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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Leistungsregler an einem Thyristor-Transistor-Generator. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Regler für Strom, Spannung, Leistung Mit dem Aufkommen von Thyristoren bot sich eine praktische Möglichkeit, die Leistung der mit Wechselspannung betriebenen Last zu regeln. Zur Steuerung von Thyristorschaltern, die die Last schalten, wurden viele verschiedene Schemata erfunden. Beispielsweise wird in der Leistungsreglerschaltung in Abb. 1 der Leistungs-Triac von einem Thyristor-Transistor-Schlüsselgenerator gesteuert, der in früheren Artikeln beschrieben wurde [1, 2].
Das Gerät ermöglicht bei sorgfältiger Auswahl der Kondensatoren C1 und C2 eine stufenlose Einstellung der Lastleistung Rh über R6. Das Gerät funktioniert wie folgt. Wenn die Stromversorgung eingeschaltet ist (12 V für Steuerkreise und 220 V für die Last), werden die Kondensatoren C12 und C1 von der „+“-Quelle von 2 V geladen, und eine positive Vorspannung basierend auf dem Transistor VT1 öffnet seine Kollektor-Emitter-Verbindung. Über die Widerstände R2, R6 gelangt Spannung in die Steuerelektrode des Thyristors VS2. Bei einem Strom größer als der Haltestrom öffnet der Thyristor VS2 und entlädt den Kondensator C1 über die Steuerelektrode des Triacs VS1, wodurch dieser geöffnet wird. Bei geschlossenem Thyristor VS2 wird der Kondensator C1 aufgeladen und der Ladestrom fließt in entgegengesetzter Richtung durch die Steuerelektrode des Triacs VS1. Der Öffnungswinkel VS1 wird durch die Öffnungs- und Schließzeiten des Thyristors VS2 in Abhängigkeit von den Kapazitäten der Kondensatoren C1, C2 und dem Widerstand des Reglers R6 bestimmt. Wenn sich der Widerstand R6 ändert, verschiebt sich der Winkel. In der Thyristor-Leistungsstellerschaltung (Abb. 2) wird die Versorgungsspannung in einer transformatorlosen Schaltung an die Hauptoszillatorschaltung geliefert.
Überschüssige Spannung wird durch die Ballastwiderstände R4 und R5 gelöscht. Die Steuerspannung (30 V) wird durch die Zenerdiode VD7 stabilisiert. Ein solches Netzteil hat eine „fallende“ Kennlinie, d.h. Mit zunehmendem Laststrom sinkt die Spannung. Der Kurzschlussstrom der Quelle beträgt 15...18 mA und ist abhängig von den Widerständen R4 und R5. Der Öffnungswinkel der Thyristoren VS1, VS2 wird durch den Öffnungszeitpunkt des Transistors VT1 und die Spannung am Emitter bestimmt, bei der der Durchbruch der Zenerdiode VD10 durch die Steuerelektrode des Thyristors VS4 erfolgt. Die Schaltzeit des Transistors VT1 wird durch den Regler R6 und die Kapazitäten der Kondensatoren C3 und C2 eingestellt (letztere dürfen nicht einmal eingestellt werden). Thyristoren in den betrachteten Stromkreisen werden mit Halteströmen von 2 ... 8 mA betrieben, können jedoch aufgrund größerer Kondensatoren bei Strömen bis 12 mA „schwingen“. Um die Empfindlichkeit des Schaltthyristors VS3 zu erhöhen, kann daher der Schutzwiderstand zwischen Kathode und Steuerelektrode entfallen oder sein Widerstandswert erhöht werden (mehr als 2 kOhm). Die Lastleistung wird mit einem variablen Widerstand R6 vom Typ PPP-43 eingestellt, als Aufbauwiderstände dienen die Widerstände R7 und R9. Nach der Anpassung können sie in dauerhafte geändert werden. Thyristoren VS1, VS2 - Impulstyp. KU202 oder ähnlich mit einer Spannungsklasse von mindestens 400 V. Transistor VT1 - KT645, KT815, KT602, KT940, Kondensatoren C2 C3 - K73-17. Ein guter Leistungsregler wird nach dem Schema in Abb. 3 erhalten.
Hier wird ein Optokoppler VU1 vom Typ AOU103V1 in den Steuerkreis des Thyristor-Transistor-Generators eingeführt. Die HL1-LED im Steuerstromkreis des VS3-Thyristors übernimmt die Funktion einer Zenerdiode und dient gleichzeitig als Kontrollelement bei der Inbetriebnahme. Das Funktionsprinzip des Geräts ähnelt dem vorherigen Schema. Der Regler ist auf einer Leiterplatte montiert, deren Zeichnung in Abb. 4 dargestellt ist.
Ein einfacher Leistungsregler mit Dinistoren ist in Abb. 5 dargestellt.
Es liefert eine Regelspannung von 30 ... 220 V. Der Öffnungswinkel der Thyristoren VS2, VS3 wird durch die Ladezeit der Kondensatoren C1 und C2 auf die Durchbruchspannung der Dinistoren VS1 und VS4 bestimmt, die durch die eingestellt wird Widerstand R5. Für eine reibungslose Regelung ist es notwendig, die Thyristoren VS2 und VS3 mit den gleichen Öffnungsströmen auszuwählen, was jedoch recht aufwendig ist. Vereinfacht ausgedrückt ist es notwendig, Thyristoren mit dem gleichen Widerstand wie die Kathoden-Steuerelektrodenkreise auszuwählen. Das Gerät kann zur Steuerung der Helligkeit von Glühlampen verwendet werden. Bei einer Spannung von weniger als 30 V wird jedoch eine Spannungsinstabilität beobachtet und es kann zu einem Flackern der Lampen kommen. Daher lohnt es sich, den Widerstandsbereich des Reglers R5 zu begrenzen oder ihn mit dem Schalter SA1 zu kombinieren, der den Steuerkreis abschaltet. Die Leiterplatte des Geräts ist in Abb.6 dargestellt.
Ein Vollwellen-Leistungsregler mit einem Steuerkreis auf Basis eines Thyristors ist in Abb. 7 dargestellt.
Die Last Rh ist über eine Gleichrichterbrücke mit einer Wechselspannungsquelle verbunden, und die zweite Diagonale der Brücke ist über einen thyristorgesteuerten Schalter VS2 kurzgeschlossen. Im Steuerkreis ist anstelle des KN102-Dinistors dessen Analogon enthalten, das auf einem gepulsten Thyristor aufgebaut ist. KU101E und die Zenerdiode VD5 sind im Stromkreis seiner Steuerelektrode enthalten. Mit dieser Schaltung können Sie die Last steuern, bei der es sich um die Primärwicklung des Netztransformators (für 220 V) mit einem Spannungsregelbereich von 160 ... 220 V handelt. Eine solche Regelung verändert effektiv die Ausgangsspannung der Sekundärwicklung dieses Transformators. Es wird nicht empfohlen, die Spannung an der Primärwicklung des Transformators auf weniger als 160 ... 170 V einzustellen, da dieser bei einem Abfall des Stroms durch die Steuerelektrode des Thyristorschalters instabil arbeiten kann. Literatur
Autoren: A. Alekseev, V. Alekseev Perm.
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