Сімісторні регулятори потужності - схема, як зробити своїми руками

Що це таке? Під даним терміном розуміється обладнання, яке призначене для регуляції потужності споживачів, підключених до мережі. В основі лежить симистор, є приладом-полупроводником зі складною пятислойной структурою, одна з різновидів тиристора, використовувана для максимально швидкого зміни параметрів і властивостей електричного струму всередині мережі.

Головна відмінність симистора полягає в особливостях силових висновків даного приладу, які одночасно є катодами і анодами, в той час як у тиристорів вони строго розділені.

Відмінності в силових висновках приладу принципові тільки в процесі включення, коли по відношенню до головного електрода вони є умовним анодом і умовним катодом.

Призначення і пристрій

Як уже згадувалося, регулятори потужності, створені на основі сімісторов, в першу чергу призначені для зміни параметрів функціонування обладнання, підключеного до електромережі.

З огляду на цей факт, подібні пристрої можуть виконувати такі основні функції:

1. Зміна яскравості світіння ламп для регуляції ступеня освітлення в приміщеннях.
2. Контроль за роботою опалювальних приладів, здійснення зміни параметрів нагріву їх робочої поверхні.
3. Регулювання параметрів в роботи вентиляційного обладнання в житлових або службових приміщеннях.
4. Регулювання потужності роботи іншого обладнання з можливістю зміни параметрів функціонування від 0 (відключення) до 100 (максимальна потужність).
5. Визначення аварійних параметрів для певного обладнання, підключеного до мережі.
6. Зниження кількості споживаної енергії.
7. На основі даних приладів створюються диммери - особлива модифікація вимикачів світла, що відповідає за його яскравість.

Всі подібні регулятори потужності, виготовлені на основі сімісторов, мають специфічний пристрій, яке описано нижче:

1. У структуру входить 3 вивідних електрода, один з них є головним керуючим елементом. Головний електрод має загальноприйняте позначення G, а інші елементи мають маркуванням Т1 і Т2 або А1 і А2.
2. Кількість шарів напівпровідників завжди дорівнює 5, така структура приладу дозволяє йому пропускати електричний струм у всіх напрямках. В цілому, ця система нагадує пристрій транзисторів p-n-p зразка, але відмінність полягає в збільшення кількості областей, яким властива n-провідність. При цьому, 2 області, розташовані безпосередньо біля анода і катода, утворюють четвертий напівпровідниковий шар і відповідають за його функціонування. 5 шар утворюється за рахунок n-провідникової області, розташованої біля головного електрода.
3. У корпусі самого симистора знаходиться одночасно 2 різних напівпровідника, що відрізняє його від попередника - тиристора.

Принцип роботи

фазовий управління симистором

В ході роботи і виконання своїх функцій, все без винятку сімісторних регулятори потужності користуються принципом фазового управління. Їх функціонування здійснюється завдяки змінам періоду входження симистора в робочий режим щодо проходження напруги всередині електромережі через нуль.

Це служить причиною виникнення негативних або позитивних напівхвиль, тобто фактично змінює форму напруги живлення.

Більш детально цей процес можна описати таким чином:

1. Починає функціонувати позитивний напівперіод, в цей час симистор в структурі регулятора потужності залишається закритим.
2. Напруга всередині мережі поступово збільшується, паралельно конденсатор починає свою підзарядку через подільники.
3. Зрушення по фазі викликає відставання напруга на конденсаторі від загальномережевого показника, незважаючи на той факт, що перший параметр постійно нарощується.
4. Величина відставання напруги безпосередньо залежить тільки від загального опору задіяних резисторів і ємності конденсатора.
5. Конденсатор продовжує заряджатися до тієї міри, поки показник його напруги не дійде до таких параметрів, при яких можливий прохід через динистор.
6. Після того. як напруга на конденсаторі досягає приблизно 32 В, необхідний параметр досягнуто і динистор відкривається, відразу після цього відбувається і відкриття сіністора.
7. Після відкриття динистора і сіністор а, завдяки наданої навантаженні, починається рух електричного струму. Його величина залежить від загального опору сіністора, що знаходиться у відкритому стані, і обсягів наданої навантаження.
8. Сіністор зберігає відкритий стан до моменту завершення полупериода.
9. Резистор в цей час встановлює напруга, при якому можливе одночасне відкриття динистора і сіністора. Іншими словами, резистор фактично починає здійснювати процес регулювання параметрів потужності.
10. У періоди. коли діє проходить негативна полуволна, схема функціонує по точно таким же принципам, як і в позитивний напівперіод.

Таким чином, описується принцип роботи, за яким здійснюється функціонування звичайного сімісторного регулятора потужності.

Більш складні сучасні пристрої, що є модифікацією стандартних пристроїв, і працюють при більш високих параметрах, часто володіють розширеною схемою і більш важким принципом дії.

Збірка своїми руками

Багато людей, хоча б трохи розбираються в електроніці, можуть самостійно зібрати сімісторний регулятор потужності. Головною умовою є наявність у схемі самого симистора і реалізація його принципу дії, який був описаний вище.

Спочатку, необхідно зробити наступні приготування:

• вільна плата;
• 6 резисторів, які в подальшому будуть мати позначення R1, R2, R3, R4, R5 і R;
• індукційна котушка;
• 4 конденсатора, будуть позначені як C1, C2, C3 і C;
• 1 симистор;
• 3 динистора, будуть позначені як VD1, VD2 і VD;

Після того, як всі приготування зроблені, можна приступати до самого процесу виготовлення сімісторного регулятора потужності:

1. На приготовленої платі зі спеціальними штирями ставляться перемички, які допомагають організувати дротяний шлейф у верхньому ряду.
2. Після здійснення цієї дії. в самому нижньому ряду створюється такий же другий шлейф.
3. До обох шлейфам необхідно припаяти конденсатор C1, а до кінця верхнього шлейфу ще приєднати резистор R1 з опором 1 Вт.
4. До нижнього шлейфу необхідно послідовно підключити динистор VD2, конденсатори C2 і C3, симистор VS1, резистор R
5. Від VD2 йде підключення до діністоров VD
6. Від динистора VD1 проводиться додатковий шлейф, до якого приєднується опір регулюють резисторів R1, R2, R4 і R
7. Тепер необхідно перейти до верхнього шлейфу, до якого підключається резистор R
8. Послідовно туди ж підключається і індукційна котушка.
9. Від індукційної котушки йде підключення до сімісторов і конденсатору C4, а від нього до резистору R
10. Динистор VD3 під'єднується до керуючого електрода симистора VS
11. Необхідно закільцювати конденсатор C3, резистори R3, R4 і R5, після чого вийшла зв'язку підключити до діністоров VD
12. Точно також закільцьовується конденсатор C2, резистори R2 і R3 і підключаються до того ж діністоров VD

На цьому, збір сімісторного регулятора потужності завершено, опис даної схеми є повністю робочим і, якщо все було зроблено відповідно до нього, то повинно вийти працездатне пристрій, в якому за регуляцію потужності ламп буде відповідати резистор з опором 1 Вт - R5.

огляд моделей

Нижче будуть розглянуті різні моделі сучасних симісторних регуляторів потужності, які представлені на ринку:

Регулятор потужності РМ 2

Цю модель однаково успішно можна використовувати як в домашніх умовах, так і на виробництві. Основне призначення полягає в зміні показників потужності при функціонуванні опалювальних приладів і джерел освітлення.

Відмінною рисою регулятора РМ 2 є низький рівень залежності від напруги, пристрій здатний підтримувати стабільну напругу на виході аж до 1 В. Це позитивно впливає на сам процес зміни потужності, оскільки дозволяє уникнути різких перепадів і температурного перегріву устаткування.

Ціна на такий прилад становить близько 1500 рублів.

Регулятор потужності РМ 2 16А

Даний прилад був розроблений спеціально для швидкого підключення і використання на промислових і виробничих підприємствах. Основні завдання регулятора полягають в корекції рівня освітлення на об'єктах, зміні ступеня обігріву підлогових покриттів, а також управлінні швидкістю обертання ряду двигунів колекторного або синхронного типу.

РМ 2 16А може функціонувати при вхідній напрузі, що досягає 400 В, також, як і РМ 2 здатний підтримувати задану стабільну напругу до 1 В незалежно від коливань цього параметра в електромережі.

Середня ціна на дану модель становить 2500 рублів.

Регулятор потужності РНЕ-1

Прилад призначений для використання в побуті і дозволяє плавно здійснювати зміну напруги в мережі за допомогою силового сімістора, це дає можливість регулювати яскравість ламп, потужність обігрівачів і іншого устаткування, яке здатне за своїми параметрами переносити зміна синусоїдальної форми надходить електричного струму.

Володіє захистом, яка представляє собою плавкий термічний запобіжник. Функціонує дана модель при напрузі до 220 В.

ціна на РНЕ-1 варіюється в рамках 1200-1400 рублів.

Регулятор потужності NF

Являє собою не тільки повноцінний прилад, але і своєрідний конструктор. який необхідно самостійно доопрацювати перед початком використання. У комплектацію входить плата, схема і все необхідне для збору сімісторного регулятора потужності.

Готовий прилад можна задіяти в побуті, як багатофункціональний пристрій, що обумовлюється великим діапазоном регулювання параметрів.

Ціна становить близько 1000-1200 рублів.

• 

Як правильно перевіряти тиристори?

Пристрій, різновиди та підключення стартерів для ламп денного світла

Пристрій, моделі і підключення вуличних датчиків освітленості