Школа для Электрика. Все Секреты Мастерства. Образовательный сайт по электротехнике   ElectricalSchool.info - большой образовательный проект на тему электричества и его использования. С помощью нашего сайта вы не только поймете, но и полюбите электротехнику и электронику!
Электрические и магнитные явления в природе, науке и технике. Современная электроэнергетика, устройство электрических приборов, аппаратов и установок, промышленное электрооборудование и системы электроснабжения, электрический привод, технологии автоматизации и многое другое.
Чтобы не тратить каждый раз свое время на поиски добавляйте наш сайт в закладки и подписывайтесь на наши странички в соцсетях!
 


 

Основы электроники

 

Принцип регулирования мощности в нагрузке на переменном токе посредством тиристоров



Среднюю мощность нагрузки в цепях синусоидального переменного тока можно регулировать посредством тиристоров. Данный способ управления потребляемой мощностью реализуется особенно легко, если нагрузка носит чисто активный характер. Тем не менее, с некоторыми доработками цепей потребителя, посредством тиристоров можно управлять и нагрузками имеющими реактивную составляющую.

Такой подход к регулированию в целом именуются фазовым регулированием напряжения, и применяется обычно к таким потребителям, которые изначально способны питаться напрямую от сети, но не требуют при этом идеально гармонической формы напряжения.

Принцип управления заключается в изменении угла открытия тиристора как электронного ключа. Так, когда тиристор открывается и проводит ток не на протяжении всей полуволны синусоиды, а только начиная с определенной ее фазы, к нагрузке подаются неполные синусоиды, а их кусочки с отрезанной начальной частью полупериода.

Это достигается тем, что тиристор либо работает как самостоятельный однополупериодный выпрямитель, либо два тиристора включаются в схему выпрямителя (тогда это - так называемый управляемый выпрямитель). Результат работы схемы — снижение действующего значения напряжения, подаваемого на нагрузку, которая подключена после такого выпрямителя.

Регулятор напряжения на тиристоре

Подобные схемы часто можно встретить в блоках плавного пуска двигателей постоянного тока, на платах управления током зарядки аккумуляторов, в устройствах регулирования яркости ламп накаливания и т. п.

Достоинство данного подхода заключается прежде всего в дешевизне и простоте сборки схем с тиристорами, а также в простоте схем управления фазовым регулированием напряжения, если речь идет о сетевом переменном токе. Недостатком, конечно, является искаженная форма получаемого напряжения, высокий коэффициент пульсаций тока на выходе и снижение коэффициента мощности потребителя.

Суть недостатка связанного с искажением формы напряжения и тока заключается в том, что при резком отпирании тиристора резко возрастает ток через нагрузку, при этом скачком увеличивается падение напряжения на сопротивлениях как в цепи питания, так и в цепях нагрузки. Форма напряжения питания становится вовсе не синусоидальной. Приходится строить дополнительные фильтры, если речь идет, скажем, об управлении мощностью асинхронного двигателя, для которого всегда желателен чистый синус.

Тиристорный регулятор напряжения

Тиристор устроен так, что начинает проводить ток подобно диоду начиная ровно с того момента, когда на его управляющий электрод подан импульс отпирающего напряжения. В этот момент тиристор переходит из запертого состояния в проводящее, и проводит ток от анода к катоду даже если действие управляющего импульса уже закончилось, но ток от анода к катоду продолжает течь.

Как только в цепи ток прекращается, тиристор запирается и ждет очередного импульса на свой управляющий электрод пока со стороны анода приложено напряжение. Так и формируются периоды открытого состояния тиристора, так и получаются резаные кусочки синусоиды тока в цепи потребителя.

По этой причине тиристорное регулирование находит широкое применение в бытовых электроприборах, где работают ТЭНы, двигатели постоянного тока, нити накаливания, - такие приборы, которые не особо чувствительны к пульсациям, возникающим на сетевой частоте. Для регулировки температуры электрического теплого пола, интенсивности свечения ламп накаливания, температуры масляных обогревателей, паяльников и т. п. - маленькие, компактные и недорогие тиристорные диммеры подходят идеально.

Смотрите также: Принципы управления тиристорами и симисторами