Тиристорные регуляторы напряжения реферат: Тиристорные регуляторы мощности. Регуляторы мощности

Тиристорные регуляторы мощности. Регуляторы мощности

Регуляторы мощности предназначены для контроля мощности электрического тока. Использование регулятора мощности позволяет обеспечивать рабочие параметры тока, необходимые для поддержания требуемого уровня температуры или напряжения в приборах. Модели регуляторов мощности Регуляторы мощности делятся на фазовые и циклические (с переходом через ноль). Особенности фазовых регуляторов мощности: Подходит для индуктивной нагрузки или переменной резистивной (ИК или метал. нагреватели, трансформаторы, угольно-силиконовые нагреватели, лампы) Коэффициент мощности cosφ < 1 Вносит искажения в сетевое напряжение Особенности циклических регуляторов мощности: Подходит для постоянной резистивной или емкостной нагрузки (нагреватели из сплавов, конденсаторы) Коэффициент мощности cosφ = 1 Не оказывает сильного влияния на сетевое напряжение Наиболее распространенным сегодня вариантом являются фазовые тиристорные регуляторы. Выбрать и купить регулятор мощности вы можете в интернет-магазине … Возможности применения регуляторов мощности Прежде всего, использование регуляторов востребовано для поддержания температуры  различных видов печей, электронагревателей, нагреваемых элементов оборудования, а также для контроля напряжения электрических ламп. Среди примеров применения можно указать: сушильные камеры и печи, печи для обжига, поддержание работы энергосберегающих приборов и ламп и другие варианты использования. В связи с этим регуляторы мощности распространены везде, где применяются подобные электроприборы: нефтегазовая промышленность, пластиковое производство, производство стекла, керамики и изделий из них, лакокрасочная отрасль, целлюлозно-бумажная промышленность, металлургическая отрасль. Регуляторы мощности: решаемые задачи Помимо непосредственно управления нагрузкой на электроприборы регуляторы мощности применяются для: предотвращения перегрева оборудования при работе, защиты от коротких замыкания в сети, контроль исправности тиристоров, плавный пуск оборудования, защита от потери фазы. Преимущества выбора тиристорных регуляторов Тиристорные регуляторы мощности отличаются простотой конструкции и высокой надежностью работы. Невысокая стоимость в сравнении с другими вариантами при этом позволяет подобрать идеальный вариант под существующие требования, предъявляемые технологическими процессами производства. Регуляторы мощности могут применяться не только для управления параметрами тока, но и для плавного пуска, что позволяет избежать негативного влияния больших пусковых токов. Тиристорные регуляторы имеют дополнительный ряд преимуществ: высокая точность поддержания температуры, простая схема работы, отсутствие механических контактов, функции непрерывного регулирования, высокое быстродействие. Возможные недостатки работы с регуляторами мощности в тиристорном варианте Недостатком работы некоторых вариантов регуляторов является создание импульсных помех в рабочей сети. Это связано с принципом действия и с успехом нивелируется с помощью сетевых фильтров. Также очень часто помехи регулятора компенсируются самой электрической сетью. В случае, когда появление помех критично для работы оборудования, необходимо использовать другие варианты регуляторов мощности. Принцип работы регуляторов мощности Различные варианты регуляторов работают по разным схемам. Тиристорные регуляторы, как правило, могут иметь две схемы работы, основанные на принципе переключения тиристоров: фазовая и циклическая. Первый метод зависит от времени и уровня открытия тиристоров. Чем больше времени затрачивается на открытие после поступления сигнала на управляющий электрод, тем меньшая мощность подается к приборам. Второй метод работы регуляторов мощности заключается во включении и выключении тиристоров при переходе сигнала через ноль. В этом случае мощность будет зависеть от количества полупериодов, в течение которых тиристоры находятся в положении включено. Выбрать и купить регулятор мощности вы можете в интернет-магазине РусАвтоматизация …

г. Москва, ул. Красноярская, дом 1, корпус 1 г. Москва, ул. Красноярская, дом 1, корпус 1 Новости 15 04.21 Кондуктометр – простое решение непростой задачи! 12 04.21 SITRANS – гарантия надежного уровня 08 04.21 Портативный расходомер от нового поставщика 05 04. 21 ТМ1 – Ваш бесконтактный помощник 29 03.21 Экономичные pH ОВП метры от нового поставщика

Лабораторная работа №2 Тиристорный регулятор напряжения

Цель работы: изучить принципы регулирования напряжения с использованием полупроводниковых приборов; снять регулировочную и нагрузочную характеристики регулятора напряжения.

Основные теоретические положения

Для управления многими технологическими процессами требуется изменять величину напряжения, подводимого к электроустановке. Такими электроустановками могут быть электронагреватели, двигатели и др. Для регулирования величины напряжения широко применяют тиристоры и симисторы, к.п.д. которых очень высок благодаря тому, что в процессе работы они находятся либо в полностью открытом, либо в полностью закрытом состоянии. Регулирование величины напряжения переменного тока с помощью тиристоров или симисторов можно производить двумя методами. Первый метод – метод фазового управления, при котором величина управляющего сигнала определяет фазу открытия полупроводникового прибора (см. рис. 1). Второй метод – метод, при котором величина управляющего сигнала определяет число пропускаемых в единицу времени к нагрузке целых полупериодов напряжения (рис. 2).

U_упр

50%

100%

U_вых

t

t

Рис. 1.

В данной лабораторной работе используется блок управления, позволяющий осуществлять оба метода изменения напряжения.

При использовании обоих методов действующее и среднее значения выходного напряжения пропорциональны управляющему сигналу.

При использовании фазного метода пульсации напряжения на выходе преобразователя значительно ниже, чем при втором методе. Вместе с тем, при фазном методе управления регулятор напряжения является источником высших гармоник тока, которые отрицательно сказываются на работе систем электроснабжения. В связи с этим при значительных мощностях желательно, там где это возможно, использовать метод регулирования напряжения изменением числа проводящих полупериодов в единицу времени.

U_упр

U_вых

0

50%

100%

t

t

Рис. 2.

В лабораторной работе необходимо снять две характеристики:

— регулировочную, представляющую собой зависимость выходного напряжения регулятора от управляющего напряжения при постоянной нагрузке;

— нагрузочную, представляющую собой зависимость напряжения на нагрузке от тока нагрузки при постоянном управляющем сигнале.

Описание лабораторной установки

Лабораторная установка состоит из блока управления тиристорами (БУСТ), тиристоров, включенных встречно-параллельно в цепь нагрузки каждой фазы, нагрузочного устройства, состоящего из ламп накаливания и задающего потенциометра. Схема лабораторной установки представлена на рис. 3.

Напряжение управления U_y устанавливается с помощью потенциометра 10кОм, подключенного к клеммам 13, 14 и 16 клеммника Х1. Трехфазное напряжение 380/220В через автоматический выключатель АВ подается на клеммы 1, 3, 5 клеммника Х1, 10, 6, 2 клеммника Х2 и на тиристоры. Нагрузкой фазы А является группа ламп накаливания. В цепи фаз В и С в данной лабораторной работе нагрузка отсутствует. Отсутствуют также трансформаторы тока ТТА, ТТВ и ТТС, которые включают при использовании ограничения токовой нагрузки, величина ограничения тока устанавливается резистором 100кОм. Режим работы БУСТ устанавливают с помощью перемычек S1…S6.

Рис. 3. Схема лабораторной установки

При установленной перемычке S1 регулирование осуществляется по числу полупериодов, при снятой – фазный способ управления.

Перемычку S2 устанавливают при наличии контроля тока с помощью трансформаторов тока.

Перемычку S3 устанавливают при использовании блока управления в режиме «работа».

Перемычки S4 и S5 устанавливают при использовании фаз В и С.

Перемычку S6 устанавливают при использовании входного управляющего сигнала 4…20мА, при остальных управляющих сигналах ее необходимо снять.

Схемы подключения управляющих сигналов представлены на рис. 4.

Рис. 4.

Для индикации уровня управляющего сигнала в приборе имеется десять светодиодов.

Блок управления обеспечивает плавный выход на заданный уровень мощности примерно за 5 секунд.

Уровень токовой защиты настраивается переменным резистором 100кОм, включенным между клеммами 16Х1 и 14Х2.

Выключателем В1 запрещают запуск формирователя импульсов, при его замкнутом состоянии напряжение на выходе регулятора отсутствует.

Регуляторы напряжения. Бесплатный доступ к реферату

Введение

Регуляторами напряжения называются такого типа устройства, при помощи которых можно изменять величину электрического напряжения прямо на выходе, воздействуя при этом непосредственно на основные органы управления, а также в том случае, когда поступает целенаправленный управляющий сигнал.
Актуальность темы реферата заключается в том, что регулирование напряжения позволяет не только повысить качество электроэнергии, но и улучшить ход производственных процессов на промышленных предприятиях: снизить брак продукции, повысить ее качество, увеличить производительность труда людей и производительность механизмов, а также в отдельных случаях сократить потери энергии. Существуют различные способы регулирования напряжения. Разнообразие решений обусловлено требованиями по устойчивости, необходимой точности регулирования, параметрами нагрузок, экономическими и другими факторами.
Цель работы – более полное изучение регуляторов напряжения.
Для достижения поставленной цели необходимо решить несколько задач: рассмотреть назначение и применение регуляторов напряжения, их основные виды, принцип работы регулятора напряжения, регуляторы переменного напряжения на основе тиристоров, магнитных усилителей и транзисторов, а также транзисторный регулятор напряжения РР350 и другие моменты.
Структура реферата включает в себя несколько частей: введение, основную часть (две главы), заключение и библиографический список, состоящий из пяти источников литературы.
1. Общие сведения
1.1 Назначение регуляторов напряжения
Регулятор напряжения – это устройство, предназначенное для автоматической поддержки в требуемых пределах значения напряжения потребителя электрической энергии. Такое устройство обеспечивает бесперебойную работу приборов при любом режиме работы: как при изменении электрической нагрузки, так и при любой температуре окружающей среды.
Регулятор напряжения часто используется для регулировки температуры нагрева паяльников, повышения или понижения яркости свечения ламп накаливания, скорости вращения генераторов и двигателей и т. д. Часто такие устройства называют регуляторами мощности, но это не совсем правильно. Более точное название — регулятор напряжения, или же диммер, потому что в действительности регулируется фаза. То есть изменяется время прохождения сетевой волны в нагрузку. В результате получаем регулировку напряжения с помощью скважности импульса, а также регулировку значения мощности потребляемой нагрузкой. Эффективно и целесообразно использовать эти приборы для регулирования напряжения с одновременно подключенной резистивной нагрузкой, например, с лампами накаливания, ТЭНами, обогревателями и пр. При работе с индуктивными нагрузками эффективность регулировки сильно снижается, это связано с тем, что индуктивный ток существенно ниже резистивного.1
1.2 Виды
Ниже представлены виды регуляторов напряжения:
1. По количеству узлов в одном корпусе:
• только регулятор напряжения;
• регулятор напряжения вместе с выпрямителем электрического тока;
• комбинированный регулятор для напряжения переменного тока и напряжения постоянного тока с выпрямителем.
2

