|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ Blok do regulacji dużych prądów wyprostowanych. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Regulatory prądu, napięcia, mocy Sprawdzony w czasie obwód do regulacji prądu potężnych odbiorników jest łatwy w konfiguracji, niezawodny w działaniu i ma szerokie możliwości konsumenckie. Doskonale nadaje się do sterowania trybem spawania, do rozruszników i ładowarek oraz do potężnych jednostek automatyki. Podczas zasilania dużych obciążeń prądem stałym często stosuje się obwód prostownika z czterema zaworami mocy (ryc. 1).
Na jedną przekątną „mostka” doprowadzane jest napięcie przemienne, z drugiej przekątnej pobierane jest wyjściowe napięcie stałe (pulsujące). W każdym półokresie działa jedna para diod (VD1-VD4 lub VD2-VD3). Ta właściwość „mostka” prostownika jest znacząca: całkowita ilość wyprostowanego prądu może osiągnąć dwukrotność maksymalnego prądu dla każdej diody. Napięcie graniczne diody nie może być niższe niż szczytowe napięcie wejściowe. Ponieważ klasa napięciowa zaworów mocy sięga czternastej (1400 V), nie ma z tym problemu dla domowej sieci elektrycznej. Istniejąca rezerwa na napięcie wsteczne pozwala na stosowanie zaworów z pewnym przegrzaniem, z małymi grzejnikami (nie nadużywaj tego!). Uwaga! Diody mocy oznaczone „B” przewodzą prąd, „jak” diody D226 (od wyjścia elastycznego do korpusu), diody oznaczone „VL” – od korpusu do wyjścia elastycznego. Zastosowanie zaworów o różnych przewodnościach pozwala na montaż tylko na dwóch podwójnych grzejnikach. Jeśli jednak „obudowy” zaworów „VL” (wyjście „minus”) są podłączone do korpusu urządzenia, pozostaje odizolowanie tylko jednego grzejnika, na którym zainstalowane są diody oznaczone „B”. Taki obwód jest łatwy w instalacji i „dostosowaniu”, ale pojawiają się trudności, jeśli trzeba regulować prąd obciążenia. Jeśli wszystko jest jasne w procesie spawania (dołącz „balast”), wówczas występują ogromne problemy z urządzeniem rozruchowym. Po uruchomieniu silnika ogromny prąd jest zbędny i szkodliwy, dlatego należy go szybko wyłączyć, ponieważ każda zwłoka skraca żywotność akumulatora (nierzadko zdarza się, że akumulatory eksplodują!). Obwód pokazany na ryc. 2 jest bardzo wygodny do praktycznej realizacji, w którym tyrystory VS1, VS2 pełnią funkcje regulacji prądu, zawory mocy VD1, VD2 są zawarte w tym samym mostku prostowniczym.
Instalację ułatwia fakt, że każda para „dioda-tyrystor” jest montowana na własnym grzejniku. Grzejniki mogą być stosowane standardowo (produkcja przemysłowa). Innym sposobem jest samodzielne wytwarzanie grzejników z miedzi, aluminium o grubości powyżej 10 mm. Aby wybrać rozmiar grzejników, konieczne jest zmontowanie układu urządzenia i „prowadzenie” go w trybie ciężkim. Nieźle, jeśli po 15-minutowym obciążeniu obudowy tyrystorów i diod nie „palą” ręki (w tej chwili wyłącz napięcie!). Korpus urządzenia musi być zaprojektowany w taki sposób, aby zapewnić dobrą cyrkulację powietrza ogrzewanego przez urządzenie. Nie zaszkodzi zainstalować wentylator, który „pomaga” napędzać powietrze od dołu do góry. Wygodne są wentylatory montowane w szafach z płytami komputerowymi lub w „sowieckich” automatach do gier. Możliwe jest wykonanie obwodu regulowanego prostownika w całości na tyrystorach (rys. 3). Dolna (zgodnie ze schematem) para tyrystorów VS3, VS4 jest wyzwalana impulsami z jednostki sterującej.
