Схема регулятора напряжения для трансформатора: Регулятор напряжения для трансформатора схема

Мощный регулятор сетевого напряжения 220В

 

В последнее время в нашем быту все чаще применяются электронные устройства для плавной регулировки сетевого напряжения. С помощью таких приборов управляют яркостью свечения ламп, температурой электронагревательных приборов, частотой вращения электродвигателей.

Подавляющее большинство регуляторов напряжения, собранных на тиристорах, 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. Во-вторых, их можно применять только для управления нагрузкой с активным сопротивлением — электролампой или нагревательным элементом, и нельзя использовать совместно с нагрузкой индуктивного характера — электродвигателем, трансформатором.

Между тем все эти проблемы легко решить, собрав электронное устройство, в котором роль регулирующего элемента выполнял бы не тиристор, а мощный транзистор.

Принципиальная схема

Транзисторный регулятор напряжения (рис. 9.6) содержит минимум радиоэлементов, не вносит помех в электрическую сеть и работает на нагрузку как с активным, так и индуктивным сопротивлением. Его можно использовать для регулировки яркости свечения люстры или настольной лампы, температуры нагрева паяльника или электроплитки, скорости вращения электродвигателя вентилятора или дрели, напряжения на обмотке трансформатора. Устройство имеет следующие параметры: диапазон регулировки напряжения — от 0 до 218 В; максимальная мощность нагрузки при использовании в регулирующей цепи одного транзистора — не более 100 Вт.

Регулирующий элемент прибора — транзистор VT1. Диодный мост VD1…VD4 выпрямляет сетевое напряжение так, что к коллектору VT1 всегда приложено положительное напряжение. Трансформатор Т1 понижает напряжение 220 В до 5…8 В, которое выпрямляется диодным блоком VD6 и сглаживается конденсатором С1.

Рис. Принципиальная схема мощного регулятора сетевого напряжения 220В.

Переменный резистор R1 служит для регулировки величины управляющего напряжения, а резистор R2 ограничивает ток базы транзистора. Диод VD5 защищает VT1 от попадания на его базу напряжения отрицательной полярности. Устройство подсоединяется к сети вилкой ХР1. Розетка XS1 служит для подключения нагрузки.

Регулятор действует следующим образом. После включения питания тумблером S1 сетевое напряжение поступает одновременно на диоды VD1, VD2 и первичную обмотку трансформатора Т1.

При этом выпрямитель, состоящий из диодного моста VD6, конденсатора С1 и переменного резистора R1, формирует управляющее напряжение, которое поступает на базу транзистора и открывает его. Если в момент включения регулятора в сети оказалось напряжение отрицательной полярности, ток нагрузки протекает по цепи VD2 — эмиттер-коллектор VT1, VD3. Если полярность сетевого напряжения положительная, ток протекает по цепи VD1 — коллектор-эмиттер VT1, VD4.

Значение тока нагрузки зависит от величины управляющего напряжения на базе VT1. Вращая движок R1 и изменяя значение управляющего напряжения, управляют величиной тока коллектора VT1. Этот ток, а следовательно, и ток, протекающий в нагрузке, будет тем больше, чем выше уровень управляющего напряжения, и наоборот.

При крайнем правом по схеме положении движка переменного резистора транзистор окажется полностью открыт и «доза» электроэнергии, потребляемая нагрузкой, будет соответствовать номинальной величине. Если движок R1 переместить в крайнее левое положение, VT1 окажется запертым и ток через нагрузку не потечет.

Управляя транзистором, мы фактически регулируем амплитуду переменного напряжения и тока, действующих в нагрузке. Транзистор при этом работает в непрерывном режиме, благодаря чему такой регулятор лишен недостатков, свойственных тирис-торным устройствам.

Конструкция и детали

Теперь перейдем к конструкции прибора. Диодные мостики, конденсатор, резистор R2 и диод VD6 устанавливаются на монтажной плате размером 55×35 мм, выполненной из фольгированного ге-тинакса или текстолита толщиной 1. ..2 мм (рис. 9.7).

В устройстве можно использовать следующие детали. Транзистор — КТ812А(Б), КТ824А(Б), КТ828А(Б), КТ834А(Б,В), КТ840А(Б), КТ847А или КТ856А. Диодные мосты: VD1…VD4 — КЦ410В или КЦ412В, VD6 — КЦ405 или КЦ407 с любым буквенным индексом; диод VD5 — серии Д7, Д226 или Д237.

Переменный резистор — типа СП, СПО, ППБ мощностью не менее 2 Вт, постоянный — ВС, МЛТ, ОМЛТ, С2-23. Оксидный конденсатор — К50-6, К50-16. Сетевой трансформатор — ТВЗ-1-6 от ламповых телевизоров, ТС-25, ТС-27 — от телевизора «Юность» или любой другой маломощный с напряжением вторичной обмотки 5…8 В.

Предохранитель рассчитан на максимальный ток 1 А. Тумблер — ТЗ-С или любой другой сетевой. ХР1 — стандартная сетевая вилка, XS1 — розетка.

