Sfera-perm.ru

Сфера Пермь
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Стабилизатор с регулируемым напряжением током

Регулируемые стабилизаторы напряжения

Стабилизатор напряжения – электротехническое устройство, регулирующее напряжение в сети и сглаживающее его скачки. Известно, что электрическая сеть переменного тока не выдает постоянного напряжения величиной 220 В, как этого требуют правила эксплуатации многих однофазных электрических приборов. В питающей сети часто возникают перегрузки, просадки и кратковременные повышения напряжения, которые отрицательно сказываются на работоспособности включенных в нее приборов. Для того чтобы техника работала долго и безотказно ее необходимо защитить от такого рода нештатных ситуаций. Поэтому и используются стабилизаторы, через которые приборы и устройства включаются в сеть.

Существует множество видов и моделей стабилизаторов на рынке: электронные, электромеханические, релейные и другие. Правильный выбор в сторону того или иного устройства поможет сделать грамотный электрик. Вкратце, нужно просуммировать мощность всей нагрузки, которую предполагается защитить, и купить такой стабилизатор, мощность которого немного (порядка 10-20 %) превышает получившуюся величину. В таком случае стабилизатор будет работать в штатном режиме и надежно защищать подключенную технику.

Производители стабилизаторов, такие как Ресанта и Sassin, изготавливают приборы разных типов и технических характеристик. Например, для подключения большинства современной техники требуется мощный и надежный прибор. Сегодня в продаже есть стабилизаторы с регулируемым выходным напряжением.

Регулируемый стабилизатор напряжения позволяет пользователю задавать значения выходного напряжения. Также можно приобрести регулируемый стабилизатор напряжения или тока для выполнения наладки электронных устройств и зарядка аккумуляторов. Схема такого устройства предполагает изменение выходных параметров, что важно при проведении определенного вида работ по настройке, зарядке и т.п., так как различные электротехнические приборы требуют на входе разные параметры питающей сети.

Стабилизатор напряжения – электротехническое устройство, регулирующее напряжение в сети и сглаживающее его скачки. Известно, что электрическая сеть переменного тока не выдает постоянного напряжения величиной 220 В, как этого требуют правила эксплуатации многих однофазных электрических приборов. В питающей сети часто возникают перегрузки, просадки и кратковременные повышения напряжения, которые отрицательно сказываются на работоспособности включенных в нее приборов. Для того чтобы техника работала долго и безотказно ее необходимо защитить от такого рода нештатных ситуаций. Поэтому и используются стабилизаторы, через которые приборы и устройства включаются в сеть.

Существует множество видов и моделей стабилизаторов на рынке: электронные, электромеханические, релейные и другие. Правильный выбор в сторону того или иного устройства поможет сделать грамотный электрик. Вкратце, нужно просуммировать мощность всей нагрузки, которую предполагается защитить, и купить такой стабилизатор, мощность которого немного (порядка 10-20 %) превышает получившуюся величину. В таком случае стабилизатор будет работать в штатном режиме и надежно защищать подключенную технику.

Производители стабилизаторов, такие как Ресанта и Sassin, изготавливают приборы разных типов и технических характеристик. Например, для подключения большинства современной техники требуется мощный и надежный прибор. Сегодня в продаже есть стабилизаторы с регулируемым выходным напряжением.

Регулируемый стабилизатор напряжения позволяет пользователю задавать значения выходного напряжения. Также можно приобрести регулируемый стабилизатор напряжения или тока для выполнения наладки электронных устройств и зарядка аккумуляторов. Схема такого устройства предполагает изменение выходных параметров, что важно при проведении определенного вида работ по настройке, зарядке и т.п., так как различные электротехнические приборы требуют на входе разные параметры питающей сети.

Читайте так же:
Tl431 как стабилизатор тока

Стабилизатор напряжения регулируемый, схема

В статье описан стабилизатор напряжения, у которого падение напряжения на регулирующем транзисторе минимально и соответственно уменьшена потребляемая стабилизатором мощность. Его применение особенно полезно для питания радиоэлектронной аппаратуры от гальванических элементов и аккумуляторов.

Почти любое электронное устройство требует стабилизированного источника питания. Стабилизаторы легко построить на хорошо известных микросхемах серии КР142ЕН или дискретных элементах. Но для успешной работы таких стабилизаторов необходимо, чтобы падение напряжения, т. е. значение, на которое подводимое напряжение питания превышает стабилизированное, было бы не менее 2…З В. Это приводит к проблеме рассеяния большой мощности на регулирующем транзисторе, поскольку в этом случае ему нужен «запас сверху» в несколько вольт.

