Тиристорный регулятор температуры: Схема тиристорного регулятора мощности без помех

Содержание

Схема тиристорного регулятора мощности без помех

Для того, чтобы получить качественную и красивую пайку требуется правильно подобрать мощность паяльника и обеспечить определенную температуру его жала в зависимости от марки применяемого припоя. Предлагаю несколько схем самодельных тиристорных регуляторов температуры нагрева паяльника, которые с успехом заменят многие промышленные несравнимые по цене и сложности.

Внимание, нижеприведенные тиристорные схемы регуляторов температуры гальванически не развязаны с эклектической сетью и прикосновение к токоведущим элементам схемы может привести к поражению электрическим током!

Для регулировки температуры жала паяльника применяют паяльные станции, в которых в ручном или автоматическом режиме поддерживается оптимальная температура жала паяльника. Доступность паяльной станции для домашнего мастера ограничена высокой ценой. Для себя я вопрос по регулированию температуры решил, разработав и изготовив регулятор с ручной плавной регулировкой температуры.

Схему можно доработать для автоматического поддержания температуры, но я не вижу в этом смысла, да и практика показала, вполне достаточно ручной регулировки, так как напряжение в сети стабильно и температура в помещении тоже.

Классическая тиристорная схема регулятора

Классическая тиристорная схема регулятора мощности паяльника не соответствовала одному из главных моих требований, отсутствию излучающих помех в питающую сеть и эфир. А для радиолюбителя такие помехи делают невозможным полноценно заниматься любимым делом. Если схему дополнить фильтром, то конструкция получится громоздкой. Но для многих случаев использования такая схема тиристорного регулятора может с успехом применяться, например, для регулировки яркости свечения ламп накаливания и нагревательных приборов мощностью 20-60вт. Поэтому я и решил представить эту схему.

Для того, что понять как работает схема, остановлюсь подробнее на принципе работы тиристора. Тиристор, это полупроводниковый прибор, который либо открыт, либо закрыт.

чтобы его открыть, нужно на управляющий электрод подать положительное напряжение 2-5 В в зависимости от типа тиристора, относительно катода (на схеме обозначен k). После того, как тиристор открылся (сопротивление между анодом и катодом станет равно 0), закрыть его через управляющий электрод не возможно. Тиристор будет открыт до тех пор, пока напряжение между его анодом и катодом (на схеме обозначены a и k) не станет близким к нулевому значению. Вот так все просто.

Работает схема классического регулятора следующим образом. Сетевое напряжение переменного тока подается через нагрузку (лампочку накаливания или обмотку паяльника), на мостовую схему выпрямителя, выполненную на диодах VD1-VD4. Диодный мост преобразует переменное напряжение в постоянное, изменяющееся по синусоидальному закону (диаграмма 1). При нахождении среднего вывода резистора R1 в крайнем левом положении, его сопротивление равно 0 и когда напряжение в сети начинает увеличиваться, конденсатор С1 начинает заряжаться.

Когда С1 зарядится до напряжения 2-5 В, через R2 ток пойдет на управляющий электрод VS1. Тиристор откроется, закоротит диодный мост и через нагрузку пойдет максимальный ток (верхняя диаграмма).

При повороте ручки переменного резистора R1, его сопротивление увеличится, ток заряда конденсатора С1 уменьшится и надо будет больше времени, чтобы напряжение на нем достигло 2-5 В, по этому тиристор уже откроется не сразу, а спустя некоторое время. Чем больше будет величина R1, тем больше будет время заряда С1, тиристор будет открываться позднее и получаемая мощность нагрузкой будет пропорционально меньше. Таким образом, вращением ручки переменного резистора, осуществляется управление температурой нагрева паяльника или яркостью свечения лампочки накаливания.

Выше приведена классическая схема тиристорного регулятора выполненная на тиристоре КУ202Н. Так как для управления этим тиристором нужен больший ток (по паспорту 100 мА, реальный около 20 мА), то уменьшены номиналы резисторов R1 и R2, а R3 исключен, а величина электролитического конденсатора увеличена. При повторении схемы может возникнуть необходимость увеличения номинала конденсатора С1 до 20 мкФ.

Простейшая тиристорная схема регулятора

Вот еще одна самая простая схема тиристорного регулятора мощности, упрощенный вариант классического регулятора. Количество деталей сведено к минимуму. Вместо четырех диодов VD1-VD4 используется один VD1. Принцип работы ее такой же, как и классической схемы. Отличаются схемы только тем, что регулировка в данной схеме регулятора температуры происходит только по положительному периоду сети, а отрицательный период проходи через VD1 без изменений, поэтому мощность можно регулировать только в диапазоне от 50 до 100%. Для регулировки температуры нагрева жала паяльника большего и не требуется. Если диод VD1 исключить, то диапазон регулировки мощности станет от 0 до 50%.

Если в разрыв цепи от R1 и R2 добавить динистор, например КН102А, то электролитический конденсатор С1 можно будет заменить на обыкновенный емкостью 0,1 mF. Тиристоры для выше приведенных схем подойдут, КУ103В, КУ201К (Л), КУ202К (Л, М, Н), рассчитанные на прямое напряжение более 300 В. Диоды тоже практически любые, рассчитанные на обратное напряжение не менее 300 В.

Приведенные выше схемы тиристорных регуляторов мощности с успехом можно применять для регулирования яркости свечения светильников, в которых установлены лампочки накаливания. Регулировать яркость свечения светильников, в которых установлены энергосберегающие или светодиодные лампочками, не получится, так как в таких лампочках вмонтированы электронные схемы, и регулятор просто будет нарушать их нормальную работу. Лампочки будут светить на полную мощность или мигать и это может даже привести к преждевременному выходу их из строя.

Схемы можно применять для регулировки при питающем напряжении в сети переменного тока 36 В или 24 В. Нужно только на порядок уменьшить номиналы резисторов и применить тиристор, соответствующий нагрузке. Так паяльник мощностью 40 Вт при напряжении 36 В будет потреблять ток 1,1 А.

Тиристорная схема регулятора не излучающая помехи

Главное отличие схемы представляемого регулятора мощности паяльника от выше представленных, это полное отсутствие радиопомех в электрическую сеть, так как все переходные процессы происходят во время, когда напряжение в питающей сети равно нулю.

Приступая к разработке регулятора температуры для паяльника, я исходил из следующих соображений. Схема должна быть простой, легко повторяемой, комплектующие должны быть дешевыми и доступными, высокая надежность, габариты минимальными, КПД близок к 100%, отсутствие излучающих помех, возможность модернизации.

Работает схема регулятора температуры следующим образом. Напряжение переменного тока от питающей сети выпрямляется диодным мостом VD1-VD4. Из синусоидального сигнала получается постоянное напряжение, изменяющееся по амплитуде как половина синусоиды с частотой 100 Гц (диаграмма 1). Далее ток проходит через ограничительный резистор R1 на стабилитрон VD6, где напряжение ограничивается по амплитуде до 9 В, и имеет уже другую форму (диаграмма 2). Полученные импульсы заряжают через диод VD5 электролитический конденсатор С1, создавая питающее напряжение около 9 В для микросхем DD1 и DD2. R2 выполняет защитную функцию, ограничивая максимально возможное напряжение на VD5 и VD6 до 22 В, и обеспечивает формирование тактового импульса для работы схемы.

С R1 сформированный сигнал подается еще на 5 и 6 выводы элемента 2ИЛИ-НЕ логической цифровой микросхемы DD1.1, которая инвертирует поступающий сигнал и преобразовывает в короткие импульсы прямоугольной формы (диаграмма 3). С 4 вывода DD1 импульсы поступают на 8 вывод D триггера DD2.1, работающего в режиме RS триггера. DD2.1 тоже, как и DD1.1 выполняет функцию инвертирования и формирования сигнала (диаграмма 4).

Обратите внимание, что сигналы на диаграмме 2 и 4 практически одинаковые, и казалось, что можно сигнал с R1 подавать прямо на 5 вывод DD2.1. Но исследования показали, что в сигнале после R1 находится много приходящих из питающей сети помех и без двойного формирования схема работала не стабильно. А ставить дополнительно LC фильтры, когда есть свободные логические элементы не целесообразно.

На триггере DD2.2 собрана схема управления регулятора температуры паяльника и работает она следующим образом. На вывод 3 DD2.2 с вывода 13 DD2.1 поступают прямоугольные импульсы, которые положительным фронтом перезаписывают на выводе 1 DD2. 2 уровень, который в данный момент присутствует на D входе микросхемы (вывод 5). На выводе 2 сигнал противоположного уровня. Рассмотрим работу DD2.2 подробно. Допустим на выводе 2, логическая единица. Через резисторы R4, R5 конденсатор С2 зарядится до напряжения питания. При поступлении первого же импульса с положительным перепадом на выводе 2 появится 0 и конденсатор С2 через диод VD7 быстро разрядится. Следующий положительный перепад на выводе 3 установит на выводе 2 логическую единицу и через резисторы R4, R5 конденсатор С2 начнет заряжаться.

Время заряда определяется постоянной времени R5 и С2. Чем величина R5 больше, тем дольше будет заряжаться С2. Пока С2 не зарядится до половины питающего напряжения на выводе 5 будет логический ноль и положительные перепады импульсов на входе 3 не будут изменять логический уровень на выводе 2. Как только конденсатор зарядится, процесс повторится.

Таким образом, на выходы DD2.2 будет проходить только заданное резистором R5 количество импульсов из питающей сети, и самое главное, перепады этих импульсов будут происходить, во время перехода напряжения в питающей сети через ноль. Отсюда и отсутствие помех от работы регулятора температуры.

С вывода 1 микросхемы DD2.2 импульсы подаются на инвертор DD1.2, который служит для исключения влияния тиристора VS1 на работу DD2.2. Резистор R6 ограничивает ток управления тиристором VS1. Когда на управляющий электрод VS1 подается положительный потенциал, тиристор открывается и на паяльник подается напряжение. Регулятор позволяет регулировать мощность паяльника от 50 до 99%. Хотя резистор R5 переменный, регулировка за счет работы DD2.2 нагрева паяльника осуществляется ступенчато. При R5 равному нулю, подается 50% мощности (диаграмма 5), при повороте на некоторый угол уже 66% (диаграмма 6), далее уже 75% (диаграмма 7). Таким образом, чем ближе к расчетной мощности паяльника, тем плавне работает регулировка, что позволяет легко отрегулировать температуру жала паяльника. Например, паяльник 40 Вт, можно будет настроить на мощность от 20 до 40 Вт.

Конструкция и детали регулятора температуры

Все детали тиристорного регулятора температуры размещены на печатной плате из стеклотекстолита. Так как схема не имеет гальванической развязки с электрической сетью, плата помещена в небольшой пластмассовый корпус бывшего адаптера с электрической вилкой. На ось переменного резистора R5 надета ручка из пластмассы. Вокруг ручки на корпусе регулятора, для удобства регулирования степени нагрева паяльника, нанесена шкала с условными цифрами.