Все элементы регулятора размещаются в пластмассовом корпусе с габаритами 150x100x80 мм. На верхней панели корпуса устанавливаются тумблер и переменный резистор, снабженный декоративной ручкой. Розетка для подключения нагрузки и гнездо предохранителя крепятся на одной из боковых стенок корпуса.

С той же стороны сделано отверстие для сетевого шнура. На дне корпуса установлены транзистор, трансформатор и монтажная плата. Транзистор необходимо снабдить радиатором с площадью рассеяния не менее 200 см2 и толщиной 3…5 мм.

Рис. Печаная плата мощного регулятора сетевого напряжения 220В.

Регулятор не нуждается в налаживании. При правильном монтаже и исправных деталях он начинает работать сразу после включения в сеть.

Рекомендации

Теперь несколько рекомендаций тем, кто захочет усовершенствовать устройство. Изменения в основном касаются увеличения выходной мощности регулятора. Так, например, при использовании транзистора КТ856 мощность, потребляемая нагрузкой от сети, может составлять 150 Вт, для КТ834 — 200 Вт, а для КТ847 — 250 Вт.

Если необходимо еще больше увеличить выходную мощность прибора, в качестве регулирующего элемента можно применить несколько параллельно включенных транзисторов, соединив их соответствующие выводы.

Вероятно, в этом случае регулятор придется снабдить небольшим вентилятором для более интенсивного воздушного охлаждения полупроводниковых приборов. Кроме того, диодный мост VD1…VD4 потребуется заменить на четыре более мощных диода, рассчитанных на рабочее напряжение не менее 600 В и величину тока в соответствии с потребляемой нагрузкой.

Для этой цели подойдут приборы серий Д231…Д234, Д242, Д243, Д245 ..Д248. Необходимо будет также заменить VD5 на более мощный диод, рассчитанный на ток до I А. Также больший ток должен выдерживать предохранитель.

Источник: None.

Плавный регулятор для трансформатора

Трансформаторы, так же как и электродвигатели, имеют стальной сердечник. В нем верхняя и нижняя полуволна напряжения должны быть обязательно симметричны. Именно с этой целью используются регуляторы. Тиристоры сами по себе занимаются сменой фазы. Использоваться они могут не только на трансформаторах, но и на лампах накаливания, а также на нагревателях.

Если рассматривать активное напряжение, то тут требуются схемы, которые способны справиться с большой нагрузкой для осуществления индуктивного процесса. Некоторые специалисты в цепях используют симисторы, однако они не подходят для трансформаторов с мощностью более 300 В. В данном случае проблема заключается в разбросе положительной и отрицательной полярностей. На сегодняшний день с высокой активной нагрузкой позволяют справиться выпрямительные мосты. Благодаря им управляющий импульс в конечном счете достигает тока удержания.

Схема простого регулятора

Схема простого регулятора включает в себя непосредственно тиристор запирающего типа и контроллер для управления предельным напряжением. Для стабилизации тока в начале цепи используются транзисторы. Перед контроллером в обязательном порядке применяются конденсаторы. Некоторые используют комбинированные аналоги, однако это спорный вопрос. В данном случае оценивается емкость конденсаторов, исходя из мощности трансформатора. Если говорить об отрицательной полярности, то катушки индуктивности устанавливаются только с первичной обмоткой. Соединение с микроконтроллером в схеме может происходить через усилитель.

Другие простые варианты регулировки напряжения в первичке

Кроме тиристорных и симисторных регуляторов есть другие способы управления зарядным током в первичной обмотке трансформатора:

• Переключением выводов первичной обмотки. Недостаток в том, что эти вывода необходимо делать при намотке катушек.
• Подключением зарядного аппарата после ЛАТРА (лабораторного автотрансформатора). Его мощность должна быть не менее 160Вт.
• Переменным сопротивлением, подключаемым последовательно с трансформатором. Его параметры приблизительно 50-100Ом, мощностью 50Вт и зависят от конкретного зарядного.

Несмотря на появление современных зарядных устройств, аппараты с обычными трансформаторами есть у многих владельцев автомобилей, и регулировка аппарата по первичной обмотке позволяет обойтись без мощных тиристоров или добавочных сопротивлений.

Реально ли сделать регулятор самостоятельно?

Тиристорный регулятор напряжения своими руками можно сделать, придерживаясь стандартных схем. Если рассматривать высоковольтные модификации, то резисторы лучше всего использовать герметизированного типа. Предельное сопротивление они способны выдерживать на уровне 6 Ом. Как правило, вакуумные аналоги более стабильны в работе, но активные параметры у них занижены. Резисторы общего назначения в данном случае лучше вообще не рассматривать. Номинальное сопротивление они в среднем выдерживают только на уровне 2 Ом. В связи с этим у регулятора будут серьезные проблемы с преобразованием тока.

Для высокой мощности рассеивания применяются конденсаторы класса РР201. Они отличаются хорошей точностью, высокоомная проволока для них подходит идеально. В последнюю очередь подбирается микроконтроллер со схемой. Низкочастотные элементы в данном случае не рассматриваются. Одноканальные модуляторы следует использовать только на пару с усилителями. Устанавливаются они у первого, а также у второго резисторов.

