269 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Тиристорный стабилизатор напряжения схема

ЭЛЕКТРОННЫЕ СТАБИЛИЗАТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ

Сегодня, в связи с увеличением нагрузки на сети 220В, вопрос выбора стабилизатора напряжения делается все труднее. В продаже полно дешевых Он-лайн ИБП, способных частично сменить функции стабилизатора. Впрочем нередко наши домашние и промышленные сети сжигают в том числе и ИБП в связи с перенапряжениями и бросками тока.

В виде обзорной продукции были подобраны эталоны очень известных релейных стабилизаторов РЕСАНТА, китайский стабилизатор TDR-10000 малоизвестной компании, и стабилизатор отечественного производства серии СКм. Другие разновидности стабилизаторов (тиристорные, мотор-приводные, феррорезонансные) для сопоставления не брались. У любого типа стабилизаторов есть и плюсы, и собственные недостатки. Группы стабилизаторов по принципу действия делятся на 4 типа.

ТИРИСТОРНЫЕ СТАБИЛИЗАТОРЫ

Тиристорные (симисторные) стабилизаторы напряжения производят многие предприятия, как зарубежные, так и отечественные из-за простоты, быстроты сборки и настройки, не афишируя, однако, крупных недостатков в их принципе действия.

ПРИЕМУЩЕСТВА

— Характеризуются малым временем регулирования.

— В режиме стабилизации мощность не теряют. Четко выдерживают паспортные характеристики, т.е. в момент стабилизации выдерживают в точности только то, что написано в паспорте.

— Высокая точность регулирования, производители добиваются этого большим количеством повышающих ступеней

НЕДОСТАТКИ :

— Большое количество повышающих ступеней.

— Каждая ступень — это обрыв фазы. Чем больше ступеней, тем больше провалов.

— Каждая ступень — всплеск, скачек, «шум» в сеть. Чем больше ступеней, тем больше помех.

— Моргание лампочек происходит по той же причине — большое количество повышающих ступеней.

— Дорогая чувствительная аппаратура, особенно аудио-видео техника работает с помехами.

— В целом срок службы бытовой техники сокращается.

— Надо брать с большим запасом по мощности,что чревато ценой.

— Не выдерживают перегрузок по току и по напряжению, даже кратковременных.

— По нижнему порогу отключаются.

— Электрическая схема этих стабилизаторов сделана таким образом, что они всегда отключают нагрузку, когда перегрузки выходят за пределы рабочих характеристик в паспорте. Например, если вдруг напряжение опустилось ниже рабочего входного напряжения, такой стабилизатор отключит всю Вашу бытовую технику. У многих напряжение частенько кратковременно опускается ниже нижнего порога. Тиристорный стабилизатор будет постоянно «дергать» Вашу технику.

— Эти стабилизаторы отключаются не для того, чтобы сберечь Вашу электротехнику, а для того, чтобы сам стабилизатор не вышел из строя. Для тиристоров и симисторов режим перегрузок вреден. Если допускать к ним перегрузки , то эти элементы быстро «горят».

— Выходное напряжение сильно искажено. Это связано прежде всего с особенностью работы самих тиристоров, симисторов. Они излучают очень большой уровень радиопомех и по этим причинам не целесообразно запитывать от тиристоро-симисторных стабилизаторов аудио-видео технику и точные измерительные приборы, так как нормальная работа этих устройств будет искажена.

— У стабилизаторов из этой категории очень большие габариты и вес , опять таки по причине использования коммутирующих ключей на тиристорах или симисторах. Так как тиристоры и симисторы очень сильно греются, то для нормальной работоспособности этих элементов, чтобы не было перегрева, ставятся обязательно радиаторы для охлаждения их во время работы, отсюда большой вес изделия.

— Неоправданно высокая цена относительно других типов стабилизаторов.

ФЕРРОРЕЗОНАНСНЫЕ СТАБИЛИЗАТОРЫ

Один из самых старых типов стабилизаторов напряжения. В настоящее время применятся довольно редко из-за целого ряда существенных недостатков.

— Узкий диапазон входного напряжения (176-256В)

— Искажение синусоидальности выходного напряжения

— Выдает большие помехи в сеть

— Большая масса и большие габариты

— Ограничения по нагрузочной способности (недопустимость работы на холостом ходу и нагрузках менее 20%)

— Ограничения по COS (F) нагрузки

СТАБИЛИЗАТОРЫ ЛАТРНОГО ТИПА

Так называемые стабилизаторы напряжения латрного типа с плавным регулированием. Они в основном изготавливаются на основе автотрансформаторов с серводвигателями — ЛАТР.

ПРЕИМУЩЕСТВА

— Цена. Широкий диапазон. Это самые дешевые стабилизаторы напряжения из всего разнообразия моделей. На нашем рынке в большом количестве представлены модели Китайского, Тайваньского, а так же Отечественного производства.

НЕДОСТАТКИ

— В режиме стабилизации теряет мощность.

— Характеризутся низкой нагрузочной способностью.

— Фактически, покупая латрный стабилизатор напряжения мощностью в 10 кВт, вы получаете только 5 кВт.

— Большие ограничения по скорости регулирования — медленные.

— Недолговечные — быстро и часто ломаются. Горит моторчик. Качество этих стабилизаторов оставляет желать лучшего.

— Требуется регулярное обслуживание.

— Не выносят перегрузок. Горят часто и ломаются.

— Большая масса и габариты

— Ненадежные и опасные

РЕЛЕЙНЫЕ СТАБИЛИЗАТОРЫ

Современные, мощные, электронные реле практически не уступают в быстродействии тиристорам и симисторам, да это и не столь необходимо. Любые значения в пределах 10-20 м.с. являются нормой. И реле и тиристоры срабатывают в этом диапазоне. Этих значений вполне достаточно для любой аппаратуры. Принцип действия релейных и тиристорных стабилизаторов напряжения абсолютно одинаков.

ПРИЕМУЩЕСТВА

— Характеризуются малым временем регулирования 10-20 м.с.

— Не создают никаких искажений синусоиды и не излучают радиопомех, не дает «шумов» в сеть, ведь реле изначально ничего не искажают и не вносят никаких радиопомех, идеальный коммутационный ключ.