Шнур, идущий от паяльника, припаян непосредственно к печатной плате. Можно сделать подключение паяльника разъемным, тогда будет возможность подключать к регулятору температуры другие паяльники. Как это ни удивительно, но ток, потребляемый схемой управления регулятора температуры, не превышает 2 мА. Это меньше, чем потребляет светодиод в схеме подсветки выключателей освещения. Поэтому принятия специальных мер по обеспечению температурного режима устройства не требуется.

Микросхемы DD1 и DD2 любые 176 или 561 серии. Советский тиристор КУ103В можно заменить, например, современным тиристором MCR100-6 или MCR100-8, рассчитанные на ток коммутации до 0,8 А. В таком случае можно будет управлять нагревом паяльника мощностью до 150 Вт. Диоды VD1-VD4 любые, рассчитанные на обратное напряжение не менее 300 В и ток не менее 0,5 А. Отлично подойдет IN4007 (Uоб=1000 В, I=1 А). Диоды VD5 и VD7 любые импульсные. Стабилитрон VD6 любой маломощный на напряжение стабилизации около 9 В. Конденсаторы любого типа. Резисторы любые, R1 мощностью 0,5 Вт.

Регулятор мощности настраивать не требуется. При исправных деталях и без ошибок монтажа заработает сразу.

Схема разработана много лет назад, когда компьютеров и тем более лазерных принтеров не было в природе и поэтому чертеж печатной платы я делал по дедовской технологии на диаграммной бумаге с шагом сетки 2,5 мм. Затем чертеж приклеивал клеем «Момент» на плотную бумагу, а саму бумагу к фольгированному стеклотекстолиту. Далее сверлились отверстия на самодельном сверлильном станке и руками вычерчивались дорожки будущих проводников и контактные площадки для пайки деталей.

Чертеж тиристорного регулятора температуры сохранился. Вот его фотография. Изначально выпрямительный диодный мост VD1-VD4 был выполнен на микросборке КЦ407, но после того, как два раза микросборку разорвало, заменил ее четырьмя диодами КД209.

Как снизить уровень помех от тиристорных регуляторов

Для уменьшения помех излучаемых тиристорными регуляторами мощности в электрическую сеть применяют ферритовые фильтры, представляющие собой ферритовое кольцо с намотанными витками провода. Такие ферритовые фильтры можно встретить во всех импульсных блоках питания компьютеров, телевизоров и в других изделиях. Эффективным, подавляющим помехи ферритовым фильтром можно дооснастить любой тиристорный регулятор. Достаточно пропустить провод подключения к электрической сети через ферритовое кольцо.

Устанавливать ферритовый фильтр нужно как можно ближе к источнику помехи, то есть к месту установки тиристора. Ферритовый фильтр можно размещать как внутри корпуса прибора, так и с внешней его стороны. Чем больше витков, тем лучше ферритовый фильтр будет подавлять помехи, но достаточно и просто продеть сетевой провод через кольцо.

Ферритовое кольцо можно взять с интерфейсных проводов компьютерной техники, мониторов, принтеров, сканеров. Если Вы обратите внимание на провод, соединяющий системный блок компьютера с монитором или принтером, то заметите на проводе цилиндрическое утолщение изоляции. В этом месте находится ферритовый фильтр высокочастотных помех.

Достаточно ножиком разрезать пластиковую изоляцию и извлечь ферритовое кольцо. Наверняка у Вас или Ваших знакомых найдется не нужный интерфейсный кабель от струйного принтера или старого кинескопного монитора.


Виталий Александрович 15.12.2016

Александр Николаевич, добрый вечер.
Сегодня собрал по Вашей схеме регулятор под заглавием в статье «Простейшая тиристорная схема регулятора». Но он у меня не работает, точнее, сильно греется конденсатор, два просто взорвались, если можно подскажите в чём причина.

Александр

Здравствуйте, Виталий Александрович!
Электролитический конденсатор может греться или взорваться если не соблюдена полярность его подключения или от превышения величины, поданного напряжения. В данной схеме величина напряжения на конденсаторе определяется величиной сопротивления нагрузки, R2 и от положения движка резистора R1. Расчетная его величина не должна превышать 25 В.

Поэтому и установлен конденсатор, рассчитанный на напряжение 25 В. Конденсатор выйдет из строя в случае пробоя диода VD1.
Любые бестрансформаторные схемы, работающие непосредственно от сети 220 В нужно очень аккуратно собирать, так как при ошибках элементы могут мгновенно выйти из строя.

Виталий Александрович

Оказалось, что напряжение конденсатора действительно ниже 25 В и второй вопрос. На сколько можно увеличить или уменьшить его ёмкость.

Александр

Емкость конденсатора не очень влияет на работу устройства и только определяет диапазон регулировки. Обычно емкость электролитических конденсаторов имеет разброс до 50%, так что его величину лучше определять экспериментально, включив в место паяльника электрическую лампочку. По ее яркости легко подобрать нужную емкость конденсатора и, в случае необходимости номиналы резисторов.

Тиристорные регуляторы мощности серии ТРМ — экономически эффективное устройство

ООО «Звезда-Электроника» — известная российская фирма, производитель и разработчик силового электрооборудования. Одним из наиболее успешных продуктов фирмы являются тиристорные регуляторы мощности серии ТРМ.

Электрические печи можно встретить в большом количестве на любом крупном производстве: химическом, металлургическом, пищевом. Печи бывают самые разные: печи сопротивления, плавильные, индукционные, вауумные… Очевидно, что для получения конечной продукции высокого качества требуется точное поддержание температурного режима. Это достигается путем регулирования выделяющейся на нагревательных элементах активной мощности.

Известно много способов регулирования мощности, например, при помощи многообмоточного трансформатора с переключением отводов, однако большинство из этих методов ушли в историю. Их место теперь прочно занял тиристорный регулятор, как наиболее экономически эффективное устройство.

Принцип действия тиристорного регулятора основан на использовании силовых полупроводниковых приборов — тиристоров, которые могут коммутировать ток в нагрузке 100 раз в секунду (2 раза за каждый период сетевого напряжения, 50 периодов в секунду), при этом включение осуществляется с некоторой временной задержкой относительно начала полупериода. За счет этого эффективно регулируется напряжение на нагрузке — от единиц вольт до полного сетевого напряжения (рисунок 1).

Рисунок 1. Фазо-импульсный способ регулирования напряжения

Непрерывность регулирования, отсутствие механических контактов, возможность ограничения пусковых токов, высокое быстродействие — вот те преимущества тиристорного регулирования, за счет которых его применение ведет к повышению качества продукции, и сокращению издержек на обслуживание. Важную роль имеет и эффект энергосбережения, достигаемый за счет повышения точности управления.

Фирма «Звезда-Электроника» предлагает широкую линейку тиристорных регуляторов собственного производства для решения любых задач, связанных с тиристорным регулированием.

Рисунок 2. Тиристорный регулятор ТРМ

Тиристорный регулятор мощности ТРМ является базовым во всей линейке.

Регулятор работает как с активной, так и активно-индуктивной трехфазной нагрузкой: ТЭНами, в том числе подключенными через трансформатор, индукционными электрокотлами, сетями освещения и др. Микропроцессорная система управления позволяет запрограммировать прибор для использования на конкретной технологической установке. Для этого имеется кнопочная панель управления и жидко-кристаллический дисплей. Важным преимуществом этого изделия над своими аналогами является наличие большого количества защит и автодиагностики неисправностей. Это значительно продлевает срок эксплуатации, предупреждает неверные действия обслуживающего персонала, сокращает время поиска неисправности.

Тиристорный регулятор напряжения со встроенным ПИД-регулятором ТРМ-ПИД дополнительно оснащается ПИД-регулятором температуры (например, ТРМ210-Щ1. ИР Овен), аналоговый выход которого воздействует на вход управления тиристорного регулятора.

Рисунок 3 Тиристорный регулятор
напряжения со встроенным ПИД-регулятором

За счет этого создается автоматизированная система управления температурой печи: измеряя значение температуры с датчика ПИД-регулятор корректирует управляющее воздействие на тиристорный регулятор для достижения требуемой температуры:

Рисунок 4. Автоматизация управления электрической печью

Еще одной интересной разработкой является тиристорный регулятор тока ТРМ-С с функцией стабилизации. Это устройство имеет так называемые следящие цепи, с помощью которых измеряет значения выходных напряжений на нагрузке и величины мощности, выделяющейся в печи. За счет этого становится возможным создание системы с замкнутой обратной связью по напряжению или мощности — прибор будет автоматически поддерживать заданный уровень напряжения и мощности на выходе, независимо от величины сетевого напряжения, дисбаланса сопротивлений нагрузки и т. д. В ряде случаев это может сильно повысить качество технологического процесса за счет повышения стабильности, повторяемости, устранения перекосов по фазам и более равномерного выделения мощности на сопротивления трехфазной нагрузки.

 По материалам компании «Звезда-Электроника»

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

30
04.21

Работаем с 4 по 7 мая

29
04.21

PL – яркие, надежные, универсальные

26
04.21

Новые технологии в светосигнальном оборудовании

22
04.21

Надежное измерение концентрации кислорода в жидкости

19
04.21

Измеритель мутности – надежный мониторинг с точными показаниями

Регуляторы Температуры: PULSER Симисторный регулятор температуры

Для эл. кал. до 3.6 кВт/220В либо 6,4 кВт 2f-380B.

Описание

 PULSER Симисторный регулятор температуры. Также вы можете купить с его полный отечественный аналог  симисторный регулятор РТК-6  

      

Напряжение питания                                          220 В/380B/50Гц
Мощность подключаемых нагревателей1f-220В/2f-380D         до 3.6 кВт/6.4кВт
Максимальный рабочий ток, А  до 16 А.
Размеры Блока управления, (мм) 153*93*43.
Вес кг                              0.3 кг.
Поддержание температуры от 5 до 30 °С.

 

Regin Pulser симисторный регулятор температуры для однофазных и двухфазных электрических калориферов мощностью до 3.6кВт или двухфазных электрических калориферов мощностью до 6,4кВт.  Используется для поддержания заданной температуры с помощью изменения мощности однофазных электрических нагревателей , работающих от сети 220В.  regin pulser  осуществляет поддержание температуры  за счет включения/выключения нагревателей при непрерывном сравнении заданной температуры и температуры датчика приточного воздуха TG-K330 (опция). Переключение нагрузки производится симисторами в тот момент, когда ток и напряжение на нагревателе равно нулю. Это исключает возникновение электромагнитных помех и увеличивает срок службы нагревателей. 

Задание значения температуры в regin pulser осуществляется путем выбора положения ручки на регуляторе.  К регулятору regin pulser  подключается канальный датчик температуры  TG-K330 , который располагается в воздуховоде, или его комнатный аналог  TG-R530.  Также возможно дистанционное управление температурой с помощью выносного задатчика температуры. Канальные нагреватели подключаются на клеммы блока симисторов regin pulser .  Температура приточного воздуха поддерживается в пределах от 5 до 30 °С.  