Зарегистрируйся, чтобы продолжить изучение работы

. По номинальному напряжению в сети транспортного средства и изменению напряжения:
• номинальное напряжение 6 или 12 В;
• напряжение переменного тока или напряжение постоянного тока.
3. По электрической мощности (нагрузке) регулятора
4. По числу фаз на 1-фазные и 3-фазные
5. По типу регулируемого генератора постоянного тока — для генераторов с независимым возбуждением и генераторов с постоянными магнитами.
2. Устройство и принцип работы регуляторов напряжения
2.1 Принцип работы регулятора напряжения
В настоящее время все генераторные установки оснащаются полупроводниковыми электронными регуляторами напряжения, как правило встроенными внутрь генератора. Схемы их исполнения и конструктивное оформление могут быть различны, но принцип работы у всех регуляторов одинаков. При подключении регулятора к электросети не допускается менять полюса + и — батареи. Регулятор может разрушиться.
Напряжение генератора без регулятора зависит от частоты вращения его ротора, магнитного потока, создаваемого обмоткой возбуждения, а, следовательно, от силы тока в этой обмотке и величины тока, отдаваемого генератором потребителям. Чем больше частота вращения и сила тока возбуждения, тем больше напряжение генератора, чем больше сила тока его нагрузки — тем меньше это напряжение.2
Функцией регулятора напряжения является стабилизация напряжения при изменении частоты вращения и нагрузки за счет воздействия на ток возбуждения. Конечно, можно изменять ток в цепи возбуждения введением в эту цепь дополнительного резистора, как это делалось в прежних вибрационных регуляторах напряжения, но этот способ связан с потерей мощности в этом резисторе и в электронных регуляторах не применяется. Электронные регуляторы изменяют ток возбуждения путем включения и отключения обмотки возбуждения от питающей сети, при этом меняется относительная продолжительность времени включения обмотки возбуждения. Если для стабилизации напряжения требуется уменьшить силу тока возбуждения, время включения обмотки возбуждения уменьшается, если нужно увеличить — увеличивается.
2.2 Регуляторы переменного напряжения на основе тиристоров
Тиристорные регуляторы позволяют значительно уменьшить физические размеры устройства, снизить его стоимость и сократить потери электроэнергии, но они обладают существенными недостатками, ограничивающими их возможности. Во-первых, они вносят достаточно заметные помехи в электрическую сеть, что нередко отрицательно сказывается на работе телевизоров, радиоприемников, магнитофонов. Тиристорные регуляторы переменного напряжения широко применяются в электроприводе, также для питания электротермических установок. Применение тиристоров для коммутации статорных цепей асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором позволяет решить задачу создания простого и надежного бесконтактного асинхронного электропривода. Можно эффективно воздействовать на процессы разгона, замедления, осуществлять интенсивное торможение и точную остановку. Безыскровая коммутация, отсутствие подвижных частей, высокая степень надежности позволяют применять тиристорные регуляторы во взрывоопасных и агрессивных средах

ТИРИСТОРНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к области тиристорных регуляторов напряжения постоянного и переменного тока и может использоваться для регулирования мощности нагревателей, скорости вращения двигателей, величины выходного напряжения выпрямителей для питания электрохимических установок и других потребителей. Наиболее перспективно использование предлагаемого технического решения в автоматических регуляторах указанных параметров потребителей.

Известны тиристорные регуляторы напряжения, содержащие генератор пилообразного напряжения, подключенный к одному из входов компаратора, на другой вход которого подается напряжение управления, а выход соединен с формирователем импульсов тока управляющего электрода тиристора. Например, в регуляторе [1] из сетевого напряжения формируется пилообразное напряжение, которое поступает на компаратор, выполненный на транзисторном блокинг-генераторе, а с выхода блокинг-генератора импульсы управления поступают на управляющий электрод тиристора через промежуточный преобразователь импульсов.

В рассмотренном регуляторе не может быть обеспечена высокая точность регулирования, т.к. переход база-эмиттер транзистора открывается при разных приложенных напряжениях в зависимости от температуры и напряжения питания. Кроме того, использование в цепи формирования импульсов управления двух трансформаторов усложняет и удорожает регулятор.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному устройству является преобразователь напряжения тиристорный типа ПН-ТТ [2], серийно выпускаемый одним из предприятий СНГ.

В указанном регуляторе синусоидальное напряжение сначала преобразуется в последовательность прямоугольных импульсов, из которых далее формируется пилообразное напряжение, которое сравнивается с напряжением управления с помощью компаратора, формирующего импульсы управления силовым тиристором.

Недостатком рассмотренного регулятора является непостоянство коэффициента преобразования управляющего напряжения в выходное напряжение регулятора, подаваемое в нагрузку. В системах автоматического регулирования, например, температуры нагревателей или скорости вращения двигателей такое непостоянство может привести к нарушению устойчивости системы, «раскачке» регулируемого параметра.

Это свойство известного регулятора иллюстрируется диаграммой, приведенной на фигуре 3. Когда управляющее напряжение равно U_упр1, то пилообразное напряжение U_пил сравнивается с ним в момент τ₁, в это время тиристор открывается и остается открытым до конца полупериода напряжения сети. Если управляющее напряжение изменилось на величину ΔU_упр, то момент отпирания тиристора сдвинется на Δτ₁, а изменение среднего выходного напряжения регулятора будет соответствовать площади заштрихованной фигуры, ограниченной сверху участком синусоиды. Для управляющего напряжения U_упр1 участок синусоиды близок к ее амплитудному значению. Для другого управляющего напряжения U_упр2 момент открытия тиристора τ₂ приходится на время спада синусоиды, и при изменении управляющего напряжения на величину ΔU_упр среднее выходное напряжение регулятора изменится на величину ΔU_вых2. Очевидно, что изменение выходного напряжения будет меньше, чем в первом случае — площадь второй заштрихованной фигуры меньше, чем первой. Таким образом, регулирующее воздействие будет максимальным, когда напряжение управления соответствует углам открытия тиристора, близким к 90°, для значений напряжения управления, соответствующих углам открытия больше или меньше 90°, регулирующее воздействие будет уменьшаться и достигнет минимальной величины при углах открытия тиристора, близких к 0° и 180° — площади соответствующих фигур в начале и конце синусоиды будут минимальны.

Как было отмечено ранее, такое непостоянство «веса» напряжения управления неудобно при ручном управлении и особенно вредно при автоматическом регулировании — непостоянство коэффициента управления одного из звеньев системы автоматического регулирования ведет к ее неустойчивости или к ухудшению качества переходных процессов.

Целью предлагаемого изобретения является достижение постоянства коэффициента преобразования тиристорного регулятора во всем диапазоне изменений управляющего напряжения,

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 изображена функциональная схема предложенного устройства, на фиг.2 представлены диаграммы напряжений отдельных элементов функциональной схемы, на фиг.3 приведена диаграмма работы известного тиристорного регулятора, а на фиг.4 приведена диаграмма работы предложенного тиристорного преобразователя напряжения.

Функциональная схема предложенного устройства на фиг.1 содержит трансформатор 1, выпрямитель 2, ключ 3, интегратор выпрямленного напряжения 4, компаратор 5, формирователь импульсов тока управления тиристором 6, тиристор 7, нагрузку 8 и источник управляющего напряжения 9.

Работа схемы происходит следующим образом. Напряжение сети через трансформатор 1 поступает на выпрямитель 2 и далее на ключ 3, интегратор выпрямленного напряжения 4, формирователь тока управления тиристором 6 и последовательно соединенные тиристор 7 и нагрузку 8. Управление формирователем тока управления тиристором 6 производится компаратором 5, который сравнивает напряжение управления U_упр, поступающее от источника управляющего напряжения 9, с выходным напряжением интегратора выпрямленного напряжения 4. В момент, когда напряжение с выхода интегратора выпрямленного напряжения 4, подключенного к одному из входов компаратора 5, превысит напряжение от источника управляющего напряжения 9, подключенного к другому входу компаратора 5, на выходе компаратора 5 появляется скачок напряжения, из которого формирователь тока управления тиристором 6 формирует короткий импульс, отпирающий тиристор 7, через который поступает напряжение в нагрузку 8.

Диаграмма работы отдельных элементов функциональной схемы приведена на фиг.2.

Выпрямленное напряжение U_вып интегрирующей цепочкой 4 преобразуется в косинусоидальное напряжение U_cos на конденсаторе С, который зашунтирован ключом 3, также управляемым выпрямленным напряжением U_вып. В момент уменьшения U_вып до минимальных значений ключ 3 открывается, разряжая конденсатор С. Когда U_вып отлично от нуля, ключ 3 закрывается, конденсатор С через сопротивление R заряжается, при этом напряжение на нем U_cos изменяется по косинусоидальному закону (точнее по закону минус косинус плюс константа), повторяясь каждую половину периода сети. Выход интегратора 4 подключен к одному из входов компаратора 5, к другому входу подведено управляющее напряжение U_упр. В момент, когда напряжения U_упр и U_cos сравниваются, на выходе компаратора 5 формируется импульс U_комп, который продолжается до окончания полупериода напряжения сети. Чтобы не перегружать управляющий электрод тиристора 7 длинными импульсами U_комп, формирователь 6 имеет на входе дифференцирующую цепочку, которая обеспечивает на выходе формирователя 6 короткие импульсы U_фи, поступающие на управляющий электрод тиристора 7, при этом тиристор открывается, оставаясь открытым до конца полупериода, а среднее напряжение U_вых на нагрузке 8 линейно изменяется от величины управляющего напряжения U_упр. Таким образом, «вес» управляющего напряжения U_упр остается постоянным во всем диапазоне его изменения.

Приведенная на фиг.1 функциональная схема регулятора может быть реальной принципиальной схемой для объектов регулирования с не очень широким диапазоном изменения регулирующих напряжений. Если диапазон регулирования должен обеспечивать изменение напряжения в широких пределах, к ключу 3 и интегратору 4 предъявляются повышенные требования по точности. В этом случае ключ 3 может быть выполнен в виде микроэлектронного реле, управляемого операционным усилителем, а интегратор 4 также должен быть выполнен на основе высококачественного операционного усилителя с конденсатором в цепи обратной связи.

Схема регулятора, приведенная на фиг.1, может быть использована для регулирования не только выпрямленного, но и переменного напряжения. В этом случае тиристор 7 должен быть заменен на оптосимистор, который последовательно с нагрузкой подключается к сети до или после трансформатора 1.

Работа схемы формирования импульсов управления тиристором в предложенном устройстве иллюстрируется фигурой 4. Здесь напряжение управления сравнивается с напряжением U_cos. Уровни напряжений U_упр1 и U_упр2 и их изменения ΔU_упр такие же, как и на фиг.3. В связи с тем, что наклон косинусоиды непостоянен, изменения моментов отпирания тиристоров при одинаковых изменениях напряжения управления будут также непостоянными — максимальные изменения будут соответствовать начальному и конечному участку синусоиды сетевого напряжения, т.е. одинаковым ΔU_упр будут соответствовать разные Δτ. На участках подъема и спада синусоиды меньшим значениям напряжения будет соответствовать большее Δτ, т.е. большее изменение угла отпирания тиристора. При этом площади заштрихованных фигур, соответствующие изменениям выходных напряжений регулятора ΔU_вых1 и ΔU_вых2, будут оставаться одинаковыми, а значит, коэффициент преобразования управляющего напряжения в выходное напряжение регулятора будет постоянным во всем диапазоне напряжений управления.

На фиг.4 указанное утверждение иллюстрируется графически, но может быть строго доказано математически, однако это потребует громоздких математических выкладок и по этой причине в тексте заявки не приводится.

Использование предлагаемого изобретения позволяет создавать тиристорные регуляторы постоянного и переменного напряжения, которые при достаточно простой схеме управления позволяют обеспечить высокое качество регулирования, особенно при использовании в автоматических регуляторах.

Предложенное устройство использовалось в опытных образцах автоматических регуляторов скорости вращения двигателей, регуляторах мощности парогенераторов, регуляторах температуры рабочих камер датчиков газоанализаторов. Испытания полностью подтвердили работоспособность устройства и высокую точность стабилизации заданных параметров.