— Реле отлично справляются с перегрузками.

— Можно использовать для любой техники включая элитную аудио-видео технику, опять же по причине отсутсвия каких-либо искажений.

— Самые компактные размеры из всех вышеперечисленных (так как реле не нуждаются в охлаждении, то и радиаторы не применяются).

— Небольшой вес, в сравнении со всеми вышеперечисленными.

— Увеличенный ресурс работы.

— Диапазон может быть любой.

— Работают при минусовых температурах.

НЕДОСТАТКИ :

— Несколько сниженная точность стабилизации.

— Работа релейного стабилизатора напряжения сильно зависит от производителя.

— Рабочие характеристики сильно зависят от управляющей электросхемы стабилизатора и от типа реле.

— У всех производителей электрические управляющие схемы разные.

Вернёмся к обзору. Все представленные аппараты поддерживают выходное напряжение в установленном спектре.

Стабилизатор напряжения РЕСАНТА АСН-8000

Это однофазный стабилизатор напряжения электромеханического типа, который используется для выравнивания входного напряжения и защиты приборов от высоких скачков напряжения. В электромеханических стабилизаторах регулировка производится за счет перемещения графитовой щетки вдоль катушки регулируемого автотрансформатора.

Преимущества электромеханических стабилизаторов «Ресанта»:

— плавное изменение выходного напряжения (высокая точность на выходе ±2%).

— высокая мощность (соответствие заявленной и реальной мощности);

— на больших мощностях 5, 8, 10, 12, 15, 20 kVA используется одна большая катушка с двумя мощными щетками, каждая щетка имеет площадь контакта втрое выше, чем у аналогичных моделей других марок, таким образом, общая площадь контакта увеличивается в 6 раз, соответственно снижается локальный нагрев щетки, также значительно увеличены радиаторы.

Стабилизаторы напряжения, производимые фирмой Ресанта, предназначены для автоматического поддержания в электрической сети заданного напряжения (220/380 В).

Функционально обеспечивают:

— полную защиту электроприборов и электрооборудования бытового и промышленного назначения от внезапного изменения напряжения электросети;

— стабильное электропитание оборудования в условиях продолжительного по времени заниженного или завышенного напряжения электросети;

— возможность безотказной и правильной работы электрооборудования в условиях нестабильного напряжения электросети;

— контроль напряжения на входе и выходе;

— фильтрацию сетевых помех и отсутствие искажений;

— автоматическое регулирование выходного напряжения с высокой точностью.

Стабилизатор напряжения TDR-10000

TDR-10000 ВА является быстродействующим автоматическим стабилизатором напряжения, предназначен для обеспечения качественного электропитания различных потребителей в условиях больших по значению и длительности отклонений напряжения в сетях 220В 50Гц. Стабилизаторы этой серии специально разработаны для защиты чувствительного электронного оборудования такого как: электроника котлов, компьютеры, домашняя техника, оргтехника, медицинское оборудование и т.д.

TDR-10000 ВА построен на базе центрального процессора SMT, который управляет всей работой стабилизатора. Кроме управления стабилизатором, мощный процессор выполняет функцию диагностики элементов стабилизатора.

Устройство предназначено для питания оборудования в частных домах и квартирах, а также для использования с оборудованием промышленных организаций, офисов, магазинов и т.д. В случае изменения напряжения питающей сети в диапазоне 100-260В, данное устройство поддерживает уровень выходного напряжения 220±5%. В стабилизаторе напряжения реализованы все виды защит, включая защиту от перегрузки, короткого замыкания, защиты от перегрева, фильтрация помех (EMC фильтр). Защищает оборудование от высокочастотных импульсов и несинусоидальных искажений.

Встроенная функция задержки позволяет пользователю установить время включения стабилизатора напряжения в работу в 6 секунд и 180 секунд. Эта функция защищает подключенное к стабилизатору оборудование от пробных включений линий электропередач, отключившихся аварийно. А также от пиков перенапряжений или провалов напряжения при одновременном включении большого числа потребителей.Цифровой вольтметр показывает входное напряжение питающей сети и выходное напряжение, которое подается из стабилизатора на устройство потребитель.

Стабилизаторы напряжения СКм-6000

Стабилизатор гарантирует собственные характеристики, даже объявленную номинальную выходную мощность во всем спектре напряжений кормления (нижний спектр немножко повыше, нежели у стабилизаторов РЕСАНТА по всё этой же первопричине повышения входного тока).

В различие от рассмотренных выше, в стабилизаторах СКм имется интегрированный узел контролирования тока перегрузки. Помимо встроенного входного механического выключателя, есть функция механического контролирования перегрузки. А коммутация реле стабилизатора исполняется в период перехода тока перегрузки через ноль – это снижает образование дуги на контактах реле, так что ресурс реле возрастает в разы.

Стабилизатор отключает выход при достижении входного значения 304 В. При всем этом, сам стабилизатор выдерживает долго напряжение до 420 В. То есть при подаче линейного трёхфазного напряжения на стабилизатор либо «отгорании нулевой точки”, он не сломается.

Устройство имеет встроенную электронную термозащиту, позволяющую механически отключать стабилизатор при перегреве и создавать повторное подключение после остывания.

Стабилизаторы СКм имеют внутри себя частотный фильтр и модули защиты от импульсных перенапряжений.

Вспомогательные функции:

Стабилизаторы обустроены светодиодной индикацией. А звуковой и световой сигнализацией стабилизатор известит, если напряжение станет не в норме.

Помимо всего этого, стабилизатор, подобно стабилизаторам РЕСАНТА, обустроен интегрированной обводной цепью.

Обозначим позитивные и негативные особенности стабилизаторов СКм:

— Стабилизаторы держат объявленную номинальную мощность во всем спектре входных напряжений.

— Стабилизаторы имеют в составе главные составляющие пожаробезопасности и охраны, а также добавочные электронные средства обеспечивания защиты.

— Стабилизатор защитит подключенное оборудование от долгих перенапряжений, при этом не сломается даже при напряжении сети до 420 В.

— Специализированный метод переключения реле повышает срок эксплуатации стабилизаторов.