 

Схема подключения регулятора мощности PULSER

 

Регуляторы температуры для электрических нагревателей

Симисторный регуляторы температуры предназначены для поддержания заданной температуры с помощью изменения мощности однофазных, двухфазных и трехфазных электрических нагревателей, подключенных по схеме звезда или треугольник (в том числе асимметричную нагрузку при подключении треугольником). 

Микропроцессорные шаговые регуляторы предназначены для управления мощностью охлаждения и обогрева в системах кондиционирования и вентиляции. 

 

Регулятор температуры симисторный TTC

      

Симисторные регуляторы температуры предназначены для поддержания заданной температуры с помощью изменения мощности трёхфазных электрических нагревателей.  

Регулирование мощности происходит за счёт изменения времени включения и выключения полной мощности нагревателя (пропорциональное регулирование по времени). Время цикла устанавливается в диапазоне 6-60 секунд. Переключение нагрузки осуществляется полупроводниковыми приборами (симисторами) в тот момент, когда ток и напряжение на нагревателе равны нулю. Это уменьшает потребление электроэнергии, исключает возникновение электромагнитных помех и увеличивает время безотказной работы оборудования. Регуляторы имеют контакты для подключения внешних датчиков температуры, один из которых может быть использован для ограничения максимальной или минимальной температуры. 
    Регуляторы автоматически изменяют закон управления в соответствии с динамикой объекта управления. Для быстро изменяющейся температуры, например, при регулировании температуры приточного воздуха они работают в режиме пропорциональноинтегрального регулирования с фиксированной зоной пропорциональности 20 К и временем интегрирования равным 6 мин. Для медленно изменяющейся температуры, например, при регулировании температуры в помещении они работают в режиме пропорционального регулирования с фиксированной зоной пропорциональности 2 К. В регуляторе предусмотрено понижение температуры в ночной период с помощью блока NS/D. 
    Если мощность электронагревателя превышает предельно допустимую для регулятора, то можно разделить нагрузку на несколько ступеней и управлять ими, используя вместе с регулятором ТТС25/ТТС40F/ ТТС63F/ТТС80F вспомогательный блок TT-S4/D или TT-S6/D

Технические характеристики
симисторных регуляторов температуры TTC

Тип регулятора

  

TTC25

TTC40F

TTC63F

TTC80F

Напряжение

В/Гц

400/50, 3 фазы

Макс. мощность управления

кВт

17

27

42

53

Потребляемая мощность

Вт

50

70

120

150

Макс./мин. ток нагрузки на фазу

А

25/3

40/4

63/5

80/5

Степень защиты

  

IP 20

Диапазон регулирования температуры

°C

0-30

Минимальная температура

°C

0-30

Максимальная температура

°C

20-60

Длительность цикла

с

6-60

Сигналы управления xвыход)

В

0-10

Размеры

мм

192x198x95

192x222x95

195x220x105

195x220x105

Вес

кг

1.9

2.0

2.9

3.0 

 

Регулятор температуры симисторный TTC2000

      

Симисторный регулятор температуры ТТС2000 предназначен для поддержания заданной температуры с помощью изменения мощности трёхфазных электрических нагревателей, работающих от сети напряжением 380±415 В. Он позволяет управлять нагрузкой, подключенной по схеме звезда или треугольник (в том числе асимметричную нагрузку при подключении треугольником).  

Регулирование мощности происходит за счёт изменения времени включения и выключения полной мощности нагревателя (пропорциональное регулирование по времени). Время цикла устанавливается в диапазоне 6-120 секунд. Переключение нагрузки осуществляется полупроводниковыми приборами (симисторами) в тот момент, когда ток и напряжение на нагревателе равны нулю. Это уменьшает потребление электроэнергии, исключает возникновение электромагнитных помех и увеличивает время безотказной работы оборудования. Регулятор имеет контакты для подключения внешних датчиков температуры, один из которых может быть использован для ограничения максимальной или минимальной температуры. 
Регулятор автоматически изменяет закон управления в соответствии с динамикой объекта управления. Для быстро изменяющейся температуры, например, при регулировании температуры приточного воздуха он работает в режиме пропорционально-интегрального регулирования с фиксированной зоной пропорциональности 20 К и временем интегрирования равным 6 мин. Для медленно изменяющейся температуры, например, при регулировании температуры в помещении он работает в режиме пропорционального регулирования с фиксированной зоной пропорциональности 1,5 К. В регуляторе предусмотрено понижение температуры в ночной период с помощью блока NS/D. 
Если мощность электронагревателя превышает предельно допустимую для регулятора, то можно разделить нагрузку на несколько ступеней и управлять ими, используя вместе с регулятором ТТС2000 вспомогательный блок TT-S1, TT-S4/D или TT-S6/D.

Технические характеристики
симисторного регулятора температуры TTC2000

Тип регулятора

TTC2000

Напряжение

В/Гц

400/50, 3 фазы

Макс. мощность управления

кВт

17

Потребляемая мощность

Вт

45,0

Макс./мин. ток нагрузки на фазу

А

25/03

Степень защиты

  

IP 30

Диапазон регулирования температуры

°C

0-30

Минимальная температура

  

Определяется типом датчика

Максимальная температура

  

Определяется типом датчика

Понижение температуры

K

4

Длительность цикла

с

6-120

Сигналы управления xвход)

B

0-10

Размеры

мм

160x207x94

Вес

кг

1

 

Регулятор температуры шаговый TT-S4/D, TT-S6/D

      

Микропроцессорные шаговые регуляторы предназначены для управления мощностью охлаждения и обогрева в системах кондиционирования и вентиляции. 

Входным сигналом служит напряжение 0-10 В, поступающее от главного регулятора (ТТС 25, ТТС 40F, Aqua или др.). Регулирование мощности происходит за счёт двоичного или последовательного подключения ступеней мощности нагревателя или охладителя. После каждого переключения срабатывает 30-секундная задержка. Переключение нагрузки осуществляется с помощью релейных выходов. В регуляторах предусмотрен аналоговый выход для плавного управления нагрузкой. При последовательном управлении нагрузкой (положение переключателя «S») все ступени должны иметь одинаковую мощность. При двоичном подключении ступеней (положение переключателя «В»), если часть нагрузки регулируется с помощью ТТС 25 (ТТС 40F), мощность нагревателя должна быть разделена в соотношении 1+1+2+4+8+… Регуляторы приспособлены для шкафного монтажа на DIN-рейке.

Технические характеристики
шагового регулятора температуры TT-S

Тип регулятора

TT-S

4/D

6/D

Напряжение

В/Гц

24/50, 1 фаза

Потребляемая мощность

ВА

6

Число выходов

  

4

6

Последовательное управление

Распределение мощности

  

1+1+1+1

1+1+1+1+1+1

Макс. число ступеней мощности

  

4

6

Макс. мощность управления (с ТТС 40F)

кВт

135

189

Двоичное управление

Распределение мощности

  

1+2+4+8

1+2+4+8+16+32

Макс. число ступеней мощности

  

15

64

Макс. мощность управления (с ТТС 40F)

кВт

443

1600

Степень защиты

  

IP 20

Сигналы управления (вход/выход)

В

0-10

Размеры

мм

101x85x75

Регулятор температуры симисторный Pulser

      

Симисторный регулятор температуры Pulser предназначен для поддержания заданной температуры с помощью изменения мощности однофазных и двухфазных электрических нагревателей. 

Регулирование мощности происходит за счёт изменения времени включения и выключения полной мощности нагревателя (пропорциональное регулирование по времени). Время цикла составляет приблизительно 60 секунд. Переключение нагрузки осуществляется полупроводниковым прибором (симистором) в тот момент, когда ток и напряжение на нагревателе равны нулю. Это уменьшает потребление электроэнергии, исключает возникновение электромагнитных помех и увеличивает время безотказной работы оборудования. Регулятор оснащён встроенным термодатчиком и имеет контакты для подключения внешнего датчика температуры. 
Регулятор автоматически изменяет закон управления в соответствии с динамикой объекта управления. Для быстро изменяющейся температуры, например, при регулировании температуры приточного воздуха Pulser работает в режиме пропорциональноинтегрального регулирования с фиксированной зоной пропорциональности 20 К и временем интегрирования, равным 6 мин. Для медленно изменяющейся температуры, например, при регулировании температуры в помещении Pulser работает в режиме пропорционального регулирования с фиксированной зоной пропорциональности 2 К. В регуляторе предусмотрена перенастройка с помощью внешнего переключателя, например, таймера на пониженную температуру в ночной период в диапазоне ∆Т = 0-10 К

Технические характеристики
симисторного регулятора температуры Pulser

Тип регулятора

Pulser

Напряжение

В/Гц

230/50, 1 ф

400/50, 2 ф

Макс. мощность управления

кВт

3,6

6,4

Потребляемая мощность

Вт

20

Макс./мин. ток нагрузки

А

16/1

Степень защиты

  

IP 20

Диапазон регулирования температуры

°С

0-30

Понижение температуры

K

0-10

Размеры

мм

94x150x43

Вес

кг

0,3

 

Регулятор температуры симисторный Pulser-DSD

      

Симисторный регулятор температуры Pulser-DSP предназначен для поддержания заданной температуры с помощью изменения мощности однофазных и двухфазных электрических нагревателей.

Регулирование мощности происходит за счёт изменения времени включения и выключения полной мощности нагревателя (пропорциональное регулирование по времени). Время цикла составляет приблизительно 60 секунд. Переключение нагрузки осуществляется полупроводниковым прибором (симистором) в тот момент, когда ток и напряжение на нагревателе равны нулю. Это уменьшает потребление электроэнергии, исключает возникновение электромагнитных помех и увеличивает время безотказной работы оборудования. Регулятор оснащён встроенным термодатчиком и имеет контакты для подключения внешнего датчика температуры (NTC 0-30°C). Заводская уставка температуры составляет 21°С, диапазон регулирования ±3°С с шагом 0,5°С. Для индикации температуры и режимов работы на корпусе регулятора размещен ЖК-дисплей. Изменение параметров работы регулятора осуществляется кнопками на передней панели. 
У регулятора существует вход для подключения замыкающего контакта датчика присутствия или аналогичного устройства. При обнаружении присутствия людей регулятор поддерживает комфортную температуру. Если же присутствие не обнаружено, регулятор работает в режиме ожидания с пониженной уставкой (17°С).

