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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Merkmale von Thyristorreglern. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Regler für Strom, Spannung, Leistung Viele Funkamateure haben bei der Verwendung selbstgebauter oder im Laden gekaufter Thyristorregler festgestellt, dass diese Regler manchmal nicht einwandfrei funktionieren und die in Verbindung mit ihnen verwendeten Niederspannungsbeleuchtungsgeräte schnell ausfallen. In diesem Artikel geht es um die Betriebsmerkmale des Thyristor-Wechselstromreglers, die zu ähnlichen Phänomenen führen, und um einige Möglichkeiten zur Verbesserung der Zuverlässigkeit des Betriebs von Geräten mit solchen Reglern. Die Zeitschrift "Radio" widmet Trinistor-Wechselstromreglern viel Aufmerksamkeit (siehe beispielsweise eine Auswahl von Artikeln "Thyristor-Spannungsregler" .- "Radio", 1975, Nr. 10, S. 47-49). Mit diesen in den letzten Jahren sehr populär gewordenen Geräten lässt sich der Effektivwert der Spannung am Verbraucher von wenigen Volt bis fast zur Netzspannung verändern. Es scheint so. Mit Hilfe eines solchen Reglers können verschiedenste Niederspannungsgeräte aus dem Netz versorgt werden. Ist es so? Um diese Frage zu beantworten, betrachten wir kurz die Funktionsweise eines Vollweg-Thyristor-Leistungsreglers, von dem eine der typischsten Schaltungen in Abb. dargestellt ist. 1 (mit geringfügigen Änderungen aus der oben genannten Quelle entlehnt). Die Spannung an der Last eines solchen Reglers hat die Form einer abgeschnittenen Sinuskurve. Zum Beispiel. Bei Schaltwinkeln des Thyristors V5 über 90° hat diese Spannung die üblicherweise in Abb. dargestellte Form. 2 mit durchgezogener Linie. Der maximale Schaltwinkel des SCR im betrachteten Steuergerät beträgt 172°. Voltmeter des magnetoelektrischen Systems, angeschlossen an Last R11 (Abb. 1). zeigt eine Spannung von 6 V an.
Der Amplitudenwert der Spannung an der Last Un.vf[ bei diesem Schaltwinkel lässt sich leicht bestimmen: Un.max=Umax*sin (180°- 172°)=220*1.41* 0,139=43V. wobei Umax der Scheitelwert der Versorgungsspannung ist. Das gleiche Ergebnis liefert die Messung der Spannung Un.max mit einem elektronischen Oszilloskop. Wahrscheinlich. nicht jede Belastung, rechnerisch noch die Nennspannung von 6 V, hält so erheblichen, wenn auch kurzfristigen, Dauerbelastungen stand. periodische Überspannungen. Beispielsweise brennt der Glühfaden einer gewöhnlichen MN-38-Glühlampe (bei einer Spannung von 6,3 V beträgt der Stromverbrauch 0,22 A) häufig nach einigen Sekunden durch, wenn er mit einer Spannung dieser Form betrieben wird. Die berücksichtigte Tatsache ist nicht der einzige Grund, der die Möglichkeit einschränkt, einen Trinistor-Regler zur Versorgung einer Niederspannungslast zu verwenden. Der zweite Grund ist, dass bei jedem durch den Widerstand R5 eingestellten Einschaltwinkel des Trinistors (siehe Diagramm) die Spannung am Verbraucher kurzzeitig gleich der vollen Nennspannung des Netzes werden kann. Dieses Phänomen wurde mit einem elektronischen Oszilloskop in den Momenten festgestellt, in denen der Regler vom Netz getrennt wurde. Der Schalter war ein gewöhnlicher Stecker. Dieses Phänomen kann wie folgt erklärt werden. Aufgrund von Unregelmäßigkeiten auf der Oberfläche der Steckerstifte erfolgt die Trennung des Reglers vom Netz in den meisten Fällen nicht augenblicklich, sondern wird von einem abwechselnden Öffnen und Schließen des Versorgungskreises begleitet (wie beim „Kontaktprellen“) . Beim ersten Öffnen der Schaltung wird die Spannung an der Basis des Transistors V7 Null und das Analog des Unijunction-Transistors V7V8 öffnet. Der Kondensator C1 wird entladen und ein Öffnungsstromimpuls fließt durch die Steuerverbindung des Trinistors V'5. Wird nun der Versorgungskreis wieder geschlossen, so liegt bis zum Ende der Halbwelle die volle Spannung des Netzes über den geöffneten Trinstore an der Last an. Bei Versuchen mit dem betreffenden Glühlampenregler. Beispielsweise brannten diejenigen, die für eine Nennspannung von 36 V ausgelegt sind, normalerweise bereits beim ersten oder zweiten Ausschalten des Reglers durch, obwohl der Widerstand R5 den maximalen Schaltwinkel des Trinistors und im stationären Zustand der Lampen festlegte leuchtete beliebig lange. Beobachtungen mit einem Oszilloskop über den Vorgang des Öffnens von Kontakten in Schaltern T1, T2, TP2-1 und anderen zeigten, dass diese Öffnung praktisch ohne "Prellen" erfolgt. Wenn solche Schalter in dem Regler verwendet wurden, brannten Glühlampen unter den gleichen Bedingungen nicht durch, selbst wenn der Ein-Aus-Zyklus viele Male wiederholt wurde. Dies bestätigt die Richtigkeit der Annahme über die Ursachen des beobachteten Phänomens. Gibt es eine Möglichkeit, die Möglichkeit einer übermäßigen Spannung an der Niederspannungslast auszuschließen, selbst wenn die Kontakte des Schalters S1 "prellen"? Es ist wahrscheinlich, dass eine Reihe solcher Methoden gefunden werden können. Eine davon ist zum Beispiel die Verwendung eines zusätzlichen Schalters, der an Punkt A installiert ist (siehe Diagramm). Schalten Sie zuerst den SI-Schalter ein. und schließen Sie dann den Stromkreis an Punkt A. Sie müssen den Regler in umgekehrter Reihenfolge ausschalten. Diese Methode wurde in der Praxis getestet und zeigte gute Ergebnisse. Seine Wirksamkeit ist auch eine Bestätigung der Richtigkeit der Annahme über die Ursachen des betrachteten Phänomens.
Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass auch der Einsatz zusätzlicher Schalter in Reglern den oben beschriebenen Nachteil nicht vollständig beseitigt. Ursache für das „Prellen“ können aber auch zu wenig fester Kontakt des Steckers in der Steckdose und kurzzeitige Stromausfälle im Stromnetz sein. Außerdem muss hinzugefügt werden, dass dieses Phänomen auf dem Regler reproduziert wurde, dessen Diagramm in Abb. 1. Andere Regler können andere Merkmale haben, aber wahrscheinlich wird das beschriebene Phänomen in allen Fällen mit dem Betrieb der Steuereinheit des Schlüsselelements in Verbindung gebracht. Manchmal hört man die Meinung, dass die beschriebenen Ausfallfälle von Niedervolt-Glühlampen von einem Trinistor-Regler gespeist werden. durch spontanes Einschalten des Trinistors durch hohe Anstiegsgeschwindigkeit der Anodenspannung dU/dt beim Zuschalten des Reglers zum Netz, wenn dies z maximal. Einer solchen Aussage kann man nicht zustimmen. Für die in der Amateurfunkpraxis gebräuchlichsten Trinistoren der Serien KU201 und KU202 ist die Anstiegsrate der Anodenspannung nicht standardisiert. Das bedeutet, dass die besagten Trinistoren nahezu jede Anstiegsgeschwindigkeit der Anodenspannung zulassen, es sei denn, ihr Amplitudenwert überschreitet die zulässige maximale Durchlassspannung am geschlossenen Trinistor (Upr.scr.max). Daher sollte sich ein betriebsbereiter Trinistor, KU202N, beispielsweise bei fehlendem Strom im Steuerelektrodenkreis nicht öffnen, wenn er an ein Wechselstromnetz mit einer Spannung von 220 V angeschlossen wird, egal zu welchem Zeitpunkt in der Zeitraum eine solche Verbindung zustande kommt. Dies lässt sich leicht überprüfen, z. ein einfaches Gerät nach dem in Abb. 3. Die Niedervolt-Glühlampe H1 wird nicht glühen und bleibt nach beliebig vielen Einschaltvorgängen durch den SI-Schalter intakt (wenn der Trinistor V1 natürlich in Ordnung ist).
All dies lässt uns einige Schlussfolgerungen ziehen. Erstens ist die Form der Ausgangsspannung von wechselstrombetriebenen SCR-Reglern ein Faktor, der die Fähigkeit solcher Regler begrenzt, Niederspannungslasten zu versorgen. Zweitens ist bei Trinistor-Steuerungen das Auftreten von Spannungsimpulsen an der Last, die kleinen Schaltwinkeln von Trinistoren entsprechen, nicht ausgeschlossen, selbst wenn der Schaltwinkel des Trinistors durch die Elemente der Zeiteinstellung auf das Maximum eingestellt ist Wert. Die gezogenen Schlussfolgerungen lassen den Schluss zu, dass ein zuverlässiger Betrieb eines Gerätes mit Trinistor-Leistungssteller nur dann gewährleistet werden kann, wenn die Versorgungsspannung die Nennlastversorgungsspannung nicht überschreitet, d.h. wenn der Trinistor-Steller nur zur Reduzierung der Lastspannung verwendet wird. Autor: V. Cherny, Moskau; Veröffentlichung: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
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Kommentare zum Artikel: Dumov Ich habe es mit großer Freude gelesen. [nach oben] Es wäre interessant, Ihre Meinung zum Triac-Regler für induktive Last zu erfahren.
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