— В стабилизаторе установлены составляющие фильтрации сетевого напряжения и охраны от импульсных перенапряжений.

— Довольно большая цена – в разы повыше «китайских” стабилизаторов и сравнима со ценою стабилизаторов отечественных поставщиков.

В свете вышесказанного, нужно отметить, что приобретая стабилизатор переменного напряжения необходимо не столько гнаться за большей мощностью за наименьшие средства, точностью стабилизации или же широким спектром рабочих напряжений, но и учесть другие актуальные характеристики, которые имеют тоже важность, но выставляются на передний план.

Читать еще:  Кухонный топорик своими руками чертежи

Самодельный регулятор напряжения на тиристоре — схема для изготовления

Из-за использования в повседневной жизни большого количества электрических приборов (микроволновок, электрочайников, компьютеров и т.д.) нередко возникает необходимость регулировки их мощностей. Для этого применяют регулятор напряжения на тиристоре. Оно имеет простую конструкцию, поэтому собрать его самостоятельно несложно.

Нюансы в конструкции

Тиристор – это управляемый полупроводник. При необходимости он может очень быстро провести ток в нужном направлении. От привычных диодов устройство отличается тем, что имеет возможность контролировать момент подачи напряжения.

Регулятор состоит из трех компонентов:

  • катод – проводник, подключаемый к отрицательному полюсу источника питания;
  • анод – элемент, присоединяемый к положительному полюсу;
  • управляемый электрод (модулятор), который полностью охватывает катод.

Регулятор функционирует при соблюдении нескольких условий:

  • тиристор должен попадать в схему под общее напряжение;
  • модулятор должен получать кратковременный импульс, позволяющий устройству контролировать мощность электроприбора. В отличие от транзистора регулятору не требуется удержание этого сигнала.

Тиристор не применяется в схемах с постоянным током, поскольку он закрывается, если нет напряжения в цепи. В то же время в приборах с переменным током регистр необходим. Это связано с тем, что в подобных схемах имеется возможность полностью закрыть полупроводниковый элемент. С этим справится любая полуволна, если возникнет такая потребность.

Существует несколько схем монтажа устройства. Самый несложный – это навесной тип. При его сборке не используют печатную плату. Не потребуется также специальные навыки при монтаже. Сам процесс занимает мало времени. Поняв принцип работы регистра, будет просто разобраться в схемах и рассчитать оптимальную мощность для идеальной работы оборудования, где тиристор установлен.

Область применения и цели использования

Используют тиристор во многих электроинструментах: строительных, столярных бытовых и прочих. Он играет в схемах роль ключа при коммутации токов, при этом работая от малых импульсов. Выключается только при нулевом уровне напряжении в цепи. К примеру, тиристор контролирует скорость работы ножей в блендере, регулирует быстроту нагнетания воздуха в фене, координирует мощность нагревательных элементов в приборах, а также выполняет другие не менее важные функции.

В схемах с высокоиндуктивной нагрузкой, где ток отстает от напряжения, тиристоры могут не закрываться полностью, что приведет к поломке оборудования. В строительных приборах (дрелях, шлифовальных машинах, болгарках и т.д.) тиристор переключается при нажатии кнопки, которая находится в общем с ним блоке. При этом происходят изменения в работе двигателя.

Тиристорный регулятор отлично работает в коллекторном двигателе, где есть щёточный узел. В асинхронных движках устройство менять обороты не сможет.

Принцип действия

Специфика работы прибора заключается в том, что напряжение в нем регулируется мощностью, в также электроперебоями в сети. Регулятор тока на тиристоре при этом пропускает его только в одном конкретном направлении. Если устройство не отключить, оно так и будет продолжать работать, пока его не выключат после определенных действий.

Изготавливая тиристорный регулятор напряжения своими руками, в конструкции следует предусмотреть достаточно свободного места для установки управляющей кнопки или рычага. При сборке по классической схеме имеет смысл использовать в конструкции специальный выключатель, который при изменении уровня напряжения светит разными цветами. Это обезопасит человека от возникновения неприятных ситуаций, поражений током.

Способы закрывания тиристора

Подача импульса на управляющий электрод неспособна прекратить его работу или закрыть. Модулятор только включает тиристор. Прекращение действия последнего происходит только после того, как на ступени катод-анод прерывается подача тока.

Регулятор напряжения на тиристоре ку202н закрывается следующими способами:

  • Отключить схему от блока питания (батарейки). Устройство при этом не заработает до тех пор, пока не будет нажата специальная кнопка.
  • Размокнуть соединение анод-катод с помощью проволоки или пинцета. Через эти элементы идет все напряжение, поступая в тиристор. Если перемычку разомкнуть, уровень тока окажется нулевым и устройство выключится.
  • Уменьшить напряжение до минимального.

Простой регулятор напряжения

Даже самая простая радиодеталь состоит из генератора, выпрямителя, аккумулятора, а также переключателя напряжения. Такие устройства обычно не содержат стабилизаторов. Сам же тиристорный регулятор тока состоит из таких элементов:

  • диод – 4 шт.;
  • транзистор – 1 шт;
  • конденсатор – 2 шт.;
  • резистор – 2 шт.

Чтобы избежать перегрева транзистора, к нему устанавливают систему охлаждения. Желательно, чтобы последняя имела большой запас мощности, которая позволит заряжать в дальнейшем аккумуляторы с невысокой емкостью.

Способы регулирования фазового напряжения в сети

Изменяют переменное электрическое напряжение при помощи таких электрических приборов, как: тиратрон, тиристор и прочие. При изменении угла этих структур на нагрузку подаются неполными полуволнами, а в результате регулируется действующее напряжение. Искажение вызывает возрастание тока и падение напряжения. Последнее меняет форму из синусоидальной в несинусоидальную.

Схемы на тиристорах

Система включится после того, как на конденсаторе соберется достаточно напряжения. При этом момент открытия контролируется при помощи резистора. На схеме он обозначен как R2. Чем медленнее заряжается конденсатор, тем больше сопротивления у этого элемента. Регулируется электроток через управляющий электрод.