Предлагаемый стабилизатор сохраняет свои свойства при напряжении между коллектором и эмиттером регулирующего транзистора, равном напряжению насыщения (0,1…0,5 В в зависимости от тока нагрузки).

Основные технические характеристики:

  • максимальный ток нагрузки — 2 А;
  • максимальное входное напряжение — 30 В;
  • интервал выходного напряжения — 3…25 В;
  • коэффициент стабилизации — 150.

Это — компенсационный стабилизатор с последовательно включенным регулирующим транзистором VТ1 (см. схему). На ОУ DА2 собран компаратор. Образцовое напряжение создается источником стабильного тока на полевом транзисторе VТ2 и стабилитроном VD2 и подается на инвертирующий вход ОУ. На неинвертирующий вход поступает напряжение с делителя R3R4, пропорциональное выходному. ОУ сравнивает эти напряжения, и на его выходе появляется необходимый управляющий сигнал, который поступает на микросхему DА1, содержащую четыре идентичных МОП-транзистора с индуцированным каналом р-типа. Каждый транзистор имеет параметры такие же, как у дискретного транзистора серии КП304: сопротивление в открытом состоянии — не более 100 Ом, крутизна характеристики — примерно 4 мА/В.

Все транзисторы микросхемы соединяют параллельно так, что получается как бы один транзистор, работающий как истоковый повторитель. Это сделано для увеличения допустимого тока истока такого транзистора, который может достигать 80 мА. Увеличивается также крутизна до 16 мА/В. «Составной» МОП-транзистор, имея малое сопротивление канала, эффективно управляет регулирующим транзистором VТ1. Видно, что потенциал эмиттера VТ1 всегда будет выше потенциала базы, этим достигается работа стабилизатора даже при очень малом напряжении между эмиттером и коллектором (напряжении насыщения).

Резистор R1 ограничивает максимальный ток транзисторов микросхемы DА1, его значение не должно превышать 80 мА. Резистор R2 и диод VD1 нужны для запуска стабилизатора при включении питания. Затем эти элементы практически не влияют на работу устройства. Переменным резистором R3 устанавливают необходимое выходное напряжение. Его нижний предел равен напряжению стабилизации стабилитрона VD2 (для KC133А он примерно равен 3,3 B), а верхний можно определить по формуле U = 3,3.R3/R4.

При входном напряжении не более 25 В в стабилизаторе можно использовать микросхему К547КП1Б, а менее 15 В — К547КП1В. Транзистор VТ1 — любой структуры p-n-p с допустимым током коллектора более 3 А и допустимым напряжением коллектор-эмиттер не менее 35 В, например, КТ816Б-КТ816Г, КТ818Б-КТ818Г. На месте VТ2 применимы транзисторы серии КП303 или КП307. Вместо ОУ К140УД1208 подойдут К140УД6 или К140УД7; в этом случае исключают резистор R5. Диод VD1 — любой кремниевый маломощный.

Читайте так же:
Чем отличаются стабилизаторы тока от стабилизаторов напряжения

Стабилизатор, собранный из исправных деталей и без ошибок, в налаживании не нуждается.

Способы регулировки сварочного тока

Качество сварного шва в значительной мере зависит от характеристик электрической дуги. Для каждой толщины металла, в зависимости от его вида требуется определенной силы сварочный ток.

Кроме этого, важна вольтамперная характеристика аппарата для сварки, от этого зависит качество электрической дуги. Для резки металла тоже требуются свои значения электротока. То есть любой сварочный аппарат должен обладать регулятором, управляющим мощностью сварки.

Способы регулирования

Управлять током можно по-разному. Основные способы регулирования такие:

  • введение резистивной или индуктивной нагрузки во вторичную обмотку сварочного аппарата;
  • изменение количества витков во вторичной обмотке;
  • изменение магнитного потока аппарата для сварки;
  • использование полупроводниковых приборов.

Схематических реализаций этих способов множество. При изготовлении аппарата для сварки своими руками каждый может выбрать себе регулятор по вкусу и возможностям.

Резистор или индуктивность

Регулировка сварочного тока с использованием сопротивления или катушки индуктивности является самой простой и надежной. К держателю сварочных электродов последовательно подключают мощный резистор или дроссель. За счет этого меняется активное или индуктивное сопротивление нагрузки, что приводит к падению напряжения и изменению сварочного тока.