Литература

1. Тиристоры в электроустановках. В.И.Стульников и др. «Техника», Киев, 1967, стр.69.

2. Преобразователи напряжения трехфазные тиристорные ПН-ТТ. Техническое описание и инструкция по эксплуатации ИЦЖД.435 321.018 ТО, стр.10.

Тиристорныйпреобразовательпеременногонапряженияврегулируемоепостоянноеилипеременное,содержащийвыпрямитель,тиристор,формировательимпульсовтокауправлениятиристоромиисточникуправляющегонапряжения,отличающийсятем,чтонапряжениесетичерезтрансформаторпоступаетнавыпрямительидалеенанагрузкучерезтиристор,крометого,втиристорныйпреобразовательвведеныинтеграторвыпрямленногонапряжениясконденсаторомвкачественакопительногоэлемента,подключенныйквыходувыпрямителя,ключ,управляемыйнапряжениемсвыходавыпрямителя,подключенныйпараллельноконденсаторуинтегратора,икомпаратор,одинвходкоторогоподключенквыходуинтеграторавыпрямленногонапряжения,другойвходкомпаратораподключенкисточникууправляющегонапряжения,авыходкомпараторачерездифференцирующуюRC-цепочкусоединенсовходомформирователяимпульсовтокауправлениятиристором.

Как работает однофазный тиристорный регулятор

В электротехнике довольно часто приходиться встречаться с задачами регулирования переменного напряжения, тока или мощности. Например, для регулирования частоты вращения вала коллекторного двигателя необходимо регулировать напряжение на его зажимах, для управления температурой внутри сушильной камеры нужно регулировать мощность, выделяемую в нагревательных элементах, для достижения плавного безударного пуска асинхронного двигателя – ограничивать его пусковой ток. Распространенным решением является устройство, называемое тиристорный регулятор.

Устройство и принцип действия однофазного тиристорного регулятора напряжения

Тиристорные регуляторы бывают однофазные и трехфазные соответственно для однофазных и трехфазных сетей и нагрузок. В этой статье мы рассмотрим простейший однофазный тиристорный регулятор, трехфазные – в других статьях. Итак, на рисунке 1 ниже представлен однофазный тиристорный регулятор напряжения:

Рисунок 1 Простой однофазный тиристорный регулятор с активной нагрузкой

Сам тиристорный регулятор обведен голубыми линиями и включает в себя тиристоры VS1-VS2 и систему импульсно-фазового управления (далее – СИФУ). Тиристоры VS1-VS2 – полупроводниковые приборы, имеющие свойство быть закрытыми для протекания тока в нормальном состоянии и быть открытыми для протекания тока одной полярности при подаче напряжения управления на его управляющий электрод. Поэтому для работы в сетях переменного тока необходимо два тиристора, включенных разнонаправлено – один для протекания положительной полуволны тока, второй – отрицательной полуволны. Такое включение тиристоров называется встречно-параллельным.

Однофазный тиристорный регулятор с активной нагрузкой

Работает тиристорный регулятор так. В начальный момент времени подается напряжение L-N (фаза и ноль в нашем примере), при этом импульсы управляющего напряжения на тиристоры не подаются, тиристоры закрыты, ток в нагрузке Rн отсутствует. После получения команды на запуск СИФУ начинает формировать импульсы управления по определенному алгоритму (см.рис. 2). 

Рисунок 2 Диаграмма напряжения и тока в активной нагрузке

Сначала система управления синхронизируется с сетью, то есть определяет момент времени, в который напряжение сети L-N равно нулю. Эта точка называется моментом перехода через ноль (в иностранной литературе – Zero Cross). Далее отсчитывается определенное время T1 от момента перехода через ноль и подается импульс управления на тиристор VS1. При этом тиристор VS1 открывается и через нагрузку протекает ток по пути L-VS1-Rн-N. При достижении следующего перехода через ноль тиристор автоматически закрывается, так как не может проводить ток в обратном направлении. Далее начинается отрицательный полупериод сетевого напряжения. СИФУ снова отсчитывает время Т1 относительно уже нового момента перехода напряжения через ноль и формирует второй импульс управления уже тиристором VS2, который открывается, и через нагрузку протекает ток по пути N-Rн-VS2-L. Такой способ регулирования напряжения называется фазо-импульсный.

Время Т1 называется временем задержки отпирания тиристоров, время Т2 – время проводимости тиристоров. Изменяя время задержки отпирания T1 можно регулировать величину выходного напряжения от нуля (импульсы не подаются, тиристоры закрыты) до полного сетевого, если импульсы подаются сразу в момент перехода через ноль. Время задержки отпирания T1 варьируется в пределах 0..10 мс (10 мс – это длительность одного полупериода напряжения стандартной сети 50 Гц). Также иногда говорят о временах T1 и Т2, но оперируют при этом не временем, а электрическими градусами. Один полупериод составляет 180 эл.градусов.

Что представляет выходное напряжение тиристорного регулятора? Как видно из рисунка 2, оно напоминает  «обрезки» синусоиды. Причем чем больше время Т1, тем меньше этот „обрезок“ напоминает синусоиду. Из этого следует важный практический вывод – при фазо-импульсном регулировании выходного напряжение несинусоидально. Это обуславливает ограничение области применения — тиристорный регулятор не может быть применен для нагрузок, не допускающих питание несинусоидальным напряжением и током. Так же на рисунке 2 красным цветом показана диаграмма тока в нагрузке. Поскольку нагрузка чисто активная, то форма тока повторяет форму напряжения в соответствии с законом Ома I=U/R.

Случай активной нагрузки является наиболее распространенным. Одно из самых частых применений тиристорного регулятора – регулирование напряжения в ТЭНах. Регулируя напряжение, изменяется ток и выделяемая в нагрузке мощность. Поэтому иногда такой регулятор также называют тиристорным регулятором мощности. Это верно, но все-таки более верное название – тиристорный регулятор напряжения, так как именно напряжение регулируется в первую очередь, а ток и мощность – это величины уже производные. 

Регулирование напряжения и тока в активно-индуктивной нагрузке

Мы рассмотрели простейший случай активной нагрузки. Зададимся вопросом, что изменится, если нагрузка будет иметь помимо активной еще и индуктивную составляющую? Например, активное сопротивление подключено через понижающий трансформатор (рис.3). Это кстати очень распространенный случай.

Рисунок 3 Тиристорный регулятор работает на RL-нагрузку

Посмотрим внимательно на рисунок 2 из случая чисто активной нагрузки. На нем видно, что сразу после включения тиристора ток в нагрузке почти мгновенно нарастает от нуля до своего предельного значения, обусловленного текущим значением напряжения и сопротивления нагрузки. Из курса электротехники известно, что индуктивность препятствует такому скачкообразному нарастанию тока, поэтому диаграмма напряжения и тока будет иметь несколько отличный характер:

Рисунок 4 Диаграмма напряжения и тока для RL-нагрузки

После включения тиристора ток в нагрузке нарастает постепенно, благодаря чему кривая тока сглаживается. Чем больше индуктивность, тем более сглаженная кривая тока. Что это дает практически?

• Наличие достаточной индуктивности позволяет приблизить форму тока к синусоидальной, то есть индуктивность выполняет роль синус фильтра. В данном случае это наличие индуктивности обусловлено свойствами трансформатора, но часто индуктивность вводят преднамеренно в виде дросселя.
• Наличие индуктивности уменьшает величину помех, распространяемых тиристорным регулятором по проводам и в радиоэфир. Резкое, почти мгновенное (в течение нескольких микросекунд) нарастание тока вызывает помехи которые могут препятствовать нормальной работе другого оборудования. А если питающая сеть «слабая», то бывает и совсем курьез – тиристорный регулятор может „глушить“ сам себя своими же помехами.
• У тиристоров есть важный параметр – величина критической скорости нарастания тока di/dt. Например, для тиристорного модуля SKKT162 эта величина составляет 200 А/мкс. Превышение этой величины опасно, так как может привести к выходу тиристору из строя. Так вот наличие индуктивности дает возможность тиристору остаться в области безопасной работы, гарантированно не превысив предельную величину di/dt. Если же это условие не выполняется, то может наблюдаться интересное явление – выход тиристоров из строя, притом что ток тиристоров не превышает их номинального значения. Например, тот же SKKT162 может выходить из строя при токе в 100 А, хотя он может нормально работать до 200 А. Причиной будет превышение именно скорости нарастания тока di/dt.

Кстати, надо оговориться, что индуктивность в сети есть всегда, даже если нагрузка носит чисто активный характер. Ее наличие обусловлено, во-первых, индуктивностью обмоток питающей трансформаторной подстанции, во вторых, собственной индуктивностью проводов и кабелей и, в третьих, индуктивностью петли, образованной питающими и нагрузочными проводами и кабелями. И чаще всего этой индуктивности хватает, чтобы обеспечить условие непревышения di/dt критического значения, поэтому производители обычно не ставят в тиристорные регуляторы дроссели, предлагая их как опцию тем, кого беспокоит «чистота» сети и электромагнитная совместимость устройств к ней подключенных.

Также обратим внимание диаграмму напряжения на рисунке 4. На ней также видно, что после перехода через ноль на нагрузке появляется небольшой выброс напряжения обратной полярности. Причина его возникновения – затягивание спадания тока в нагрузке индуктивностью, благодаря чему тиристор продолжает быть открытым даже при отрицательной полуволне напряжения. Запирание тиристора происходит при спадания тока до нуля с некоторым запаздыванием относительно момента перехода через ноль.

Случай индуктивной нагрузки

Что будет если индуктивная составляющая много больше составляющей активной? Тогда можно говорить о случае чисто индуктивной нагрузки. Например, такой случай можно получить, отключив нагрузку с выхода трансформатора из предыдущего примера:

Рисунок 5 Тиристор регулятор с индуктивной нагрузкой

Трансформатор, работающий в режиме холостого хода – почти идеальная индуктивная нагрузка. В этом случае из-за большой индуктивности момент запирания тиристоров смещается ближе к середине полупериода, а форма кривой тока максимально сглаживается до почти синусоидальной формы:

Рисунок 6 Диаграммы тока и напряжение для случая индуктивной нагрузки

При этом напряжение на нагрузке почти равно полному сетевому, хотя время задержки отпирания составляет всего половину полупериода (90 эл.градусов) То есть при большой индуктивности можно говорить о смещении регулировочной характеристики. При активной нагрузке максимальное выходное напряжение будет при угле задержки отпирания 0 эл.градусов, то есть в момент перехода через ноль. При индуктивной нагрузке максимум напряжения можно получить при угле задержки отпирания 90 эл.градусов, то есть при отпирании тиристора в момент максимума сетевого напряжения. Соответственно, случаю активно-индуктивной нагрузки максимум выходного напряжения соответствует углу задержки отпирания в промежуточном диапазоне 0..90 эл.градусов.