Эта схема дает возможность контролировать полную мощность в устройстве, так как регулируются два полупериода. Это возможно благодаря установке в диодном мосте тиристора, который воздействует на одну из полуволн.

Регулятор напряжения, схема которого представлена выше, имеет упрощенную конструкцию. Контролируется здесь одна полуволна, в то время как другая без изменений проходит через VD1. Работает по аналогичному сценарию.

При работе с тиристором импульс на управляющий электрод следует подавать в определенный момент, чтобы срез фаз достиг требуемой величины. Нужно определять переход полуволны в нулевой уровень, иначе регулировка не будет эффективной.

Тиристорные стабилизаторы

Тиристорные стабилизаторы напряжения дороже релейных и сервоприводных, но при этом набирают все большую популярность, в чем их плюсы разберемся вместе со СтабЭксперт.ру.

Принцип работы

Тиристорные стабилизаторы работают по тому же ступенчатому принципу, что и релейные, рассмотренные ранее. Отличие заключается в том, что роль контактов электромеханических реле играют электронные управляемые ключи — тиристоры.

Тиристор представляет собой полупроводниковый прибор, имеющий три электрода — анод, катод и электрод управления. И в зависимости от наличия сигнала управления, он может находиться в закрытом или открытом состоянии. Проводимость в данной схеме имеет односторонний характер. В открытом состоянии движение электрического тока происходит от анода к катоду. Для использования этих электронных ключей в схемах переменного тока обычно поступают следующим образом. Два тиристора соединяют по так называемой встречно-параллельной схеме, то есть, анод одного прибора соединяют с катодом другого и наоборот.

В результате получается комбинированный ключ, обеспечивающий проводимость в обоих направлениях. Аналогично релейным приборам, каждый тиристорный ключ управляет только одной отпайкой вторичной обмотки автотрансформатора и одновременное открытие нескольких ключей не допускается.

Управление тиристорными ключами осуществляется электронным блоком. Алгоритм работы системы управления аналогичен тому, что применяется в релейных стабилизаторах. Система осуществляет постоянный контроль уровня напряжения и при его отклонении подаёт сигнал на открывание соответствующего ключа.

Топ-3 популярных марок

МодельПараметры / МощностьИнформация
Lider W
    Параметры:
  • Рабочий диапазон — от 150 до 265 В.
  • Точность — 4,5%.
  • Универсальное размещение. Мощность:
  • От 400 Вт до 30 кВт.
Перейти >>
Progress TR
    Параметры:
  • Рабочий диапазон — от 120 до 245 В.
  • Точность — 3%.
  • Напольное размещение. Мощность:
  • От 3 кВт до 12 кВт.
Перейти >>
Энергия Classic-Ultra
    Параметры:
  • Рабочий диапазон — от 125 до 254 В.
  • Точность — 3-5%.
  • Универсальное размещение. Мощность:
  • От 5 кВт до 20 кВт.
Перейти >>

Плюсы и минусы

Тиристорные стабилизаторы напряжения обладают рядом преимуществ по сравнению с устройствами релейного типа, основными из которых являются:

  • более высокая скорость переключения ступеней, т.е. тиристоров по сравнению с электромеханическими реле. Благодаря этому качеству тиристорные приборы быстрее реагируют на изменение напряжения;
  • стабилизаторы с электронными ключами не имеют механических контактов и движущихся частей, что обеспечивает их бОльшую искробезопасность (не абсолютную!) и более длительный эксплуатационный ресурс.

Общим недостатком всех регуляторов ступенчатого типа, переключающих отводы вторичной обмотки автотрансформатора (и релейных в том числе), является неизбежность наличия определённой погрешности регулирования. Проблема заключается в следующем. СтабЭксперт.ру напоминает, что проектировщики при создании оборудования этого типа всегда ищут компромисс между пределами регулирования напряжения и погрешностью этого самого регулирования.

Предел регулирования зависит от количества витков между крайними выводами обмотки, подключаемыми к нагрузке контактами реле или электронными ключами. Точность же стабилизации определяется числом витков одной секции, составляющей ступень регулирования. Таким образом, при большом диапазоне регулирования получить низкую погрешность можно, если разделить этот диапазон на большое количество ступеней с малым числом витков. Однако стабилизатор с большим числом отводов обмотки автотрансформатора и ключевых элементов становится тяжёлым, громоздким и дорогим.

Для дома

Нужно понимать, что для дома даже погрешность релейных моделей в 8-10% является приемлемой и большинство приборов «переваривают» такие отклонения спокойно. У тиристорных точность работы выше, она обычно 3-5%, казалось бы, зачем это в быту? Но наряду с этим они реагирует быстрее, как писали ранее и перегрузки, в моменте, терпят гораздо бОльшие, а это важно при пусковых токах насосов, станков и пр. Ну и дорогая аудио- и видео-техника тяготеет к хорошему питанию.

Пример

В качестве примера, рассмотрим стабилизаторы от одного производителя: тиристорные Энергия Classic и Энергия Ultra имеют точность работы 5 и 3% соответственно, а перегрузку терпят в 180%. Представители релейного сегмента Энергия Voltron работают с точностью 5% и способны вытерпеть кратковременную перегрузку в 110%.

Тиристорные трехфазные стабилизаторы

Тиристорные стабилизаторы, на данный момент, выпускают только однофазные, но для сети 380 В приобретается модульный комплект из 3-х однофазных приборов, а если появляется прибор требующий ровно 380 В, то докупается блок контроля сети.

Тирристорные стабилизаторы напряжения

Многие потребители постоянно используют стабилизаторы напряжения для защиты электросети. Перепады напряжения могут значительно повлиять на работу бытовых приборов. Если вы желаете избежать подобных проблем, тогда следует использовать тирристорные стабилизаторы.

Эти устройства позволяют значительно нормализовать скачки напряжения. Теперь они не повлияют на работоспособность вашей бытовой техники. Они способны обеспечить значительную нормализацию электроэнергии и позволяют защитить приборы. Если вам интересно, тогда читайте про релейные стабилизаторы напряжения.