Технические характеристики
симисторного регулятора температуры Pulser-DSP

Тип регулятора

Pulser-DSP

Напряжение

В/Гц

230/50, 1 ф

400/50, 2 ф

Макс. мощность управления

кВт

2,3

4

Потребляемая мощность

Вт

20

Макс./мин. ток нагрузки

А

10/1

Степень защиты

  

IP 20

Диапазон температуры датчика NTC

°С

0-30

Уставка температуры

°С

21

Диапазон регулирования температуры

°С

±3

Уставка  при внешнем управлении:

  

 

 

  — комфортная

°С

21

  — ожидания

°С

17

Понижение температуры

K

3

Размеры

мм

86x115x27

Вес

кг

0,15

 

Тиристорный регулятор для паяльника своими руками. Как сделать регулятор температуры паяльника своими руками. Простейший вариант управления

Все, кто умеет пользоваться паяльником старается бороться с явлением перегрева жала и вследствие этого ухудшения качества пайки. Для борьбы с этим не очень приятным фактом предлагаю вам собрать одну из простых и надежных схем регулятора мощности паяльника своими руками.

Для ее изготовления вам понадобится проволочный переменный резистор типа СП5-30 либо аналогичный и жестяная коробка из-под кофе. Просверлив, по центру дна банки отверстие и устанавливаем там резистор, и осуществляем разводку

Данный и очень простой девайс повысит качество пайки а также сможет защитить жало паяльника от разрушения из-за перегрева.

Гениальное — просто. По сравнению с диодом переменный резистор не проще и ненадежнее. Но паяльник с диодом слабоват, а резистор позволяет работать без перекала и без недокала. Где взять мощный, подходящий по сопротивлению переменный резистор? Проще найти постоянный, а выключатель, применяемый в «классической» схеме, заменить на трехпозиционный

Дежурный и максимальный нагрев паяльника дополнится оптимальным, соответствующим среднему положению переключателя. Нагрев резистора по сравнению с снизится, а надежность работы повысится.

Еще одна очень простая радиолюбительская разработка, но в отличии от первых двух с более высоким КПД

Резисторные и транзисторные регуляторы — неэкономичные. Повысить КПД можно так же, включением диода. При этом достигается более удобный предел регулирования (50-100%). Полупроводниковые приборы можно разместить на одном радиаторе.

Напряжение с выпрямительных диодов поступает на параметрический стабилизатор напряжения, состоящий из сопротивления R1, стабилитрона VD5 и емкости С2. Созданное им девяти вольтовое напряжение используется для питания микросхемы счетчика К561ИЕ8.

Кроме того ранее выпрямленное напряжение, через емкость C1 в виде полупериода с частотой 100 Гц, проходит на вход 14 счетчика.

К561ИЕ8 это обычный десятичный счетчик, поэтому, с каждым импульсом на входе CN на выходах будет последовательно устанавливаться логическая единица. Если переключатель схемы переместим, на 10 выход, то с появлением каждого пятого импульса осуществится обнуление счетчика и счет начнется повторно, а на выводе 3 логическая единица установится только на время одного полупериода. Поэтому, транзистор и тиристор будут открываться только через четыре полупериода. Тумблером SA1 можно регулировать количество пропущенных полупериодов и мощность схемы.

Диодный мост используем в схеме такой мощности, чтобы она соответствовала мощности подключенной нагрузки. В качестве нагревательных приборов можно применить таких как электроплитка, ТЭН и т.п.

Схема очень простая, и состоит из двух частей: силовой и управляющей. К первой части относится тиристор VS1, с анода которого идет регулируемое напряжение на паяльник.

Схема управления, реализована на транзисторах VT1 и VT2, управляет работой ранее упомянутого тиристора. Она получает питание через параметрический стабилизатор, собранный на резисторе R5 и стабилитроне VD1. Стабилитрон предназначен для стабилизации и ограничения напряжения, питающего конструкцию. Сопротивление R5 гасит лишнее напряжение, а переменным сопротивлением R2 настраивается выходное напряжение.

В качестве корпуса конструкции, возьмем обычную розетку. Когда будете покупать, то выбирайте, чтобы она была сделана из пластмассы.

Этот регулятор управляет мощностью от ноля до максимума. HL1 (неоновая лампа МН3… МН13 и т.п) – линеаризует управление и одновременно выполняет функцию индикатора индикатором. Конденсатор С1 (емкостью 0,1 мкф)– генерирует пилообразный импульс и реализует функцию защиты цепи управления от помех. Сопротивление R1 (220 кОм) – регулятор мощности. Резистор R2 (1 кОм) – ограничивает ток протекающий через анод — катод VS1 и R1. R3 (300 Ом) – ограничивает ток через неонку HL1 () и управляющий электрод симистора.

Регулятор собран в корпусе от блока питания советского калькулятора. Симистор и потенциометр закреплены на стальном уголке, толщиной 0,5мм. Уголок привинчен к корпусу двумя винтами М2,5 с применением изолирующих шайб. Сопротивления R2, R3 и неонка HL1 помещены в изолирующую трубку (кембрик) и закреплены с помощью навесного монтажа.

T1: BT139 симистор, T2: BC547 транзистор, D1: DB3 динистор, D2 и D3: 1N4007 диод, C1: 47nF/400V, C2:220uF/25 В, R1 и R3: 470K, R2: 2K6, R4: 100R, P1: 2M2, Светодиод 5 мм красный.


Симистор BT139 применяется для регулировки фазы «резистивной» нагрузки нагревательного элемента паяльника. Красный светодиод является визуальным индикатором активности работы конструкции.

Основа схемы МК PIC16F628A, который и осуществляет ШИМ регулирование подводимой к главному инструменту радиолюбителя потребляемой мощности.


Если ваш паяльник большой мощностью от 40 ватт, то при пайке небольших радиоэлементов, особенно smd компонентов трудно подобрать момент времени, когда пайка будет оптимальной. А паять им smd мелочевку просто не возможно. Чтобы не тратить деньги на покупку паяльной станции, особенно если она вам нужна не часто. Предлагаю собрать к вашему главному радиолюбительскому инструменту эту приставку.

Паяльник – это инструмент, без которого домашнему мастеру не обойтись, но устраивает прибор не всегда. Дело в том, что обычный паяльник, не имеющий терморегулятора и нагревающийся вследствие этого до определенной температуры, обладает рядом недостатков.

Схема устройства паяльника.

Если при непродолжительной работе без регулятора температуры вполне возможно обойтись, то у обычного паяльника, длительное время включенного в сеть, его недостатки проявляются в полной мере:

  • припой скатывается с чрезмерно нагретого жала, в результате чего пайка оказывается непрочной;
  • на жале образуется окалина, которую приходится часто зачищать;
  • рабочая поверхность покрывается кратерами, а их необходимо удалять напильником;
  • он неэкономичен – в промежутках между сеансами пайки, порой достаточно длительными, продолжает потреблять из сети номинальную мощность.

Терморегулятор для паяльника позволяет оптимизировать его работу:

Рисунок 1. Схема простейшего терморегулятора.

  • паяльник не перегревается;
  • появляется возможность подобрать значение температуры паяльника, оптимальное для конкретной работы;
  • во время перерывов достаточно с помощью регулятора температуры снизить нагрев жала, а затем в нужное время быстро восстановить требуемую степень нагрева.

Конечно, в качестве терморегулятора для паяльника на напряжение 220 В можно применить ЛАТР, а для паяльника на 42 В – блок питания КЭФ-8, но они имеются не у всех. Еще один выход из положения – применение в качестве регулятора температуры промышленного светорегулятора, но они не всегда имеются в продаже.

Регулятор температуры для паяльника своими руками

Вернуться к оглавлению

Простейший терморегулятор

Это устройство состоит всего из двух деталей (рис. 1):

  1. Кнопочный выключатель SA с размыкающими контактами и фиксацией состояния.
  2. Полупроводниковый диод VD, рассчитанный на прямой ток порядка 0,2 А и обратное напряжение не ниже 300 В.

Рисунок 2. Схема терморегулятора, работающего на конденсаторах.

Работает этот регулятор температуры следующим образом: в исходном состоянии контакты выключателя SA замкнуты и ток протекает через нагревательный элемент паяльника во время как положительных, так и отрицательных полупериодов (рис. 1а). При нажатии на кнопку SA его контакты размыкаются, но полупроводниковый диод VD пропускает ток лишь во время положительных полупериодов (рис. 1б). В результате мощность, потребляемая нагревателем, уменьшается вдвое.

В первом режиме паяльник быстро прогревается, во втором – его температура несколько снижается, перегрева не наступает. В результате можно паять в довольно комфортных условиях. Выключатель вместе с диодом включают в разрыв питающего провода.

Иногда выключатель SA монтируется на подставке и срабатывает, когда паяльник кладут на нее. В перерывах между пайкой контакты выключателя разомкнуты, мощность нагревателя снижена. Когда паяльник поднимают, потребляемая мощность возрастает и он быстро нагревается до рабочей температуры.

В качестве балластного сопротивления, с помощью которого можно уменьшить мощность, потребляемую нагревателем, можно использовать конденсаторы. Чем меньше их емкость, тем больше сопротивление протеканию переменного тока. Схема простого терморегулятора, работающего на этом принципе, приведена на рис. 2. Он рассчитан на подключение паяльника мощностью 40 Вт.

Когда разомкнуты все выключатели, тока в цепи нет. Комбинируя положение выключателей, можно получить три степени нагрева:

Рисунок 3. Схемы симисторных терморегуляторов.

  1. Наименьшая степень нагрева соответствует замыканию контактов выключателя SA1. При этом последовательно с нагревателем включается конденсатор С1. Его сопротивление довольно велико, поэтому падение напряжения на нагревателе порядка 150 В.
  2. Средняя степень нагрева соответствует замкнутым контактам выключателей SA1 и SA2. Конденсаторы С1 и С2 включаются параллельно, общая емкость увеличивается вдвое. Падение напряжения на нагревателе возрастает до 200 В.
  3. При замыкании выключателя SA3 независимо от состояния SA1 и SA2 на нагреватель подается полное напряжение сети.

Конденсаторы С1 и С2 неполярные, рассчитанные на напряжение не менее 400 В. Для достижения необходимой емкости можно несколько конденсаторов соединить параллельно. Через резисторы R1 и R2 конденсаторы разряжаются после отключения регулятора от сети.

Есть еще один вариант простого регулятора, который по надежности и качеству работы не уступает электронным. Для этого последовательно с нагревателем включается переменный проволочный резистор СП5-30 или какой-нибудь иной, имеющий подходящую мощность. Например, для 40-ваттного паяльника подойдет резистор, рассчитанный на мощность 25 Вт и имеющий сопротивление порядка 1 кОм.

Вернуться к оглавлению

Тиристорный и симисторный терморегулятор

Работа схемы, приведенной на рис. 3а, очень похожа работу разобранной ранее схемы на рис. 1. Полупроводниковый диод VD1 пропускает отрицательные полупериоды, а во время положительных полупериодов ток проходит через тиристор VS1. Доля положительного полупериода, в течение которого тиристор VS1 открыт, зависит в конечном счете от положения движка переменного резистора R1, регулирующего ток управляющего электрода и, следовательно, угол отпирания.