Тиристорный преобразователь переменного напряжения в постоянное напряжение

PreobrtechKrasovskyVar11 титульник Задание вар11 Mathcad — Krasovsky preobraztech var 11 Mathcad — Krasovsky preobraztech var 11-35 Схема РИ трехфазного мостового преобразователя сифу силовая схема МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Санкт-Петербургский государственный университет водных коммуникаций Кафедра электропривода и электрооборудования береговых установок Курсовая работа По курсу ”Преобразовательная техника” Тиристорный преобразователь переменного напряжения в постоянное напряжение Специальность: 180400 “Электропривод и автоматика промышленных установок и технологических комплексов” Вариант N11 Выполнил: Красовский А.В. Преподаватель: Белоусова Н.В. Санкт-Петербург 2009г. СОДЕРЖАНИЕ Техническое задание на проектирование тиристорного преобразователя. Расчет силовой части тиристорного преобразователя.   Выбор силовых вентилей преобразователя. Выбор защитных цепей силовых вентилей. Выбор силового согласующего трансформатора. Выбор сглаживающих дросселей, расчет параметров цепи постоянного тока. Расчет и выбор элементов системы управления. Схема системы управления. Временные диаграммы токов и напряжений системы импульсно-фазового управления. Статические характеристики силовой части тиристорного преобразователя. Временные диаграммы выпрямленных токов и напряжений. Передаточные функции системы управления, силовой части и преобразователя в целом. Общая схема тиристорного преобразователя, включающая в себя систему управления, защиту и сигнализацию. ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ Число пульсаций выпрямленного напряжения m=6 Параметры нагрузки цепи постоянного тока № 2 Idном[A] 200 Udном[В] 220 Rн *[Ом] 0,02 Lн *[Гн] 0,09 Требования к управлению реверсивным преобразователем № 1 управление совместное согласованное Наибольшее значение уравнительного тока и гранично-непрерывного тока № 4 Iy * [%] 20 I0 * [%] 12 Коэффициент пульсации выпрямленного тока в процентах от номинального тока № 6 qi [%] 3 Требования к форме опорных напряжений СИФУ № 1 опорные напряжения синусоидальные Значения напряжений управления преобразователя в долях от базового значения напряжения управления, при которых строятся нагрузочные характеристики и временные

тиристорные регуляторы мощности

Регуляторы мощности ТРИД Т91, ТРИД Т93, ТРИД Т93F

Регуляторы мощности ТРИД предназначены для фазового управления мощностью в резистивной, индуктивной или слабоиндуктивной однофазной либо трехфазной нагрузке с номинальным током от 20 до 180 А. Фазовое управление мощностью заключается в изменении угла (момента) открытия выходного управляющего элемента относительно фазы напряжения, подаваемого на нагрузку. Сдвиг угла открытия выходных управляющих элементов в сторону начала полупериода сетевой частоты соответствует увеличению мощности, отдаваемой в нагрузку. Сдвиг угла открытия в сторону окончания полупериода соответствует уменьшению мощности. Выходные управляющие элементы выполнены в виде двух встречных тиристоров, размещённых на общей подложке (SCR-выход) и изготовлены по технологии DCB (direct copper bonding – прямое соединение керамической подложки с медью). Эта технология обеспечивает повышенную устойчивость к изменениям температуры выходных элементов во время работы, что увеличивает надёжность устройства в целом. Управление регулятором мощности ТРИД осуществляется стандартными сигналами постоянного тока 4 — 20 мА или постоянного напряжения 0 — 5В или 0 — 10В.

Технические характеристики

Нагрузка ТРИД Т91	однофазная резистивная или слабоиндуктивная
Нагрузка ТРИД Т93	трехфазная резистивная или слабоиндуктивная
Нагрузка ТРИД Т93F	трехфазная резистивная или индуктивная
Метод управления	Фазовое управление
Управляющий сигнал	4-20 мA или 0-5 В, 0-10 В
Коммутируемое напряжение	ТРИД Т91 230 В (АС)/400 В (АС)
Коммутируемое напряжение	ТРИД Т93 3 х 230 В (АС)/3 х 400 В (АС)
Коммутируемое напряжение	ТРИД Т93F 3 х 230 В (АС)/3 х 400 В (АС)
Максимальный ток утечки в состоянии: Выкл.	≤10 мA
Время отклика на входной сигнал	15 мс
Диапазон рабочих температур	-20°С…+70°С
Температура кристалла	≤125°С
Масса 20, 30, 50 А 75,100 А 120,150,180 А	2,2 кг 4,1 кг 4,5 кг

Модели ТРИД Т91	Модели ТРИД Т93	Модели ТРИД Т93F	Номинальный ток нагрузки, А	Коммутируемое напряжение, В (АС)
				однофазные	трехфазные
Т91/23/хх/20	Т93/23/хх/20	Т93F/23/хх/20	20	230	3 х 230
Т91/40/хх/20	Т93/40/хх/20	Т93F/40/хх/20	20	400	3 х 400
Т91/23/хх/30	Т93/23/хх/30	Т93F/23/хх/30	30	230	3 х 230
Т91/40/хх/30	Т93/40/хх/30	Т93F/40/хх/30	30	400	3 х 400
Т91/23/хх/50	Т93/23/хх/50	Т93F/23/хх/50	50	230	3 х 230
Т91/40/хх/50	Т93/40/хх/50	Т93F/40/хх/50	50	400	3 х 400
Т91/23/хх/75	Т93/23/хх/75	Т93F/23/хх/75	75	230	3 х 230
Т91/40/хх/75	Т93/40/хх/75	Т93F/40/хх/75	75	400	3 х 400
Т91/23/хх/100	Т93/23/хх/100	Т93F/23/хх/100	100	230	3 х 230
Т91/40/хх/100	Т93/40/хх/100	Т93F/40/хх/100	100	400	3 х 400
Т91/23/хх/120	Т93/23/хх/120	Т93F/23/хх/120	120	230	3 х 230
Т91/40/хх/120	Т93/40/хх/120	Т93F/40/хх/120	120	400	3 х 400
Т91/23/хх/150	Т93/23/хх/150	Т93F/23/хх/150	150	230	3 х 230
Т91/40/хх/150	Т93/40/хх/150	Т93F/40/хх/150	150	400	3 х 400
Т91/23/хх/180	Т93/23/хх/180	Т93F/23/хх/180	180	230	3 х 230
Т91/40/хх/180	Т93/40/хх/180	Т93F/40/хх/180	180	400	3 х 400

Отраслевое применение

Регулятор мощности на симисторе (тиристоре) используется для работы в составе автоматизированных систем совместно с различным оборудованием:

• Электрические печи и сушильные установки — промышленные печи различного типа, плавильные агрегаты, печи для закалки в солевых ваннах.
• Агрегаты и экструзивные прессы для пластмасс, устройств проветривания и смешения, точечной и шовной сварки.
• Установки сушки инфракрасным и ультрафиолетовым излучением, ковши для плавки стекла и нагрева, печи для формовки стекла.
• Системы автоматического регулирования температуры в различных электронагревательных установках.
• Плавный пуск осветительных ламп и управление освещением.
• Управление инфракрасными нагревателями, электродвигателями и многое другое.

 

Однофазные регуляторы мощности ТРМ-1М

НАЗНАЧЕНИЕ РЕГУЛЯТОРА МОЩНОСТИ

 Тиристорные регуляторы (далее по тексту – регуляторы) предназначены для плавной регулировки мощности ламп, нагревателей и некоторых других типов нагрузок. Контроллер температуры в сочетании с регулятором позволяет осуществлять поддержание температуры объекта с высокой точностью. Имеется также возможность подключения внешнего ручного управления или внешней корректировки установленных параметров управления.
 Области применения: металлургия, пищевая промышленность, сушка, экструзия, термообработка и плавка стекла, инфракрасное оборудование, полупроводники, нефтехимия и т.д.
 Регуляторы ТРМ-1М и ТРМ-1 могут управляться вручную с помощью потенциометра, а так же от любого устройства управления: постоянным напряжением 0-10В (0-5В) или током 0-20мА (4-20мА), например контроллера температуры.

ПРИНЦИП РАБОТЫ

 Тиристор — это полупроводниковый прибор. Он может находиться в одном из двух состояний: в открытом или закрытом. При подаче управляющего сигнала тиристор может пропускать ток от анода к катоду.
 Тиристор может открываться управляющим сигналом в любой момент времени. Если ток через тиристор больше тока защёлкивания, он будет оставаться открытым, пока ток проходящий через него больше тока удержания.
 Блок тиристоров состоит из двух тиристоров, включённых встречно-параллельно. Каждый тиристор пропускает ток только в одном направлении, то есть только положительные или отрицательные полупериоды тока.

В режиме максимальной мощности (тиристоры открыты полностью) работа тиристорного блока выглядит так:	В режиме 50% мощности (тиристоры открыты на середине полупериода) работа тиристорного блока выглядит так (режим Phase Angle):

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ РЕГУЛЯТОРОВ МОЩНОСТИ ТРМ-1М

Напряжение питания схемы управления	180-250В, 45-65Гц
Напряжение питания нагрузки	100-480В, 50-60Гц
Максимальное значение тока в нагрузке	30-720А
Минимальный ток нагрузки, не менее	1% (от Iном)
Способы регулирования мощности в нагрузке
Изменением угла (фазы) открывания тиристора (Phase Angle)
Числоимпульсный способ управления — включение тиристоров при переходе напряжения через ноль (Zero Crossing)
Пакетный способ управления
Пакетный способ управления с режимом плавного пуска «разогрева»
Пакетный способ управления с режимом однократного плавного пуска «разогрева»
Входные управляющие воздействия
Вход разрешения работы «ПУСК»	Cухой контакт или открытый коллектор NPN-транзистора
Вход управления 1
Входное напряжение управления	0-5В/0-10В (выбирается в меню)
Линейность характеристики не хуже (от максимального значения напряжения управления)	2%
Стабильность характеристики не хуже (от максимального значения напряжения управления)	2%
Максимальное допустимое входное напряжение	11В
Входной ток управления	0-20мА/4-20мА (выбирается в меню)
Максимально допустимый входной ток	40мА
Вход управления 2
Входное напряжение управления	0-5В
Максимальное допустимое входное напряжение	5,5В
Выход
Встроенное реле	1 переключающая группа
Максимальное коммутируемое напряжение (АС1)	АС250В
Максимальное коммутируемый ток (АС1) АС250В	5А
Прочие
Габаритные и установочные размеры	см.таблицу ниже
Устойчивость к воздействию пачек импульсов в соответствии с требованиями ГОСТ Р 51317.4.4-99	Степень жёсткости 3 (2кВ/5кГц)
Устойчивость к воздействию импульсов большой энергии в соответствии с требованиями ГОСТ Р 51317.4.5-99	Степень жёсткости 3 (2кВ)
Степень защиты (по передней панели/по клеммам подключения)	IP00/IP00
Максимальное напряжение изоляции	2500В/1мин
Климатическое исполнение	УХЛ4
Диапазон рабочих температур	-25…+550С*
Масса (по исполнениям)
ТРМ-1М-30, ТРМ-1М-45, ТРМ-1М-60, ТРМ-1М-80	1,8кг
ТРМ-1М-100	2кг
ТРМ-1М-125	2,8кг
ТРМ-1М-150	3кг
ТРМ-1М-180	3,3кг
ТРМ-1М-230	8,3кг
ТРМ-1М-300, ТРМ-1М-380	8,6кг
ТРМ-1М-450	13кг
ТРМ-1М-580	16кг
ТРМ-1М-720
Режим работы	круглосуточный
Энергопотребление платы питания	не более 2Вт
Энергопотребление вентилятора (на тиристорных регуляторах с номинальным током 100А и выше)
Вентилятор 80мм	Не более 14Вт
Вентилятор 120мм	Не более 20Вт
Удельное тепловыделение	1,5Вт/А
Усилие затяжки сигнальных клемм и клемм питания регулятора	0,4-0,6Н*м
Усилие затяжки винтов крепления предохранителя
Модели с номинальным током до 100А включительно	3Н*м
Модели с номинальным током свыше 100А	5Н*м
Усилие затяжки винтов силового ввода
Винт М6	2,5-4Н*м
Винт М8	5-8Н*м
Винт М10	7-10Н*м
Уровень шума вентиляторов
Вентилятор 80мм	32Дб
Вентилятор 120мм	50Дб
Способ управления тиристором	статический
* При температуре выше +350C требуется запас по току