Тирристорные стабилизаторы и их строение

Теперь мы решили рассмотреть устройство тирристорного стабилизатора. Этот прибор имеет простой принцип работы, и если вы откроете крышку, тогда сможете увидеть следующие компоненты:

  1. Автоматических трансформаторов.
  2. Схемы, которые обеспечивают нормальную работу.
  3. Тирристорные ключи.
  4. Светодиодные лампы.

Это основные компоненты, из которых состоит тирристорный стабилизатор.

Принцип работы

Главным элементом этого устройства считается автоматический трансформатор. Именно это устройство будет отвечать за нормализацию электроэнергии. Теперь вам следует рассмотреть его строение. После поступления ток проходит через первичную обмотку. Затем он поступает через вторичную обмотку и проходит к бытовым приборам. Обмотка состоит из огромного количества витков. Обычно на второй обмотке витков будет больше, чем в первичной обмотке.

Читать еще:  Электрическая схема монтажа электродвигателя

Количество витков может быть разным, и поэтому после прохождения обмоток ток будет поступать на тирристорные ключи. Они позволяют снизить напряжение до определенного уровня. Во время роста или уменьшения напряжения тирристорные стабилизаторы будут подключать или отключать обмотки.

Если во время работы вы увидите, что лампа будет мерцать, это не означает, что устройство сломалось. Процесс мерцания ламп будет происходить во время подключения обмоток.

Работа тиристоров

Для стабилизации напряжения эти устройства защиты используют тиристорные ключи. Их работа будет иметь определенные особенности. Их включение или отключение может произвести к искажению синусоидальной формы тока. Также тиристор необходим, чтобы контролировать процесс нормализации напряжения. Тиристоры бояться перегрузок и поэтому часто могут перегорать или выходить из строя. Еще одной особенностью считается то, что эти устройства могут значительно перегреваться во время работы. Их необходимо регулярно проверять и контролировать процесс работы. При необходимости вы можете выбрать настенный стабилизатор напряжения.

Типы тирристорных стабилизаторов

Тирристорные стабилизаторы могут быть однокаскадными или двухкаскадными. Однокаскадное устройство способно контролировать работы в один этап. Двухкаскадные соответственно проводят работы по нормализации в два этапа. После второго этапа ток станет идеальным.

Если вы желаете получить надежное устройство, тогда вам следует выбрать двухкаскадное устройство. Оно способно обеспечить надежную защиту, которая вас порадует.

Преимущества и недостатки

Это устройство может иметь не только преимущества, но и недостатки. К основным преимуществам на сегодняшний день можно отнести:

  1. Отсутствие шума во время нормализации напряжения.
  2. Один тиристор может сработать более 1 млрд. раз.
  3. Имеет небольшие размеры.
  4. Высокая скорость выравнивания напряжения.
  5. Возможность работы при низком уровне напряжения.

Это основные преимущества, которые вы можете получить. Теперь следует изучить недостатки, к которым относят:

  1. Ступенчатая стабилизация напряжения.
  2. Микроконтроллер может подвисать.
  3. Цена устройства считается высокой.

Подключение тирристорного стабилизатора

Монтаж тирристорного стабилизатора можно выполнить самостоятельно. Если вы планируете их применять, тогда сможете получить высокую нормализацию напряжения. Подключать их необходимо сразу после счетчика или распределительного щитка. При необходимости использовать их можно и для одного бытового прибора.

Если вы планируете подключить тирристорный стабилизатор самостоятельно, тогда помните, что он имеет высокую мощность и подключение необходимо проводить через клеммы. Многие модели этого устройства в комплекте имеют кабели и розетки.

Похожие статьи по теме

Поделитесь своим мнением Отменить ответ

Популярное на сайте

Опросы

Наш сайт Все-электричество предоставляет вашему вниманию подробную информацию об электрике. Публикация наших материалов может разрешаться только в том случае если вы укажите ссылку на источник с указанием нашего проекта. Перед использованием нашего проекта рекомендуем прочесть пользовательское соглашение. Вся информация на сайте Все-электричество предоставлена в ознакомительных и познавательных целях. За применение этой информации администрация сайта ответственности не несет.

Мощный стабилизатор напряжения своими руками: принципиальные схемы + поэтапная инструкция сборки

Изготовление самодельных стабилизаторов напряжения – практика довольно частая. Однако по большей части создаются стабилизирующие электронные схемы, рассчитанные на относительно малые выходные напряжения (5-36 вольт) и относительно невысокие мощности. Устройства используются в составе бытовой аппаратуры, не более того.

Мы расскажем, как сделать мощный стабилизатор напряжения своими руками. В предложенной нами статье описан процесс изготовления устройства для работы с напряжением сети 220 вольт. С учетом наших советов вы без проблем самостоятельно справитесь со сборкой.

Стабилизация напряжения бытовой сети

Стремления обеспечить стабилизированное напряжение бытовой сети – явление очевидное. Такой подход обеспечивает сохранность эксплуатируемой техники, зачастую дорогостоящей, постоянно необходимой в хозяйстве. Да и в целом, фактор стабилизации – это залог повышенной безопасности эксплуатации электрических сетей.

Для бытовых целей чаще всего приобретают стабилизатор для газового котла, автоматика которого требует подключения к электропитанию, для холодильника, насосного оборудования, сплит систем и подобных потребителей.

Решить подобную задачу можно разными способами, самый простой из которых – купить мощный стабилизатор напряжения, изготовленный промышленным способом.

Предложений стабилизаторов напряжения на коммерческом рынке масса. Однако нередко возможности приобретения ограничиваются стоимостью устройств или другими моментами. Соответственно, альтернативой покупке становится сборка стабилизатора напряжения своими руками из доступных электронных компонентов.

При условии обладания соответствующими навыками и знаниями электромонтажа, теории электротехники (электроники), разводки схем и пайки элементов самодельный стабилизатор напряжения можно реализовать и успешно применять на практике. Такие примеры есть.

Схемные решения стабилизации электросети 220В

Рассматривая возможные схемные решения под стабилизацию напряжения с учётом относительно высокой мощности (не менее 1-2 кВт), следует иметь в виду разнообразие технологий.

Существует несколько схемных решений, которыми определяются технологические способности приборов:

  • феррорезонансные;
  • сервоприводные;
  • электронные;
  • инверторные.

