Większość nowoczesnych urządzeń gospodarstwa domowego wykonanych z elementów indukcyjnych można łatwo regulować pod kątem zużycia energii. To prawda, dotyczy to tylko tych przypadków, gdy już zapewniają taką możliwość. Jednak nawet w przypadku jego braku możesz modyfikować urządzenie własnymi rękami, włączając do niego triakowy regulator napięcia w obciążeniu indukcyjnym.
Zalety i wady
Na rynku dostępne są regulatory napięcia, zbudowane w oparciu o nowoczesne triaki BT136 600E, które pod względem właściwości znacznie przewyższają analogi tyrystorowe. Zastosowanie dwukierunkowych półprzewodników sterujących pozwala osiągnąć następujące korzyści:
- redukcja zniekształceń nieliniowych;
- poprawa właściwości regulacyjnych całego obwodu;
- małe oszczędności na zużyciu energii.
Główną zaletą wszelkich sterowników elektronicznych jest brak mechanicznych styków, które szybko się psują i generują dużo hałasu.
Niezbyt znaczące wady tych urządzeń obejmują:
- zwiększona wrażliwość na stany przejściowe w obwodach sterowania;
- potrzeba zainstalowania grzejnika do usuwania ciepła;
- ograniczony zakres częstotliwości.
Pomimo tych wszystkich wad, stabilizatory triaków są z powodzeniem stosowane do regulacji mocy w obciążeniu indukcyjnym.
Zasada pracy i cel zastosowania
Zasada działania kontrolera triakowego opiera się na cechach urządzeń półprzewodnikowych, które ograniczają amplitudę prądu przemiennego przy jednoczesnym spadku mocy w obciążeniu. Przy danej częstotliwości napięcia sieciowego wskaźnik ten można regulować w małych granicach (nie więcej niż 20-30%).
Jakość i głębokość regulacji zależą od obwodu sterującego elementów triaka, który obejmuje różne konstrukcje.
W najprostszych przypadkach składa się z kilku dyskretnych elementów: diod, transformatora izolacyjnego, rezystorów i kondensatorów. W bardziej skomplikowanych urządzeniach funkcja modułu regulacyjnego jest wykonywana przez mikroukład lub mikroprocesor. Zgodnie z metodą sterowania triaków możliwe są różne metody zmiany ilości mocy dostarczanej do obciążenia. Najczęstszą metodą, która pozwala skutecznie, przy minimalnych stratach, wpływać na fazę konwertowanego napięcia. Zgodnie ze zmiennym parametrem metoda ta nazywa się fazą pulsacyjną, a działającym na jej podstawie urządzeniem jest regulator mocy fazowej.
Obwody triakowe są stosowane w wielu urządzeniach, przy pracy z którymi trzeba radzić sobie z obciążeniem indukcyjnym - w szczególności z uzwojeniami silnika. Ta kategoria urządzeń przemysłowych i gospodarstwa domowego obejmuje:
- pralki, suszarki do włosów, a także agregaty sprężarkowe;
- kotły, odkurzacze i wiele modeli oświetlenia;
- pompy i silniki indukcyjne maszyn fabrycznych;
- wyposażenie kotłów, a nawet zwykłe lutownice.
Charakter użycia sprzętu kontrolowanego przez kontrolery mocy fazowej na triakach jest prawie taki sam. Różnią się tylko wskaźniki operacyjne samych urządzeń półprzewodnikowych: wielkość prądu, moc w obciążeniu, sprawność sterowania, wydajność i inne.
Zrób to sam
Każdy, kto opanował zasadę swojej pracy, może własnoręcznie wykonać regulator napięcia na triakach.Aby to zrobić, musisz najpierw wybrać opcję zastrzeżonego urządzenia odpowiedniego do ręcznego kopiowania. Jednym z warunków dokonania właściwego wyboru jest uczynienie ulubionego obwodu wystarczająco prostym do powtórzenia.
Opcje obwodu
Wśród popularnych modeli urządzeń przemysłowych, które można potraktować jako próbkę, wyróżniają się:
- Produkty zbudowane na bazie urządzeń BT136 600E, których obwód przełączający regulacji napięcia jest dostępny w Internecie.
- Urządzenia na triakach BTA16-600, mające bardziej złożoną organizację przełączania.
Cechą rozwiązania pierwszego obwodu jest użycie tylko jednego triaka. Za pomocą takiego sterownika, powtarzanego w formie prac domowych, można kontrolować tryby pracy lutownicy domowej o mocy do 0,09 kW. Ponadto, jeśli masz urządzenie, możesz dostosować jasność blasku lampy stołowej lub prędkość obrotową wentylatora elektrycznego.
