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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Regolatore di corrente triac per carichi resistivi e induttivi. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Regolatori di corrente, tensione, potenza Esiste un numero enorme di opzioni diverse per i regolatori di corrente triac e trinistor. Tuttavia, quasi tutti sono progettati per funzionare su un carico puramente attivo o debolmente induttivo. L'autore propone un regolatore a controllo di fase ad impulsi progettato per operare su un carico la cui impedenza può variare da puramente attiva a puramente induttiva, anche durante il funzionamento. I componenti attivi e induttivi possono essere collegati in serie o in parallelo. Lo svantaggio del regolatore proposto è che la posizione del suo comando, corrispondente al massimo valore di corrente efficace, dipende dalla natura del carico.
I dispositivi che consentono di regolare il valore effettivo della corrente di carico contengono solitamente una centralina che apre il triac con un ritardo a relativo all'inizio del semiperiodo della tensione di rete (Fig. 1). In assenza di ritardo (α=0) la corrente nel carico attivo è massima, con un ritardo di mezzo periodo (α = 180°) è assente. Il triac si chiude alla fine di ogni mezzo ciclo, quando la corrente che lo attraversa e il carico diventa inferiore alla sua corrente di mantenimento intrinseca. Quando si lavora su un carico con una componente di impedenza induttiva (motore elettrico o trasformatore), la corrente attraverso il triac non si interrompe nei momenti in cui la tensione di rete passa per lo zero. Continua a scorrere per un po' di tempo a causa dell'energia immagazzinata nell'induttanza di carico (Fig. 2). La forma d'onda della corrente mostrata qui corrisponde a un collegamento parallelo di resistenza e induttanza di carico. La differenza principale quando sono collegati in serie è che la corrente non aumenta bruscamente nel momento in cui il triac si apre, ma aumenta dolcemente a una velocità determinata dal rapporto di questi componenti. Ciò può interrompere il funzionamento del regolatore se, durante la durata dell'impulso di apertura del triac, la corrente non ha il tempo di diventare maggiore della corrente di mantenimento. Ma il più pericoloso per il carico induttivo del controller triac è il suo funzionamento con un ritardo dell'impulso di controllo troppo ridotto. In questo caso (Fig. 3), il triac non ha il tempo di chiudersi prima dell'arrivo dell'impulso successivo, e quindi, essendosi chiuso dopo il suo completamento, rimane in questo stato fino all'impulso successivo. Il regolatore entra in una modalità operativa di emergenza a "semionda" con una grande componente costante della corrente di carico. Per evitare questo fenomeno è necessario aumentare la durata dell'impulso di comando ad un valore che garantisca l'apertura del triac nel semiperiodo corrente.
Lo schema del regolatore proposto è mostrato in fig. 4. Il suo alimentatore, che è già diventato standard per tali dispositivi [1], è costituito da un resistore R1, condensatori C1-C3, diodi VD1, VD2 e un diodo zener VD3. Sui resistori R2-R5 e sugli elementi logici DD1.1, DD1.2 è implementato un nodo di sincronizzazione con tensione di rete, il cui circuito è ripreso da [2] con alcune modifiche. L'elemento DD1.1 nel momento in cui il valore istantaneo della tensione di rete passa per lo zero, genera alla sua uscita brevi impulsi di sincronizzazione di alto livello, l'elemento DD1.2 funge da loro ripetitore. Il necessario ritardo nell'apertura del triac VS1 rispetto all'impulso di sincronizzazione è fornito da un unico vibratore [3] sugli elementi logici DD2.1 e DD2.2. Inizia alla fine dell'impulso di polarità positiva generato dall'impulso di sincronismo dal circuito differenziatore C4R7. Dopo l'esposizione, la cui durata è determinata dal circuito R6R8C5, il livello alto all'uscita dell'elemento DD2.1 viene sostituito da uno basso. Per preparare il singolo vibratore alla generazione dell'impulso successivo, il condensatore C5 viene scaricato attraverso il diodo VD4. L'unità di controllo dello stato del triac, costituita dai resistori R9-R12 e dagli elementi DD1.3, DD1.4, è simile all'unità di sincronizzazione della tensione di rete. All'uscita dell'elemento DD1.4, è presente un livello basso solo quando la tensione sul triac è diversa da zero, ciò significa che è chiusa. Premesso che l'impulso di sincronizzazione con la rete è terminato, il ritardo generato dal singolo vibratore è scaduto e il triac si è chiuso, verrà impostato un livello alto all'uscita dell'elemento DD2.3. Una corrente fluirà attraverso il transistor aperto VT3 nel circuito dell'elettrodo di controllo del triac VS1. Si fermerà quando, a seguito dell'apertura del triac, viene violata la condizione specificata. Pertanto, l'impulso di apertura ha sempre una durata necessaria e sufficiente per il corretto funzionamento del dispositivo. I microcircuiti K561LP2 e K561LE10 possono essere sostituiti da analoghi della serie 564 o importati dalla serie 4000. Se necessario, gli elementi DD1.2 e DD1.4 possono essere esclusi dal circuito senza compromettere le prestazioni del regolatore e utilizzati per altri scopi. Se si utilizzano microcircuiti della serie 164 o K176, invece del diodo zener D814G, è consigliabile installare D814B, D814V o altro con una tensione di stabilizzazione di circa 9 V. I diodi KD509A possono essere sostituiti da qualsiasi silicio a bassa potenza. La stessa sostituzione può essere tentata per il diodo D9B in assenza di un altro al germanio. Invece di KT315A, è adatto qualsiasi transistor al silicio npn di bassa o media potenza con un coefficiente di trasferimento di corrente di almeno 50. Il triac VS1 deve essere installato su un dissipatore di calore, la cui area dipende dalla massima corrente di carico . Un regolatore correttamente assemblato non necessita di regolazione. Potrebbe essere necessario selezionare i valori delle resistenze R6 e R8 per ottenere i limiti di controllo desiderati. Durante l'installazione e il funzionamento del dispositivo, ricordare che tutti i suoi elementi sono sotto tensione di rete. Letteratura
Autore: A. Staroverov
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