Regulador de energia elétrica. Esquema, descrição

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Suponha que você tenha um fogão elétrico e sua potência não seja regulada. Assim, a espiral queima ao máximo quando um quarto da potência nominal é suficiente, desperdiçando inutilmente preciosos quilowatts-hora. Existe uma saída - fazer um regulador de energia para o fogão elétrico. O esquema da primeira versão do regulador é mostrado na fig. 1. Permite ajustar a potência na carga, projetada para ser conectada a uma rede de 220 V, de 5 ... 10 a 97 ... 99% da potência nominal. A eficiência do regulador não é inferior a 98%.

Regulador de energia do fogão elétrico

Os elementos de controle do dispositivo - trinistores VS1 e VS2 - são conectados em série com a carga. A alteração da potência consumida pela carga é conseguida alterando o ângulo de abertura dos trinistores.

O nó que proporciona uma mudança no ângulo de abertura dos trinistores é feito em um transistor unijunção VT1. O capacitor C1, conectado ao emissor do transistor, é carregado através dos resistores R2 e R3. Assim que a tensão nas placas do capacitor atinge um certo valor, o transistor unijunção se abre, um pulso de corrente curto passa pelo enrolamento I do transformador T1. Os pulsos do enrolamento II ou III do transformador abrirão o trinistor VS1 ou VS2 - dependendo da fase da tensão da rede e, a partir desse momento até o final do meio ciclo, a corrente fluirá pela carga. Alterando a resistência do resistor R3, é possível controlar a taxa de carga do capacitor C1 e, consequentemente, o ângulo de abertura dos trinistores e a potência média na carga.

O nó para ajuste do ângulo de abertura dos trinistores é alimentado por um retificador de onda completa feito de acordo com o circuito em ponte (VD1). A tensão através do transistor unijunction é limitada pelos diodos zener VD2, VD3. O capacitor de filtro está faltando aqui - não é necessário.

O transistor unijunction KT117 pode ser usado com as letras A e B. Você também pode usar um análogo de um transistor unijunction, feito em dois transistores bipolares de estruturas diferentes (ver Fig. 50). O retificador de ponte VD1 pode ser dos tipos KTS402, KTS405 com qualquer letra. Você também pode usar quatro diodos dos tipos D226, D310, D311, D7 com quaisquer letras, incluindo-os de acordo com o circuito da ponte retificadora. Ao substituir os trinistores VS1, VS2 por outros tipos, deve-se lembrar que eles devem ser projetados para fornecer tensões diretas e reversas de pelo menos 400 V. O transformador T1 é do tipo MIT-4 ou MIT-10. Um transformador de fabricação própria pode ser feito em um circuito magnético de anel de ferrite M2000NM, tamanho K20x10xb. Todos os enrolamentos são feitos com fio PEV-1 0,31 e contêm 40 espiras cada. O enrolamento é realizado simultaneamente em três fios e as voltas são distribuídas uniformemente pelo corpo do anel do circuito magnético. Os terminais de enrolamento de mesmo nome são indicados por pontos no diagrama.

Os SCRs VS1 e VS2 são instalados em radiadores com uma superfície de resfriamento de pelo menos 200 cm ^ 2 cada. Neste caso, a potência máxima de carga pode ser de 2 kW.

A configuração do regulador de potência é selecionar a resistência do resistor R2 de acordo com a potência máxima na carga. O resistor R3 está temporariamente fechado com um fio jumper. O momento de retorno à carga de potência máxima é melhor controlado por um osciloscópio. No caso de usar um transformador T1 de fabricação própria, deve-se selecionar a polaridade desejada para a conexão dos fios do enrolamento, que deve corresponder à indicada no diagrama.

O regulador de potência também pode ser usado em conjunto com fornos elétricos de baixa potência, lâmpadas incandescentes e outras cargas ativas. O controlador de potência do trinistor descrito tem desvantagens. Em primeiro lugar, com uma mudança de temperatura na carcaça do regulador (e aumentará durante a operação devido ao aquecimento dos tiristores), a capacitância do capacitor C1 mudará. Isso levará a uma mudança no ângulo de abertura dos trinistores, bem como a uma mudança na potência na carga. Para eliminar até certo ponto essa desvantagem, é necessário usar o capacitor C1 com pequenos valores de TKE (coeficiente de capacitância de temperatura), por exemplo, K73-17, K73-24.

Во-вторых, тринисторный стабилизатор наводит высокий уровень помех в питающей сети. Эти помехи возникают в моменты скачкообразного включения тринистора. Коммутационные помехи не только распространяются через сеть, вызывая неустойчивую работу различных приборов (электронных часов, вычислительных машин и пр.), но и мешают нормальной работе некоторых устройств, гальванически не связанных с сетью (так, в радиоприемнике, находящемся недалеко от тринисторных регуляторов, слышен треск помех). Поэтому уменьшение коммутационных помех в тринисторных регуляторах мощности является важной задачей.

A maneira mais acessível de reduzir a interferência é esse método de controle, no qual a comutação do trinistor ocorre nos momentos em que a tensão da rede passa por zero. Neste caso, a potência na carga pode ser controlada pelo número de semiciclos completos durante os quais a corrente flui através da carga. A desvantagem deste método de regulação em comparação com os tradicionais são as grandes flutuações nos valores instantâneos de potência na carga durante o período de regulação, que é muito maior que o período da tensão senoidal e pode chegar a vários segundos. No entanto, para consumidores de energia inerciais como forno elétrico, ferro, fogão elétrico, motor elétrico potente, essa desvantagem não é decisiva.

Publicação: cxem.net

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