В ТРМ-1М и ТРМ-1 реализовано пять способов регулировки мощности

	Изменением фазового угла (фазы) открывания тиристора.    Регулировка мощности изменением угла (фазы) открывания тиристора  (Phase Angle) – мощность в нагрузке пропорциональна времени открытого состояния тиристора внутри полупериода сетевого напряжения.  Имеется функция линеаризации. Она позволяет линейно изменять напряжение или U2 (мощность при постоянном сопротивлении нагрузки) на нагрузке.    Режим работы регулятора при сверхмалых нагрузках (от 1 до 6%). Функция LAP включена по умолчанию.
	Числоимпульсный способ управления.    Тиристор включается в момент перехода через ноль сетевого напряжения (Zero Crossing) на весь период. Мощность в нагрузке пропорциональна соотношению числа периодов во включённом и выключенном состоянии.
	Пакетный способ управления индуктивной нагрузкой.    Тиристор открывается с заданной задержкой включения – DT (Delay Triggering) и удерживается открытым в течении числа периодов пропорционально заданной мощности. Мощность в нагрузке определяется числом периодов «N» во включённом состоянии за определённое количество периодов «T».  При этом N = T * P/100,  где Т-количество периодов,  Р — мощность в %.  Данный способ позволяет компенсировать броски тока при коммутации индуктивной нагрузки.  Упреждение DT задаётся пользователем – см. пункт 13.3 паспорта, параметр —
	Пакетный способ управления с режимом плавного пуска «разогрева».    В начале каждой пачки периодов выходная мощность плавно нарастает от 0 до 100% (режим Phase Angle). Затем выдаётся 100% мощности в течении заданного числа периодов.  Мощность на выходе пропорциональна соотношению длительности пачек периодов и периода следования пачек.  P= T/N  где Т — количество периодов,  N = n+d  где n – периоды плавного запуска,  d – периоды полного открытия.
	Пакетный способ управления с режимом однократного плавного пуска «разогрева».    Перед выдачей первой пачки периодов выходная мощность плавно нарастает от 0 до 100% (режим Phase Angle). Затем пачки периодов выдаются без разгона, в начале пачки тиристор открывается в момент перехода напряжения через ноль и удерживается открытым в течении числа периодов пропорционально заданной мощности.

 Способ управления задается пользователем.

 

Двухфазные регуляторы мощности ТРМ-2М

30, 45А 60, 80, 100А 125А

• Только числоимпульсный способ управления тиристорами
• Широкий диапазон напряжения питания нагрузки — AC(180…480)В и частоты — 50…60Гц
• Встроенные быстродействующие предохранители для защиты тиристоров
• Линеаризация зависимости выходного напряжения или мощности от входного сигнала
• Управление — ток 4…20мА или 0…20мА, напряжение DC(0…5)В, DC(0…10)В, RS-485, переменный резистор или с панели управления
• Обнаружение и индикация причин аварии (обрыва фазы, перегрева регулятора и выхода частоты сети за допустимые пределы, определение перегорания предохранителя) и возможность подключения внешнего аварийного сигнализатора «Авария» к контактам реле. При обнаружении ошибки регулятор отключает нагрузку.

В ТРМ-2М реализован числоимпульсный способ управления

Тиристор включается в момент перехода через ноль сетевого напряжения (Zero Crossing) на весь период. Мощность в нагрузке пропорциональна соотношению числа периодов во включённом и выключенном состоянии.

Тиристорные регуляторы мощности ТРМ-2М работают только в числоимпульсном режиме. В этом режиме на нагрузку поступают ТОЛЬКО целые периоды напряжения сети. Количество периодов и пауз между ними определяют мощность, выделяемую на нагрузке. Под воздействием входного сигнала изменяется соотношение между импульсами напряжения и пауз в диапазоне от 0 до 100%. Благодаря числоимпульсному режиму управления мощностью полностью отсутствуют коммутационные помехи в сети.

 Двухфазная коммутация нагрузки на треть снижает мощность потерь на регуляторе, а также цену регулятора.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТРМ-2М

Напряжение питания схемы управления	180-250В, 45-65Гц
Напряжение питания нагрузки	100-480В, 50-60Гц
Максимальное значение тока в нагрузке	30-720А
Числоимпульсный способ управления — включение тиристоров при переходе напряжения через ноль (Zero Crossing)
Входные управляющие воздействия
Вход разрешения работы «ПУСК»	Сухой контакт или открытый коллектор NPN-транзистора
Вход управления 1
Входное напряжение управления	0-5В/0-10В (выбирается в меню)
Максимальное допустимое входное напряжение	11В
Входной ток управления	0-20мА/4-20мА (выбирается в меню)
Максимально допустимый входной ток	40мА
Вход управления 2
Входное напряжение управления	0-5В
Максимальное допустимое входное напряжение	5,5В
Выходы
Встроенное реле	1 переключающая группа
Максимальное коммутируемое напряжение (АС1)	АС250В
Максимальное коммутируемый ток (АС1) АС250В	5А
Прочие
Устойчивость к воздействию пачек импульсов в соответствии с требованиями ГОСТ Р 51317.4.4-99	Степень жёсткости 3 (2кВ/5кГц)
Устойчивость к воздействию импульсов большой энергии в соответствии с требованиями ГОСТ Р 51317.4.5-99	Степень жёсткости 3 (2кВ)
Максимальное напряжение изоляции	2500В/1мин
Степень защиты по передней панели/по клеммам подключения	IP00/IP00
Климатическое исполнение	УХЛ4
Диапазон рабочих температур	-25…+550С*
Высота над уровнем моря	1000м
Режим работы	круглосуточный
Энергопотребление платы питания	Не более 2Вт
Масса (по исполнениям)
ТРМ-2М-30	2кг
ТРМ-2М-45	2,2кг
ТРМ-2М-60	2,5кг
ТРМ-2М-125	3,5кг
ТРМ-2М-180	9,7кг
ТРМ-2М-230	10кг
Энергопотребление вентилятора (на тиристорных регуляторах с номинальным током 100А и выше)
80мм	Не более 14Вт
120мм	Не более 20Вт
Удельное тепловыделение	3Вт/А
Усилие затяжки сигнальных клемм и клемм питания регулятора	0,4 — 0,6Н*м
Усилие затяжки винтов крепления предохранителя
Модели с номинальным током до 100А включительно	3Н*м
Модели с номинальным током свыше 100А	5Н*м
Усилие затяжки винтов силового ввода
Винт М6	2,5 — 4Н*м
Винт М8	5 — 8Н*м
Винт М10	7 — 10Н*м
Уровень шума вентиляторов
Вентилятор 80мм	32Дб
Вентилятор 120мм	50Дб
Способ управление тиристором	статический
* При температуре выше +350C требуется запас по току

Трехфазные регуляторы мощности ТРМ-3М

• 5 способов управления тиристорами (выбирается пользователем)
• Широкий диапазон напряжения питания нагрузки — AC(180…480)В и частоты — 50…60Гц
• Встроенные быстродействующие предохранители для защиты тиристоров
• Линеаризация зависимости выходного напряжения или мощности от входного сигнала
• Управление — ток 4…20мА или 0…20мА, напряжение DC(0…5)В, DC(0…10)В, RS-485, переменный резистор или с панели управления
• Обнаружение и индикация причин аварии (обрыва фазы, перегрева регулятора и выхода частоты сети за допустимые пределы, определение перегорания предохранителя) и возможность подключения внешнего аварийного сигнализатора «Авария» к контактам реле. При обнаружении ошибки регулятор отключает нагрузку.

НАЗНАЧЕНИЕ РЕГУЛЯТОРА МОЩНОСТИ

 Тиристорные регуляторы предназначены для плавной регулировки мощности ламп, нагревателей и некоторых других типов нагрузок. Контроллер температуры в сочетании с регулятором позволяет осуществлять поддержание температуры объекта с высокой точностью. Имеется также возможность подключения внешнего ручного управления или внешней корректировки установленных параметров управления.
 Области применения: металлургия, пищевая промышленность, сушка, экструзия, термообработка и плавка стекла, инфракрасное оборудование, полупроводники, нефтехимия и т.д.
 Регуляторы ТРМ-3М могут управляться вручную с помощью потенциометра, а также от любого устройства управления: постоянным напряжением 0-10В, 0-5В или током 0-20мА, 4-20мА, например, от контроллера температуры. Выпускается модификация с управлением через интерфейс RS-485 по протоколу Modbus RTU.

ПРИНЦИП РАБОТЫ

 Тиристор — это полупроводниковый прибор. Он может находиться в одном из двух состояний: в открытом или закрытом. При подаче управляющего сигнала тиристор может пропускать ток от анода к катоду.
 Тиристор может открываться управляющим сигналом в любой момент времени. Если ток через тиристор больше тока защёлкивания, он будет оставаться открытым, пока ток проходящий через него больше тока удержания.
 Блок тиристоров состоит из двух тиристоров, включённых встречно-параллельно. Каждый тиристор пропускает ток только в одном направлении, то есть только положительные или отрицательные полупериоды тока.

В режиме максимальной мощности (тиристоры открыты полностью) работа тиристорного блока выглядит так:	В режиме 50% мощности (тиристоры открыты на середине полупериода) работа тиристорного блока выглядит так (режим Phase Angle):

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ РЕГУЛЯТОРОВ МОЩНОСТИ ТРМ-3М

Напряжение питания схемы управления	180-250В, 45-65Гц
Напряжение питания нагрузки	100-480В, 50-60Гц
Максимальное значение тока в нагрузке	30-720А
Минимальный ток нагрузки, не менее	1% (от Iном)
Способы регулирования мощности в нагрузке
Изменением угла (фазы) открывания тиристора (Phase Angle)
Числоимпульсный способ управления — включение тиристоров при переходе напряжения через ноль (Zero Crossing)
Пакетный способ управления
Пакетный способ управления с режимом плавного пуска «разогрева»
Пакетный способ управления с режимом однократного плавного пуска «разогрева»
Входные управляющие воздействия
Вход разрешения работы «ПУСК»	Cухой контакт или открытый коллектор NPN-транзистора
Вход управления 1
Входное напряжение управления	0-5В/0-10В (выбирается в меню)
Максимальное допустимое входное напряжение	11В
Входной ток управления	0-20мА/4-20мА (выбирается в меню)
Максимально допустимый входной ток	40мА
Вход управления 2
Входное напряжение управления	0-5В
Максимальное допустимое входное напряжение	5,5В
Выходы
Встроенное реле	1 переключающая группа
Максимальное коммутируемое напряжение (АС1)	АС250В
Максимальное коммутируемый ток (АС1) АС250В	5А
Прочие
Габаритные и установочные размеры	См. ниже
Устойчивость к воздействию пачек импульсов в соответствии с требованиями ГОСТ Р 51317.4.4-99	Степень жёсткости 3 (2кВ/5кГц)
Устойчивость к воздействию импульсов большой энергии в соответствии с требованиями ГОСТ Р 51317.4.5-99	Степень жёсткости 3 (2кВ)
Степень защиты (по передней панели/по клеммам подключения)	IP00/IP00
Климатическое исполнение	УХЛ4
Диапазон рабочих температур	-25…+550С*
Высота над уровнем моря	до 1000м
Масса (по исполнениям)
ТРМ-3М-30	2,2кг
ТРМ-3М-45, -60, -80	2,4кг
ТРМ-3М-100, -125	6,6кг
ТРМ-3М-150	7,7кг
ТРМ-3М-180	9,5кг
ТРМ-3М-230	16кг
ТРМ-3М-300, -380	20кг
ТРМ-3М-450	22,6кг
Режим работы	круглосуточный
Энергопотребление платы питания	не более 2Вт
Энергопотребление вентилятора (на тиристорных регуляторах с номинальным током 100А и выше)
Вентилятор 80мм	Не более 14Вт
Вентилятор 120мм	Не более 20Вт
Удельное тепловыделение	4,5Вт/А
Усилие затяжки сигнальных клемм и клемм питания регулятора	0,4-0,6Н*м
Усилие затяжки винтов крепления предохранителя
Модели с номинальным током до 100А включительно	3Н*м
Модели с номинальным током свыше 100А	5Н*м
Усилие затяжки винтов силового ввода
Винт М6	2,5-4Н*м
Винт М8	5-8Н*м
Винт М10	7-10Н*м
Уровень шума вентиляторов
Вентилятор 80мм	32Дб
Вентилятор 120мм	50Дб
Способ управление тиристором	статический
* При температуре выше +350C требуется запас по току