Регуляторы в виде резисторов применяют для улучшения вольтамперной характеристики сварочного аппарата. Используется набор мощных проволочных сопротивлений или один резистор, выполненный из толстой нихромовой проволоки в виде спирали.

Для изменения сопротивления специальным зажимом их подключают к определенному витку провода. Резистор выполняется в виде спирали для уменьшения габаритов и удобства использования. Номинал резистора не должен превышать 1 Ом.

Переменный ток в определенные моменты времени имеет нулевые или близкие к нему значения. В это время получается кратковременное гашение дуги. При изменении промежутка между электродом и деталью может произойти прилипание или полное ее гашение.

Для смягчения режима сваривания и соответственно получения качественного шва применяют регулятор в виде дросселя, который включается последовательно с держаком в выходной цепи аппарата.

Дополнительная индуктивность вызывает сдвиг фаз между выходным током и напряжением. При нулевых или близких к нему значениях переменного тока напряжение имеет максимальную амплитуду и наоборот. Это позволяет поддерживать стабильную дугу и обеспечивает надежное ее зажигание.

Дроссель можно изготовить из старого трансформатор. Используется только его магнитопровод, все обмотки удаляются. Вместо них наматывают 25-40 витков толстого медного провода.

Данный регулятор был широко распространен при использовании трансформаторных аппаратов переменного тока благодаря своей простоте и наличию комплектующих. Недостатками дроссельного регулятора сварочного тока являются небольшой диапазон управления.

Изменение количества витков

При этом методе регулировка характеристик дуги осуществляется благодаря изменению коэффициента трансформации. Коэффициент трансформации позволяют изменить дополнительные отводы из вторичной катушки. Переключаясь с одного отвода на другой можно менять напряжение в выходной цепи аппарата, что приводит к изменению мощности дуги.

Регулятор должен выдерживать большой сварочный ток. Недостатком является трудность нахождения коммутатора с такими характеристиками, небольшой диапазон регулировок и дискретность коэффициента трансформации.

Изменение магнитного потока

Данный способ управления используется в трансформаторных аппаратах сварки. Изменяя магнитный поток, меняют коэффициент полезного действия трансформатора, это в свою очередь меняет величину сварочного тока.

Читайте так же:
Стабилизатор сети переменного тока

Регулятор работает за счет изменения зазора магнитопровода, введения магнитного шунта или подвижности обмоток. Изменяя расстояние между обмотками, меняют магнитный поток, что соответственно сказывается на параметрах электрической дуги.

На старых сварочных аппаратах на крышке находилась рукоятка. При ее вращении вторичная обмотка поднималась или опускалась за счет червячной передачи. Этот способ практически изжил себя, он использовался до распространения полупроводников.

Полупроводниковые приборы

Создание мощных полупроводниковых приборов, способных работать с большими токами и напряжениями, позволило разработать сварочные аппараты нового типа.

Они стали способны менять не только сопротивление вторичной цепи и фазы, но и изменять частоту тока, его форму, что также влияет на характеристики сварочной дуги. В традиционном трансформаторном сварочном аппарате используется регулятор сварочного тока на базе тиристорной схемы.

Регулировка в инверторах

Сварочные инверторы – это самые современные аппараты для электродуговой сварки. Использование мощных полупроводниковых выпрямителей на входе устройства и последующей трансформации переменного тока в постоянный, а затем в переменный высокой частоты позволил создать устройства компактные и мощные одновременно.

В инверторных аппаратах основным регулятором является изменение частоты задающего генератора. При одном и том же размере трансформатора мощность преобразования напрямую зависит от частоты входного напряжения.

Чем меньше частота, тем меньшая мощность передается на вторичную обмотку. Ручка регулировочного резистора выводится на лицевую панель инвертора. При ее вращении изменяются характеристики задающего генератора, что приводит к изменению режима переключения силовых транзисторов. В итоге получается требуемый сварочный ток.

При использовании инверторных сварочных полуавтоматов настройка происходит так же, как и при использовании ручной сварки.

Кроме внешних регуляторов в блоке управления инвертором предусмотрены еще много различных управляющих элементов и защит, обеспечивающих стабильную дугу и безопасную работу. Для начинающего сварщика лучшим выбором будет инверторный аппарат для сварки.

