаям относится недавний вывод ученых о судьбе стерильного нейтрино - одной из самых интригующих гипотетических частиц последних десятилетий. Исследователи из американской лаборатории Fermilab официально сообщили, что им не удалось найти доказательства существования стерильного нейтрино. К такому выводу пришла команда эксперимента MicroBooNE после многолетнего анализа столкновений нейтрино, которые ранее рассматривались как возможный намек на существование четвертого типа этих частиц. Предполагалось, что стерильное нейтрино взаимодействует с материей исключительно через гравитацию, что делало его крайне трудным объектом для обнаружения. В рамках современной физики нейтрино известны в т ...>>

Беспроводные наушники и колонки Fender 15.01.2026

Музыкальная индустрия постепенно адаптируется к цифровым технологиям, и известный производитель музыкальных инструментов Fender расширяет свое присутствие за пределы гитар и усилителей, представляя современные решения для прослушивания музыки. Новые беспроводные наушники и Bluetooth-колонки Fender объединяют богатый звук, модульность и удобство использования как для дома, так и для профессиональной работы. Флагманской новинкой стали наушники Fender Mix, отличающиеся модульной конструкцией. Динамики подключаются к оголовью через порт USB Type-C и могут быть сняты вместе с амбушюрами, что облегчает уход и транспортировку. Один из динамиков оснащен встроенным адаптером USB Type-C для подключения к источнику звука без потерь, поддерживая кодеки LDHC и Fire, а также функцию Auracast. На другом динамике размещен съемный аккумулятор, который обеспечивает до 100 часов работы без активного шумоподавления; при включении ANC время работы сокращается до 52 часов. Наушники доступны по цене $299 ...>>

Польза белкового завтрака 14.01.2026

Правильное питание по утрам играет ключевую роль в поддержании здоровья и контроле веса. Многочисленные исследования подтверждают, что состав завтрака может влиять на аппетит в течение всего дня и качество употребляемой пищи. Австралийские ученые провели масштабный эксперимент, который показал, что употребление белковой пищи с утра помогает дольше чувствовать сытость и предотвращает переедание. В исследовании участвовали более 9 тысяч человек среднего возраста 46 лет. В период с 2011 по 2012 год специалисты анализировали рационы респондентов, оценивая долю основных макронутриентов. В среднем участники потребляли 43% углеводов, 31% жиров, 18% белков, 2% клетчатки и 4% алкоголя. Такой рацион позволил ученым проследить взаимосвязь между утренним приемом пищи и пищевым поведением в течение дня. Выяснилось, что участники, чей завтрак содержал недостаточное количество белка, ощущали повышенный аппетит в течение дня. Они ели больше, чем необходимо, и часто выбирали продукты с высоким со ...>>

Случайная новость из Архива Малярийные комары чувствуют токсины 23.12.2019 Исследователи из Ливерпульской школы тропической медицины (LSTM, Великобритания) определили в ножках комаров - переносчиков малярии - белок, который "предупреждает" насекомое о токсичных веществах, таких как инсектициды. Ученые изучили Anopheles gambiae и Anopheles coluzzii - двух основных переносчиков малярии в Западной Африке - и обнаружили, что определенное семейство связывающих белков, расположенных в ножках насекомых, было высоко экспрессировано в устойчивых популяциях. Этот механизм позволяет комарам обойти ловушку с пестицидами. Белок, сигнализирующий об опасности, называется SAP2. В большом количестве он был обнаружен в популяциях, устойчивых к пестицидам. Также ученые заметили, что он активно синтезируется после контакта с пиретроидами - классом инсектицидов. Когда ген, кодирующий SAP2, был частично выключен, уровень белка снизился - и чувствительность к пиретроидам была восстановлена; и наоборот, когда белок экспрессировался в больших количествах, ранее беззащитные перед ядами комары становились устойчивыми к пиретроидам. Малярия - это острая лихорадочная болезнь, которая вызывается паразитами рода Plasmodium. В организм человека они попадают через укусы самок малярийных комаров вида Anopheles. Сильный очаг заболевания находится в Африке: по данным Всемирной организации здравоохранения, в 2017 г. 92% заболевших малярией и 93% умерших от малярии проживали на африканском континенте. В том же году всего, согласно статистике ВОЗ, малярией заболело 219 миллионов человек в 87 странах.

Другие интересные новости:

▪ Появился новый остров

▪ Нейтрино против кариеса

▪ Стресс мужчины вредит будущим детям

▪ 3D-печать древесины

▪ Безрамочный смартфон со встроенной солнечной батареей

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Заземление и зануление. Подборка статей

▪ статья Право социального обеспечения. Шпаргалка

▪ статья Кто такой лемминг? Подробный ответ

▪ статья Нормы и условия бесплатной выдачи молока или других равноценных пищевых продуктов

▪ статья Блок управления вентилятором системы охлаждения автомобилей ВАЗ с инжекторным двигателем. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Микросхемы. Цифровой сигнальный процессор SAA7706H для автомобильного аудиокомплекса. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026