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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Regulador de corrente Triac para cargas resistivas e indutivas. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Reguladores de corrente, tensão, potência Há um grande número de opções diferentes para reguladores de corrente triac e trinistor. No entanto, quase todos eles são projetados para operar com cargas puramente resistivas ou fracamente indutivas. O autor propõe um regulador controlado por fase-pulso projetado para operar com uma carga cuja impedância pode variar de puramente ativa a puramente indutiva, mesmo durante a operação. Os componentes ativos e indutivos podem ser conectados em série ou em paralelo. A desvantagem do regulador proposto é que a posição do seu elemento de controle correspondente ao valor máximo da corrente efetiva depende da natureza da carga.
Dispositivos que permitem regular o valor efetivo da corrente de carga geralmente contêm uma unidade de controle que abre o triac com um atraso em relação ao início do meio ciclo da tensão da rede (Fig. 1). Na ausência de atraso (α=0), a corrente na carga ativa é máxima; com atraso de meio período (α =180°), ela está ausente. O triac fecha no final de cada meio ciclo, quando a corrente que flui através dele e da carga torna-se menor que sua corrente de retenção inerente. Ao operar em uma carga com componente de impedância indutiva (motor elétrico ou transformador), a corrente através do triac não para quando a tensão da rede ultrapassa zero. Continua fluindo por algum tempo devido à energia acumulada na indutância da carga (Fig. 2). A forma de onda da corrente mostrada aqui corresponde a uma conexão paralela de resistência ativa e indutância de carga. A principal diferença quando conectados em série é que então a corrente não aumenta abruptamente no momento da abertura do triac, mas aumenta suavemente a uma velocidade determinada pela relação desses componentes. Isso pode atrapalhar o funcionamento do regulador se, durante a ação do pulso de abertura do triac, a corrente não tiver tempo de se tornar maior que a corrente de retenção. Mas o mais perigoso para a carga indutiva de um regulador triac é sua operação com muito pouco atraso no pulso de controle. Neste caso (Fig. 3), o triac não tem tempo de fechar antes da chegada do próximo pulso e portanto, tendo fechado após seu término, permanece neste estado até o próximo pulso. O regulador muda para um modo de operação de emergência de "meia onda" com um grande componente constante da corrente de carga. Para evitar este fenômeno, é necessário aumentar a duração do pulso de controle para um valor que garanta a abertura do triac no semiciclo atual.
O diagrama do regulador proposto é mostrado na Fig. 4. Sua fonte de alimentação, que já se tornou padrão para tais dispositivos [1], é composta por resistor R1, capacitores C1-C3, diodos VD1, VD2 e diodo zener VD3. Utilizando resistores R2-R5 e elementos lógicos DD1.1, DD1.2, é implementada uma unidade de sincronização com tensão de rede, cujo circuito é retirado de [2] com algumas modificações. O elemento DD1.1, quando o valor instantâneo da tensão da rede passa por zero, gera pulsos curtos de sincronização de alto nível em sua saída, o elemento DD1.2 serve como seu repetidor. O atraso de abertura necessário do triac VS1 em relação ao pulso de sincronização é fornecido por um disparo único [3] baseado nos elementos lógicos DD2.1 e DD2.2. É acionado ao final de um pulso de polaridade positiva, formado a partir de um pulso de sincronização pelo circuito diferenciador C4R7. Após um atraso, cuja duração é determinada pelo circuito R6R8C5, o nível alto na saída do elemento DD2.1 é substituído por um nível baixo. Para preparar o dispositivo único para gerar o próximo pulso, o capacitor C5 é descarregado através do diodo VD4. A unidade de monitoramento de status triac, composta pelos resistores R9-R12 e pelos elementos DD1.3, DD1.4, é semelhante à unidade de sincronização com a tensão da rede. Na saída do elemento DD1.4, um nível baixo está presente apenas quando a tensão no triac é diferente de zero - isso significa que ele está fechado. Desde que o pulso de sincronização com a rede tenha terminado, o atraso gerado pelo monoestável tenha expirado e o triac tenha fechado, a saída do elemento DD2.3 será colocada em nível alto. A corrente fluirá através do transistor aberto VT3 no circuito do eletrodo de controle do triac VS1. Ele irá parar quando a condição especificada for violada como resultado da abertura do triac. Portanto, o pulso de abertura sempre tem uma duração necessária e suficiente para o correto funcionamento do dispositivo. Os microcircuitos K561LP2 e K561LE10 podem ser substituídos por similares da série 564 ou importados da série 4000. Se necessário, os elementos DD1.2 e DD1.4, sem comprometer o desempenho do regulador, podem ser excluídos do circuito e utilizados para outros fins. Se forem utilizados microcircuitos da série 164 ou K176, em vez do diodo zener D814G é aconselhável instalar D814B, D814V ou outro com tensão de estabilização de cerca de 9 V. Os diodos KD509A podem ser substituídos por quaisquer diodos de silício de baixa potência. A mesma substituição pode ser tentada para o diodo D9B se outro diodo de germânio não estiver disponível. Em vez do KT315A, é adequado qualquer transistor de silício de estrutura npn de baixa ou média potência com coeficiente de transferência de corrente de pelo menos 50. O triac VS1 deve ser instalado em um dissipador de calor, cuja área depende da corrente máxima de carga . Um regulador montado corretamente não requer ajuste. Pode ser necessário selecionar os valores dos resistores R6 e R8 para obter os limites de controle necessários. Ao instalar e operar o dispositivo, lembre-se que todos os seus elementos estão sob tensão de rede. Literatura
Autor: A. Staroverov
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