Устройства постоянного напряжения

Тиристорные регуляторы постоянного напряжения хорошо подходят для импульсных цепей. Конденсаторы в них, как правило, используются только электролитического типа. Однако их вполне можно заменить твердотельными аналогами. Хорошая пропускная способность тока обеспечивается за счет выпрямительного моста. Для высокой точности регулятора применяются резисторы комбинированного типа. Сопротивление максимум они способны поддерживать на отметке в 12 Ом. Аноды в схеме присутствовать могут только алюминиевые. Проводимость у них довольно хорошая, нагрев конденсатора не происходит очень быстро.

Использование элементов вакуумного типа в устройствах вообще не оправданно. В этой ситуации тиристорные регуляторы напряжения постоянного тока ощутят существенное снижение частоты. Для настройки параметров устройства применяют микросхемы класса СР1145. Как правило, они рассчитаны на многоканальность и портов имеют как минимум четыре. Всего разъемов у них предусмотрено шесть. Интенсивность отказов в такой схеме можно сократить за счет использования предохранителей. К источнику питания их следует подключать только через резистор.

Регуляторы переменного напряжения

Тиристорный регулятор переменного напряжения выходную мощность в среднем имеет на уровне 320 В. Достигается это за счет быстрого протекания процесса индуктивности. Выпрямительные мосты в стандартной схеме применяются довольно редко. Тиристоры для регуляторов обычно берутся четырехэлектродные. Выходов у них предусмотрено только три. За счет высоких динамических характеристик предельное сопротивление они выдерживают на уровне 13 Ом.

Максимальное напряжение на выходе равняется 200 В. За счет высокой теплоотдачи усилители в схеме абсолютно не нужны. Управление тиристором осуществляется при помощи микроконтроллера, который соединяется с платой. Запираемые транзисторы устанавливаются перед конденсаторами. Также высокая проводимость обеспечивается за счет анодной цепи. Электрический сигнал в данном случае быстро передается от микроконтроллера на выпрямительный мост. Проблемы с отрицательной полярностью решаются за счет повышения предельной частоты до 55 Гц. Управление оптическим сигналом происходит при помощи электродов на выходе.

Разновидности и технические характеристики тиристорного регулятора

Из-за того, что тиристор пропускает через себя напряжение только одной полярности, его нелзя использовать для управления трансформатором без дополнительных элементов:

• Включить тиристор в диодный мост из 4 диодов на вывода “+” и “-“. Вывода “~” подключаются в разрыв цепи вместо выключателя или последовательно с ним. Диодный мост выпрямляет напряжение и на тиристор подается питание только одной полярности.
• Использовать два тиристора, включенные встречно-параллельно и для управления через переменный резистор соединяются управляющие вывода. Каждый из элементов открывается при своей полярности, а оба вместе управляют напряжением на нагрузке.

Открытие тиристора происходит при прохождении тока больше определенной величины и есть два способа управления углом открывания:

• Переменным сопротивлением, включенным между анодом и управляющим электродом. В течении первой половины полуволны напряжение и ток управления растут и при достижении его определенной величины, зависящей от марки элемента. Недостаток этой схемы в ограниченном диапазоне регулировки 110-220В, но этого достаточно для управления трансформатором зарядного устройства.
• Управление импульсами, которые подает отдельная схема на управляющий электрод в определенный момент полуволны синусоиды. Допустимый ток и напряжение тиристорного регулятора зависят в первую очередь от установленных тиристоров. Самые распространенные – тиристоры серии КУ 202, но в некоторых случаях допускается применение других элементов:
• КУ 202Н – 400В, 30А. Крепятся на резьбе М6. При регулировке первичной обмотки, ток которой менее 1А, используются без радиаторов.
• КУ 201л – 300В, 30А, крепление- резьба М6. Допускается использовать в первичной обмотке.
• КУ 201а – 25В, 30А, крепление – резьба М6. Можно использовать только с радиаторами при регулировке после трансформатора.
• КУ 101г – 80В, 1А. Похож на транзистор. В силовых цепях зарядных устройствах не используются, только в схемах управления.
• КУ 104а – 6В, 3А. Так же в силовых цепях не применяются.

Модели для зарядки аккумуляторов

Тиристорный регулятор напряжения зарядки аккумулятора (схема показана ниже) отличается своей компактностью. Максимум сопротивление в цепи он способен выдерживать на уровне 3 Ом. При этом токовая нагрузка может составлять только 4 А. Все это говорит о слабых характеристиках таких регуляторов. Конденсаторы в системе часто используются комбинированного типа.

Емкость во многих случаях у них не превышает 60 пФ. Однако многое в данной ситуации зависит от их серии. Транзисторы в регуляторах используют маломощные. Это необходимо для того, чтобы показатель рассеивания не был таким большим. Баллистические транзисторы в данном случае подходят плохо. Связано это с тем, что ток они способны пропускать только в одном направлении. В результате напряжение на входе и выходе будет сильно отличаться.

Как сделать регулятор мощности своими руками

Для сборки стабилизатора напряжения на симисторе для трансформатора понадобятся следующие компоненты:

• сам симистор и электронные компоненты: динистор, потенциометр, диоды, конденсатор и сопротивления;
• радиатор;
• изолирующая теплопередающая прокладка;
• пластиковый корпус;
• печатная плата;
• мультиметр;
• паяльник.