Impulsy docierają jednocześnie do elektrod sterujących obu tyrystorów. Taka konstrukcja obwodu jest „niezgodna” z zasadami niezawodności, ale czas potwierdził działanie obwodu („spalić” tyrystory domowej sieci elektrycznej nie można, ponieważ wytrzymują pulsujący prąd 1600 A). Tyrystor VS1 (VS2) jest podłączony jako dioda - przy dodatnim napięciu na anodzie tyrystora prąd wyzwalający zostanie przyłożony do elektrody sterującej tyrystora przez diodę VD1 (lub VD2) i rezystor R1 (lub R2 ). Już przy napięciu kilku woltów tyrystor otworzy się i przewodzi prąd do końca półfali prądu. Drugi tyrystor, na którego anodzie było napięcie ujemne, nie uruchomi się (nie jest to konieczne). Impuls prądowy dochodzi do tyrystorów VS3 i VS4 z obwodu sterującego. Wartość średniego prądu w obciążeniu zależy od momentów otwarcia tyrystorów – im wcześniej nadejdzie impuls otwarcia, tym większa część okresu odpowiadającego mu tyrystora będzie otwarta. Otwarcie tyrystorów VS1, VS2 przez rezystory nieco „tępi” obwód: przy niskich napięciach wejściowych kąt otwarcia tyrystora okazuje się mały - zauważalnie mniej prądu wpływa do obciążenia niż w obwodzie z diodami (ryc. 2). Zatem ten schemat jest całkiem odpowiedni do regulacji prądu spawania zgodnie z „wtórnym” i prostowania napięcia sieciowego, gdzie utrata kilku woltów jest nieznaczna. Układ przedstawiony na rys. 4 umożliwia efektywne wykorzystanie mostka tyrystorowego do regulacji prądu w szerokim zakresie napięć zasilania.
Urządzenie składa się z trzech bloków:
Transformator T1 o mocy 20 W zasila jednostkę sterującą tyrystorów VS3 i VS4 oraz otwiera „diody” VS1 i VS2. Otwieranie tyrystorów za pomocą zewnętrznego zasilacza jest skuteczne przy niskim (samochodowym) napięciu w obwodzie zasilania, a także przy zasilaniu obciążenia indukcyjnego. Impulsy prądu otwarcia z 5-woltowych uzwojeń transformatora są podawane w przeciwfazie do elektrod sterujących VS1, VS2. Diody VD1, VD2 przekazują tylko dodatnie półfale prądu do elektrod sterujących. Jeśli fazowanie impulsów otwierających jest „odpowiednie”, wówczas tyrystorowy mostek prostowniczy będzie działał, w przeciwnym razie w obciążeniu nie będzie prądu. Tę wadę układu można łatwo wyeliminować: wystarczy przekręcić wtyk zasilający T1 w przeciwnym kierunku (i zaznaczyć farbą sposób podłączenia wtyczek i zacisków urządzeń do sieci prądu przemiennego). Podczas korzystania z obwodu w ładowarce rozruchowej zauważalny jest wzrost prądu wyjściowego w porównaniu z obwodem na ryc. 3. Obecność obwodu niskoprądowego (transformator sieciowy T1) jest bardzo korzystna. Przerwanie prądu przełącznikiem S1 całkowicie odłącza obciążenie od zasilania. W ten sposób przerwanie prądu rozruchowego można wykonać za pomocą małego wyłącznika krańcowego, wyłącznika lub przekaźnika niskoprądowego (poprzez dodanie automatycznego wyzwalacza). Jest to bardzo ważny punkt, ponieważ znacznie trudniej jest przerwać obwody wysokoprądowe, które wymagają dobrego kontaktu do przepływu prądu. To nie przypadek, że zapamiętaliśmy fazowanie transformatora T1. Gdyby regulator prądu był „wbudowany” w ładowarkę-rozrusznik lub w obwód spawarki, to problem fazowania zostałby rozwiązany w momencie ustawienia głównego urządzenia. Nasze urządzenie jest specjalnie wykonane szerokoprofilowe (ponieważ użycie rozrusznika jest uzależnione od pory roku, więc prace spawalnicze muszą być wykonywane nieregularnie). Musisz kontrolować tryb pracy potężnej wiertarki elektrycznej i grzejników nichromowych. Rysunek 5 przedstawia schemat tyrystorowej jednostki sterującej. Mostek prostowniczy VD1 zasila obwód pulsującym napięciem od 0 do 20 V.
To napięcie przez diodę VD2 jest dostarczane do kondensatora C1, zapewnione jest stałe napięcie zasilania dla potężnego „klucza” tranzystora na VT2, VT3. Pulsujące napięcie przez rezystor R1 jest dostarczane do równolegle połączonego rezystora R2 i diody Zenera VD6. Rezystor „wiąże” potencjał punktu „A” (rys. 6) do zera, a dioda Zenera ogranicza piki impulsów na poziomie progu stabilizacji. Ograniczone impulsy napięcia ładują kondensator C2 w celu zasilania układu DD1. Te same impulsy napięcia działają na wejście elementu logicznego. Przy pewnym progu napięcia element logiczny przełącza się. Biorąc pod uwagę inwersję sygnału na wyjściu elementu logicznego (punkt „B”), impulsy napięciowe będą krótkotrwałe w pobliżu momentu zerowego napięcia wejściowego.