 

Разработка и стратегия управления тиристорным регулятором напряжения для регулирования напряжения в распределительной линии для расширения распределенного источника питания

Авторы

Chae, Hong-Moon, Университет Чунгбук, Республика Корея
LEE, Jung-Hun, Национальный университет Чунгбук, Республика Корея
Ryu, Je-Chang, Национальный университет Чунгбук, Республика Корея
LEE, Hong-Won, Национальный университет Чунгбук, Республика Корея
JEON, Сунг-Гю, Национальный университет Чунгбук, Республика Корея
KIM, Донг-Гю, Национальный университет Чунгбук, Республика Корея
Ким, Чжэ Еон, Национальный университет Чунгбук, Республика Корея

Abstract

Энергосистема разработана для работы в диапазоне напряжений, который учитывает полное сопротивление линии от напряжения передачи подстанции до распределительных и распределительных нагрузок.Однако, когда распределенный источник энергии, такой как солнечная или ветровая энергия, подключен к существующей системе, прерывистые выходные характеристики возобновляемого источника энергии могут вызвать нестабильность напряжения в распределительной линии. SVR может быть установлен для работы системы в стабильном диапазоне напряжений с помощью управления LDC. Однако, поскольку подключены распределенные источники питания, такие как фотоэлектрическая система, частое изменение выхода может привести к частому переключению ответвлений SVR за пределы допустимого диапазона напряжений, что может вызвать повреждение и сократить срок службы устройства.В последнее время активно ведутся исследования проблемы нестабильности напряжения в распределительной линии, связанной с фотоэлектрической системой. В данной статье мы представляем тиристорный регулятор напряжения (TVR), использующий быстродействующее полупроводниковое переключающее устройство для компенсации недостатков обычных SVR. . В этой статье предлагается метод управления стабилизацией напряжения в линиях распределения электроэнергии путем измерения значения напряжения на выходном каскаде подстанции, области сосредоточенного источника энергии и напряжения на клеммах линии.Предлагаемый метод управления преодолевает предел управления напряжением, вызванный методом управления напряжением LDC существующего SVR. Мы моделируем предлагаемую TVR с помощью PSCAD / EMTDC, а также моделируем и проверяем предложенную схему управления.

Издатель

AIM

Дата

2019-06-03

Постоянная ссылка на эту запись

https://cired-repository.org/handle/20.500.12455/611
http://dx.doi.org/10.34890/836

ISSN

2032-9644

ISBN

978-2-9602415-0-1

Обобщенное математическое описание и моделирование сетевых тиристорных преобразователей

Авторов: В.С. Климаш, Е Мин Чт

Аннотация:

Тиристорные выпрямители, инверторы, подключенные к сети, и регуляторы переменного напряжения широко используются в промышленности, а на электрифицированном транспорте они имеют много общего как в силовой цепи, так и в системе управления. У них общая математическая структура и процессы переключения. При этом выпрямительный, но инверторный блоки и тиристорные регуляторы переменного напряжения рассматриваются отдельно как теоретически, так и практически.О них в разных книгах пишут как о совершенно разных устройствах. Цель данной работы — объединить их в один класс на основе единства уравнений, описывающих электромагнитные процессы, а затем показать это единство на математической модели и экспериментальной установке. На основании исследований от математики к изделию сделан вывод о методике оперативного проведения научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, подготовки к производству и серийного выпуска преобразователей с унифицированной комплектацией.В последние годы произошел переход от тиристорных схем и транзисторов к модульной конструкции. На примере тиристорных выпрямителей и регуляторов переменного напряжения можно сделать вывод о единстве математических структур и сетевых тиристорных преобразователей.

Ключевые слова: выпрямитель постоянный ток, переменный ток, Регулятор напряжения переменного тока, обобщенная математическая модель

Цифровой идентификатор объекта (DOI): doi.org / 10.5281 / zenodo.1132767

Процедуры APA BibTeX Чикаго EndNote Гарвард JSON ГНД РИС XML ISO 690 PDF Загрузок 683

Артикул:

[1] Забродин Ю. С. Промышленная электроника / Ю. С. Забродин. — М .: Высшее образование, 1982. — 496 с.
[2] Шубенко, В.А. Тиристорный асинхронный электропривод с фазовым управлением / В.А. Шубенко, И.Я. Браславский. — М .: Энергия, 1972. — 200 с.
[3] Энергетическая электроника: Справочное руководство / Пер.От Germ .; Эд. В. А. Лабунцов. — М .: Энергоатомиздат, 1978. — 464 с.
[4] Чиженко И.М. Основы трансформационных технологий: Учебное пособие. Для вузов / И. М. Чиженко, В. С. Руденко, В. И. Сенько. — 2-е изд. — М .: Высшее, 1980. — 424 с.
[5] Климаш В.С. Основы преобразовательной техники. Руководство. — Комсомольск-на-Амуре: ГУП «Комсомольск-на-Амуре гос. Техн. Ун-т», 2010. — 100с.
[6] Такеучи Т. Теория и применение схем клапана для управления двигателем.Пер. с англ. Л. «Энергия», 1973. — 248 с.
[7] Свидетельство Российской Федерации № 2016617861 о регистрации программы для ЭВМ «Программа обобщенной математической модели в среде MatLab сетевых тиристорных преобразователей для исследования физических процессов». / Климаш В.С. (RU), Е. Мин Чт (RU) // Бюл. № 8, 20 августа 2016 г.

AVR Guide: Электронный регулятор напряжения с переключением ответвлений

Электронный регулятор напряжения с переключением ответвлений

Типичный электронный регулятор напряжения с переключением ответвлений работает очень похоже на механический регулятор с переключением ответвлений, за исключением того, что он заменяет механические сервоприводы и щетки твердотельными полупроводниковыми переключателями.Вместо того, чтобы использовать двигатель для перемещения щеток, подключенных к выходу регулятора, электронный регулятор напряжения будет иметь ответвления на вторичной стороне трансформатора, управляемые (вкл. Или выкл.) Полупроводниковыми переключателями (например, кремниевый выпрямитель — «SCR»).

В классификации электронных регуляторов напряжения с переключением ответвлений существует два различных типа: полупроводниковый тип полной мощности и тип последовательного трансформатора.

Полнофункциональный полупроводниковый (FPS) тип электронного регулятора напряжения с переключением ответвлений наиболее аналогичен сервопереключателю и является наиболее распространенным типом электронного регулятора напряжения.Во время работы все переключатели SCR, кроме одного, будут «выключены», поэтому ток течет только через желаемый отвод. Когда контроллер обнаруживает необходимость в переключении ответвлений, он «выключает» переключатель SCR одним нажатием, а затем включает SCR для соответствующего ответвления. Благодаря отсутствию механических компонентов, которые необходимо перемещать, и сверхбыстрому непоследовательному переключению ответвлений SCR, электронный регулятор напряжения может корректировать уровни напряжения намного быстрее, чем его механический аналог. Скорость и простота электронного регулятора напряжения с переключением ответвлений имеют свою цену: в отличие от механических регуляторов напряжения, тиристоры легко повреждаются высокими токами, такими как броски тока, токи перегрузки или короткого замыкания.

В электронном регуляторе напряжения с переключением ответвлений в серийном трансформаторе (ST) используются тиристоры, подключенные к ответвлениям аналогично конструкции FPS, однако в конструкции ST используются дополнительные компоненты трансформатора для изоляции тиристоров от пути тока нагрузки. Эта изоляция обеспечивает электронному регулятору напряжения с переключением ответвлений типа ST скорость и простоту EVR типа FPS, а также высокую устойчивость к чрезмерным токам механического регулятора напряжения.

dc% 20voltage% 20regulator% 20circuit% 20 using% 20scr datasheet & application notes