Wśród rozwiązań obwodów wykorzystywanych do niezależnej produkcji sterownika wyróżnia się produkt oparty na stosunkowo mocnych urządzeniach półprzewodnikowych BTA16-600. Jego charakterystyczną cechą jest obecność żarówki neonowej zawartej w obwodzie wyjściowym. Jasność jego blasku wskazuje ilość mocy dostarczanej obecnie obciążeniu, co jest bardzo wygodne w pracy z wieloma odbiornikami.
Użytkownik, który nie ma doświadczenia z mikroczipami, będzie musiał skorzystać z połączonej opcji. Jednostka sterująca pochodzi z prostszego produktu opartego na BT136-600E, a na wyjściu zastosowano obwód sterujący z lampą neonową. W sytuacji, gdy regulator jest zaprojektowany do sterowania iluminatorem z własnym wewnętrznym elementem startowym (rozrusznikiem), nie wolno ustawiać neonki.
Możliwa jest inna odmiana markowego urządzenia powtarzalnego, z wykorzystaniem elementów sterujących MAC 97A6. Ten obwód przełączający jest odpowiedni dla lamp 220 V.
Samodzielny montaż
Struktura typowego obwodu kontrolera na triaku zawiera następujące wymagane węzły i elementy:
- diody prostownicze (lub mostkowe);
- rezystor regulacyjny, którego uchwyt jest wyświetlany na panelu przednim urządzenia domowego;
- każdy rodzaj ogranicznika dinistor;
- triak BTA16-000;
- wskaźnik LED zamiast neonka;
- bezpiecznik.
Po wlutowaniu wszystkich tych szczegółów do obwodu należy sprawdzić działanie każdego z poszczególnych modułów. Aby to zrobić, musisz przejść przez cały łańcuch od wejścia do ładunku.
Napięcie przemienne 220 V prostowane przez diody przez rezystor regulacyjny jest najpierw doprowadzane do elementu ograniczającego, a następnie do elektrody kontrolnej BTA16-000. W zależności od położenia pokrętła potencjometru triak otworzy się mniej więcej, zmieniając ilość mocy dostarczanej do obciążenia. Zgodnie z tym opisem zmontowany obwód jest sprawdzany pod kątem poprawności jego montażu i działania.
Za pomocą takiego prostego regulatora można na przykład płynnie zmieniać moc wyjściową lutownicy lub lampy stołowej.
Ustawienie regulatora
Po zakończeniu lutowania i wszystkich niezbędnych połączeń możesz przystąpić do sprawdzania działania produktu domowego. W przypadku wykrycia odchyleń od normalnych trybów określonych w opisie rozwiązania obwodu wymagane będą ustawienia urządzenia. Polega na sprawdzeniu każdego z elementów pod kątem prądu i napięcia. W tym celu najwygodniej zaopatrzyć się w specjalne urządzenie - multimetr, a jeszcze lepiej - elektroniczny oscyloskop.
Przed ustawieniem należy pamiętać, że triak w tym obwodzie pełni funkcję regulatora faz.Jego głównym celem jest przełączanie obwodu w momencie przejścia napięcia półfalowego punktu zerowego, biorąc pod uwagę wielkość prądu obciążenia.
W stanie początkowym triak jest zamknięty, ponieważ napięcie na jego elektrodzie kontrolnej nie osiągnęło pożądanej wartości. Gdy kondensator ładuje się, poprzez łańcuch, który otwiera się z powodu nadejścia półfali napięcia, potencjał na nim i na połączonym równolegle dynistorze stopniowo wzrasta.
Procesy te są wyraźnie widoczne na ekranie oscyloskopu, w przypadku którego konfiguracja przyrządu zostanie znacznie uproszczona.
Kiedy napięcie w tym punkcie osiągnie około 30 woltów, dinistor i triak jednocześnie otwierają się na czas równy okresowi półfali. Dzięki cyklicznemu powtarzaniu przełączania łańcucha sterującego z częstotliwością 50 Hz możliwa jest zmiana mocy w obciążeniu w określonych granicach.
Jeśli masz doświadczenie w pracy z lutownicą i urządzeniami elektronicznymi, możesz bez problemu złożyć i skonfigurować urządzenie sterujące. Najważniejsze jest uważność i ścisłe przestrzeganie podanych instrukcji.
