Zasada regulacji mocy w obciążeniu prądu przemiennego za pomocą tyrystorów

Średnią moc obciążenia w sinusoidalnych obwodach prądu przemiennego można regulować za pomocą tyrystory… Ta metoda kontrolowania zużycia energii jest szczególnie łatwa, jeśli obciążenie jest czysto aktywne. Jednak po pewnych modyfikacjach obwodów odbiorczych możliwe jest sterowanie obciążeniami za pomocą tyrystorów. składnik reaktywny.

Takie podejście do regulacji jest powszechnie nazywane regulacja napięcia fazowego, i jest ogólnie stosowany do takich odbiorców, którzy początkowo mogą być zasilani bezpośrednio z sieci, ale nie wymagają doskonale harmonijna forma napięcia.

Zasada sterowania polega na zmianie kąta otwarcia tyrystora, podobnie jak przełącznik elektroniczny. Tak więc, gdy tyrystor otwiera się i przewodzi prąd nie przez całą półfalę sinusoidy, ale dopiero zaczynając od pewnej jej fazy, niepełne fale sinusoidalne są podawane do obciążenia i ich części z początkową częścią półfali odcięty cykl miesięczny.

Osiąga się to dzięki temu, że tyrystor lub działa jako niezależny prostownik półfalowy, lub dwa tyrystory są zawarte w obwodzie prostownika (wtedy jest to tzw sterowany prostownik). Efektem działania układu jest zmniejszenie wartości skutecznej napięcia dostarczanego do obciążenia, które jest podłączone za takim prostownikiem.

Takie obwody często można znaleźć w softstartach silników prądu stałego, na płytkach do sterowania prądem akumulatorów, w urządzeniach do regulacji jasności żarówek itp.

Zaletą takiego podejścia jest przede wszystkim niski koszt i prostota montażu obwodów z tyrystorami, a także prostota obwodów sterujących fazową regulacją napięcia, jeśli chodzi o prąd przemienny w sieci. Wadą jest oczywiście zniekształcony kształt powstałego napięcia, duże tętnienie prądu na wyjściu oraz obniżenie współczynnika mocy użytkownika.

Istota wady związanej ze zniekształceniem kształtu napięcia i prądu polega na tym, że przy nagłym wyłączeniu tyrystora prąd płynący przez obciążenie gwałtownie wzrasta, jednocześnie wzrasta spadek napięcia na rezystancjach zarówno w obwodzie zasilania, jak i w obwodach obciążenia ostro. Kształt napięcia zasilającego wcale nie staje się sinusoidalny. Musimy zbudować dodatkowe filtry, jeśli chodzi, powiedzmy, o sterowanie mocą silnika indukcyjnego, dla którego zawsze pożądany jest czysty sinus.

Tyrystor jest zaprojektowany w taki sposób, że zaczyna przewodzić prąd jako dioda rozpoczyna się dokładnie od momentu przyłożenia impulsu napięcia wyzwalającego do jego elektrody sterującej.W tym momencie tyrystor przełącza się ze stanu zablokowanego w stan przewodzenia i przewodzi prąd od anody do katody, nawet jeśli działanie impulsu sterującego już się zakończyło, ale prąd od anody do katody nadal płynie.

Gdy tylko prąd w obwodzie ustanie, tyrystor blokuje się i czeka na następny impuls do swojej elektrody sterującej, podczas gdy napięcie jest podawane od strony anody. W ten sposób powstają okresy stanu otwartego tyrystora i uzyskuje się odcięte fragmenty sinusoidy prądu w obwodzie użytkownika.

Z tego powodu sterowanie tyrystorowe jest szeroko stosowane w domowych urządzeniach elektrycznych, w których stosowane są elementy grzejne, silniki prądu stałego, włókna - takie urządzenia, które nie są szczególnie wrażliwe na fale występujące przy częstotliwości sieci. Małe, kompaktowe i niedrogie ściemniacze tyrystorowe idealnie nadają się do regulacji temperatury elektrycznego ogrzewania podłogowego, intensywności świecenia żarówek, temperatury grzejników olejowych, lutownic itp.

Zobacz też:Zasady sterowania tyrystorowego i triakowego