Какой вариант выбрать, зависит от ваших предпочтения, имеющихся материалов для сборки и навыков работы с электротехническим оборудованием.

Вариант #1 – феррорезонансная схема

Для самостоятельного изготовления самым простым вариантом схемы видится первый пункт списка – феррорезонансная схема. Она работает на использовании эффекта магнитного резонанса.

Конструкцию достаточно мощного феррорезонансного стабилизатора допустимо собрать всего на трёх элементах:

Однако простота в данном варианте сопровождается массой неудобств. Конструкция мощного стабилизатора, собранная по феррорезонансной схеме, получается массивной, громоздкой, тяжелой.

Вариант #2 – автотрансформатор или сервопривод

Фактически речь идет о схеме, где используется принцип автотрансформатора. Трансформация напряжения автоматически осуществляется за счет управления реостатом, ползунок которого перемещает сервопривод.

В свою очередь сервопривод управляется сигналом, получаемым, к примеру, от датчика уровня напряжения.

Примерно по такой же схеме действует устройство релейного типа с той лишь разницей, что коэффициент трансформации меняется, в случае надобности, подключением или отключением соответствующих обмоток с помощью реле.

Схемы подобного рода выглядят уже более сложными технически, но при этом не обеспечивают достаточной линейности изменения напряжения. Собрать вручную прибор релейный или на сервоприводе допустимо. Однако разумнее выбрать электронный вариант. Затраты сил и средств практически одинаковые.

Вариант #3 – электронная схема

Сборка мощного стабилизатора по схеме электронного управления при обширном ассортименте радиодеталей в продаже становится вполне возможной. Как правило, такие схемы собираются на электронных компонентах – симисторах (тиристорах, транзисторах).

Также разработан целый ряд схем стабилизаторов напряжения, где в качестве ключей используются силовые полевые транзисторы.

Изготовить мощный аппарат полностью под электронным управлением руками неспециалиста достаточно сложно, лучше купить готовое устройство. В этом деле без опыта и знаний в сфере электротехники не обойтись.

Под самостоятельное производство рассматривать этот вариант целесообразно, если имеется сильное желание построить стабилизатор, плюс наработанный опыт электронщика. Далее в статье рассмотрим конструкцию электронного исполнения, пригодную для изготовления своими руками.

Подробные инструкции по сборке

Рассматриваемая под самостоятельное изготовление схема, скорее является гибридным вариантом, так как предполагает использование силового трансформатора совместно с электроникой. Трансформатор в данном случае применяется из числа тех, что устанавливались в телевизорах старых моделей.

Правда в ТВ приёмниках, как правило, ставились трансформаторы ТС-180, тогда как для стабилизатора требуется как минимум ТС-320 чтобы обеспечить выходную нагрузку до 2 кВт.

Шаг #1 – изготовление корпуса стабилизатора

Для изготовления корпуса аппарата подойдёт любой подходящий короб на основе изолирующего материала – пластмассы, текстолита и т.п. Главный критерий – достаточность места под размещение силового трансформатора, электронной платы и других компонентов.

Также корпус допустимо изготовить из листового стеклотекстолита, скрепив отдельные листы с помощью уголков или иным способом.

Короб стабилизатора необходимо оснастить пазами под установку выключателя, входного и выходного интерфейсов, а также других аксессуаров, предусмотренных схемой в качестве контрольных или коммутационных элементов.

Под изготовленный корпус нужна плита-основание, на которую «ляжет» электронная плата и будет закреплён трансформатор. Плиту можно сделать из алюминия, но следует предусмотреть изоляторы под крепёж электронной платы.

Шаг #2 – изготовление печатной платы

Здесь потребуется изначально спроектировать макет на размещение и связку всех электронных деталей согласно принципиальной схеме, кроме трансформатора. Затем по макету размечают лист фольгированного текстолита и рисуют (отпечатывают) на стороне фольги созданную трассировку.

Далее вытравливают плату при помощи соответствующего раствора (электронщикам метод травления плат должен быть знаком).

Полученный таким способом печатный экземпляр разводки зачищают, облуживают оловом и производят монтаж всех радиодеталей схемы с последующей пайкой. Так выполняется изготовление электронной платы мощного стабилизатора напряжения.

В принципе, можно воспользоваться сторонними услугами по травлению печатных плат. Этот сервис вполне приемлем по цене, а качество изготовления «печатки» существенно выше, чем в домашнем варианте.

Шаг #3 – сборка стабилизатора напряжения

Укомплектованная радиодеталями плата подготавливается для внешней обвязки. В частности, от платы выводятся линии внешней связи (проводники) с другими элементами – трансформатором, выключателем, интерфейсами и т.д.

На опорную плиту корпуса устанавливают трансформатор, соединяют с трансформатором цепи электронной платы, закрепляют плату на изоляторах.

Останется только подключить к схеме внешние элементы, смонтированные на корпусе, установить ключевой транзистор на радиатор, после чего корпусом закрывают собранную электронную конструкцию. Стабилизатор напряжения готов. Можно приступать к настройке с дальнейшими испытаниями.

Принцип работы и тест самоделки

Регулирующим элементом электронной схемы стабилизации выступает мощный полевой транзистор типа IRF840. Напряжение для обработки (220-250В) проходит первичную обмотку силового трансформатора, выпрямляется диодным мостом VD1 и поступает на сток транзистора IRF840. Исток этого же компонента соединен с минусовым потенциалом диодного моста.

Часть схемы, в которую включена одна из двух вторичных обмоток трансформатора, образуется диодным выпрямителем (VD2), потенциометром (R5) и другими элементами электронного регулятора. Этой частью схемы формируется управляющий сигнал, который поступает на затвор полевого транзистора IRF840.

На случай повышения напряжения питающей сети управляющим сигналом понижается напряжение затвора полевого транзистора, что приводит к закрытию ключа. Соответственно, на контактах подключения нагрузки (XT3, XT4) возможное повышение напряжения ограничивается. Обратным вариантом работает схема на случай понижения сетевого напряжения.

