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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Regolatore di potenza elettrica. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Regolatori di corrente, tensione, potenza Supponiamo di avere una stufa elettrica e la sua potenza non è regolata. Così la spirale brucia a pieno regime quando basta un quarto della potenza nominale, sprecando inutilmente preziosi kilowattora. C'è una via d'uscita: creare un regolatore di potenza per la stufa elettrica. Lo schema della prima versione del regolatore è mostrato in fig. 1. Consente di regolare la potenza nel carico, progettato per essere collegato a una rete a 220 V, da 5 ... 10 a 97 ... 99% della potenza nominale. L'efficienza del regolatore non è inferiore al 98%.
Gli elementi di controllo del dispositivo - trinistori VS1 e VS2 - sono collegati in serie al carico. La variazione della potenza assorbita dal carico si ottiene modificando l'angolo di apertura dei trinistor. Il nodo che fornisce una modifica dell'angolo di apertura dei trinistori è realizzato su un transistor unigiunzione VT1. Il condensatore C1, collegato all'emettitore del transistor, viene caricato attraverso i resistori R2 e R3. Non appena la tensione sulle piastre del condensatore raggiunge un certo valore, il transistor di unigiunzione si apre, un breve impulso di corrente passa attraverso l'avvolgimento I del trasformatore T1. Gli impulsi dell'avvolgimento II o III del trasformatore apriranno il trinistor VS1 o VS2, a seconda della fase della tensione di rete, e da quel momento fino alla fine del semiciclo, la corrente scorrerà attraverso il carico. Modificando la resistenza del resistore R3, è possibile controllare la velocità di carica del condensatore C1 e, di conseguenza, l'angolo di apertura dei trinistor e la potenza media nel carico. L'unità di regolazione dell'angolo di apertura dei trinistor è alimentata da un raddrizzatore ad onda intera realizzato secondo il circuito a ponte (VD1). La tensione ai capi del transistor di unigiunzione è limitata dai diodi zener VD2, VD3. Il condensatore del filtro manca qui - non è necessario. Il transistor unigiunzione KT117 può essere utilizzato con le lettere A e B. Puoi anche utilizzare un analogo di un transistor unigiunzione, realizzato su due transistor bipolari di diverse strutture (vedi Fig. 50). Il raddrizzatore a ponte VD1 può essere dei tipi KTS402, KTS405 con qualsiasi lettera. È inoltre possibile utilizzare quattro diodi di tipo D226, D310, D311, D7 con qualsiasi lettera, compresi quelli in base al circuito del ponte raddrizzatore. Quando si sostituiscono i trinistori VS1, VS2 con altri tipi, va ricordato che devono essere progettati per fornire tensioni sia continue che inverse di almeno 400 V. Il trasformatore T1 è del tipo MIT-4 o MIT-10. Un trasformatore autocostruito può essere realizzato su un circuito magnetico ad anello in ferrite M2000NM, dimensione K20x10xb. Tutti gli avvolgimenti sono realizzati con filo PEV-1 0,31 e contengono 40 spire ciascuno. L'avvolgimento viene eseguito contemporaneamente in tre fili e le spire sono distribuite uniformemente sul corpo dell'anello del circuito magnetico. I terminali dell'avvolgimento con lo stesso nome sono indicati da punti nel diagramma. Gli SCR VS1 e VS2 sono installati su radiatori con una superficie di raffreddamento di almeno 200 cm ^ 2 ciascuno. In questo caso, la potenza massima del carico può essere di 2 kW. L'impostazione del regolatore di potenza consiste nel selezionare la resistenza del resistore R2 in base alla potenza massima nel carico. La resistenza R3 è temporaneamente chiusa con un ponticello. Il momento di ritorno al carico di massima potenza è meglio controllato da un oscilloscopio. Nel caso di utilizzo di un trasformatore autocostruito T1, è necessario selezionare la polarità desiderata per il collegamento dei conduttori dell'avvolgimento, che deve corrispondere a quella indicata nello schema. Il regolatore di potenza può essere utilizzato anche in combinazione con forni elettrici a bassa potenza, lampade a incandescenza e altri carichi attivi. Il controller di potenza trinistor descritto presenta degli svantaggi. In primo luogo, con una variazione di temperatura nell'alloggiamento del regolatore (e aumenterà durante il funzionamento a causa del riscaldamento dei tiristori), la capacità del condensatore C1 cambierà. Ciò comporterà una modifica dell'angolo di apertura dei trinistor, nonché una variazione della potenza nel carico. Per eliminare in una certa misura questo inconveniente, è necessario utilizzare il condensatore C1 con piccoli valori di TKE (coefficiente di temperatura della capacità), ad esempio K73-17, K73-24. In secondo luogo, lo stabilizzatore trinistor induce un elevato livello di interferenza nella rete. Queste interferenze si verificano nei momenti di brusca accensione del trinistor. Il rumore di commutazione non solo si propaga attraverso la rete, causando il funzionamento instabile di vari dispositivi (orologi elettronici, computer, ecc.), ma interferisce anche con il normale funzionamento di alcuni dispositivi che non sono collegati galvanicamente alla rete (ad esempio, in una radio ricevitore situato non lontano dai regolatori trinistor, si sente un crepitio). Pertanto, la riduzione del rumore di commutazione nei controller di potenza trinistor è un compito importante. Il modo più accessibile per ridurre le interferenze è un tale metodo di controllo in cui la commutazione del trinistor avviene nei momenti in cui la tensione di rete passa per lo zero. In questo caso, la potenza nel carico può essere controllata dal numero di semicicli completi durante i quali la corrente scorre attraverso il carico. Lo svantaggio di questo metodo di regolazione rispetto a quelli tradizionali sono le grandi fluttuazioni dei valori di potenza istantanea nel carico durante il periodo di regolazione, che è molto più lungo del periodo della tensione sinusoidale e può raggiungere diversi secondi. Tuttavia, per tali consumatori di energia inerziale come un forno elettrico, un ferro da stiro, una stufa elettrica, un potente motore elettrico, questo svantaggio non è decisivo. Pubblicazione: cxem.net
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