Рисунок 4. Схема симисторного терморегулятора.

В одном крайнем положении тиристор открыт в течение всего положительного полупериода, во втором – полностью закрыт. Соответственно, мощность, рассеиваемая на нагревателе, меняется от 100% до 50%. Если отключить диод VD1, то мощность будет меняться от 50% до 0.

На схеме, приведенной на рис. 3б, тиристор с регулируемым углом отпирания VS1 включен в диагональ диодного моста VD1-VD4. Вследствие этого регулировка напряжения, при котором отпирается тиристор, происходит как во время положительного, так и в течение отрицательного полупериода. Мощность, рассеиваемая на нагревателе, меняется при повороте движка переменного резистора R1 от 100% до 0. Можно обойтись и без диодного моста, если в качестве регулирующего элемента применить не тиристор, а симистор (рис. 4а).

При всей привлекательности терморегулятор с тиристором или симистором в качестве регулирующего элемента обладает следующими недостатками:

  • при скачкообразном нарастании тока в нагрузке возникают сильные импульсные помехи, проникающие затем в осветительную сеть и эфир;
  • искажение формы сетевого напряжения за счет внесения в сеть нелинейных искажений;
  • снижение коэффициента мощности (cos ϕ) за счет внесения реактивной составляющей.

Для сведения к минимуму импульсных помех и нелинейных искажений желательна установка сетевых фильтров. Самое простое решение – ферритовый фильтр, представляющий собой несколько витков провода, намотанных на ферритовое кольцо. Такие фильтры применяют в большинстве импульсных блоков питания электронных устройств.

Ферритовое кольцо можно взять из проводов, соединяющих системный блок компьютера с периферийными устройствами (например, с монитором). Обычно на них есть цилиндрическое утолщение, внутри которого находится ферритовый фильтр. Устройство фильтра показано на рис. 4б. Чем больше витков, тем выше качество фильтра. Размещать ферритовый фильтр следует как можно ближе к источнику помех – тиристору или симистору.

В устройствах с плавным изменением мощности следует откалибровать движок регулятора и отметить маркером его положения. При настройке и установке следует отключить устройство от сети.

Схемы всех приведенных устройств достаточно просты и их в состоянии повторить человек, обладающий минимальными навыками в сборке электронных устройств.

Давно известно, что когда паяльник перегревается, то жало покрывается окислами и быстро выгорает, особенно у дешевых китайских. Поэтому соберем хорошую схему регулятора мощности, которая будет управлять степенью его нагрева.

Основным элементом схемы является мощный симистор (симметричный тиристор). Он работает также как тиристор, но не имеет анода и катода, ток в нем может протекать в обоих направлениях. Управляет симистор симетричный динистор или диак, в данном случае DB3 (советский аналог КН 102).

Динистор можно найти в балласте эконом лампы, в электронном трансформаторе или купить (стоит копейки). Динистор можно условно назвать разрядником. Он имеет определенное напряжение пробоя и откроется только по достижении этого значения.



По даташиту на DB3 это в среднем 28- 30В. При каждой полуволне сетевого напряжения конденсатор С1 заряжается через R1 и R2. Когда напряжение дойдет до значения пробоя динистора, он откроется и на управляющий электрод симистора поступит напряжение. Симистор сработает (откроется), ток пойдет через нагрузку.




ЦепочкаVD1, VD2,C2, R3 предназначена для нормального срабатывания тиристора при минимальной выходной мощности. Принцип работы всех аналогичных схем одинаков: чем больше время задержки включения тиристора, тем меньше выходная мощность.


Данная схема отличается тем, что стабильно работает при любой выходной мощности. Заменив только тиристор на более мощный можно получить регулятор, способный коммутировать нагрузку в десятки киловатт. Например, у меня прошлой зимой он использовался с обогревателем на 5кВт. Если регулятор используется для паяльника то можно обойтись без теплоотвода. В случае мощных нагрузок понадобится соответствующий радиатор.



Печатная плата компактная и может поместиться в спичечном коробке, можно собрать регулятор даже в рукоятке паяльника. Я собрал его в небольшом корпусе. Кстати, многие китайские промышленные паяльники дополненые таким простым регулятором анонсируют как “паяльную станцию”.


Список компонентов

  • Купить готовый регулятор мощности можно
  • Купить симистор можно
  • Динистор 30шт за 0,85$ купить можно
  • Диоды 1n4007 100шт за 0,75$ купить можно

Устройства для настройки уровня напряжения, подающегося на нагревательный элемент, нередко используются радиолюбителями для предотвращения преждевременного разрушения жала паяльника и повышения качества пайки. Наиболее распространенные мощности для паяльника содержат двухпозитронные контактные переключатели и тринисторные устройства, установленные в подставке. Эти и другие приборы обеспечивают возможность выбора необходимого уровня напряжения. Сегодня применяются самодельные и заводские установки.

Если нужно получить 40 Вт из паяльника на 100 Вт, можно применить схему на симисторе ВТ 138-600. Принцип работы заключается в обрезке синусоиды. Уровень среза и температуру нагрева можно регулировать, используя резистор R1. Неоновая лампочка выполняет функцию индикатора. Ставить ее не обязательно. На радиатор устанавливается симистор ВТ 138-600.

Корпус

Вся схема обязательно должна быть помещена в закрытый диэлектрический корпус. Желание сделать прибор миниатюрным не должно влиять на безопасность при его использовании. Помните, что устройство работает от источника напряжения 220 В.

Тринисторный регулятор мощности для паяльника

В качестве примера можно рассмотреть устройство, рассчитанное на нагрузку от нескольких ватт до сотни. Диапазон регулирования такого прибора изменяется от 50% до 97%. В устройстве используется тринистор КУ103В с удерживающим током не более одного миллиампера.

Через диод VD1 беспрепятственно проходят отрицательные полуволны напряжения, обеспечивая примерно половину всей мощности паяльника. Ее можно регулировать тринистором VS1 в течение каждого положительного полупериода. Устройство включается встречно-параллельно диоду VD1. Тринистор управляется по фазоимпульсному принципу. Генератор вырабатывает импульсы, поступающие на управляющий электрод, состоящий из цепи R5R6C1, задающей время, и однопереходного транзистора.

Позицией ручки резистора R5 определяется время от положительного полупериода. Схема регулятора мощности требует температурной стабильности и повышения помехоустойчивости. Для этого можно зашунтировать управляющий переход резистором R1.

Цепь R2R3R4VT3

Генератор питается импульсами напряжением до 7В и длительностью 10 мс, сформированными цепью R2R3R4VT3. Переход транзистора VT3 является стабилизирующим элементом. Он включается в обратном направлении. Мощность, которую рассеивает цепь резисторов R2-R4, будет уменьшена.

Схема регулятора мощности включает в себя резисторы — МЛТ и R5 — СП-0,4. Транзистор можно использовать любой.

Плата и корпус для прибора

Для сборки данного устройства подойдет плата из фольгированного стеклопластика диаметром 36 мм и толщиной 1 мм. Для корпуса можно использовать любые предметы, например пластиковые коробки или футляры из материала с хорошей изоляцией. Понадобится база под элементы вилки. Для этого к фольге можно припаять две гайки М 2,5 таким образом, чтобы штыри прижимали плату к корпусу при сборке.

Недостатки тринисторов КУ202

Если мощность паяльника небольшая, регулирование возможно только в узкой области полупериода. В той, где удерживающее напряжение тринистора хотя бы немного ниже тока нагрузки. Температурная стабильность не может быть достигнута, если использовать такой регулятор мощности для паяльника.

Повышающий регулятор

Большая часть устройств для стабилизации температуры работает только на снижение мощности. Регулировать напряжение можно от 50-100% или от 0-100%. Мощности паяльника может оказаться недостаточно в случае подачи питания ниже 220 В или, например, при необходимости выпаять большую старую плату.

Действующее напряжение сглаживается электролитическим конденсатором, увеличивается в 1,41 раза и питает паяльник. Постоянная мощность, выпрямленная на конденсаторе, достигнет 310 В при питании 220 В. Оптимальная температура нагрева может быть получена даже при 170 В.

Мощные паяльники не нуждаются в повышающих регуляторах.

Необходимые детали для схемы

Чтобы собрать удобный регулятор мощности для можно использовать метод навесного монтажа возле розетки. Для этого нужны малогабаритные комплектующие. Мощность одного резистора должна составлять не менее 2 Вт, а остальных — 0,125 Вт.

Описание схемы повышающего регулятора мощности

На электролитическом конденсаторе C1 с мостом VD1 выполнен входной выпрямитель. Его рабочее напряжение не должно быть меньше 400 В. На IRF840 размещается выходная часть регулятора. С этим устройством можно использовать паяльник до 65 Вт без радиатора. Они могут нагреваться выше нужной температуры даже при пониженной мощности питания.

Управление ключевым транзистором, размещенным на микросхеме DD1, производится от ШИМ-генератора, частота которого задается конденсатором C2. монтируется на приборах C3, R5 и VD4. Он питает микросхему DD1.

Для защиты выходного транзистора от самоиндукции устанавливается диод VD5. Его можно не ставить, если регулятор мощности паяльника не будет использоваться с другими электрическими приборами.

Возможности замены деталей в регуляторах

Микросхема DD1 может быть заменена на К561ЛА7. Выпрямительный мостик делается из диодов, рассчитанных на минимальный ток 2А. Устройство IRF740 можно использовать как выходной транзистор. Схема не нуждается в накладке, если все детали исправны и при ее сборке не было допущено ошибок.

Другие возможные варианты устройств для рассеивания напряжения

Собираются простые схемы регуляторов мощности для паяльника, работающие на симисторах КУ208Г. Вся их хитрость в конденсаторе и неоновой лампочке, которая, меняя свою яркость, может послужить в качестве индикатора мощности. Возможное регулирование — от 0% до 100%.

При отсутствии симистора или лампочки можно применить тиристор КУ202Н. Это весьма распространенный прибор, имеющий множество аналогов. С его использованием можно собрать схему, работающую в диапазоне от 50% до 99% мощности.

От компьютерного шнура можно использовать для изготовления петли, чтобы погасить возможные помехи от переключения симистора или тиристора.

Стрелочный индикатор

В регулятор мощности паяльника может быть интегрирован стрелочный индикатор для большего удобства при использовании. Сделать это совсем несложно. Неиспользуемая старая аудиоаппаратура может помочь с поиском таких элементов. Приборы несложно найти на местных рынках в любом городе. Хорошо, если один такой лежит дома без дела.

Для примера рассмотрим возможность интегрирования в регулятор мощности для паяльника индикатора М68501 со стрелкой и цифровыми отметками, который устанавливался в старых советских магнитофонах. Особенность настройки заключается в подборе резистора R4. Наверняка придется подбирать прибор R3 дополнительно, если будет использован другой индикатор. Необходимо соблюдение соответствующего баланса резисторов при понижении мощности паяльника. Дело в том, что стрелка индикатора может отображать снижение мощности на 10-20% при фактическом потреблении паяльником 50%, то есть наполовину меньше.