Następny element logiczny odwraca napięcie „B”, więc impulsy napięcia „C” mają znacznie dłuższy czas trwania. Gdy impuls napięcia „C” jest aktywny, kondensator C3 jest ładowany przez rezystory R4 i R3. Wykładniczo rosnące napięcie w punkcie „E”, w momencie przejścia przez próg logiczny, „przełącza” element logiczny. Po odwróceniu przez drugi element logiczny, wysokie napięcie wejściowe punktu „E” odpowiada wysokiemu napięciu logicznemu w punkcie „F”. Dwie różne wartości rezystancji R4 odpowiadają dwóm oscylogramom w punkcie „E”:
Należy również zwrócić uwagę na zasilanie podstawy tranzystora VT1 sygnałem „B”, podczas gdy napięcie wejściowe spada do zera, tranzystor VT1 otwiera się do nasycenia, złącze kolektora tranzystora rozładowuje kondensator C3 (tam jest przygotowaniem do ładowania w kolejnym półokresowym napięciu). Zatem logiczny wysoki poziom pojawia się wcześniej czy później w punkcie „F” w zależności od rezystancji R4:
Wzmacniacz na tranzystorach VT2 i VT3 „powtarza” sygnały logiczne punktu „G”. Oscylogramy w tym momencie powtarzają F1 i F2, ale napięcie osiąga 20 V. Poprzez diody oddzielające VD4, VD5 i rezystory ograniczające R9 R10 impulsy prądu działają na elektrody sterujące tyrystorów VS3 VS4 (ryc. 4). Jeden z tyrystorów otwiera się, a wyprostowany impuls napięcia przechodzi na wyjście bloku. Mniejsza wartość rezystancji R4 odpowiada większej części półokresu sinusoidy – H1, większa – mniejszej części półokresu sinusoidy – H2 (rys. 4). Pod koniec półcyklu prąd zatrzymuje się i wszystkie tyrystory zamykają się. Zatem różne wartości rezystancji R4 odpowiadają różnym czasom trwania „segmentów” napięcia sinusoidalnego na obciążeniu. Moc wyjściową można regulować praktycznie od 0 do 100%. Stabilność urządzenia określa się za pomocą "logiki" - progi przełączania elementów są stabilne. Jeśli nie ma błędów w instalacji, urządzenie działa stabilnie. Podczas wymiany kondensatora C3 wymagany będzie wybór rezystorów R3 i R4. Wymiana tyrystorów w zasilaczu może wymagać doboru R9, R10 (zdarza się, że nawet tyrystory mocy tego samego typu różnią się znacznie prądami załączania – trzeba odrzucić ten mniej czuły). Za każdym razem możesz zmierzyć napięcie na obciążeniu „odpowiednim” woltomierzem. W oparciu o mobilność i uniwersalność jednostki sterującej zastosowaliśmy automatyczny woltomierz dwugraniczny (ryc. 7).
Pomiar napięcia do 30 V realizowany jest przez głowicę PV1 typu M269 z dodatkową rezystancją R2 (odchylenie pełnej skali jest regulowane przy napięciu wejściowym 30 V). Kondensator C1 jest niezbędny do wygładzenia napięcia dostarczanego do woltomierza. Reszta obwodu służy do „zgrubienia” skali o współczynnik 10. Przez żarówkę (barretter) HL3 i rezystor trymera R3 zasilana jest żarówka transoptora U1, dioda Zenera VD1 chroni wejście transoptora. Duże napięcie wejściowe prowadzi do zmniejszenia rezystancji rezystora transoptora z megaomów do kiloomów, otwiera się tranzystor VT1, aktywowany jest przekaźnik K1. W tym przypadku styki przekaźnika pełnią dwie funkcje: otwierają rezystancję strojenia R1 - obwód woltomierza przełącza się na granicę wysokiego napięcia; zamiast zielonej diody HL2 zapala się czerwona dioda HL1. Czerwony, bardziej widoczny kolor, jest specjalnie wybrany do skali wysokiego napięcia. Uwaga! Regulacja R1 (skala 0...300) odbywa się po regulacji R2. Zasilanie obwodu woltomierza pobierane jest z tyrystorowej jednostki sterującej. Odsprzęganie od mierzonego napięcia odbywa się za pomocą transoptora. Próg przełączania transoptora można ustawić nieco powyżej 30 V, co ułatwi ustawienie podziałek. Dioda VD2 jest niezbędna do ochrony tranzystora przed skokami napięcia w momencie wyłączenia przekaźnika. Automatyczne przełączanie podziałek woltomierza jest uzasadnione w przypadku wykorzystywania urządzenia do zasilania różnych obciążeń. Numeracja pinów transoptora nie jest podana: za pomocą testera łatwo jest rozróżnić piny wejściowe i wyjściowe. Rezystancja lampy transoptora wynosi setki omów, a fotorezystora megaomów (w czasie pomiaru lampa nie jest zasilana). Rysunek 8 przedstawia widok urządzenia z góry (zdjęta pokrywa). VS1 i VS2 są instalowane na wspólnym radiatorze, VS3 i VS4 są instalowane na oddzielnych radiatorach. Gwinty na grzejnikach musiały być cięte na tyrystory. Elastyczne wyjścia tyrystorów mocy są odcięte, instalacja odbywa się za pomocą cieńszego drutu.