Применение тиристорной и симисторной схемы

После создания мощных тиристоров и симисторов их стали использовать в регуляторах силы выходного тока в сварочных аппаратах. Они могут устанавливаться в первичной обмотке трансформатора или во вторичной. Суть их работы заключается в следующем.

На управляющий контакт тиристора со схемы регулятора поступает сигнал, открывающий полупроводник. Длительность сигнала может изменяться в больших пределах, от 0 до длительности полупериода тока протекающего через тиристор.

Управляющий сигнал синхронизирован с регулируемым током. Изменение длительности сигнала вызывает обрезание начала каждого полупериода синусоиды сварочного тока. Увеличивается скважность, в результате средний ток уменьшается. Трансформаторы очень чувствительны к такому управлению.

Такой регулятор имеет существенный недостаток. Время нулевых значений увеличивается, что приводит к неравномерности дуги и ее несанкционированному гашению.

Для уменьшения негативного эффекта дополнительно приходится вводить дроссели, которые вызывают фазовый сдвиг между током и напряжением. В современных аппаратах данный метод практически не используются.

Особенности и управление зарядным устройством с регулировкой по первичной обмотке трансформатора

В обычных условиях автомобильный аккумулятор заряжается при движении автомобиля. Но если машина долго стоит в гараже, то аккумуляторная батарея разряжается.

Для ее зарядки нужна зарядка для аккумуляторов с регулировкой зарядного тока. Один из вариантов этих приборов – зарядное устройство с регулировкой по первичной обмотке трансформатора.

  1. Управление трансформатором по первичной обмотке
  2. Особенности регуляторов для первички трансформаторов
  3. Схема и назначение тиристорного регулятора напряжения для трансформатора
  4. Модели для зарядки аккумуляторов
  5. Принцип действия тиристорного регулятора
  6. Разновидности и технические характеристики тиристорного регулятора
  7. Что представляет собой симистор
  8. Другие простые варианты регулировки напряжения в первичке
Читайте так же:
Зарядное устройство или простой стабилизатор тока

Управление трансформатором по первичной обмотке

Скорость заряда аккумулятора зависит от тока, протекающего через него, но слишком быстрый заряд приводит к перегреву аппарата и выходу его из строя. Поэтому для зарядки аккумуляторных батарей используются устройства с регулировкой выходных параметров.

Особенности регуляторов для первички трансформаторов

Ток зарядки батареи составляет 10% ее емкости. Это значит, что аккумулятор с емкостью 60Ач заряжается током не более 6А. Напряжение заряда при работе автомобиля 14,5В. Учитывая необходимый запас, зарядное устройства должно быть способно выдать 10А при напряжении 16В.

Запас напряжения необходим для регулировки и ограничения зарядного тока.

В разных моделях аппаратов она производится разными способами:

  • Добавочными сопротивлениями. Включаются после диодного моста. Самая простая конструкция, но имеющая самые большие размеры.
  • Транзисторами. Высокая точность регулировки, но самая сложная схема, требующая хорошего охлаждения силовых транзисторов.
  • Тиристорное управление. Простые схемы. Регулировка осуществляется тиристорным ключем в цепи первичной обмотки или тиристорами, установленными вместо диодов в выпрямительный мост.

Схема и назначение тиристорного регулятора напряжения для трансформатора

Ток, протекающий при зарядке через аккумуляторную батарею, определяется внутренним сопротивлением аккумулятора, его ЭДС и напряжением на выходе зарядного устройства. Для его изменения, кроме других способов, можно регулировать напряжение на первичной обмотке. Самый удобный способ – использование тиристорного регулятора.

Модели для зарядки аккумуляторов

Зарядные устройства делятся на три группы:

  • Пусковые. Предназначены для запуска двигателя при разряженном аккумуляторе. Использовать для зарядки батареи не рекомендуется – недостаточное напряжение и отсутствие регулировок.
  • Зарядные. Предназначены для заряда аккумуляторов. Имеют ручную или автоматическую регулировку.
  • Пуско-зарядные. Могут выполнять обе функции.

Принцип действия тиристорного регулятора

Тиристор имеет два состояния – открытый, в котором он пропускает электрический ток и закрытый. Открывается этот элемент при протекании тока через управляющий электрод и остается открытым, пока через тиристор идет ток.
Переменное напряжение в сети имеет синусоидальную форму. Тиристор, включенный в цепи нагрузки, открывается в определенный момент полуволны. Это называется “угол открытия”. В результате этого через электроприбор ток протекает не все время, а только после перехода элемента в открытое состояние. Это меняет действующее значение напряжения на нагрузке.