Стабилизатор-самоделка
Пошаговая инструкция, как собрать самодельный регулятор мощности:

1. Сперва необходимо определить некоторые характеристики устройства, для которого нужен регулятор: входное напряжение, силу тока, сколько фаз (3 или 1), а также, есть ли необходимость в точной настройке мощности на выходе.
2. Нужно определиться с типом прибора — цифровое или аналоговое. Можно смоделировать электрическую цепь посредством скачиваемых утилит, таких как CircuitMaker или Workbench, чтобы проверить, насколько выбранный тип будет подходить конкретной электросети. Также это можно сделать и онлайн.
3. После можно приступить к расчетам тепловыделения с использованием формулы: спад напряжения в регуляторе помножить на силу тока. Оба параметра должны быть указаны в спецификациях симистора. Ориентируясь на полученную с помощью формулы мощность, нужно выбрать радиатор.
4. Купить радиатор, электронные компоненты и печатную плату.
5. Осуществить разводку дорожек контактов и приготовить места, куда нужно устанавливать электронные компоненты, симистор и радиатор.
6. Закрепить при помощи паяльника все компоненты на печатной плате. В качестве альтернативы плате можно воспользоваться навесным монтажом с короткими проводами. Нужно внимательно следить за полярностью подключаемых компонентов: симистора и диодов.
7. Взять мультиметр и проверить сопротивление получившейся схемы. Полученное значение не должно отличаться от теоретического.
8. Скрепить симистор и радиатор, проложив между ними прокладку и заизолировав винт, которым они соединяются.
9. Полученную микросхему нужно поместить в корпус из пластика.
10. Поставить потенциометр на минимальное значение и попробовать включить. С помощью мультиметра замерить напряжение на выходе. Медленно поворачивать регулируемую ручку потенциометра, наблюдая за переменой напряжения.
11. Если схема будет работать так, как было задумано, то можно подсоединять нагрузку. В ином случае нужно отрегулировать мощность по-другому.

Вам это будет интересно Особенности балласта 4х18

Особенности регуляторов для первички трансформаторов

Тиристорный регулятор напряжения для первички трансформатора резисторы использует эммитерного типа. Благодаря этому показатель проводимости довольно хороший. В целом такие регуляторы отличаются своей стабильностью. Стабилизаторы на них устанавливаются самые обычные. Для управления мощностью используются микроконтроллеры класса ИР22. Коэффициент усиления тока в данном случае будет высоким. Транзисторы одной полярности для регуляторов указанного типа не походят. Также специалисты советуют избегать изолированных затворов для соединения элементов. В этом случае динамические характеристики регулятора значительно снизятся. Связано это с тем, что на выходе из микроконтроллера повысится отрицательное сопротивление.

Измерение сварочного тока

После того как вы изготовили и настроили регулятор, его можно использовать в работе. Для этого вам нужен еще один прибор, который будет измерять сварочный ток. К сожалению, не получится использовать бытовые амперметры, поскольку они не способны работать с полуавтоматами мощностью более 200 ампер. Поэтому рекомендуем использовать токоизмерительные клещи. Это относительно недорогой и точный способ узнать значение тока, управление клещами понятное и простое.

Так называемые «клещи» в верхней части прибора охватывают провод и измеряют ток. На корпусе прибора находится переключатель пределов измерения тока. В зависимости от модели и цены разные производители изготавливают токоизмерительные клещи, способные работать в диапазоне от 100 до 500 ампер. Выберите прибор, характеристики которого совпадают с вашим сварочным аппаратом.

Регулятор на тиристоре КУ 202

Тиристорный регулятор напряжения КУ 202 оснащается двухканальным микроконтроллером. Всего разъемов у него предусмотрено три. Диодные мосты в стандартной схеме используются довольно редко. В некоторых случаях можно встретить различные стабилитроны. Применяются они исключительно для увеличения предельной выходной мощности. Также они способны стабилизировать рабочую частоту в регуляторах. Конденсаторы в таких устройствах целесообразнее использовать комбинированного типа. За счет этого можно значительно понизить коэффициент рассеивания. Также следует учитывать пропускную способность тиристоров. Для выходной анодной цепи лучше всего подходят биполярные резисторы.

Модификация с тиристором КУ 202Н

Тиристорный регулятор напряжения КУ 202Н способен довольно быстро передавать сигнал. Таким образом, управлять предельным током можно с большой скоростью. Теплоотдача в данном случае будет невысокой. Максимум нагрузку устройство должно держать на отметке в 5 А. Все это позволит беспрепятственно справляться с помехами различной амплитуды. Также не следует забывать про номинальное сопротивление на входе цепи. С использованием данных тиристоров в регуляторах процесс индукции осуществляется при выключенных запирающих механизмах.

Схема регулятора КУ 201л

Тиристорный регулятор напряжения КУ 201л включает биполярные транзисторы, а также многоканальный микроконтроллер. Конденсаторы в системе используются только комбинированного типа. Электролитические полупроводники в регуляторах встречаются довольно редко. В конечном счете это сильно отражается на проводимости катода.

Твердотельные резисторы необходимы только для стабилизации тока в начале цепи. Резисторы с диэлектриками могут использоваться на пару с выпрямительными мостами. В целом указанные тиристоры способны похвастаться высокой точностью. Однако они довольно чувствительные и рабочую температуру держат на низком уровне. За счет этого интенсивность отказов может быть фатальной.

Регулятор с тиристором КУ 201а

Конденсаторы предусматривает тиристорный регулятор напряжения подстроечного типа. Номинальная емкость у них находится на уровне 5 пФ. В свою очередь, предельное сопротивление они выдерживают ровно 30 Ом. Высокая проводимость тока обеспечивается за счет интересного построения транзисторов. Располагаются они по обе стороны от источника питания. При этом важно отметить, что ток проходит через резисторы во всех направлениях. В качестве замыкающего механизма представлен микроконтроллер серии ППР233. Периодическую подстройку системы с его помощью делать можно.

Что такое регулятор мощности

Самые первые прототипы устройств, позволяющих уменьшать проводимую к нагрузке мощность, были разработаны с учетом закона Ома. На этом принципе и основано функционирование реостата. Его можно подключать последовательно и параллельно нагрузке. При изменении сопротивления реостата можно регулировать его мощность.

Что собой представляет регулятор мощности

При подключении реостата к нагрузке ток распределяется между ними. В зависимости от способа подключения можно контролировать разные параметры: при параллельном — разницу потенциалов, а при последовательном — напряжение и силу тока. Реостаты различаются в зависимости от использованного в их конструкции материала: металла, керамики, угля или жидкости.

При использовании реостата поглощенная им энергия никуда не исчезает, а преобразуется в тепло. При большом количестве энергии целесообразно использовать системы охлаждения, чтобы температура устройства не была слишком высокой. Отводят тепло обычно с помощью обдува или погружая резистор в масло.

Такие простейшие реостаты широко применяются, но есть один значимый недостаток — невозможность использовать его в мощных электрических цепях. Поэтому резисторы применяются только в бытовых целях (к примеру, такие есть в конструкции радио).

Обратите внимание! Обычный реостат можно сделать и самому, для этого понадобится только проволока из нихрома или константана. Ее необходимо намотать на оправку, при этом изменение проходящей мощности происходит за счет регулировки длины проволоки.

Все полупроводниковые устройства сделаны на переходах или слоях (n-p, p-n). Простой диод — 1 переход и 2 слоя. Биполярный транзистор — 2 перехода и 3 слоя (трехфазный). А при добавлении четвертого слоя как раз и образуется стабилизатор мощности — тиристор. При соединении 2 тиристоров встречно-параллельно получается симистор.

Вам это будет интересно Схема звезда и треугольник

Параметры устройства с тиристором КУ 101г

Для подключения к высоковольтным трансформаторам используются указанные тиристорные регуляторы напряжения. Схемы их предполагают использование конденсаторов с предельной емкостью на уровне 50 пФ. Подстрочные аналоги не способны похвастаться такими показателями. Выпрямительные мосты в системе играют важную роль.

Для стабилизации напряжения дополнительно могут использоваться биполярные транзисторы. Микроконтроллеры в устройствах предельное сопротивление должны выдерживать на уровне 30 Ом. Непосредственно индукционный процесс протекает довольно быстро. Использовать усилители в регуляторах допустимо. Во многом это поможет повысить порог проводимости. Чувствительность таких регуляторов оставляет желать лучшего. Предельная температура тиристоров доходит до 40 градусов. В связи с этим они нуждаются в вентиляторах для охлаждения системы.

Свойства регулятора с тиристором КУ 104а

С трансформаторами, мощность которых превышает 400 В, работают указанные тиристорные регуляторы напряжения. Схемы расположения основных элементов у них могут различаться. В данном случае предельная частота должна находиться на уровне 60 Гц. Все это в конечном счете оказывает огромную нагрузку на транзисторы. Тут они используются закрытого типа.

За счет этого производительность таких устройств значительно повышается. На выходе рабочее напряжение в среднем находится на уровне 250 В. Использовать керамические конденсаторы в данном случае нецелесообразно. Также большой вопрос у специалистов вызывает применение подстроечных механизмов для регулировки уровня тока.

Схема тиристорного регулятора

Выше вы можете видеть схему простейшего регулятор на 2 тиристорах с минимумов недефицитных деталей. Вы также можете сделать регулятор на симисторе, но наша практика показала, что тиристорный регулятор мощности долговечнее и работает более стабильно. Схема для сборки очень простая и по ней вы сможете довольно быстро собрать регулятор, имея минимальные навыки пайки.

Принцип действия данного регулятора тоже прост. У нас есть цепь первичной обмотки, в которую подключается регулятор. Регулятор состоит из транзисторов VS1 и VS2 (для каждой полуволны). RC-цепочка определяет момент, когда откроются тиристоры, вместе с тем меняется сопротивление R7. В результате мы получаем возможность изменять ток по первичке трансформатора, после чего ток меняется и во вторичке.

Обратите внимание! Настройка регулятора осуществляется под напряжением, об этом не стоит забывать. Чтобы избежать фатальных ошибок и не получить травму нужно обязательно изолировать все радиоэлементы.

В принципе, вы можете использовать транзисторы старого образца. Это отличный способ сэкономить, поскольку такие транзисторы можно без проблем найти в старом радиоприемнике или на барахолке. Но учтите, что такие транзисторы должны использоваться на рабочем напряжении не менее 400 В. Если вы посчитаете нужным, можете поставить динисторы вместо транзисторов и резисторов, показанных на схеме. Мы динисторы не использовали, поскольку в данном варианте они работают не очень стабильно. В целом, эта схема регулятора сварочного тока на тиристорах неплохо зарекомендовала себя и на ее основе было изготовлено множество регуляторов, которые стабильно работают и хорошо выполняют свою функцию.

Также вы могли видеть в магазинах регулятор контактной сварки РКС-801 и регулятор контактной сварки РКС-15-1. Мы не рекомендуем изготавливать их самостоятельно, поскольку это займет много времени и несильно сэкономит вам деньги, но если есть такое желание, то можете изготовить РКС-801. Ниже вы видите схему регулятора и схему его подключения к сварочнику. Откройте картинки в новом окне, чтобы лучше видеть текст.

Что такое регулирование напряжения трансформатора? Примеры и приложения

Содержание

Что такое регулирование напряжения?

Регулирование напряжения трансформатора представляет собой отношение разницы между выходным напряжением трансформатора без нагрузки и при полной нагрузке к его выходному напряжению при полной нагрузке, выраженное в процентах (%).

Другими словами, регулирование напряжения трансформатора является мерой обеспечения постоянного выходного напряжения при различных токах нагрузки.

Проще говоря, изменение величины входного и выходного напряжения трансформатора известно как регулирование напряжения. т. е. изменение напряжения вторичной обмотки трансформатора от холостого хода до полной нагрузки, связанное с напряжением холостого хода, известно как «регулирование напряжения».

Математически регулирование напряжения выражается следующей формулой.

Регулирование напряжения первичной обмотки трансформатора

Где:

• E ₁ = Напряжение первичной клеммы без нагрузки
• В ₁ = Напряжение первичной клеммы при полной нагрузке
• E ₂ = Напряжение вторичной клеммы без нагрузки
• В ₂ = Напряжение вторичной клеммы при полной нагрузке

A Трансформатор, как правило, обеспечивает более высокое выходное напряжение без нагрузки, чем при полной нагрузке трансформатора в соответствии с номинальной мощностью, указанной на табличке трансформатора. Другими словами, под нагрузкой выходное напряжение трансформатора немного падает.

Силовой трансформатор должен обеспечивать постоянное выходное напряжение (в идеале, поскольку в действительности это невозможно). Таким образом, лучше иметь как можно меньше изменений выходного напряжения при различных токах нагрузки. В этом сценарии регулирование напряжения показывает, насколько трансформатор может обеспечить постоянное вторичное напряжение при различных нагрузках, подключенных к выходу трансформатора.

Следующая базовая схема трансформатора и решенный пример прояснят концепцию регулирования напряжения трансформатора.

В первом сценарии, предположим, что к вторичной обмотке трансформатора не подключена нагрузка. В этом случае разомкнутой цепи:

• Ток нагрузки отсутствует из-за разомкнутой цепи.
• Когда ток нагрузки не течет, падение напряжения и реактивные падения на резисторе и катушках индуктивности отсутствуют.
• Падение напряжения на первичных клеммах незначительно.

Во втором сценарии трансформатор нагружен, т. е. к клеммам вторичной обмотки трансформатора подключена нагрузка. В этом случае нагруженной цепи:

• Ток нагрузки протекает из-за замкнутой цепи и нагрузки, подключенной к клеммам вторичной обмотки.
• Ток нагрузки протекает через нагрузку, поэтому на резисторах и катушках индуктивности должно быть падение напряжения.
• Таким образом, среднее значение регулирования напряжения больше, чем у трансформатора без нагрузки.

Для лучшей производительности регулировка напряжения должна быть низкой (идеальный нуль), т.е. чем выше регулировка напряжения, тем хуже эффективность и производительность трансформатора.

Вышеприведенная схема и объяснение, следующие два пункта заключаются в следующем:

• В трансформаторе значение первичного напряжения всегда больше, чем ЭДС индукции в первичных обмотках.

В ₁ > E ₁

• В трансформаторе значение напряжения вторичной обмотки без нагрузки всегда больше, чем напряжение вторичной обмотки при полной нагрузке.

Е ₂ > В ₂

Основываясь на приведенной выше информации из приведенной схемы, можно составить следующие два уравнения: 1 Sinθ ₁ + E ₁

E ₂ = I ₂ R ₂ Cosθ ₂ + I ₂ X ₂ Sinθ ₂ + V 2

Для различных видов нагрузок, т. е. индуктивных и емкостных нагрузок и т. д., следующее выражение для вторичного напряжения без нагрузки.

Ниже приведено выражение вторичного напряжения без нагрузки для различных видов нагрузок, т. е. индуктивных и емкостных нагрузок и т. д.

Правила напряжения для индуктивных нагрузок (коэффициент отставания)

E ₂ = I ₂ R ₀₂ COSO ₂ + I ₂ x ₀₂ SINOTION 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 .

E ₂ — V ₂ = I ₂ R ₀₂ COSθ ₂ + I ₂ x ₀₂ SINUS ₂

. ):

Регуляция напряжения для емкостных нагрузок (ведущий коэффициент мощности)

E ₂ = I ₂ R ₀₂ COSO ₂ — I ₂ x ₀₂ 9 — I ₂ x

02 79 2 — I ₂ x ₀₂ 79 2 — I ₂ x ₀₂ 7 — I ₂ . + В ₂

E ₂ — V ₂ = I ₂ R ₀₂ COSθ ₂ — I ₂ x ₀₂ Sinθ ₂ x ₀₂ Sinθ ₂ x _{. Емкостная нагрузка):}

Где:

• (I ₂ R ₀₂ / E ₂ ) x 100 — падение сопротивления в процентах
• (I ₂ X ₀₂ / E ₂ ) x 100 — падение реактивного сопротивления в процентах
Уравнение ЭДС трансформатора Регулирование трансформатора рассчитывается следующим образом.

% Стабилизация напряжения = [{(Напряжение без нагрузки – Напряжение полной нагрузки) / Напряжение полной нагрузки} x 100]

% Стабилизация напряжения = [{(240В – 230В) / 230} x 100]

% Регулировка напряжения = 4,347%

Не устраивает базовый пример, приведенный выше, давайте немного усложнимся, как показано ниже.

• Запись по теме: Потери в трансформаторе — типы потерь энергии в трансформаторе

Пример 2:

Трансформатор мощностью 50 кВА имеет 200 витков и 40 витков на первичной и вторичной обмотках соответственно. Сопротивление на первичной и вторичной обмотках составляет 0,15 Ом и 0,005 Ом соответственно. Величина реактивного сопротивления рассеяния на первичной и вторичной обмотках составляет 0,55 и 0,0175 Ом соответственно. Если напряжение питания на первичной стороне 1100В, рассчитать:

1. Эквивалентное полное сопротивление, передаваемое на первичные обмотки
2. Вторичная клемма Напряжение при полной нагрузке с отстающим коэффициентом мощности 0,8.
3. Регулировка напряжения

Решение:

Приведенные данные:

• Первичное напряжение: 1100 В
• Основные ходы: 200
• вторичных витков: 40
• R ₁ = 0,15 Ом
• R ₂ = 0,005 Ом
• X ₁ = 0,55 Ом
• X ₂ = 0,0175 Ом
• Коэффициент мощности = Cos θ = 0,8 Отставание

(1)

Коэффициент поворота = K = N ₂ / N ₁ = 40 /200 = 1/5

R ₀₁ = R ₁ + R ₂ / R ₁ + R ₂ / K ² = 0,15 Ом + 0,005 Ом / (1/5) ² = 0,275 ω

x ₀₁ = x ₁ + x ₂ / K ² = 0,55 ОД. (1/5) ² = 0,987 Ом

Z ₀₁ = 0,275 + J 0,987 = 1,025 ♂74.43 ^O

Z ₀₂ = K ² Z ₀₁ = (1/5) ² Z ₀₁ = (1/5) ² Z ₀₁ = (1/5) ² Z ₀₁ = (1/5) ² Z ₀₁ = (1. 5) ² Z ₀₁ = (1.5) ² . = (0,011 + j 0,039)

(2)

Вторичное напряжение холостого хода = KV ₁ = (1/5) × 1100 В = 220 В

9020 6 Вторичное 50 x 10 ³ /220 В = 227,27 А … (I = P/V = 50 кВА / 220 В) 

I ₂ = 227,27 A

Полная нагрузка. Падение напряжения напряжения, как это упоминалось во вторичное

= I ₂ (R ₀₂ COS θ + x ₀₂ SIN θ)

= 227.27 A (0,011 × 0.8-0.8-0.8-

= 227.27 A (0,011 № 0.8-0.8-

= 227.27 A (0,011 ° θ)

= 227,27 а (0,011 2 θ) 0,039 × 0,6) = — 3,32 В

Вторичное терминальное напряжение на нагрузке = 220 В — 3,32 В = 216,68 В

Полная нагрузка Вторичное напряжение: 216,68 В

(3)

% vработ. 3,32 В × 100/220 = 1,51

или

Регуляция напряжения:

% Правила напряжения = (V _{NO LOAD} — V _{Полная нагрузка} / V _{Полная нагрузка} ) x 100

= (220V — 216.68V / 2168V). x 100 = 1,53

% Регулировка напряжения = 1,53

• Связанный пост: Соединения трансформаторов с открытым треугольником
Регулирование нулевого напряжения трансформатора

Регулирование нулевого напряжения означает, что «напряжение холостого хода» и «напряжение полной нагрузки» трансформатора равны, т. е. между ними нет разницы. Регулирование нулевого напряжения указывает на максимально возможную производительность трансформатора, которая возможна только в теоретическом и идеальном трансформаторе.

Помимо теории, чем ниже процент регулирования напряжения, тем стабильнее и постояннее напряжение вторичной клеммы для нагрузок с лучшим регулированием.

• Запись по теме: Типы трансформаторов и их применение
Применение с плохим регулированием

В некоторых случаях требуется плохое регулирование напряжения трансформатора, например, в «разрядной лампе». В этом случае необходим повышающий трансформатор, обеспечивающий высокое напряжение на начальном этапе для зажигания лампы, а затем падение уровня напряжения после зажигания и начала протекания тока в цепи разрядного освещения. Этот процесс можно легко осуществить с помощью повышающего трансформатора с плохой стабилизацией (высокий процент регулирования напряжения).

Аналогичным образом, в аппаратах для дуговой сварки требуется плохое регулирование напряжения, которое фактически представляет собой понижающий трансформатор, обеспечивающий низкое напряжение и высокий ток в процессе дуговой сварки.

Полезно знать: Регулирование высокого % напряжения означает плохое регулирование или работу.

• Связанный пост: Трансформаторы тока (ТТ) – типы, характеристики и области применения
Как улучшить регулирование трансформатора?

Устройство, известное как феррорезонансный трансформатор (сочетание трансформатора и LC-резонансного контура), используется для улучшения регулирования трансформатора (т. Железный сердечник феррорезонансного трансформатора заполнен потоком (магнитными линиями) в течение большей части цикла переменного тока. Таким образом, первичный ток трансформатора и изменение напряжения питания мало влияют на плотность магнитного потока сердечника трансформатора. Это означает, что выход вторичной обмотки трансформатора имеет почти постоянное напряжение, на которое не влияют значительные колебания напряжения питания первичных обмоток трансформатора.

Похожие сообщения:

• Характеристики трансформатора и электрические параметры
• Защита силового трансформатора и неисправности
• Техническое обслуживание, диагностика и мониторинг силовых трансформаторов
• Система противопожарной защиты трансформаторов – причины, типы и требования
• Трансформаторная фазировка: точечное обозначение и точечное обозначение

Показать полную статью

Связанные статьи

Кнопка «Вернуться к началу»

Электрические трансформаторы и принцип их работы с регуляторами напряжения

Легко запутаться в конкретном применении каждой отдельной части генератора. Многие люди не уверены в том, что на самом деле делает конкретная часть машины; хорошим примером этого является применение электрических трансформаторов. Большинство электрических трансформаторов считаются статическими устройствами, поскольку они не имеют вращающихся или движущихся частей. Трансформаторы работают по принципу взаимной индукции, которую можно описать как создание электродвижущей силы в одной цепи за счет изменения тока в другой цепи. Электрические трансформаторы обычно работают от сети переменного тока.

Напряжение без нагрузки всегда будет немного выше, чем напряжение с полной нагрузкой, потому что ток нагрузки проходит через внутреннее сопротивление, создавая внутреннее падение напряжения, которое снижает выходное напряжение. Регулирование напряжения можно описать как разницу в процентах напряжения между полной нагрузкой и напряжением без нагрузки трансформатора. Оно должно быть как можно меньше, так как представляет потери мощности и неэффективность.

Базовые трансформаторы состоят из двух наборов катушек, эти обмотки служат индуктором для электрических трансформаторов. На первичную катушку подается переменное напряжение, в то время как вторичная катушка остается электрически изолированной от входа, оставаясь в непосредственной близости. Изменяющийся во времени магнитный поток создается переменным током, протекающим через первичную катушку. Часть этого магнитного потока воздействует на вторичную катушку и соединяется с ней, создавая на ней напряжение. Часто железный сердечник используется для создания пути с низким сопротивлением для прохождения магнитного потока. Направление, в котором катушки были намотаны на сердечник, определяет полярность электрических трансформаторов.

Автотрансформаторы представляют собой тип электрического трансформатора, который имеет установленное электрическое соединение между набором катушек внутри электрического трансформатора. Самым большим преимуществом автотрансформаторов является то, что они имеют гораздо большую мощность в мегавольтах по сравнению со стандартными силовыми трансформаторами.

Трансформаторы трехфазные состоят из трех муфт первичной и вторичной катушек. Все три вторичные обмотки смонтированы на одном железном сердечнике. Распространенной альтернативой для достижения тех же результатов является использование трех отдельных однофазных трансформаторов, соединенных между собой извне.

Существуют специальные конструкции электрических трансформаторов, созданные для облегчения, а в некоторых случаях и устранения существующих и возникающих проблем в системе. Одной из распространенных проблем с электрическими трансформаторами являются уровни тока короткого замыкания. Применительно к электроэнергетической системе уровень тока неисправности можно описать как любой аномальный электрический ток. Основное изменение в конструкции для достижения этой цели заключалось в добавлении дополнительных катушек по сравнению с исходной конструкцией с двумя катушками в электрических трансформаторах. Другой инновационный дизайн заключается в том, что электрические трансформаторы строятся таким образом, чтобы обеспечить сдвиг фазы на определенную величину напряжения для точного потока фактической мощности в сетевой системе 9.