Настройка прибора особой сложностью не отличается. Здесь потребуется обычная лампа накаливания (200-250 Вт), которую следует включить на клеммы выхода прибора (X3, X4). Далее вращением потенциометра (R5) напряжение на отмеченных клеммах доводят до уровня 220-225 вольт.

Выключают стабилизатор, отключают лампу накаливания и включают прибор уже с полноценной нагрузкой (не выше 2 кВт).

После 15-20 минут работы вновь отключают аппарат и производят контроль температуры радиатора ключевого транзистора (IRF840). Если нагрев радиатора существенный (более 75º), следует подобрать более мощный теплоотводящий радиатор.

Если процесс изготовления стабилизатора показался вам слишком сложным и нерациональным с практической точки зрения, без особых проблем можно найти и приобрести устройство заводского исполнения. Правила и критерии выбора стабилизатора на 220 В приведены в рекомендуемой нами статье.

Читать еще:  Мини сверлильный станок своими руками чертежи

Выводы и полезное видео по теме

В видеоролике ниже рассматривается одна из возможных конструкций стабилизатора домашнего изготовления.

В принципе, можно взять на заметку этот вариант самодельного аппарата стабилизации:

Сборка блока, стабилизирующего сетевое напряжение, своими руками возможна. Это подтверждается многочисленными примерами, когда радиолюбители с небольшим опытом вполне успешно разрабатывают (или применяют существующую), готовят и собирают схему электроники.

Трудностей с приобретением деталей для изготовления стабилизатора-самоделки обычно не отмечается. Расходы на производство невысоки и естественным образом окупаются, когда стабилизатор вводят в эксплуатацию.

Оставляйте, пожалуйста, комментарии, задавайте вопросы, публикуйте фото по теме статьи в находящемся ниже блоке. Расскажите о том, как собрали стабилизатор напряжения собственными руками. Поделитесь полезной информацией, которая может пригодиться посещающим сайт начинающим электротехникам.

Тиристорный регулятор напряжения простая схема, принцип работы

Тиристор это один из мощнейших полупроводниковых приборов, именно поэтому он часто используется в мощных преобразователях энергии. Но он обладает своей спецификой управления: его можно открыть импульсом тока, а вот закроется он только когда ток опуститься почти до нуля (если быть точнее, то ниже тока удержания). Из этого тиристор в основном применяются для коммутирования переменного тока.

Фазовое регулирование напряжения

Существует несколько способов регулирования переменного напряжения тиристорами: можно пропускать или запрещать на выход регулятора целые полупериоды (или периоды) переменного напряжения. А можно включать не в начале полупериода сетевого напряжения, а с некоторой задержкой — ‘a’. В течении этого времени напряжение на выходе регулятора будет равно нулю, а мощность не будет передаваться на выход. Вторую часть полупериода тиристор будет проводить ток и на выходе регулятора появиться входное напряжение.

Время задержки ещё часто называют углом открывания тиристора, так вот при нулевом угле практически всё напряжение со входа будет попадать на выход, только падение на открытом тиристоре будет теряться. При увеличении угла тиристорный регулятор напряжения будет снижать выходное напряжение.

Регулировочная характеристика тиристорного преобразователя при работе на активную нагрузку приведена на следующем рисунке. При угле равном 90 электрических градусов на выходе будет половина входного напряжения, а при угле 180 эл. градусов на выходе будет ноль.

На основе принципов фазового регулирования напряжения можно построить схемы регулирования, стабилизации, а также плавного пуска. Для плавного пуска напряжение нужно повышать постепенно от нуля до максимального значения. Таким образом угол открывания тиристора должен изменяться от максимального значения до нуля.

Схема тиристорного регулятора напряжения

Таблица номиналов элементов

  • C1 – 0,33мкФ напряжение не ниже 16В;
  • R1, R2 – 10 кОм 2Вт;
  • R3 – 100 Ом;
  • R4 – переменный резистор 33 кОм;
  • R5 – 3,3 кОм;
  • R6 – 4,3 кОм;
  • R7 – 4,7 кОм;
  • VD1 .. VD4 – Д246А;
  • VD5 – Д814Д;
  • VS1 – КУ202Н;
  • VT1 – КТ361B;
  • VT2 – КТ315B.

Схема построена на отечественной элементной базе, собрать её можно из тех деталей, которые провалялись у радиолюбителей 20-30 лет. Если тиристор VS1 и диоды VD1-VD4 установить на соответствующие охладители, то тиристорный регулятор напряжения будет способен отдавать в нагрузку 10А, то есть при напряжении 220 В получаем возможность регулировать напряжение на нагрузке в 2,2 кВт.

В устройстве всего два силовых компонента диодный мост и тиристор. Они рассчитаны на напряжение 400В и ток 10А. Диодный мост превращает переменное напряжение в однополярное пульсирующее, а фазовое регулирование полупериодов осуществляет тиристор.

Параметрический стабилизатор из резисторов R1, R2 и стабилитрона VD5 ограничивает напряжение, которое подается на систему управления на уровне 15 В. Последовательное включение резисторов нужно для увеличения пробивного напряжения и увеличения рассеиваемой мощности.

В самом начале полупериода переменного напряжения С1 разряжен и в точке соединения R6 и R7 тоже нулевое напряжение. Постепенно напряжения в этих двух точках начинают расти и чем меньше сопротивление резистора R4, тем быстрее напряжение на эмиттере VT1 перегонит напряжение на его базе и откроет транзистор.
Транзисторы VT1, VT2 составляют маломощный тиристор. При появлении напряжения на база-эмиттерном переходе VT1 больше порогового, транзистор открывается и открывает VT2. А VT2 отпирает тиристор.

Представленная схема достаточно проста, её можно перевести на современною элементную базу. Также можно при минимальных переделках снизить мощность или напряжение работы.

25 thoughts on “ Тиристорный регулятор напряжения простая схема, принцип работы ”

Раз уж мы заговорили о электрических углах, то хочется уточнить: при задержке «а» до 1/2 полупериода (до 90 эл. градусов) напряжение на выходе регулятора будет равным практически максимальному, а уменьшаться начнет только при «а» > 1/2 (>90). На графике — красным по серому начертано! Половина полупериода — не половина напряжения.
У данной схемы один плюс — простота, но фаза на управляющих элементах может привести к непростым последствиям. Да и помехи наводящиеся в электросети тиристорной отсечкой немалые. Особенно при большой нагрузке, что ограничивает область применения данного устройства.
Я вижу только одно: регулировать нагревательные элементы и освещение в складских и подсобных помещениях.