Важно! Вольтметр измеряет действующее значение. Для надежной работы допустимое напряжение тиристоров должно соответствовать максимальному напряжению, которое больше в 1,4 раз. Для бытовой сети это 308В.

Разновидности и технические характеристики тиристорного регулятора

Из-за того, что тиристор пропускает через себя напряжение только одной полярности, его нелзя использовать для управления трансформатором без дополнительных элементов:

    Включить тиристор в диодный мост из 4 диодов на вывода “+” и “-“. Вывода “

” подключаются в разрыв цепи вместо выключателя или последовательно с ним. Диодный мост выпрямляет напряжение и на тиристор подается питание только одной полярности.

  • Использовать два тиристора, включенные встречно-параллельно и для управления через переменный резистор соединяются управляющие вывода. Каждый из элементов открывается при своей полярности, а оба вместе управляют напряжением на нагрузке.
  • Читайте так же:
    Источник питания с регулируемым стабилизатором тока

    Открытие тиристора происходит при прохождении тока больше определенной величины и есть два способа управления углом открывания:

    • Переменным сопротивлением, включенным между анодом и управляющим электродом. В течении первой половины полуволны напряжение и ток управления растут и при достижении его определенной величины, зависящей от марки элемента. Недостаток этой схемы в ограниченном диапазоне регулировки 110-220В, но этого достаточно для управления трансформатором зарядного устройства.
    • Управление импульсами, которые подает отдельная схема на управляющий электрод в определенный момент полуволны синусоиды.
      Допустимый ток и напряжение тиристорного регулятора зависят в первую очередь от установленных тиристоров. Самые распространенные – тиристоры серии КУ 202, но в некоторых случаях допускается применение других элементов:
    • КУ 202Н – 400В, 30А. Крепятся на резьбе М6. При регулировке первичной обмотки, ток которой менее 1А, используются без радиаторов.
    • КУ 201л – 300В, 30А, крепление- резьба М6. Допускается использовать в первичной обмотке.
    • КУ 201а – 25В, 30А, крепление – резьба М6. Можно использовать только с радиаторами при регулировке после трансформатора.
    • КУ 101г – 80В, 1А. Похож на транзистор. В силовых цепях зарядных устройствах не используются, только в схемах управления.
    • КУ 104а – 6В, 3А. Так же в силовых цепях не применяются.

    Что представляет собой симистор

    У тиристора есть недостаток, усложняющий его применение в сети переменного тока – он пропускает через себя только одну полуволну и на выходе вместо переменного напряжения получается постоянное пульсирующее. Поэтому эти приборы используются парами или вместе с диодным мостом. От этого недостатка свободен симистор.

    Симистор внешне похож на тиристор. Также, как и тиристор, он открывается импульсом тока, протекающего через управляющий электрод, но этот прибор пропускает через себя обе полуволны и способен работать в сети переменного тока.

    Принципиальная схема симисторного регулятора тока для активной и индуктивной нагрузки
    Устройство симисторного регулятора аналогично тиристорному. Отличие в том, что симистор управляет обоими полярностями и поэтому нет необходимости использовать диодный мост или встречно-параллельное включение элементов.

    Кроме того, для симистора не имеет значение полярность управляющего напряжения, что позволяет упростить схему импульсного управления.

    Совет! Для регулировки симистором можно использовать диммер от лампы накаливания. Для этого он включается между анодом и управляющим электродом силового симистора.

    Другие простые варианты регулировки напряжения в первичке

    Кроме тиристорных и симисторных регуляторов есть другие способы управления зарядным током в первичной обмотке трансформатора:

    • Переключением выводов первичной обмотки. Недостаток в том, что эти вывода необходимо делать при намотке катушек.
    • Подключением зарядного аппарата после ЛАТРА (лабораторного автотрансформатора). Его мощность должна быть не менее 160Вт.
    • Переменным сопротивлением, подключаемым последовательно с трансформатором. Его параметры приблизительно 50-100Ом, мощностью 50Вт и зависят от конкретного зарядного.

    Несмотря на появление современных зарядных устройств, аппараты с обычными трансформаторами есть у многих владельцев автомобилей, и регулировка аппарата по первичной обмотке позволяет обойтись без мощных тиристоров или добавочных сопротивлений.

    голоса
    Рейтинг статьи
    Ссылка на основную публикацию
    Adblock
    detector