Rysunek 9 przedstawia widok przedniego panelu urządzenia.
Po lewej stronie znajduje się pokrętło regulacji prądu obciążenia, po prawej skala woltomierza. Diody LED są zamocowane w pobliżu skali, górna (czerwona) znajduje się w pobliżu napisu „300 V”. Zaciski urządzenia nie są bardzo mocne, ponieważ służą do spawania cienkich części, gdzie dokładność utrzymania trybu jest bardzo ważna. Czas rozruchu silnika jest krótki, więc zasoby połączeń terminala są wystarczające. Górna pokrywa jest przymocowana do dolnej z kilkucentymetrową szczeliną, aby zapewnić lepszą cyrkulację powietrza. Urządzenie można łatwo rozbudować. Tak więc, aby zautomatyzować tryb uruchamiania silnika samochodu, nie są potrzebne żadne dodatkowe szczegóły (ryc. 10).
Konieczne jest włączenie między punktami „D” i „E” jednostki sterującej normalnie zamkniętej grupy styków przekaźnika K1 z obwodu woltomierza dwustopniowego. Jeśli restrukturyzacja R3 nie doprowadzi progu przełączania woltomierza do 12 ... 13 V, wówczas będziesz musiał wymienić lampę HL3 na mocniejszą (zamiast 10, zainstaluj 15 W). Urządzenia rozruchowe produkcji przemysłowej są przystosowane do progu przełączania nawet 9 V. Zalecamy ustawienie progu przełączania urządzenia na wyższe napięcie, ponieważ jeszcze przed włączeniem rozrusznika akumulator jest zasilany niewielkim prądem (do poziomu przełączania). Teraz rozruch odbywa się z lekko „naładowanym” akumulatorem wraz z automatycznym urządzeniem rozruchowym. Wraz ze wzrostem napięcia pokładowego automatyka „zamyka” dopływ prądu z urządzenia rozruchowego, przy powtarzających się rozruchach w odpowiednich momentach ładowanie jest wznawiane. Dostępny w urządzeniu regulator prądu (wypełnienie impulsów wyprostowanych) pozwala na ograniczenie wielkości prądu rozruchowego. Autorzy: N.P. Goreiko, V.S. Kuchenki
Nowy sposób kontrolowania i manipulowania sygnałami optycznymi
05.05.2024 Klawiatura Primium Seneca
05.05.2024 Otwarto najwyższe obserwatorium astronomiczne na świecie
04.05.2024
▪ Nowe miniaturowe rezonatory kwarcowe w obudowie SMD ▪ Ochrona bioróżnorodności z wanilią ▪ Znaleziono brakujący kawałek wszechświata ▪ Stworzenie jedwabiu pajęczego przy użyciu bakterii fotosyntetycznych
▪ sekcja witryny Wykrywacze metali. Wybór artykułu ▪ artykuł Nie jestem tchórzem, ale się boję! Popularne wyrażenie ▪ artykuł Czym jest ogień? Szczegółowa odpowiedź ▪ artykuł Elektryk głównego panelu sterowania. Standardowe instrukcje dotyczące ochrony pracy ▪ artykuł Timer w sterowniku wycieraczek. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn
www.diagram.com.ua |
Zobacz inne artykuły Sekcja 
Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:
Wszystkie języki tej strony