На первом рисунке ошибка, 10 мс должно соответствовать — полупериоду, а 20 мс соответствует периоду сетевого напряжения.
Добавил, график регулировочной характеристики при работе на активную нагрузку.
Вы видимо пишите про регулировочную характеристику когда нагрузкой является выпрямитель с емкостным фильтром? Тогда да, конденсаторы будут заряжаться на максимуме напряжения и диапазон регулирования будет от 90 до 180 градусов.

подобные схемы собирал…все работают безупречно, только больше нравится на кт 117

Залежи советских радиодеталей есть далеко не у каждого. Почему бы не указать «буржуйские» аналоги старых отечественных полупроводниковых приборов (например, 10RIA40M для КУ202Н)?

Тиристор КУ202Н сейчас продают меньше чем за доллар (не знаю, производят ли или старые запасы распродают). А 10RIA40M дорогой, на алиэкспрессе его продают примерно за 15$ плюс доставка от 8$. 10RIA40M имеет смысл использовать только когда нужно отремонтировать устройство с КУ202Н, а КУ202Н не найти.
Для промышленного применения более удобны тиристоры в корпусах TO-220, TO-247.
Два года назад делал преобразователь на 8кВт, так тиристоры покупал по 2,5$ (в корпусе TO-247).

Это и имелось в виду, если ось напряжения (почему-то помечена Р) провести, как на 2-м графике, то станет яснее с градусами, периодами и полупериодами приведенными в описании. Осталось убрать знак переменного напряжения на выходе (оно уже выпрямлено мостом) и моя дотошность будет удовлетворена полностью.
КУ202Н продают сейчас на радиорынках действительно за копейки, причем в исполнении 2У202Н. Кто в теме, поймет, что это военное производство. Наверное распродаются складские НЗ, которым все сроки вышли.

На рынке, если брать с рук могут среди новых подложить и выпаянную деталь.
Быстро проверить тиристор, например КУ202Н можно простым стрелочным тестером, включенным на измерение сопротивлений по шкале в единицы ом.
Анод тиристора соединяем на плюс, катод на минус тестера, в исправном КУ202Н утечки быть не должно.
После замыкания управляющего электрода тиристора на анод стрелка омметра должна отклониться, и остаться в таком положении после размыкания.
В редких случаях такой метод не срабатывает, и тогда для проверки понадобится низковольтный блок питания, желательно регулируемый, лампочка от фонарика, и сопротивление.
Вначале устанавливаем напряжение блока питания и проверяем светится ли лампочка, затем последовательно с лампочкой, соблюдая полярность соединяем наш тиристор.
Лампочка должна загореться лишь после кратковременного замыкания анода тиристора с управляющим электродом через резистор.
При этом резистор нужно подбирать, исходя из номинального открывающего тока тиристора и напряжения питания.
Это самые простейшие методы, но возможно существуют и специальные приборы для проверки тиристоров и симисторов.

кратковременно проверку выдерживают без сопротивления

На выходе напряжение не выпрямлено мостом.Оно выпрямлено только для схемы управления.

На выходе переменка,мост выпрямляет только для схемы управления.

Я бы назвал не регулирование напряжения, а регулирование мощности. Это стандартная схема регулятора освещения, которую раньше собирали почти все. И про радиатор к тиристору загнули. В теории конечно можно, но в практике думаю тяжело обеспечить тепло обмен между радиатором и тиристором для обеспечения 10А.

А какие сложности с теплообменом у КУ202? Вкрутил торцевым болтом в радиатор и все! Если радиатор новый, точнее, резьба не разболтана, даже КТП мазать не надо. Площадь стандартного радиатора (иногда и в комплекте шли), как раз и расчитана на нагрузку 10 А. Никакой теории, сплошная практика. Единственно, что радиаторы должны были находится на открытом воздухе (по инструкции), а при таком подключении сети — чревато. Поэтому закрываем, но ставим кулер. Да, мостовые друг к другу не прислоняем.

Вполне согласен с регулированием отдаваемоей мощности в нагрузку. Тиристор, конечно, не нужно ставить в предельные режимы. А так, моя любимая схема. даже использовал успешно для регулировки в первичной обмотке трансформатора.

Подскажите, что за конденсатор С1 -330нФ?

Наверное правильнее будет написать C1 — 0,33мкФ, можно устанавлиявать керамический или пленочный на напряжение не меньше 16В.

Всем самого доброго! Сначала собирал без транзисторов схемы… Одно плохо — регулировочное сопротивление грелось и выгорал слой графитовой дорожки. Потом собрал эту схему на кт. Первая неудачно — вероятно из-за большого усиления самих транзисторов. Собрал на МП с усилением около 50. Заработала без проблем! Однако есть вопросы…

Я тоже собирал без транзисторов,но ничего не грелось.Это было два резистора и конденсатор,В последствии убрал и конденсатор.Фактически остался переменник между анодом и управляющим,ну и естественно мостик.Использовал для регулировки мощности паяльника,причем как на 220 вольт,так и на первичку трансформатора для паяльника на 12 вольт и все работало и не грелось.Сейчас до сих пор в кладовке лежит в исправном состоянии.У Вас возможно была утечка в конденсаторе между катодом и управляющим для схемы без транзисторов.

Собрал на МП с усилением около 50. Работает! Но стало больше вопросов…

Номиналы R4 и R5 явно перепутаны. Никто не собирал схему в железе?

Можно поконкретнее о диодном мосте. Как направлены диоды?

плюс на право ,минус на лево ))

График неправильный. При 90 градусах *мощность* будет половина. А напряжение будет в корень из двух меньше исходного. Типа от 220 останется 155, а не 110.

А заменить транзисторы на динистор DB3 (стоит 4 рубля) можно? Дайте схему пожалуйста

…а если его — регулировать обороты вентилятора?, (но там индуктивная нагрузка,…. это вопрос).

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector