Меню

Схемы подключения регуляторов положения

Как сделать регулятор мощности на симисторе своими руками: варианты схем

Для управления некоторыми видами бытовых приборов (например, электроинструментом или пылесосом) применяют регулятор мощности на основе симистора. Подробно о принципе работы этого полупроводникового элемента можно узнать из материалов, размещенных на нашем сайте. В данной публикации мы рассмотрим ряд вопросов, связанных с симисторными схемами управления мощностью нагрузки. Как всегда, начнем с теории.

Принцип работы регулятора на симисторе

Напомним, что симистором принято называть модификацию тиристора, играющего роль полупроводникового ключа с нелинейной характеристикой. Его основное отличие от базового прибора заключается в двухсторонней проводимости при переходе в «открытый» режим работы, при подаче тока на управляющий электрод. Благодаря этому свойству симисторы не зависят от полярности напряжения, что позволяет их эффективно использовать в цепях с переменным напряжением.

Помимо приобретенной особенности, данные приборы обладают важным свойством базового элемента – возможностью сохранения проводимости при отключении управляющего электрода. При этом «закрытие» полупроводникового ключа происходит в момент отсутствия разности потенциалов между основными выводами прибора. То есть тогда, когда переменное напряжение переходит точку нуля.

Дополнительным бонусом от такого перехода в «закрытое» состояние является уменьшение числа помех на этой фазе работы. Обратим внимание, что не создающий помех регулятор может быть создан под управлением транзисторов.

Благодаря перечисленным выше свойствам, можно управлять мощностью нагрузки путем фазового управления. То есть, симистор открывается каждый полупериод и закрывается при переходе через ноль. Время задержки включения «открытого» режима как бы отрезает часть полупериода, в результате форма выходного сигнала будет пилообразной.

При этом амплитуда сигнала будет оставаться прежней, именно поэтому такие устройства неправильно называть регуляторами напряжения.

Варианты схем регулятора

Приведем несколько примеров схем, позволяющих управлять мощностью нагрузки при помощи симистора, начнем с самой простой.

  • Резисторы: R1- 470 кОм , R2 – 10 кОм,
  • Конденсатор С1 – 0,1 мкФ х 400 В.
  • Диоды: D1 – 1N4007, D2 – любой индикаторный светодиод 2,10-2,40 V 20 мА.
  • Динистор DN1 – DB3.
  • Симистор DN2 – КУ208Г, можно установить более мощный аналог BTA16 600.

При помощи динистора DN1 происходит замыкание цепи D1-C1-DN1, что переводит DN2 в «открытое» положение, в котором он остается до точки нуля (завершение полупериода). Момент открытия определяется временем накопления на конденсаторе порогового заряда, необходимого для переключения DN1 и DN2. Управляет скоростью заряда С1 цепочка R1-R2, от суммарного сопротивления которой зависит момент «открытия» симистора. Соответственно, управление мощностью нагрузки происходит посредством переменного резистора R1.

Несмотря на простоту схемы, она довольно эффективна и может быть использована в качестве диммера для осветительных приборов с нитью накала или регулятора мощности паяльника.

К сожалению, приведенная схема не имеет обратной связи, следовательно, она не подходит в качестве стабилизированного регулятора оборотов коллекторного электродвигателя.

Схема регулятора с обратной связью

Обратная связь необходима для стабилизации оборотов электродвигателя, которые могут изменяться под воздействием нагрузки. Сделать это можно двумя способами:

  1. Установить таходатчик, измеряющий число оборотов. Такой вариант позволяет производить точную регулировку, но при этом увеличивается стоимость реализации решения.
  2. Отслеживать изменения напряжения на электромоторе и, в зависимости от этого, увеличивать или уменьшать «открытый» режим полупроводникового ключа.

Последний вариант значительно проще в реализации, но требует небольшой настройки под мощность используемой электромашины. Ниже приведена схема такого устройства.

  • Резисторы: R1 – 18 кОм (2 Вт); R2 — 330 кОм; R3 – 180 Ом; R4 и R5– 3,3 кОм; R6 – необходимо подбирать, как это делается будет описано ниже; R7 – 7,5 кОм; R8 – 220 кОм; R9 – 47 кОм; R10 — 100 кОм; R11 – 180 кОм; R12 – 100 кОм; R13 – 22 кОм.
  • Конденсаторы: С1 — 22 мкФ х 50 В; С2 — 15 нФ; С3 – 4,7 мкФ х 50 В; С4 – 150 нФ; С5 — 100 нФ; С6 – 1 мкФ х 50 В..
  • Диоды D1 – 1N4007; D2 – любой индикаторный светодиод на 20 мА.
  • Симистор Т1 – BTA24-800.
  • Микросхема – U2010B.

Данная схема обеспечивает плавный запуск электрической установки и обеспечивает ее защиту от перегрузки. Допускается три режима работы (выставляются переключателем S1):

  • А – При перегрузке включается светодиод D2, сигнализирующий о перегрузке, после чего двигатель снижает обороты до минимальных. Для выхода из режима необходимо отключить и включить прибор.
  • В — При перегрузке включается светодиод D2, мотор переводится на работу с минимальными оборотами. Для выхода из режима необходимо снять нагрузку с электродвигателя.
  • С – Режим индикации перегрузки.

Настройка схемы сводится к подбору сопротивления R6, оно вычисляется, в зависимости от мощности, электромотора по следующей формуле: . Например, если нам необходимо управлять двигателем мощностью 1500 Вт, то расчет будет следующим: 0,25/ (1500 / 240) = 0,04 Ом.

Для изготовления данного сопротивления лучше всего использовать нихромовую проволоку диаметром 0,80 или1,0 мм. Ниже представлена таблица, позволяющая подобрать сопротивление R6 и R11, в зависимости от мощности двигателя.

Читайте также:  Реле регуляторы для шнивы

Приведенное устройство может эксплуатироваться в качестве регулятора оборотов двигателей электроинструментов, пылесосов и другого бытового оборудования.

Регулятор для индуктивной нагрузки

Тех, кто попытается управлять индуктивной нагрузкой (например, трансформатором сварочного аппарата) при помощи выше указанных схем, ждет разочарование. Устройства не будут работать, при этом вполне возможен выход из строя симисторов. Это связано с фазовым сдвигом, из-за чего за время короткого импульса полупроводниковый ключ не успевает перейти в «открытый» режим.

Существует два варианта решения проблемы:

  1. Подача на управляющий электрод серии однотипных импульсов.
  2. Подавать на управляющий электрод постоянный сигнал, пока не будет проход через ноль.

Первый вариант наиболее оптимален. Приведем схему, где используется такое решение.

Как видно из следующего рисунка, где продемонстрированы осциллограммы основных сигналов регулятора мощности, для открытия симистора используется пакет импульсов.

Источник



Трехуровневый регулятор напряжения: схема подключения, как проверить, признаки неисправности

Трехуровневый регулятор напряжения (РН) представляет собой один из основных составляющих элементов генераторного устройства. Как известно, выход из строя генератора может привести к неработоспособности автомобиля в целом, поэтому состояние всех его деталей и механизмов всегда должно быть рабочим. Подробнее о регуляторе, его разновидностях, а также диагностике вы можете узнать из этого материала.

Характеристика регулятора напряжения

Что такое регулятор постоянного тока, какую роль он играет в автомобильном генераторе, какое напряжение должен выдавать генератор? Можно ли поднять и увеличить количество выдаваемого параметра с помощью простейшего трехуровневого устройства? Для начала давайте разберем, какова конструкция элемента и в чем заключается его предназначение.

Назначение

Итак, для чего применяется электронный регулятор напряжения генератора автомобиля? При запуске силового агрегата, как известно, в первую очередь начинает вращаться коленчатый вал, это происходит в результате воздействия на него постоянного тока. Ток в амперах осуществляет начало движения роторного механизма, после чего начинает функционировать генераторный узел. Регулятор постоянного напряжения используется для контроля всех процессов.

Если напряжение будет не высоким, а из-за выхода из строя регулятора напряжения генератора мощность механизма будет отсутствовать, узел запустить не получится. При отсутствии мощности генератора ток в амперах просто не будет подаваться на оборудование. Простой регулятор напряжения дает возможность удерживать ток в амперах в указанном диапазоне, это его основное предназначение.

Конструкция

Теперь разберем вопрос устройства: любой повышающий РН, даже простой и самодельный, будет состоять из:

  1. Выпрямительного блока. Этот элемент включает в себя несколько диодных компонентов, обычно их количество равно шести. Все компоненты этого блока подключаются между собой по специальному мосту.
  2. Роторный механизм с обмоткой. Это устройство осуществляет вращение вокруг оси, его предназначение заключается в образовании магнитного поля внутри узла.
  3. Статорный механизм. На корпусе данного устройства расположены три обмотки, подключенные друг к другу. Благодаря этим обмоткам обеспечивается не только обеспечение более повышенного заряда, а также увеличения мощности для автомобильного аккумулятора. Они также позволяют обеспечить током всю электросеть транспортного средства.
  4. Крыльчатки. Данный элемент устанавливается на внешней части механизма. Крыльчатка используется для обдува и охлаждения обмотки, без нее возможен перегрев последней.
  5. Корпусная крышка. Ее назначение заключается в скрытии все составляющих конструктивных частей узла, благодаря чем у обеспечивается надежная защита устройства от воздействия грязи и пыли. В зависимости от модели, крышка может иметь специальный кожух — если конструкция подразумевает его наличие, то регуляторный элемент будет расположен сразу за ним.
  6. И само реле. Если генератор выдает большое напряжение, не свойственное для бортовой сети, или слишком низкое, то реле позволит стабилизировать этот параметр до нужного уровня. Стабилизатор должен обеспечить именно оптимальное напряжение, не повышенное и не пониженное (автор видео — Виталий Галанкин).

Принцип работы

В том случае, если вы решите подключить обмотку без регуляторного устройства к источнику питания, то значение постоянного тока после подсоединения, разумеется, будет повышенным. С помощью данного устройства осуществляется выравнивание значения, что позволяет предотвратить поломку оборудования. Регуляторное устройство асинхронного генераторного узла — это, фактически, выключатель. Если напряжение на зажимах генератора не соответствует норме, механизм осуществляет регулировку параметра до нужного значения.

Перед тем, как повысить напряжение генератора, необходимо точно узнать, сколько должен быть параметр на конкретном устройстве. В идеале значение должно варьироваться в районе 14-14.2 вольт, но допускается от 13.6 вольт. Здесь многое зависит от модели автомобиля и самого генераторного узла, установленного на нем. Поэтому точно узнать, сколько вольт должно быть, нужно в технической документации.

Следует отметить, что выработка параметра производится по принципу — когда вращается роторный узел, на обмотку поступает невысокое напряжение, а в ходе вращения на выводах механизма образуется переменный ток. Впоследствии он передается на обмотку. Если вы не знаете, как повысить напряжение генератора, то в первую очередь следует проверить качество натяжки самого ремня. Как правило, о необходимости увеличивать и повышать значение напряжения автовладельца задумываются в том случае, если ремешок устройства ослаб, хотя его нужно просто подтянуть (автор видео — канал T-Strannik).

Читайте также:  Ртл регулятор теплого пола

Источник

Двухпозиционное и плавное регулирование

Позиционный регулятор

У позиционных регуляторов регулирующий орган может занимать два или три определенных положения. Наибольшее применение получили так называемые двух — и трехпозиционные регуляторы.

Действие позиционного регулятора происходит следующим образом. Контактный датчик регулятора связан с пером прибора при помощи рычажного механизма. При отклонении температуры от заданного значения подвижной контакт датчика приходит в соприкосновение с одним из боковых неподвижных контактов.

Схема позиционного регулятора ПР1. 5.

Действие позиционного регулятора основано на сравнении давления сжатого воздуха в пределах 19 6 — 98 кН / м2 ( 0 2 — 1 кгс / см2), поступающего на вход и пропорционального измеряемому параметру, и давления, устанавливаемого задатчиком, встроенным в прибор.

Схема установки для поверки позиционного регулятора ПР1. 5.

Поверку позиционного регулятора выполняют при 5 — 6 значениях заданного значения РЗ, устанавливаемых равномерно по шкале манометра 4 при работе регулятора на минимум. Затем по полученным данным определяют абсолютные и относительные погрешности прибора в поверяемых точках.

Среди позиционных регуляторов наиболее часто применяют двух-и трехпозиционные регуляторы, в которых регулирующий орган в зависимости от знака отклонения регулируемого параметра может занимать одно из двух или трех фиксированных положений.

Выбор релейного позиционного регулятора основан на характеристиках, определяющих частоту и период автоколебаний в зависимости от зоны нечувствительности. Если последние не превосходят допустимых, то тогда для рассматриваемой системы регулирования пригоден двухпозиционный регулятор.

В позиционных регуляторах зону нечувствительности называют дифференциалом регулятора. Здесь зона нечувствительности обусловлена не только трением и технологическими зазорами, но и конструкцией регулятора. Величина дифференциала может быть изменена при настройке регулятора.

В позиционном регуляторе регулирующий орган может занимать, в зависимости от значения регулируемого параметра, только несколько вполне определенных положений, например в двухпозиционном регуляторе положения открыто, закрыто, причем перемещение из одного положения в другое происходит практически мгновенно.

В позиционных регуляторах зону нечувствительности называют дифференциалом регулятора. Здесь зона нечувствительности зависит от конструкции регулятора. Зачастую величина дифференциала может быть изменена при настройке.

В позиционных регуляторах и сигнализаторах давления используются те же чувствительные элементы, которые служат для измерения давления в манометрах, вакуумметрах и дифманометрах: мембраны, сильфоны и трубчатые пружины. Характерным примером позиционного регулятора давления может служить сигнализатор падения давления сильфонный — СПДС. Он применяется для сигнализации падения давления неагрессивных газов и жидкостей ниже заданной величины. Чувствительным элементом является сильфон, развивающий определенное усилие под действием измеряемого давления и воздействующий на ртутный контакт.

В позиционных регуляторах и сигнализаторах уровня в качестве чувствительных элементов применяют поплавок или мембрану. Принцип действия мембранных чувствительных элементов основан на воздействии давления контролируемого вещества на резиновую мембрану, вмонтированную в стенку емкости. Для сигнализации уровня сыпучих материалов в качестве чувствительного элемента используются электрические проводники, действие которых основано на зависимости проводимости электрической цепи от изменения степени погружения проводников ( электродов) в слой сыпучего материала.

В позиционном регуляторе изменения регулируемого параметра влияют лишь на знак регулирующего воздействия. Скорость и характер перемещения регулирующего органа постоянны. В зависимости от числа возможных положений регулирующего органа позиционные регуляторы делятся на двух — и трехпозиционные.

В позиционном регуляторе изменения регулируемого параметра влияют лишь на знак регулирующего воздействия. Скорость и характер перемещения регулирующего органа постоянны. В зависимости от числа возможных положений регулирующего органа позиционные регуляторы делятся на двух — и трехпозиционные. В двухпозиционных регуляторах регулирующий орган может занимать только два положения: открыто — закрыто, включено — выключено.

Двухпозиционный регулятор

Двухпозиционный регулятор — наиболее дешевый и поэтому наиболее распространенный тип регулятора. Устройства такого типа используются в системах отопления, холодильниках, водяных резервуарах. Если текущее значение переменной меньше заданного значения, то регулятор включен и его выходной сигнал максимальный. Если регулируемая переменная превышает заданное значение, то регулятор выключен и его выходной сигнал равен нулю. Из-за наличия механического трения или искрения электрических контактов переключение регулятора фактически происходит после некоторого отклонения регулируемой переменной ниже или выше заданного значения. Этот интервал ( зона нечувствительности) может быть по желанию увеличен, что приведет к уменьшению частоты включений регулятора и, следовательно, к меньшему его износу.

Зависимость коэффициента передачи контура регулирования от амплитуды возмущающего воздействия при ПИ-регулировании.

Двухпозиционные регуляторы теоретически формируют выходной сигнал, равный либо 0 % ( выключено), либо 100 % ( включено) в зависимости от знака рассогласования. Независимо от амплитуды синусоидального отклонения параметра от заданного значения такие регуляторы образуют прямоугольную волну с амплитудой, равной единице. Для определения численного значения коэффициента передачи любого устройства его выходной сигнал выражают в той же форме, что и входной. Так, 100 % — ную прямоугольную волну представляют в виде синусоиды, амплитуда которой в 4 / я раз больше амплитуды прямоугольной волны.

Читайте также:  Регулятор громкости для pulseaudio

Двухпозиционный регулятор обеспечивает высокий коэффициент передачи контура регулирования при больших отклонениях параметра. Очевидно, в контур регулирования нужно одновременно устанавливать двухпозиционный и линейный регуляторы. Дополнительным доводом в пользу установки двухпозиционных регуляторов в контур с большим отклонением параметра, а линейных — с малым является то, что первые лучше реагируют на изменение заданного значения параметра, а вторые — на изменение нагрузки.

Двухпозиционный регулятор воздействует на контур регулирования с максимальной скоростью, но вызывает перерегулирование параметра, возрастающее с увеличением емкости элементов контура. При этом растет и время демпфирования колебаний параметра. На рисунке приведены кривые изменения во времени регулируемой и промежуточной переменных, а также выходного сигнала регулятора при увеличении заданного значения параметра. Из графика следует, что для получения минимального времени регулирования необходимо уменьшить выходной сигнал регулятора от 100 % до величины, соответствующей номинальной нагрузке q, в момент, когда промежуточная переменная достигнет заданного значения.

Двухпозиционные регуляторы могут успешно применяться для регулирования объектов, обладающих малым запаздыванием своего действия, значительной емкостью и небольшой чувствительностью. В других случаях они не могут обеспечить удовлетворительного качества регулирования вследствие больших переходных отклонений температуры от предписанного значения.

Двухпозиционный регулятор пилот, установленный в ГРП котельных, позволяет приспособить к нему приборы телемеханического управления.

Двухпозиционные регуляторы называют регуляторами открыто — закрыто. В трехпозиционных регуляторах регулятор может, кроме двух крайних, занимать еще одно промежуточное фиксированное положение, а в многопозиционных — несколько промежуточных положений.

Принципиальная схема пропорционального регулятора пневматического действия, а — схема регулятора. б — схема действия механизма пропорциональности.

Двухпозиционные регуляторы имеют сравнительно ограниченную область применения. Многие технологические процессы требуют регуляторов с пропорциональной или статической характеристикой.

Двухпозиционный регулятор позволяет применять форсунки с менее широким диапазоном регулирования, так как при этом они должны хорошо работать только при двух режимах подачи мазута и воздуха, а не во всем диапазоне регулирования производительности форсунки.

Двухпозиционные регуляторы являются регуляторами приборного типа. В комплект этих регуляторов входит прибор, с помощью которого измеряется значение регулируемой величины. Этот же прибор содержит элементы для установки заданного значения регулируемой величины и элементы двухпозиционного регулирования.

Двухпозиционные регуляторы могут дополняться стабилизирующими и другими устройствами, позволяющими существенно улучшить процесс регулирования.

Схема регулятора перекладным клапаном.

Двухпозиционные регуляторы выпускают пневматические и электрические.

Позиционное регулирование

Позиционное регулирование используют при вспашке полей с малоизменяющимся рельефом, а также при работе с навесными машинами, требующими точной установки относительно трактора.

Схема и графики плавного регулирования производительности установки.

Позиционное регулирование дает хорошие результаты в системах с большими емкостями, позволяющими аккумулировать холод. В этом случае увеличиваются интервалы между пуском и остановкой агрегатов и сглаживается колебание параметра.

Позиционное регулирование характеризуется скачкообразной функциональной зависимостью между отклонением регулируемого параметра от заданного значения и перемещением регулирующего органа. Каждая позиция соответствует определенной области значений регулируемого параметра. По числу позиций различают двух -, трех — и многопозиционные регуляторы. В практике наибольшее распространение получили двух — и трехпозиционные.

Двухпдаиц иоиное регулирование температуры.

Позиционное регулирование характеризуется скачкообразной функциональной зависимостью между отклонением регулируемого параметра от заданного значения и перемещением регулирующего органа. Каждая позиция соответствует определенной области значений регулируемого параметра. По количеству позиций различают двух -, трех — и многопозиционные регуляторы. В практике наибольшее распространение получили двух — и трехпозици-онные.

Рычага уврмлевп силовым т иозициопым регуляторам.

Позиционное регулирование предназначено для работы с машинами-орудиями, не имеющими опорных колес, а также с машинами, работающими над поверхностью поля, например, с навесными опрыскивателями, разбрасывателями удобрений на полях с выровненным рельефом.

Схема регулирования холодопроизводительности эжекторной холодильной машины.

Позиционное регулирование холодопроизводительности Ъсу-ществляется путем включения и выключения главных эжекторов. При нескольких эжекторах для этого требуется герметически разделить полости испарителя и конденсатора, связанные с отдельными эжекторами, так как иначе при выключении любого эжектора давления в компрессоре и испарителе выравняются.

Позиционное регулирование СКЗ осуществляют, задавая край-1 ние значения величин тока СКЗ или разности потенциалов труба — земля, которые являются точками регулировки. Изменения режима СКЗ, при которых величины не достигают крайних значений, не вызывают включений регулирующего органа.

Позиционным регулированием называется такое регулирование, когда при непрерывном изменении параметра регулирующий орган начинает действовать только при достижении этим параметром крайних заданных значений. Применяемый в этом случае регулятор носит название позиционного регулятора. Позиционные регуляторы применяются для регулирования температуры мазута и теплоносителя в емкостях.

Закон позиционного регулирования предусматривает дискретные воздействия на объект путем задания определенных положений исполнительному органу.

Процессы позиционного регулирования являются процессами автоколебательными. Основными параметрами автоколебательных процессов являются их амплитуды и периоды колебаний.

Для позиционного регулирования и сигнализации в приборы встраивают контактные устройства. Модификации приборов имеют также пневматические устройства. Корпуса приборов обеспечивают настенный или щитовой монтаж.

Источник