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:

Дети, растущие рядом с природой, обретают крепкие кости 02.03.2026

Влияние окружающей среды на здоровье человека становится все более очевидным, особенно в детском возрасте. Новое исследование, опубликованное в журнале JAMA Network Open, показывает, что близость к природе напрямую связана с крепостью костей у детей. Ученые установили, что у детей, чьи дома окружены природными территориями в радиусе 1000 метров на 25% больше обычного, риск развития крайне низкой плотности костей снижается на 65%. Для проведения исследования были проанализированы данные более 300 детей, проживающих в городских, пригородных и сельских районах Фландрии в Бельгии. Плотность костной ткани у детей в возрасте от четырех до шести лет оценивалась с помощью ультразвуковых методов. Такой подход позволил безопасно и точно измерить состояние костей на ранних этапах формирования скелета. При анализе учитывались ключевые факторы, влияющие на рост и развитие детей: возраст, вес, рост, этническая принадлежность и уровень образования матери. На основании этих параметров исследоват ...>>

Самовосстанавливающаяся инфраструктура будущего 02.03.2026

Современные мосты и бетонные конструкции по всему миру сталкиваются с проблемой устаревания и износа. Многие сооружения, построенные до 1980-х годов, постепенно теряют свою несущую способность, что требует дорогого ремонта или полной замены. Недавние разработки ученых из Швейцарских федеральных лабораторий материаловедения и технологий (Empa) предлагают инновационное решение - систему укрепления бетонных конструкций с помощью "умной стали", способной самостоятельно устранять трещины и повреждения. В основе новой технологии лежит арматура из сплава на основе железа с эффектом памяти формы (Fe-SMA). Этот материал обладает уникальным свойством: при нагревании до 190-200 °C стержни стремятся вернуться к своей первоначальной конфигурации. В бетонной конструкции это создает внутреннее напряжение, которое затягивает трещины и выравнивает деформированные элементы, существенно повышая прочность и долговечность сооружений. Актуальность разработки объясняется критическим состоянием инфрастр ...>>

Поцелуи полезны для здоровья 01.03.2026

Вопрос о том, как социальные связи и близость с партнером отражаются на здоровье человека, привлекает внимание не только психологов, но и специалистов в области микробиологии. Новое исследование показывает, что совместное проживание с любимым человеком может оказывать значительное влияние на микробиом кишечника и общее самочувствие. Доктор Наоми Миддлтон, клинический психологи и эксперт по здоровью кишечника, объяснила, что все аспекты совместной жизни - поцелуи, совместное питание, физическая близость и даже просто пребывание рядом - тесно связаны с поддержанием сбалансированной кишечной микрофлоры. Она подчеркивает, что здоровье экосистемы кишечника во многом определяется социальными взаимодействиями и повседневной близостью с другими людьми. По словам Миддлтон, длительное совместное пребывание с партнером может способствовать увеличению микробного разнообразия в кишечнике, а также снижать воспалительные процессы, связанные со стрессом. Такой эффект обусловлен тем, что микробио ...>>

Случайная новость из Архива Одежда из молока 05.01.2001 Если такие природные волокна, как шелк и шерсть, состоят из белка, то нельзя ли делать искусственные волокна из других белков, например из молочных? Идея возникла еще полвека назад, но изготовленное тогда молочное волокно пахло хорошо выдержанным сыром, что исключало его применение в одежде. Сейчас во Франции и в Италии разработан способ получения тканей из молока, совершенно не имеющих запаха. Эти ткани легче шелка и меньше его склонны мяться. Правда, молочная одежда будет весьма дорогой: для получения грамма волокна требуется переработать два литра молока.

Другие интересные новости:

▪ Звезда взрывает сверхновые

▪ Бюджетные DC-DC преобразователи Mean Well SPA02 и SPB03

▪ Алмазный квантовый компьютер

▪ Ветродвигатель без лопастей

▪ SSD-накопители ADATA SR1010

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Электронные справочники. Подборка статей

▪ статья Мозговой центр. Крылатое выражение

▪ статья Упоминания какой страны цензоры потребовали убрать из фильма Шерлок Холмс и доктор Ватсон? Подробный ответ

▪ статья Долбленый челн. Советы туристу

▪ статья Индикатор перекоса фаз. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Демонстрационная ультразвуковая установка. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026