ММФ-06D24DS Резюме: ebm w2s107-aa01-16 CT3D55F 4124X «japan servo» ebm w2s107-ab05-40 NMB 3110nl-05w-b50 ebm w2s107-aa01-40 CT3B60D3 4124-GX Текст: текст в файле отсутствует	Оригинал	PDF	012P535P-24V 012P540 012P545 024P540 024P545 0410N-12 0410N-12H 0410Н-12Л 0410N-5 109-033UL MMF-06D24DS ebm w2s107-aa01-16 CT3D55F 4124X «сервопривод японии» ebm w2s107-ab05-40 НМБ 3110nl-05w-b50 ebm w2s107-aa01-40 CT3B60D3 4124-GX
nais AQZ202 Аннотация: E43149 MOSFET 400V MOSFET 400V 16A NAIS AQZ102 AQV252G 400VDC 18a60v E191218 aqy211 Текст: Текст файла недоступен	Оригинал	PDF	AQZ202 AQZ205 AQZ207 AQZ204 E43149 UL508) APV2111V E191218 UL1577) APV2121S nais AQZ202 E43149 МОП-транзистор 400 В МОП-транзистор 400 В, 16 А NAIS AQZ102 AQV252G 400 В постоянного тока 18a60v E191218 aqy211
1995 — SCR s99 Резюме: d4184 t3d 9d S99 scr SCR s92 t2d 9d T2D 81 T2D 1D C3678 DC-01-B Текст: Текст файла недоступен	Оригинал	PDF	C945E0 CC210D CF043B D7D947 E0E607 E3F47E E70748 ED37F0 F054D9 F3742D SCR s99 d4184 t3d 9d S99 scr SCR s92 t2d 9d T2D 81 T2D 1D C3678 DC-01-B
EB 202 D Резюме: C0805 C1206 C1210 F4002 HMP Pb94 BME MLCC 52629-001 + dc dc / ecycle + dmc + motor Текст: текст файла отсутствует	Оригинал	PDF	F4002 F3102.F3102 EB 202 D C0805 C1206 C1210 HMP Pb94 BME MLCC 52629-001 + постоянного тока dc / ecycle + dmc + мотор
2004 — Нет в наличии Резюме: нет текста аннотации Текст: файла нет текста	Оригинал	PDF	EIA481-1. IEC60286-6
1992 — AL205 Резюме: al237 al229 AL233 AL241 AL20-5 l22c AL254 AL207 7940bc Текст: Текст файла недоступен	Оригинал	PDF	7102AD 719FC5 723DB6 72DC83 737C2D 741CB5 74BE1C 76038C 76A798 774C88 AL205 al237 al229 AL233 AL241 AL20-5 l22c AL254 AL207 7940bc
2003 — EB 202 D Резюме: EB 1300 Текст: Нет текста в файле	Оригинал	PDF	EIA481-1.IEC60286-6 4564 / А EB 202 D EB 1300
1995 — s46 зал Аннотация: AL233 s05 зал AL205 зал s41 AL207 s41 зал XCB56007 MA17 DC-932 Текст: Текст файла отсутствует	Оригинал	PDF	XCB56007FJ50 80-контактный DSP56004ROM DSP56004FJ50 DSP56004 XCB56007FJ66 DSP56004 / 007 s46 зал AL233 s05 зал AL205 зал s41 AL207 s41 зал XCB56007 MA17 DC-932
2010 — EB 202 D Аннотация: 1608 B 100NF Kemet 100nF 25V транзистор CB 180 конденсатор 0402 X7R 100NF 50V 10 EB 500 маркировка диод EB 500 JC EB диод JIS-C-6429 EB 24 Текст: Текст файла отсутствует	Оригинал	PDF	F4002 F3102.F3102 EB 202 D 1608 B 100NF Кемет 100 нФ 25 В транзистор cb 180 конденсатор 0402 X7R 100NF 50V 10 EB 500 маркировка диода eB JC EB JIS-C-6429 диод EB 24
2004 — BB 229 Резюме: нет текста аннотации Текст: файла нет текста	Оригинал	PDF	EIA481-1. IEC60286-6 BB 229
2006 — EIA-469 Резюме: 9038b L 146 CB EB 202 D eb 102 CAP керамика 0402 C0402 F3102 kemet COTS Текст: Текст файла отсутствует	Оригинал	PDF
2004 — конденсатор С0402 Резюме: нет текста аннотации Текст: файла нет текста	Оригинал	PDF
2005 — C0805C103K5RAC Аннотация: C1206 EIA481-1 IEC60286-6 390D 470D C0402 C0805 Текст: Текст файла недоступен	Оригинал	PDF	EIA481-1.IEC60286-6 EIA-198 C0805C103K5RAC C1206 EIA481-1 390D 470D C0402 C0805
2004 — BB 229 Резюме: нет текста аннотации Текст: файла нет текста	Оригинал	PDF	EIA481-1. IEC60286-6 BB 229
2008 — C0805 Аннотация: C1206 C1210 F3102 472 EM Текст: Нет текста в файле	Оригинал	PDF	F3102.AEC-Q200 F3102 C0805 C1206 C1210 472 EM
2005 — BB 139 переменная крышка Резюме: нет текста аннотации Текст: файла нет текста	Оригинал	PDF	EIA481-1. IEC60286-6 EIA-198 BB 139 переменная крышка
2005 — маркировка EB диода Резюме: BB 36 C0805 C0402 IEC60286-6 EIA481-1 Код маркировки транзисторов CB Маркировка EB 202 диод диод EB FBFG Текст: Текст файла отсутствует	Оригинал	PDF	EIA481-1.IEC60286-6 EIA-198 маркировка EB диода BB 36 C0805 C0402 EIA481-1 Код маркировки транзистора CB маркировка диода EB 202 диод EB FBFG
2005 — M3329 Аннотация: M 272 IEC60286-6 EIA481-1 C1825 C1812 C1210 C1206 C0805C103K5RAC C0805 Текст: Текст файла недоступен	Оригинал	PDF	EIA481-1. IEC60286-6 EIA-198 M3329 M 272 EIA481-1 C1825 C1812 C1210 C1206 C0805C103K5RAC C0805
2005 — M3329 Резюме: нет текста аннотации Текст: файла нет текста	Оригинал	PDF	EIA481-1.IEC60286-6 EIA-198 M3329
2004 — Нет в наличии Резюме: нет текста аннотации Текст: файла нет текста	Оригинал	PDF
cp678 Резюме: DGP20S218 DGP12U5D15 DFA20 DGP12U5D12 DGP12U5D5 DGP12U5S15 DGP12U5S5 DGP20 ​​E131905 Текст: Нет текста в файле	Оригинал	PDF	E131905 DFA20, DGP12, DGP20 DGP12U5S5 DGP12U5S12 DGP12U5S15 DGP12U5D5 DGP12U5D12 DGP12U5D15 cp678 DGP20S218 DGP12U5D15 DFA20 DGP12U5D12 DGP12U5D5 DGP12U5S15 DGP12U5S5 E131905
2005 — Нет в наличии Резюме: нет текста аннотации Текст: файла нет текста	Оригинал	PDF	EIA481-1.IEC60286-6 EIA-198
2005 — C0402 Аннотация: C0805 C0805C103K5RAC C1206 C1210 C1812 C1825 EIA481-1 IEC60286-6 Текст: Текст файла недоступен	Оригинал	PDF	EIA481-1. IEC60286-6 EIA-198 C0402 C0805 C0805C103K5RAC C1206 C1210 C1812 C1825 EIA481-1
2005 — Нет в наличии Резюме: нет текста аннотации Текст: файла нет текста	Оригинал	PDF	EIA481-1.IEC60286-6 EIA-198
2005 — 390Д Аннотация: C0402 C0805 C0805C103K5RAC C1206 C1210 EIA481-1 IEC60286-6 Текст: Текст файла недоступен	Оригинал	PDF	EIA481-1. IEC60286-6 EIA-198 390D C0402 C0805 C0805C103K5RAC C1206 C1210 EIA481-1

Схема, особенности и ее работа

Источник питания, полученный на стороне нагрузки или на стороне потребителя, имеет колебания уровней напряжения из-за нерегулярных нагрузок или условий местной электросети.Эти колебания напряжения могут привести к сокращению срока службы электрических и электронных устройств потребителя или повреждению нагрузок. Таким образом, требуется защитить нагрузки от повышенного и пониженного напряжения или необходимо обеспечить постоянное напряжение для нагрузок и поддерживать стабильность напряжения в системе с помощью метода регулирования. Регулирование напряжения можно определить как поддержание постоянного напряжения или поддержание уровня напряжения системы в допустимых пределах в широком диапазоне условий нагрузки, и, таким образом, регуляторы напряжения используются для регулирования напряжения.Для линейного регулирования напряжения, а иногда и регулируемого регулятора напряжения LM317 используется нестандартное напряжение.

Что такое регулятор напряжения?

Регулировка напряжения в системе электроснабжения может быть достигнута с помощью электрического или электронного устройства, называемого регуляторами напряжения. Существуют различные типы регуляторов напряжения, такие как регуляторы постоянного напряжения и регуляторы переменного напряжения. Они снова подразделяются на множество типов: электронные регуляторы напряжения, электромеханические регуляторы, автоматические регуляторы напряжения, линейные регуляторы напряжения, импульсные регуляторы, регуляторы напряжения LM317, гибридные регуляторы, регуляторы SCR и так далее.

Voltage Regulator

LM317 Voltage Regulator

LM317 Voltage Regulator

Это тип положительно-линейного регулятора напряжения, используемый для регулирования напряжения, который был изобретен Робертом С. Добкиным и Робертом Дж. Видларом, когда они работали в National Semiconductor в г. 1970. Это трехконтактный регулируемый регулятор напряжения, который прост в использовании, поскольку для установки выходного напряжения требуется всего два внешних резистора в цепи регулятора напряжения LM317. Он в основном используется для местного и внутреннего регулирования.Если мы подключим постоянный резистор между выходом и регулировкой регулятора LM317, то схему LM317 можно будет использовать как прецизионный регулятор тока.

LM317 Схема регулятора напряжения

Три клеммы — это входной контакт, выходной контакт и регулировочный контакт. Схема LM317, показанная на рисунке ниже, представляет собой типичную конфигурацию схемы регулятора напряжения LM317, включая разделительные конденсаторы. Эта схема LM317 способна обеспечить переменный источник питания постоянного тока с выходным током 1 А и может быть отрегулирован до 30 В.Схема состоит из резистора на нижней стороне и резистора на верхней стороне, соединенных последовательно, образуя резистивный делитель напряжения, который представляет собой пассивную линейную схему, используемую для создания выходного напряжения, составляющего часть входного напряжения.

Разделительные конденсаторы используются для развязки или предотвращения нежелательной связи одной части электрической цепи с другой. Чтобы избежать влияния шума, вызванного некоторыми элементами схемы, на остальные элементы схемы, разделительные конденсаторы в схеме используются для устранения входного шума и выходных переходных процессов.В схеме используется радиатор, чтобы избежать перегрева компонентов из-за увеличения рассеиваемой мощности.

Схема регулятора напряжения LM317

Характеристики

Регулятор LM317 обладает некоторыми особенностями, в том числе следующими:

• Он способен обеспечивать избыточный ток 1,5 А, поэтому концептуально рассматривается как операционный усилитель. с выходным напряжением от 1,2 В до 37 В.
• Цепь регулятора напряжения LM317 внутри состоит из тепловой защиты от перегрузки и ограничения тока короткого замыкания, константы которого зависят от температуры.
• Доступен в двух корпусах: 3-выводный транзисторный корпус и D2PAK-3 для поверхностного монтажа.
• Можно исключить наличие большого количества фиксированных напряжений.

Работа цепи регулятора напряжения LM317

Регулятор LM317 может обеспечивать избыточный выходной ток и, следовательно, с такой мощностью он концептуально рассматривается как операционный усилитель. Регулировки контакт является инвертирующим входом усилителя, и произвести стабильную опорное напряжение 1.25V, внутренний источник опорного напряжение запрещенной зоны используется для установки неинвертирующего входа.

Напряжение на выходном контакте можно плавно регулировать до фиксированной величины с помощью резистивного делителя напряжения между выходом и землей, который сконфигурирует операционный усилитель как неинвертирующий усилитель.

Ссылки запрещенной зоны напряжения используются для получения постоянного выходного напряжения, независимо от изменений в мощности питания. Его также называют независимым от температуры опорным напряжением, часто используемым в интегральных схемах.

Выходное напряжение (в идеале) схемы регулятора напряжения LM317

Vout = Vref * (1+ (RL / RH))

Добавляется член ошибки, потому что некоторый ток покоя протекает с регулировочного штифта устройства.

Vout = Vref * (1+ (RL / RH)) + IQR

Для достижения более стабильного выходного сигнала принципиальная схема регулятора напряжения LM317 разработана таким образом, чтобы ток покоя был меньше или равен 100 мкА. Таким образом, во всех практических случаях на ошибку можно не обращать внимания.

Если заменить резистор нижнего плеча делителя из принципиальной схемы регулятора напряжения LM317 на нагрузку, то полученная конфигурация регулятора LM317 будет регулировать ток нагрузки.Следовательно, эту схему LM317 можно рассматривать как схему регулятора тока LM317.

LM317 Регулятор тока

Выходной ток падение напряжения опорного напряжения на сопротивлении RH и дается как

Выходной ток в идеальном случае это

Iout = Vref / RH

Учитывая ток покоя, выходной ток задано как

Iout = (Vref / RH) + IQ

Эти линейные регуляторы напряжения LM317 и LM337 часто используются в преобразователях постоянного тока.Линейные регуляторы, естественно, потребляют много тока во время подачи. Мощность, произведенная в результате умножения этого тока на разницу напряжений между входом и выходом, будет рассеиваться и расходоваться в виде тепла.

В связи с этим необходимо учитывать тепло при проектировании, что приводит к неэффективности. Если разность напряжений увеличивается, тогда увеличиваются потери мощности, и иногда эта рассеиваемая ненужная мощность будет больше, чем подаваемая мощность.

Хотя это несущественно, но поскольку линейные регуляторы напряжения с несколькими дополнительными компонентами — это простой способ получить стабильное напряжение, мы должны принять этот компромисс.Импульсные регуляторы напряжения являются альтернативой этим линейным регуляторам, поскольку эти импульсные регуляторы, как правило, более эффективны, но для их разработки требуется большее количество компонентов и, следовательно, требуется больше места.

Надеюсь, в этой статье дается краткое описание схемы регулятора напряжения LM317 с работающей. Кроме того, для получения каких-либо разъяснений относительно регуляторов напряжения и их применения вы можете связаться с нами, разместив свои комментарии или вопросы в разделе комментариев ниже.