Заключение

Регулятор мощности для паяльника можно собрать, руководствуясь множеством инструкций и статей с приведенными примерами возможных разнообразных схем. От хороших припоев, флюсов и температуры нагревательного элемента во многом зависит качество спайки. Сложные устройства для стабилизации или элементарное интегрирование диодов может применяться при сборке аппаратов, необходимых для регулирования поступающего напряжения.

Такие приборы широко используются с целью понижения, а также повышения мощности, подающейся на нагревательный элемент паяльника в диапазоне от 0% до 141%. Это очень удобно. Появляется реальная возможность работать при напряжении ниже 220 В. На современном рынке доступны качественные аппараты, укомплектованные специальными регуляторами. Заводские устройства работают только на понижение мощности. Повышающий регулятор придется собирать самостоятельно.

Я уверен, что каждый радиолюбитель сталкивался с проблемой отваливающихся дорожек на гетинаксе и рыхлого олова. Причиной тому является перегретое или недостаточно нагретое жало паяльника. Как решить эту проблему? Да очень просто, вернее очень простым устройством, сборка которого будет под силу даже начинающему радиолюбителю. Принципиальная схема регулятора когда-то публиковалась в журнале Радио :

О принципе работы: сия схема дает возможность регулировать мощность паяльника или лампы от 50 до 100%. В нижнем положении потенциометра тиристор VS1 закрыт, и питание нагрузки происходит через VD2, то есть напряжение уменьшается наполовину. При вращении потенциометра управляющая схема начинает открывать тиристор и происходит постепенное повышение напряжения.

Печатку можно взять . На плате два резистора Р5 — не пугайтесь, просто нужного номинала не было. При желании печатку можно миниатюризировать, у меня она размашистей из принципа — в бестрансформаторных и силовых схемах всегда развожу с размахом — безопаснее.

Схема за год использовалась очень часто и не имела ни одного отказа.

Внимание! Регулятор паяльника имеет бестрансформаторное питание 220 В. Соблюдайте правила безопасности и испытывайте схему только через лампочку — сотку!

тиристорный регулятор температуры электронагревателя — патент РФ 2089935

Изобретение относится к регуляторам температуры электронагревателей, работающим на переменном токе и использующим тиристоры, терморезисторы и электронные средства управления. Цель изобретения — обеспечение высокой точности регулирования, стабильности, надежности и экономичности регулятора, увеличение его срока службы и уменьшение габаритов. Поставленная цель достигается использованием для контроля температуры сбалансированного моста с терморезистором в одном из плеч и нуль-индикатором, воздействующим на управление тиристором, в диагонали. Тиристор подключен последовательно с электронагревателем к сети переменного тока, питающей мостовую схему. Схема обеспечивает оптимальное время задержки запускающих импульсов относительно начала рабочих полупериодов сети. Запуск тиристоров производится в моменты времени, когда на тиристоре уже присутствует анодное напряжение, достаточное для его включения, но близкое к минимальному, когда du/dt, di/dt и коммутационные помехи минимальны. 2 ил. Рисунок 1, Рисунок 2

Формула изобретения

Тиристорный регулятор температуры электронагревателя, содержащий терморезисторный датчик температуры, транзистор, первый резистор, два диода, первый конденсатор и цепь, которая выполнена в виде последовательно соединенных электронагревателя и тиристора и подключена к сети переменного тока, при этом управляющий электрод тиристора соединен с одним из электродов транзистора, другой электрод которого соединен с одним из выводов первого резистора, отличающийся тем, что введены второй резистор, второй и третий конденсаторы, транзистор выполнен в виде однопереходного транзистора, при этом аноды диодов подключены к первой шине сети переменного тока, катод одного из диодов соединен с другим выводом первого резистора, катод другого диода соединен с первыми выводами второго резистора и первого конденсатора, вторые выводы которых подключены к эмиттеру однопереходного транзистора и первому выводу терморезисторного датчика температуры, второй конденсатор включен между точкой соединения вывода одного из диодов с первым резистором и второй шиной сети переменного тока, третий конденсатор включен между эмиттером однопереходного транзистора и второй шиной сети переменного тока, к которой подключены также второй вывод терморезисторного датчика температуры и катод тиристора.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к регуляторам температуры, использующим электрические коммутаторы с электронными средствами управления и термочувствительные элементы, сопротивление которых зависит от температуры. Известны регуляторы температуры, использующие в качестве коммутирующего элемента тиристор или триак / 1, 2, 3/. Однако эти устройства неэкономичны и громоздки. Наиболее близким по технической сути и достигаемому эффекту является устройство для регулирования температуры /4/, работающее от сети переменного тока, содержащее однополярный тиристор с электронными средствами управления в качестве ключевого элемента и терморезистор в качестве датчика температуры. Достоинством этого устройства является обеспечение работы тиристора в диодном режиме, когда включающий ток подается на управляющий электрод заранее, до подачи напряжения на анод. При этом коммутационная помеха оказывается минимальной. Однако средства управления тиристором устройства включают в себя несовершенные пороговые элементы: динистор и база-эмиттерные переходы транзисторов, которые предопределяют недостатки устройства, т.к. динистор работает в режиме самопробоя, не предусмотренном техническими условиями, ими не гарантируется не только стабильность напряжения пробоя, но и само включение динистора при медленном подъеме напряжения на нем через относительно высокоомную нагрузку. Кроме того, меньшее из напряжений отсечки базового тока двух используемых в схеме транзисторов определяет момент переключения триггерного устройства, построенного на этих транзисторах. Составляя для большинства типов транзисторов доли вольта, оно существенно зависит от температуры. Стабильность этого напряжения, а, следовательно, и порога срабатывания регулятора, невысока. Другим недостатком устройства является необходимость генерации импульсов запуска тиристоров большой длительности, начинающихся еще во время отрицательного полупериода, а к началу положительной полуволны ток запуска должен поддерживаться в допустимых минимальных пределах. Это заставляет увеличивать емкость накопительного конденсатора и уменьшать его зарядное сопротивление, что приводит к увеличению выделяемой на элементах схемы мощности и не позволяет миниатюризировать регулятор. Следует учитывать также, что при подаче на управляющий электрод тиристора импульсов тока большой длительности заметно возрастает нагрев тиристора. Целью настоящего изобретения является обеспечение высокой точности регулирования, стабильности, надежности и экономичности регулятора, увеличение его срока службы и уменьшение габаритов. Для достижения этой цели необходимо установить оптимальный момент включения тиристора относительно начала рабочего полупериода сетевого напряжения. Для этого предложена схема, использующая для контроля температуры сбалансированный мост с терморезистором в одном из плеч и нуль-индикатором в диагонали. Схема содержит терморезисторный датчик температуры, транзистор, первый резистор, два диода, первый конденсатор и цепь, которая выполнена в виде последовательно соединенных электронагревателя и тиристора и подключение к сети переменного тока, при этом управляющий электрод тиристора соединен с одним из электродов транзистора, другой электрод которого соединен с одним из выводов первого резистора. Предложенное устройство может быть охарактеризовано следующей совокупностью отличительных признаков: введены второй резистор, второй и третий конденсаторы, транзистор выполнен в виде однопереходного транзистора, при этом аноды диодов подключены к первой шине сети переменного тока, катод одного из диодов соединен с другим выводом первого резистора, катод другого диода соединен с первыми выводами второго резистора и первого конденсатора, вторые выводы которых подключены к эмиттеру однопереходного транзистора и первому выводу терморезисторного датчика температуры, второй конденсатор включен между точкой соединения вывода одного из диодов с первым резистором и второй шиной сети переменного тока, третий конденсатор включен между эмиттером однопереходного транзистора и второй шиной сети переменного тока, к которой подключен также второй вывод терморезисторного датчика температуры и катод тиристора. Одна ветвь моста образована включенными последовательно выпрямительным диодом, цепочкой из соединенных параллельно первого конденсатора и второго резистора, и терморезистором. Вторая ветвь моста образована включенными последовательно вторым диодом, первым резистором, базовым переходом однопереходного транзистора и управляющим электродом тиристора. Обе ветви моста подключены к сети переменного тока так, что аноды диодов соединены с одной шиной сети переменного тока, а второй вывод терморезистора и катод тиристора соединены со второй шиной сети переменного тока. В качестве нуль-индикатора использован эмиттерный переход однопереходного транзистора. Состояния сбалансированного моста, в отличие от разбалансированного, не зависят от изменений питающего напряжения, а зависят только от соотношения проводимостей его плеч, что обеспечивает высокую точность регулирования в условиях нестабильной сети. В предложенной схеме используется гальваническая связь регулирующих цепей и силовой цепи «сеть-тиристор-нагрузка (нагревательный элемент)». Это позволяет существенно упростить и миниатюризировать схему терморегулятора, исключить вторичные источники питания и разделительные трансформаторы, соединить термодатчик с сетью, уменьшить количество элементов и проводников. Для запуска тиристора в предложенной схеме используется конденсаторный накопитель в виде третьего конденсатора и спусковое транзисторное устройство, обеспечивающие генерацию мощных коротких импульсов тока большой амплитуды, достаточной для непосредственного запуска мощных тиристоров. При таком решении средняя мощность, расходуемая на запуск тиристора, мала и не вызывает существенного нагрева элементов регулятора и снижения его КПД. Генерирование запускающих импульсов происходит в самом начале рабочих полупериодов сети, что позволяет использовать полную, соответствующую сетевому напряжению, мощность, снижает уровень высокочастотных коммутационных помех и защищает тиристор от перегрузок по du/dt и di/dt. Обеспечивается оптимальное время задержки запускающих импульсов относительно начала рабочих полупериодов сети. Запуск тиристора производится в моменты времени, когда на тиристоре уже присутствует анодное напряжение, достаточное для его включения, но это напряжение близко к минимальному, при котором du/dt, di/dt и коммутационные помехи минимальны. На фиг. 1 приведена принципиальная схема предложенного регулятора температуры; на фиг. 2 диаграммы напряжений, иллюстрирующие работу устройства. Напряжение сети переменного тока 220 В, 50 Гц подается на нагревательный элемент 1, соединенный последовательно с тиристором 5, и на четырехплечую мостовую схему 2, в одной из ветвей которой включен термодатчик 3, а в диагонали в качестве нуль-индикатора используется эмиттерный переход однопереходного транзистора 4, вкюченный последовательно с управляющим переходом тиристора 5. Параллельно этой цепочке установлен конденсатор 6, обеспечивающий большую амплитуду импульсов тока, запускающих тиристор. Верхнее плечо правой ветви моста 2 включает в себя диод 7, резистор 8 и часть базового перехода транзистора 4. Нижнее плечо этой ветви образовано частью базового перехода транзистора 5 и управляющим переходом тиристора 5. К части правой ветви моста подключен конденсатор 9. Верхнее плечо левой ветви моста состоит из диода 10 и параллельной цепочки из конденсатора 11 и резистора 12. Нижнее плечо этой ветви образовано терморезистором 3. Устройство работает следующим образом. Генерация запускающих импульсов и включение тиристора 5 происходят в момент, когда напряжение на эмиттере транзистора 4 достигает напряжения на средней точке его межбазового сопротивления база 2 база 1. При этом через промежуток эмиттер база 1 на управляющий электрод тиристора 5 разряжается конденсатор 6 и тиристор включается, замыкая цепь питания нагревателя 1. Отличительной особенностью работы моста является его питание непосредственно от сети. При этом в его ветвях формируются пульсирующие напряжения и обеспечиваются условия генерации запускающих импульсов в самом начале рабочих полупериодов сетевого напряжения. Конденсатор 9 в первой ветви моста заряжается от сети через диод 7 и разряжается по экспоненте через резистор 8 и межбазовое сопротивление база 2 — база 1 транзистора 4 (около 10 кОм) с постоянной времени = C9(R8+ R2-1) Благодаря этому к началу каждого рабочего полупериода (t=0) обеспечивается небольшое остаточное напряжение в точке E, на транзисторе 4 и в точке диагонали моста (см. диаграммы на фиг. 2). На диаграммах видно, что это напряжение удерживается в течение 1,43 мс, а затем происходит его быстрое нарастание по синусоиде и уход транзистора от возможности включения. Напряжение в точке D (в средней точке межбазового сопротивления база 2 — база 1 является частью напряжения в точке E:
UD= 0,05UE. Процессы, происходящие в левой ветви моста, определяются элементами 11 и 12, обладающими наименьшими проводимостями по сравнению с термодатчиком 3. При построении диаграммы напряжений на фиг. 2 учитывались только активный и реактивный токи элементов 11 и 12, а влиянием сопротивления терморезистора 3 пренебрегали. При таком допущении временной ход активной и реактивной составляющих тока, протекающего через терморезистор 3 при приложении к точкам A и B моста сетевого напряжения 220 В, 50 Гц, определяется по формулам:

где
f частота сети 50 Гц;
R12 30 кОм;
C11 0,1 мкФ;
Напряжение в точке C повторяет временной ход комплексного суммарного тока левой ветви моста и определяется сопротивлением терморезистора 3, зависящим от его температуры. Для построения показанных на фиг. 3 диаграмм напряжения в точке C были выбраны три значения сопротивления терморезистора 3, на которые умножался комплексный ток: 521 Ом, 474 Ома и 426 Ом. В результате получены три диаграммы, из которых первая пересекает диаграмму напряжения UD более, чем в одной точке, вторая только в одной критической точке и третья вообще не пересекает. Очевидно, что при прогреве термодатчика 3 его сопротивление и напряжение в точке C будут снижаться, и при переходе от кривой 2 к кривой 3 подаче питания на нагревательный элемент прекратится. Из диаграмм фиг. 2 видно, что условия равенства напряжений Uc и UD, необходимо для включения транзистора 4 и тиристора 5, могут создаваться только в промежутке времени относительно начала рабочего полупериода сети, не превышающем 1,43 мс. После этого момента происходит быстрое нарастание напряжения UD по синусоиде, а напряжение Uc хотя и продолжает несколько увеличиваться, но с меньшей скоростью, чем UD, следовательно, включение 4 и 5 не может произойти. В момент t=2,6 мс напряжение UD проходит пологий максимум, а при t=7,6 мс падает до нуля. Номиналы элементов терморегулятора выбираются из расчета работы при однополупериодном, пульсирующем питании. Однополупериодная схема имеет преимущества перед двухполупериодной: схема проста; тиристор выключается надежно во время отрицательной полуволны; в качестве ключевого элемента используется один обычный однополярный тиристор, например КУ202Н, или аналогичный. При этом для защиты устройства может быть установлен плавкий предохранитель на действующее значение тока, потребляемого при однополупериодном питании:

В случае пробоя тиристора, что является наиболее вероятной и опасной неисправностью, действующий ток возрастает в раз, а мощность, выделяемая в нагревательном элементе, возрастает в два раза. Плавкий предохранитель перегорает и защищает устройство с нагревательным элементом от перегрева. При двухполупериодном питании защита плавким предохранителем от неуправляемого нагрева при пробое тиристора не обеспечивается, так как ток остается близким к номинальному, но терморегулятор перестает его выключать при перегреве. Однако предложенный терморегулятор может работать и в схемах с двухполупериодным питанием. Лишь номиналы некоторых элементов при этом должны быть изменены и включение в сеть должно производиться через выпрямительный диодный мост. Необходимо отметить, что при практической реализации терморегулятора, для регулировки температуры срабатывания и обеспечения работы выбранных элементов в допустимых режимах без перегрузок по току может понадобиться введение в схему дополнительных элементов: переменного и ограничительных резисторов и др. На схеме фиг. 1 они не показаны. Кроме того, при мощном низкоомном нагревательном элементе имеет смысл подключения всей левой ветви моста (анодом диода 10) не к сетевой шине, а к аноду тиристору 5, что позволяет несколько уменьшить ток левой ветви при срабатываниях транзистора 4 и рассеиваемую на резисторе 12 мощность. Указанные изменения в схеме терморегулятора не являются принципиальными и могут не учитываться в формуле изобретения. Источники информации. 1. Авт. свид. СССР 1154657, кл. G 05 D 23/19. «Регулятор температура», автор Ю.Н.Худорожков. 2. Авт. свид. СССР 1363166, кл. G 05 D 23/19. «Устройство для автоматического регулирования температуры», авторы Ю.А.Нихинсон, З.Г.Леликов, В.И. Грушковский и М.С.Кац. 3. Акц.заявка Японии 60-35905, кл. H 02 D 1/08, G 05 D 23/19. «Электронный регулятор температуры». 4. Авт. свид.СССР 13547932, кл. G 05 D 23/19. «Устройство для регулирования температуры В.Г.Вохмянина».

Тиристорный регулятор для систем обогрева переменного тока

Требования к управлению системами обогрева переменного тока

Простые системы питания переменного тока широко используются в промышленных системах отопления. Чтобы обеспечить должным образом регулируемую температуру для рассматриваемого процесса, подача энергии на нагревательный элемент должна включаться и выключаться для поддержания заданного уровня температуры, сводя к минимуму пики и провалы. На самом базовом уровне это означает включение и отключение силовой цепи, но контролируемым образом.Это может быть выполнено механически, с помощью переключателя с ручным управлением, электромеханически с помощью контакторов или электронным способом с помощью тиристоров.

Переключение контакторов

Механические контакторы замыкаются для замыкания цепи при подаче управляющего напряжения и размыкаются при снятии управляющего напряжения. Это относительно недорогое решение, но оно имеет некоторые недостатки. Механический износ контактов дает устройству ограниченный срок службы с точки зрения количества операций, а частота переключений ограничивается механическим временем срабатывания.Механическое переключение происходит медленно, и это означает, что может пострадать контроль температуры, что приведет к более широким колебаниям между циклами включения и выключения. Это означает, что контакторы не идеально подходят для приложений, требующих частых операций переключения для точного контроля температуры. Этот тип переключения также может создавать радиочастотные помехи (RFI), которые вызывают шум в линии и могут повлиять на другое оборудование.

Описание тиристоров

Тиристор — это полупроводниковое устройство, которое можно использовать для включения и выключения тока.Связанный с диодом, который пропускает ток только в одном направлении, тиристор вообще не будет пропускать ток, если на соединение GATE устройства не будет подан управляющий сигнал. Он продолжает пропускать ток до тех пор, пока не будет снят сигнал управления. Поскольку переменный ток имеет положительные и отрицательные стороны, в полном цикле ток распространяется в обоих направлениях. Один тиристор будет пропускать ток только в прямом направлении:

Рис. 1. Одиночный тиристор и соответствующая форма волны переменного тока (2 цикла)

Для управления током в обоих направлениях используются два тиристора в обратно-параллельной конфигурации.

Рис. 2. Инверсно-параллельная конфигурация и соответствующая форма волны переменного тока (2 цикла)

Управляющие сигналы, подаваемые на GATE, или «запускающие» сигналы, синхронизируются для включения и выключения питания для обеспечения необходимой мощности. время контролировать температуру. Поскольку тиристоры переключаются электронным образом, нет движущихся частей, которые будут подвержены износу, а частота переключения может быть намного выше. Эта последняя характеристика позволяет гораздо более точно контролировать мощность, подаваемую на нагревательные системы, что приводит к меньшим колебаниям температуры.

Конфигурации тиристорного управления мощностью

Одно- или трехфазные

Системы с низким энергопотреблением могут работать от однофазного источника переменного тока. Для этого потребуется одна обратно-параллельная пара тиристоров для переключения тока и управления выходом на нагреватель. Трехфазные источники питания для приложений с более высокой мощностью могут управляться двумя или тремя обратнопараллельными парами, в зависимости от конфигурации системы и используемых методов управления зажиганием.

Методы управления розжигом

Режимы розжига обычно определяются типом нагрузки (резистивной или индуктивной) и точностью требуемого контроля температуры.В индуктивных нагрузках используется фазовый сдвиг, который очень точен и может обеспечить плавный пуск, но для защиты любого чувствительного оборудования поблизости может потребоваться экранирование от радиопомех. Альтернативой контролю фазового угла является срабатывание кроссовера с нулевым переходом, которое можно использовать для резистивных нагрузок, где это необходимо, и которое не генерирует радиопомех. Сложность и стоимость схемы управления возрастает по мере того, как требования к энергосистеме возрастают от однофазного к многофазному и от перехода через ноль к более точному срабатыванию по углу фазы.

Тиристоры и контакторы

Использование тиристоров в режиме перехода через нуль вместо механических контакторов для резистивных нагрузок приводит к снижению затрат на техническое обслуживание, сокращению времени цикла и более точному управлению с повышенной температурной стабильностью.

Собираем все вместе — сборки тиристорных контроллеров

Для простых приложений HVAC Power Products предлагает стандартный набор контроллеров мощностью от 1,5 кВт до 150 кВт. Если требуется более высокая мощность или для специализированных конфигураций с низким энергопотреблением, мы предлагаем широкий спектр масштабируемых одно- и трехфазных сборок, сочетающих тиристорные схемы, линейные предохранители, защиту от скачков напряжения, охлаждающие вентиляторы и опции для встроенных или внешних схем управления.Если у вас есть потребность в стандартном или индивидуальном тиристорном управлении, свяжитесь с нами, чтобы обсудить, чем мы можем помочь.

См. Стандартные тиристорные контроллеры

Что такое тиристоры | Кремниевый управляемый выпрямитель

Что такое тиристоры?

