Симісторний регулятор потужності своїми руками

Опубликованно 18.10.2018 05:15

У статті ми розповімо про те, як виготовити симісторний регулятор потужності своїми руками. Що таке симистор? Це прилад, побудований на кристалі напівпровідника. У нього аж 5 p-n-переходів, струм може проходити як в прямому, так і в зворотному напрямку. Але ці елементи широке поширення в сучасній промисловій апаратурі не отримали, так як у них висока чутливість до перешкод електромагнітної природи.

Також вони не можуть працювати при високій частоті струму, виділяють велику кількість тепла, якщо виробляють комутацію великих навантажень. Тому в промисловій апаратурі використовують IGBT-транзистори і тиристори. Але сімістори теж не варто упускати з виду – вони дешеві, у них маленький розмір, а найголовніше – високий ресурс. Тому вони можуть використовуватися там, де перераховані вище недоліки не грають великої ролі. Як працює симистор?

Зустріти сьогодні симісторний регулятор потужності можна в будь побутової техніки – в болгарках, шуруповертах, пральних машинках і пилососах. Іншими словами, скрізь, де є необхідність у плавного регулювання частоти обертання двигуна.

Регулятор працює як електронний ключ – він закривається і відкривається з певною частотою, яка задається схемою управління. Коли прилад відмикається, полуволна напруги проходить через нього. Отже, до навантаження надходить невелика частина мінімальної потужності. Можна зробити самому?

Багато радіоаматори виготовляють своїми руками симісторні регулятори потужності для різних цілей. З його допомогою можна контролювати нагрів жала паяльника. Але, на жаль, на ринку готові пристрої зустріти можна, але досить рідко.

У них низька вартість, але часто прилади не відповідають вимогам, які висуваються споживачами. Саме тому набагато простіше, виявляється, не купити готовий регулятор, а зробити його самостійно. В цьому випадку ви зможете врахувати усі нюанси використання приладу. Схема регулятора

Давайте розглянемо простий симісторний регулятор потужності, який можна використовувати з будь-яким навантаженням. Управління фазово-імпульсний, всі компоненти традиційні для таких конструкцій. Потрібно застосовувати такі елементи: Безпосередньо симистор, розрахований на напругу 400 В і струм 10 А. Діністор з порогом відкривання 32 Ст. Для регулювання потужності використовується змінний резистор.

Струм, який протікає через змінний резистор і опір, заряджає конденсатор з кожної полуволной. Як тільки конденсатор накопичить заряд і напруга між його пластинами буде 32, відкриється діністор. При цьому конденсатор розряджається через нього і опір на керуючий вхід симістора. Останній при цьому відкривається, щоб струм пройшов до навантаження.

Щоб змінити тривалість імпульсів, потрібно підібрати змінний резистор і граничне напруження динистора (але це постійна величина). Тому доведеться «грати» з опором змінного резистора. В навантаженні потужність виявляється прямо пропорційна опору змінного резистора. Діоди і постійний резистор використовувати не обов'язково, ланцюжок призначена для того, щоб забезпечити точність і плавність регулювання потужності. Як працює пристрій

Струм, який протікає через діністор, обмежується постійним резистором. Саме з його допомогою відбувається коригування довжини імпульсу. З допомогою запобіжника відбувається захист ланцюга від КЗ. Потрібно відзначити той факт, що діністор в кожній полуволне відкривається на один і той же кут.

Тому випрямлення протікаючого струму не відбувається, можна підключити навіть індуктивне навантаження до виходу. Тому може використовуватися симісторний регулятор потужності і для трансформатора. Для того щоб підібрати сімістори, потрібно врахувати, що для навантаження в 200 Вт необхідно, щоб струм був дорівнює 1 А.

У схемі використовуються такі елементи: Діністор типу DB3. Симістори типу ВТ136-600, ТС106-10-4 та аналогічні з номіналом по струму до 12 А. Напівпровідникові діоди германієві – 1N4007. Електролітичний конденсатор на напругу понад 250 В, місткість 0,47 мкФ. Змінний резистор 100 кОм, постійні – від 270 Ом до 1,6 кОм (підбираються досвідченим шляхом). Особливості схеми регулятора

Така схема є найпоширенішою, але можна зустріти і невеликі її варіації. Наприклад, іноді замість динистора ставлять діодний місток. В деяких схемах зустрічається ланцюжок з ємності і опору для придушення перешкод. Існують і більш сучасні конструкції, в яких застосовується схема управління на мікроконтролерах. При використанні такої схеми ви отримуєте точне регулювання струму і напруги в навантаженні, але реалізувати її складніше. Підготовчі роботи

Для того щоб зібрати симісторний регулятор потужності електродвигуна, вам достатньо дотримуватися такої послідовності: Спочатку потрібно визначити характеристики приладу, який буде підключатися до регулятора. До характеристик можна віднести: кількість фаз (або 3, або 1), необхідність точної коригування потужності, напруга і струм. Тепер потрібно вибрати конкретний тип пристрою – цифровий чи аналоговий. Після цього можна здійснити вибір компонентів по потужності навантаження. В принципі, для моделювання можна використовувати спеціально програмне забезпечення. Розрахуйте тепловиділення. Для цього помножте два параметра – номінальний струм (в Амперах) і падіння напруги на симисторе (у Вольтах). Всі ці дані можна знайти серед характеристик елемента. У підсумку ви отримаєте потужність розсіювання, виражену у Ватах. Виходячи з цього значення, потрібно вибрати радіатор і кулер (при необхідності). Купіть всі необхідні елементи або підготуйте їх, якщо вони у вас є.

Тепер можна приступити безпосередньо до складання пристрою. Збірка регулятора

Перш ніж зібрати за схемою симісторний регулятор потужності, потрібно виконати ряд дій: Здійсніть розведення доріжок на платі і підготуйте майданчики, на яких потрібно встановити елементи. Заздалегідь передбачте місця для монтажу симістора і радіатора. Встановіть всі елементи на плату та припаяйте їх. У тому випадку, якщо у вас немає можливості зробити друковану плату, допускається використання навісного монтажу. Проводи, якими з'єднуються всі елементи, повинні бути як можна коротше. Зверніть увагу на те, чи дотримана полярність при підключенні симістора і діодів. Якщо відсутнє маркування, продзвонити елементи мультиметром. Перевірте схему, використовуючи мультиметр в режимі вимірювання опору. Закріпіть на радіаторі симистор, бажано використовувати термопасту для кращого контакту поверхонь. Всю схему можна встановити в пластиковому корпусі. Встановіть в крайнє ліве положення ручку змінного резистора і увімкніть прилад. Виміряйте значення напруги на виході пристрою. Якщо обертати ручку резистора, напруга повинна плавно збільшуватися.

Як бачите, виготовлений своїми руками симісторний регулятор потужності – це корисна конструкція, яку можна використовувати в побуті практично без обмежень. Ремонт цього пристрою копійчаний, так як собівартість досить низька. Автор: Ксенія Дьоміна 4 Жовтня, 2018

Категория: Технологии