Работа и применение микросхем регулятора напряжения 7805

Введение

В этом руководстве мы рассмотрим одну из наиболее часто используемых микросхем стабилизатора — ИС регулятора напряжения 7805. Регулируемый источник питания очень важен для некоторых электронных устройств, поскольку полупроводниковый материал, используемый в них, имеет фиксированную скорость тока, а также напряжение. Устройство может быть повреждено при отклонении от фиксированной ставки.

Одним из важных источников питания постоянного тока являются аккумуляторные батареи.Но использование батарей в чувствительных электронных схемах — не лучшая идея, поскольку батареи со временем разряжаются и теряют свой потенциал.

Кроме того, напряжение, обеспечиваемое аккумуляторами, обычно составляет 1,2 В, 3,7 В, 9 В и 12 В. Это хорошо для цепей, требования к напряжению которых находятся в этом диапазоне. Но большая часть ИС TTL работает с логикой 5 В, и, следовательно, нам нужен механизм, обеспечивающий постоянное питание 5 В.

На помощь приходит микросхема стабилизатора напряжения 7805. Это ИС семейства линейных регуляторов напряжения 78XX, которые выдают на выходе стабилизированное напряжение 5 В.

Краткое примечание о регуляторе напряжения 7805

7805 — это трехконтактная ИС линейного стабилизатора напряжения с фиксированным выходным напряжением 5 В, которая полезна в широком диапазоне приложений. В настоящее время микросхема стабилизатора напряжения 7805 производится компаниями Texas Instruments, ON Semiconductor, STMicroelectronics, Diodes incorporated, Infineon Technologies и т. Д.

Они доступны в нескольких пакетах микросхем, таких как TO-220, SOT-223, TO-263 и ТО-3. Из них наиболее часто используется пакет TO-220 (он показан на изображении выше).

Вот некоторые из важных характеристик микросхемы 7805:

• Она может обеспечивать ток до 1,5 А (с радиатором).
• Имеет как внутреннее ограничение тока, так и функции теплового отключения.
• Для полноценной работы требуется минимум внешних компонентов.

Схема выводов микросхемы регулятора напряжения 7805

Как упоминалось ранее, 7805 представляет собой трехконтактное устройство с тремя контактами: 1. ВХОД, 2. ЗАЗЕМЛЕНИЕ и 3. ВЫХОД. На следующем изображении показаны контакты типичной ИС 7805 в корпусе To-220.

Описание контактов 7805 приведено в следующей таблице:

НОМЕР ПИН.	PIN	ОПИСАНИЕ
1	INPUT	Pin 1 является INPUT Pin. На этот вывод подается положительное нерегулируемое напряжение.
2	ЗАЗЕМЛЕНИЕ	Контакт 2 является контактом ЗАЗЕМЛЕНИЯ. Это общее как для ввода, так и для вывода.
3	ВЫХОД	Контакт 3 является ВЫХОДНЫМ контактом. На этот вывод микросхемы поступает регулируемый выход 5В.

Базовая схема 7805

Как я ранее говорил о регулируемом источнике питания как об устройстве, которое работает от постоянного напряжения и может поддерживать свой выход точно при фиксированном напряжении все время, даже если есть значительное изменение во входном напряжении постоянного тока.

Согласно техническим характеристикам 7805 IC, основная схема, необходимая для работы 7805 в качестве полноценного регулятора, очень проста.Фактически, если входной источник питания представляет собой нерегулируемое постоянное напряжение, все, что вам нужно, — это два конденсатора (даже они не являются обязательными в зависимости от реализации).

На приведенной выше схеме показаны все компоненты, необходимые для правильной работы микросхемы 7805. Конденсатор 0,22 мкФ рядом со входом требуется только в том случае, если расстояние между микросхемой стабилизатора и фильтром источника питания велико. Кроме того, конденсатор 0,1 мкФ рядом с выходом не является обязательным, и если он используется, он помогает в переходных процессах.

В этой схеме VIN — это входное напряжение для 7805 IC, а источником может быть любая батарея нерегулируемого постоянного тока. VOUT — это выход микросхемы 7805, которая является регулируемым напряжением 5 В.

Как получить постоянный источник питания постоянного тока от переменного тока?

Хотя батареи могут использоваться в качестве входа для ИС регулятора напряжения 7805, мы сталкиваемся с определенными трудностями, такими как частая разрядка батарей и снижение уровней напряжения батареи с течением времени.

Лучшая альтернатива использованию батарей — это подача нерегулируемого, но выпрямленного постоянного напряжения от источника переменного тока.Поскольку источник переменного тока легко доступен в качестве источника питания, мы можем разработать схему для преобразования сети переменного тока в постоянный и предоставить ее в качестве входа для ИС регулятора напряжения 7805.

Принципиальная схема

На следующем изображении показана принципиальная схема получения регулируемого напряжения 5 В от сети переменного тока.

Необходимые компоненты

• Понижающий трансформатор 230 В-12 В
• Мостовой выпрямитель (или 4 PN диода — 1N4007)
• Предохранитель 1 А
• Конденсатор 1000 мкФ
• 7805 IC регулятора напряжения
• 0.Конденсатор 22 мкФ
• Конденсатор 0,1 мкФ
• 1N4007 Диод

[Также читайте: Как сделать регулируемый таймер]

Рабочий

Источник переменного тока от сети сначала преобразуется в нерегулируемый постоянный ток, а затем в постоянный регулируемый постоянный ток с помощью этой схемы. Схема состоит из трансформатора, мостового выпрямителя на диодах, линейного регулятора напряжения 7805 и конденсаторов.

Если вы поняли, работу схемы можно разделить на две части.В первой части сеть переменного тока преобразуется в нерегулируемый постоянный ток, а во второй части этот нерегулируемый постоянный ток преобразуется в регулируемый 5 В постоянного тока. Итак, давайте, имея это в виду, начнем обсуждение работы.

Сначала берется понижающий трансформатор с 230 В на 12 В, и его первичная обмотка подключается к сети. Вторичная обмотка трансформатора подключена к мостовому выпрямителю (можно использовать специальную ИС или комбинацию из 4 диодов 1N4007).

Плавкий предохранитель 1А находится между трансформатором и мостовым выпрямителем.Это ограничит ток, потребляемый схемой, до 1 А. Выпрямленный постоянный ток от мостового выпрямителя сглаживается с помощью конденсатора емкостью 1000 мкФ.

Таким образом, на выходе конденсатора емкостью 1000 мкФ нерегулируется напряжение 12 В постоянного тока. Он подается на вход микросхемы регулятора напряжения 7805. 7805 IC затем преобразует его в регулируемое напряжение 5 В постоянного тока, и выходной сигнал может быть получен на его выходных клеммах.

Важные моменты для регулятора напряжения 7805 IC

• Первое, что следует отметить, это то, что входное напряжение всегда должно быть больше выходного напряжения (как минимум на 2.5В).
• Входной и выходной ток практически идентичны. Это означает, что когда на входе подается напряжение 7,5 В 1 А, на выходе будет 5 В 1 А.
• Оставшаяся мощность рассеивается в виде тепла, поэтому с 7805 IC необходимо использовать радиатор, подобный показанному ниже.

Также прочтите соответствующий пост: Источник питания переменного напряжения от регулятора постоянного напряжения

Трехфазное регулирование напряжения с помощью SCR и микроконтроллера

В нашей повседневной жизни мы используем много разных устройств, чтобы удовлетворить наши потребности или сделать нашу жизнь комфортной и роскошной.Каждому устройству для работы нужен источник питания. А для оптимального функционирования устройства необходимо, чтобы питание было надежным. То есть он должен обеспечивать постоянное напряжение.

Но это возможно не всегда. Причин, из-за которых возникают колебания напряжения питания, много. Это изменение напряжения питания может привести к повреждению устройства или заставить его работать нежелательным образом, чего никто не захочет.

Следовательно, лучшая альтернатива — регулировать напряжение питания. Это то, чего мы здесь пытались достичь. Наш проект — регулирование напряжения питания с помощью контроллера и SCR.

Выпрямители с кремниевым управлением

, также называемые контроллерами тиристоров, используют новую технологию, которая разработана для обеспечения экономичного решения для приложений, требующих регулирования мощности, тока или напряжения с некоторой коррекцией коэффициента мощности и более плавным управлением процессом.Традиционное управление фазовым углом вызывает сильные гармонические искажения тока в основном источнике питания. Это, в свою очередь, создает искажение напряжения, которое влияет на качество электроэнергии. Нет простых аксессуаров для решения этой проблемы.

Однако, когда требуется простое регулирование напряжения или тока, часто наиболее экономичным решением является регулировка угла сдвига фаз.

Тиристоры и симисторы включаются с помощью затвора.Они автоматически отключаются снова, когда проводимый ток достигает нуля.

Следовательно, эти устройства могут использоваться в регуляторах мощности, и путем переключения в заранее определенном положении на синусоидальную волну переменного тока (фазовый угол) эффективное напряжение может быть уменьшено или увеличено. Его можно использовать для регулирования напряжения или мощности нагрузки.

В нашем проекте мы обеспечиваем нагрузку постоянным напряжением 240 В переменного тока., несмотря на любые изменения входного напряжения. Регулировка напряжения достигается за счет такого точного управления углом включения SCR, что нагрузка получает постоянное питание. Напряжение на нагрузке понижается и подается на АЦП. АЦП выдает цифровой сигнал, соответствующий входному аналоговому сигналу. Этот цифровой сигнал от АЦП затем обрабатывается контроллером и генерирует запускающий импульс для SCR, тем самым управляя током нагрузки.

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧА

СХЕМА

AIM: —

Разработать систему для , контролирующую колебания трехфазного источника питания с использованием SCR и контроллера.

ЦЕЛЬ: —

Модернизировать существующую трехфазную аналоговую систему регулирования до трехфазной системы управления SCR на базе микроконтроллера. Таким образом, если в трехфазном питающем напряжении возникает какое-либо колебание, контроллер обнаружит это колебание и, соответственно, подаст запускающие импульсы на SCR, чтобы получить управляемый регулируемый выход на нагрузке.

ПЛАНИРОВАНИЕ ПРОЕКТА

Что именно было запланировано в проекте?

• Для разработки оборудования для регулирования напряжения с помощью моста SCR
• Для определения колебаний однофазного напряжения питания.
• Для определения перехода входной синусоидальной волны через нуль.
• Чтобы получить правильный угол включения SCR для получения правильного управляющего напряжения.
• Для расчета правильного времени задержки для подачи триггерного импульса на SCR.
• Для запуска SCR в зависимости от расчетных данных и получения регулируемого

выход.

• То же самое для трехфазного питания.

Что достигнуто?

• Мы разработали оборудование для регулирования напряжения с помощью моста SCR
• Мы зафиксировали колебания однофазного напряжения питания.
• Мы зафиксировали пересечение нуля входной синусоидальной волны.
• Мы получили правильный угол включения SCR для получения правильного управляющего напряжения.
• Мы рассчитали правильное время задержки для подачи триггерного импульса на SCR.

РЕЗУЛЬТАТ И ОБСУЖДЕНИЕ

Здесь мы разработали устройство, способное обнаруживать колебания входного сетевого питания.
Мы разработали оборудование для регулирования напряжения с помощью моста SCR, который определяет колебания однофазного напряжения на нагрузке и нейтрализует их.
Таким образом, наше устройство способно регулировать однофазное сетевое питание с постоянным постоянным током на нагрузке, независимо от каких-либо изменений в питании, тем самым обеспечивая защиту нагрузочного устройства от повреждения из-за внезапных колебаний в сети.

Загрузите полные отчеты по трехфазному регулированию напряжения с помощью SCR и микроконтроллера

Теги:

.

No related posts.