Тиристор или кремниевый управляемый выпрямитель (SCR) — это полупроводниковое устройство, которое может использоваться для переключения электрических токов.Тиристор был изобретен в 1957 году, и сегодня доступны устройства, которые подходят для коммутации токов от нескольких миллиампер при десятках вольт до тысяч ампер при тысячах вольт.

Тиристоры — это очень прочные устройства с точки зрения полупроводников — больше, чем транзисторы или IGBT, и они хорошо подходят для работы в промышленных условиях. Каждое устройство проводит ток только в одном направлении, и для управления нагрузкой переменного тока два устройства подключены обратно параллельно.

Поставляемые нами тиристорные контроллеры представляют собой сборки устройств, подключенных для управления нагрузками переменного тока, вместе со всей необходимой управляющей электроникой и устройствами защиты, заключенные в блок, пригодный для установки в шкаф управления.

Зачем нужны тиристоры?

Тиристоры — это предпочтительный метод регулирования мощности в системах отопления, обеспечивающий бесшумное управление с длительным сроком службы. Хотя электромеханические контакторы можно использовать во многих приложениях с резистивными нагрузками, частота коммутации, необходимая для получения хорошего контроля температуры, означает, что в приложениях с более высокой мощностью срок службы контактов редко превышает год.Напротив, тиристоры не имеют механизма кратковременного износа и будут надежно работать в течение всего срока службы большинства установок. Продукты, описанные в этой брошюре, как правило, намного более надежны, чем твердотельные реле, предлагают гораздо лучшую стойкость к импульсным перенапряжениям и работу при более высоких температурах окружающей среды. Они также полностью разработаны со встроенными демпферами, защитой от скачков напряжения MOV, где это необходимо, полупроводниковыми предохранителями и большими радиаторами. Большинство наших контроллеров рассчитаны на 3-фазные нагрузки.Они могут использовать двухполюсное управление (серии SRC2000, RLS2000), в котором 2 из 3 линий трехфазной трехпроводной нагрузки (без нейтрали) управляются, а третья подключается непосредственно к нагрузке, или трехполюсное управление. (Серии SRC3000, RLS3000, STC3000) 3-проводной или 4-проводной нагрузки, при которой все 3 линии управляются.

Режимы стрельбы

Тиристор — это, по сути, переключатель, который можно включить в любое время, но можно выключить только тогда, когда ток, протекающий через него, равен нулю, что происходит дважды за цикл в системах отопления переменным током.Мощность нагрева регулируется включением и выключением тиристора и изменением относительного соотношения времени включения и времени выключения. Есть два основных режима управления (режимы стрельбы): —

Полный цикл или управление импульсным зажиганием, при котором тиристор включается в начале цикла питания и снова выключается после одного или нескольких циклов (или полупериодов).

Управление фазовым углом (прерывание цикла, используемое в диммерах), при котором тиристор включается (срабатывает) через некоторое время с задержкой после начала каждого полупериода и выключается в конце полупериода (когда ток падает до нуля).С нулевой задержкой зажигания проводится весь полупериод. По мере увеличения задержки зажигания проводится все меньше и меньше полупериода.

Заявка

Резистивные нагрузки

Для чисто резистивных нагрузок импульсное возгорание обычно является предпочтительным методом контроля, поскольку он сводит к минимуму радиочастотные помехи и гармонические искажения и имеет единичный коэффициент мощности. Типичное время цикла возгорания — 1 секунда включения и 1 секунда выключения (при 50% полной мощности).В этом режиме работают наши тиристорные блоки SRC. Стандартно они принимают «логический» входной сигнал для включения и выключения, а соответствующий контроллер температуры выдает этот логический сигнал и определяет, когда они включаются и выключаются, а также с какой скоростью они переключаются. Тиристоры серии SRC предназначены для включения при следующем переходе через ноль напряжения питания переменного тока после того, как логический сигнал запроса становится высоким, и выключения, когда ток в следующий раз проходит через ноль после того, как он становится низким.

Для очень быстрых нагрузок (инфракрасные нагреватели), элементов из карбида кремния или нагрузок, питаемых от генераторной установки, тиристорная батарея может приводиться в действие в режиме однократного импульсного зажигания с использованием нашего контроллера CB17.Это очень быстрая очередь, при которой, например, 50% выходной мощности создается одним циклом включения, за которым следует один цикл выключения. Более подробная информация представлена ​​в техническом паспорте CB17.

Наши тиристорные контроллеры RLS2000 и RLS3000 принимают аналоговый управляющий сигнал (0–5 В, 4–20 мА и т. Д.) И могут быть сконфигурированы с помощью DIP-переключателя для работы в режиме импульсного пожаротушения или в режиме импульсного пожара за один цикл. Блоки RLS3000 также могут работать в режимах фазового угла или плавного пуска очередями (см. Ниже).

Связанные нагрузки трансформатора

Во многих высокотемпературных печах используются низковольтные элементы из графита, углеродного волокна или аналогичные элементы, питаемые через трансформатор.При переключении трансформаторов необходимо соблюдать осторожность, в противном случае высокий пусковой ток, связанный с случайным переключением или переключением при нулевом напряжении, приведет к перегреву трансформатора, перегоранию предохранителей полупроводниковой защиты или повреждению тиристоров. Мы производим три диапазона тиристоров, подходящих для этого типа нагрузки: диапазон STC3000, диапазон TLV1000 и диапазон RLS. Диапазоны STC3000 (3-фазный) и TLV1000 (однофазный) работают в режиме фазового угла или в режиме серийного запуска с плавным запуском (в котором начало каждого пакета увеличивается до полной мощности в течение нескольких циклов в режиме фазового угла).Режим фазового угла обеспечивает очень плавное управление, но страдает низким коэффициентом мощности при пониженной выходной мощности и создает гармонические искажения и радиочастотные помехи. Линейка RLS2000 может работать в режиме серийной стрельбы с отложенным углом стрельбы или в режиме серийной стрельбы с плавным запуском и может использоваться в приложениях, где ранее использовалась наша теперь уже устаревшая серия STA203. Серия RLS3000 может работать в режиме фазового сдвига или в режиме серийного пожара с плавным пуском (в дополнение к другим режимам, подходящим только для резистивных нагрузок).

Нагреватели с низким сопротивлением холоду

Некоторые типы нагревателей, включая молибден и дисилицид молибдена, имеют очень низкое сопротивление в холодном состоянии. Тиристорная батарея должна ограничивать ток, подаваемый на нагреватель, до тех пор, пока он не нагреется и его сопротивление не увеличится. С тиристорами это можно сделать только с помощью регулировки фазового угла. Наша линейка тиристоров STC3000 имеет широкий набор функций ограничения тока, мощности и напряжения. Более подробная информация доступна в технических паспортах и ​​руководствах.

Большие технологические нагреватели

Крупные технологические процессы нагрева, например, нагрев мазута или топливного газа, требуют очень больших затрат энергии. Если эта мощность регулируется с помощью одного тиристорного блока, работающего в режиме импульсного зажигания, то включение и выключение очень большого тока может вызвать недопустимые скачки напряжения на источнике питания. Точно так же, если было выбрано управление фазовым углом, результатом были бы неприемлемые уровни гармонических искажений.Решение состоит в том, чтобы разделить нагреватель на несколько ступеней меньшей номинальной мощности и использовать контроллер последовательности нагрузки для управления ими. Наши контроллеры нагрузки LSC2 и LSC2A (новейшие) принимают аналоговый вход, который пропорционален потребности в тепле, и по очереди включают стадии нагрева для удовлетворения потребности. Все ступени, кроме одной, либо включены, либо выключены, и правильное количество этих этапов включения / выключения включается, чтобы почти удовлетворить потребность. Другой этап — это этап «модуляции», и его мощность регулируется так, чтобы точно обеспечить баланс требуемой потребности в тепле.Дополнительную информацию см. В технических паспортах продукта.

Мы всегда готовы проконсультировать. Не стесняйтесь обращаться к нам, если вам требуются разъяснения или рекомендации по применению.

Проектирование трехфазной тиристорной схемы регулятора температуры

Проектирование трехфазной тиристорной цепи регулятора температуры — Электротехнический стек
Сеть обмена стеков

Сеть Stack Exchange состоит из 176 сообществ вопросов и ответов, включая Stack Overflow, крупнейшее и пользующееся наибольшим доверием онлайн-сообщество, где разработчики могут учиться, делиться своими знаниями и строить свою карьеру.

Посетить Stack Exchange
  1. 0
  2. +0
  3. Авторизоваться Зарегистрироваться

Electrical Engineering Stack Exchange — это сайт вопросов и ответов для профессионалов в области электроники и электротехники, студентов и энтузиастов.Регистрация займет всего минуту.

Зарегистрируйтесь, чтобы присоединиться к этому сообществу

Кто угодно может задать вопрос

Кто угодно может ответить

Лучшие ответы голосуются и поднимаются наверх

Спросил

Просмотрено 1к раз

\ $ \ begingroup \ $

Цепь питается от 3-х фазной сети 415 В переменного тока.Он подключен к галогеновым трубкам для нагрева камеры до 20 кВт и температуры 700 ℃. Я должен контролировать температуру с помощью дельта-регулятора DTA 7272, который будет определять температуру в камере с помощью термопары и давать определение постоянного тока цепи. Я хочу знать, как будут программироваться лампы NRI и будут ли они светиться тусклым или ярким? (Трубка Nri подключается к выходу схемы.) Так может ли ШИМ вызвать нагрев?

  • Как я могу запрограммировать частоту на выходе?
  • Будет ли оно эффективным?
  • Как определить рабочий цикл?

Трехфазный вход и выход работают на тиристорах.

Транзистор

142k1010 золотых знаков153153 серебряных знака324324 бронзовых знака

Создан 18 дек.

\ $ \ endgroup \ $ 7 \ $ \ begingroup \ $

Вы не сказали нам, что такое «нри галоген».Мы не знаем, есть ли нейтральная связь.

Если ваш вопрос заключается в том, как управлять трехфазным нагревателем с тиристорами и терморегулятором, то это может быть то, что вам нужно.

смоделировать эту схему — Схема создана с помощью CircuitLab

  • SSR — трехфазное твердотельное реле (SSR), которое использует симисторы для переключения трехфазной нагрузки.
  • Симисторы запускаются «оптопарами» светодиода в SSR.Когда загорается внутренний светодиод, включаются симисторы.
  • Самая простая конфигурация — когда регулятор температуры имеет выход SSR. Это дает изолированный сигнал для светодиода и избавляет от необходимости добавлять еще один низковольтный источник питания для светодиода. Я показал его как источник напряжения с переключателем, но обычно это источник напряжения, который включается и выключается контроллером. Выходной сигнал обычно составляет от 6 до 12 В при токе до 50 мА — этого достаточно для управления большинством SSR.
  • Выбор тиристора с переходом через нуль минимизирует электрические помехи, поскольку ток будет включаться, когда напряжение близко к нулю.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *