Трехфазный регулятор напряжения: Трехфазный регулятор мощности — схема, описание работы – Трехфазный симисторный (тиристорный) регулятор мощности на микроконтроллере

Трехфазный регулятор мощности — схема, описание работы

Данный трехфазный регулятор мощности был разработан для управления током нагревателя  в вакуумной печи 150 КВт. Подойдет для регулирования мощности в любых трехфазных схемах с тиристорами от 10 до 2500А. Обновлено 03.2019.

• Регулятор мощности тиристорный.
• Фазо-импульсный регулятор
• Применим для схем с тиристорами от 10А до 2500А.
• Входной сигнал 0-10V
• Диапазон регулировки мощности от 0 до 100%
• Варианты подключения смотрите ниже

Схема трехфазного регулятора мощности и его принцип действия.

tca

Изображение 1 из 1

Схема трехфазного регулятора мощности

Трехфазный регулятор мощности разработан на базе 3-х микросхем TCA (Siemens) 785. Данная микросхема вырабатывает управляющие импульсы открытия тиристоров и устроена таким образом, что при 0В на входе — импульс управления подается в начале полуволны(тиристор полностью открыт) А при входном напряжении 10V управляющий импульс не подается(тиристор закрыт). Поэтому, для перехода на классическую схему управления — 0V на входе — минимальная  мощность на выходе, 10V — максимальная, сделана соответствующая доработка. Импульсы выдаваемые микросхемой TCA 785 усилены и преобразованы.

В данном трехфазном регуляторе так же присутствует плата синхронизации с трехфазной питающей сетью, показана на схеме ниже.

Варианты подключения

• Напрямую от питающей сети

Напрямую от трехфазной сети, без использования понижающего трансформатора данный регулятор можно применять для регулирования мощности как трехфазной нагрузки, так нагрузки постоянного тока. Коммутационная схема регулятора мощности в таких случаях выглядит так

• С использованием понижающего или разделительного трансформатора. С потребителем постоянного тока

Если регулятор подключается во вторичку как показано на схеме выше. В таком случае вторичные обмотки трансформатора можно соединять как треугольником так и в звезду.

Внимание! При включении 3-х фазного регулятора в первичку трансформатора. Первичные обмотки соединять только звездой! С треугольником схема не работает.

• Без понижающего трансформатора. С  нагрузкой постоянного тока.

Трехфазный регулятор мощности своими руками.

(данный раздел статьи будет дополняться по мере изготовления 3-фазного регулятора)

Что-же, давайте перейдем от теории к практике и соберем такой регулятор. Он будет использоваться для автоматического управления температурой в печи отжига отливок. В литейном цеху.

Условно трехфазный регулятор можно изобразить так:

Модуль синхронизации — три трансформатора для синхронизации по 3-м фазам.

Плата регулятора — схема трехфазного регулятора представлена выше, печатная плата показана ниже)

Модуль согласования. Разные типы тиристоров требуют разных по форме импульсов открытия. В модуле согласования мы настраиваем ширину и амплитуду импульса в зависимости от выбранных тиристоров.

Делаем печатную плату

Скачать pdf печатной платы регулятора, сторона дорожек

Скачать pdf печатной платы регулятора, сторона элементов

так выглядит наша готовая плата регулятора

Теперь собираем синхронизацию. В данном случае будет использован трехфазный тиристорно-диодный выпрямитель без понижающего трансформатора. Поэтому схему синхронизации подключаем так:

Схема платы согласования выглядит следующим образом:

Показан только один канал. Нужно собрать таких три.

Все регулятор готов. Подключаем его к трехфазному выпрямителю, а на вход задания подаем сигнал 0-10В температурного контроллера. (или потенциометра, для ручного управления).

Подытожим. Если у вас есть  трехфазная установка, печь, нагреватель, да что угодно, любой потребитель мощности с максимальным потребляемым током  до 2500 А. Можете смело использовать такой трехфазный регулятор мощности. Подобрав при этом трансформатор в зависимости от потребляемой мощности вашей установки. Или подключить регулятор напрямую от питающей трехфазной сети без использования понижающего трансформатора. Данный трехфазный регулятор мощности испытан и отлично себя зарекомендовал на более чем 10-ти печах мощностью до 300 000 W (срок эксплуатации уже более 6 лет).

Купить такой 3-х фазный регулятор можно по ссылке.

Если вы хотите собрать трехфазный регулятор мощности своими руками, напишите в комментариях, дам необходимую информацию.

---

Обзоры товаров

Эндоскоп с Aliexpress. Обзор, примеры фото и видео.

on 23 августа, 2019 by admin

Эндоскоп представляет из себя шнур диаметром 5мм , на конце которого размещена видеокамера со светодиодной п…

Технологии

Как летнюю жару превратить в тепло зимой. Автономное отопление на солнечных батареях.

on 16 апреля, 2019 by admin

В этом материале постараемся теоретически решить задачу автономное отопление на солнечных батареях. Посчит…

Технологии

Трехфазный регулятор мощности на тиристорах

on 22 марта, 2019 by admin

Данный трехфазный регулятор мощности был разработан для управления током нагревателя  в вакуумной печи 150…

Технологии

Садовый пруд на солнечных батареях. Биоплато, экопруд.

on 24 января, 2019 by admin

Чтобы очистить садовый пруд нужно организовать биоплато. Чем больше солнца тем больший объем воды солнечные …

Технологии

Можно ли заряжать литиевые аккумуляторы напрямую от солнечных батарей

on 27 сентября, 2018 by admin

Возможно ли использовать солнечную панель как зарядное для литиевых аккумуляторов li ion типа 18650.  Мы решили…

Обзоры товаров

Aiek M-5 телефон-кредитка. Обзор

on 31 июля, 2018 by admin

Aiek M5 из магазина AliExpress. Начну с главного. Телефончик действительно хорош, вызывает много положительных эмоци…

припаяй это по-человечески!: Трехфазный регулятор напряжения (реле-регулятор) для большого мотоцикла (а-ля Scrut)

Эпиграф:

Если вольт вдруг стало много — 

кидай лом на провода!

Лом сгорел? Да не беда!

Лом потолще надо, да!

Электронное оснащение даже относительно дорогих и современных мотоциклов вызывает у меня легкое уныние. Да, появляются новые точные приборы контроля и сервиса (далее свистелки и перделки), всевозможные подогревы булочек, ксеноны, лампочки. Но самое главное — электростанция — то бишь система из АКБ и генератора по-прежнему, в том виде, в коем ее придумали в XX веке. Думаю, что довоенный немецкий Цундапп имел примерно те же средства генерации элетричества, что и Хонда, которая на полвека моложе.

Структурная схема «электростанции» мотоцикла

А насколько эта система важна я прочуял, заночевав с высосанной в ноль батареей в д. Яжелбицы.
Переменное напряжение с генератора 1 выпрямляется трехфазным диодным мостом 3 и идёт в бортсеть. При этом, если напряжение бортсети становится выше 14 Вольт, срабатывает шунтирующее устройство 2 и фазы генератора закорачиваются. Помните эпиграф? На фазные провода шунт кидает, по сути, «лом» и начинается продолжительная борьба генератора с шунтом. Лом должен быть мощный, однако.

Вот еще одна скелетная схема по той же теме

Если аккуратно подходить к вопросу, не все мотоциклы собраны по этой схеме. Всякие мелкие китайские перделки оснащены однофазным генератором и свет у них от переменки, совковые ИЖи оснащены управляемым выпрямителем и у них есть отдельная обмотка возбуждения (ох уж этот БПВ!!!, сколько их перечинено!), а есть и мажорные мотики, где генератор точь-в-точь автомобильный и туда можно присобачивать всякие жигулевские РР.

Но вернемся к варианту с шунтом. Сколько мотоциклов ездит, а все у них одинаково. Сгоревший РР упорно меняется на новый китайский, тот тоже вылетает, и все по новому кругу. Ситуация такая: включаем много потребителей — перегружаем мост, пффф и он сгорел. Ездим нежно, без света, экономим силы моста — весь лишний ток стравливает (берет) на себя шунт, пффф и он тоже сгорел. Безобразие. Единственная хоть какая-то гарантия избежать такого — покупать массивные крупные РР. Силовая электроника. Вес это надежность, заклинит — можно будет дать по голове!

А если денег на покупку запасного РР нет, придется практиковаться в дендрофекализме*. Наиболее распространена схема Scrut, она с небольшими вариациями встречается в 100% самодельных РР. Учитывая техническую дремучесть большинства байкеров, находятся индивиды, пронюхавшие момент и пилящие себе копеечку на пиво все с той же схемы. Фу таким быть. Вот схемы:

«Зачотная» — (название автора)

«зач0тная-2» (название автора)

и монтажка «Зачотной-2» на трех мостах и симисторах BTA41 для надежности, прозванная автором Ever Est

Последнее из творений и было взято за основу моего регулятора. Ибо синхронные выпрямители на исполинских FET это здорово и приятно, но никто такого еще не делал, а регулятор нужен здесь и сейчас. И ни времени, ни средств на разработку не имеется (возвращаемся к идеям дендрофекализма*).

Сперва был найден радиатор, на полке которого можно было разместить три однофазных мостовых выпрямителя KBPC 5010, типа на 50А. Источники ОБС** сообщают о недостаточной надежности этих мостов, мол до 50А им как до Луны. Но. Ток в бортсети ампер 20, фаз три и диоды собраны в пары. Будем посмотреть. От души притянул выпрямители к радиатору, не забыв про термопасту. Должны работать по феншую.

Собрал мост

Перемычки ломовые из медной жилы, толстые провода, вот это всё.

Симисторы BTA41-600B и их «мозги» на обратной стороне

Здесь я немного дал волю фантазии. Возьмем исходник. Плюс от АКБ постоянно подключен к катоду стабилитрона. По идее, когда стабилитрон закрыт, ток через него не идет. Но ближе к порогу включения он-таки может протекать, да и случаи утечек через переход не редкость, так что в цепь питания стабилитрона я добавил верхний ключ на P-канальном полевом транзисторе. Открывается он транзистором оптопары PC817. А светодиод оптопары зажигается, стоит лишь появиться переменному напряжению между двух фаз. Схема на фото выше как раз собрана по этому варианту — полный стоковый Scrut с моей включайкой.

В этом варианте девайс не заработал сразу, помешала незамеченная сопля с плюса питания на выход ULN2003, и микруха мгновенно пыхнула.

Структура одного канала ULN2003. Выходной транзистор держит 500 мА.

После устранения ошибки монтажа я решил еще раз все переделать к бениной маме. Хотя агрегат заработал как положено.

Стенд для проверки РР

Кстати, о проверке. Цепляем РР выходом к регулируемому источнику питания 10-15В и вольтметру. На фазные провода вешаем вспомогательный любой источник напряжения в любой полярности, обязательно через лампу! Увеличивая напряжение на выходе РР, отмечаем при каком напряжении загорится лампа. Погаснет она теперь лишь если снять один из проводов с фазных входов (если вспомогательный источник постоянного тока), однако, тиристоры такие тиристоры, закрываются если снять протекающий через них ток!

Тут я снова решил отступить от канона. И переколбасил измерительную цепь. Scrut рекомендует подбирать выходное напряжение заменой стабилитрона или добавлением последовательно с ним диодов — получается 0,5-0,7 В прибавки на каждом диоде. Паяльником мой мот не оснащен, а очень хотелось бы отрегулировать напряжение по месту.

Так родился мой окончательный крокодил:

Схема регулятора напряжения, V1

То о чем я говорил раньше. VT4 ключ для питания измерительной части, VD5 и DA1 схема его автоматического открывания.

Скрутовская DA2 ULN2003 осталась при своей должности, это нижний ключ Дарлингтона, распахивающий симисторы. Напряжение отслеживает теперь узел на VD1, TL431 с допуском 0,5%, уж поточнее стабилитрона. Резисторы R1, R2 задают порог включения TL431, они рассчитаны так, чтобы в среднем положении движка R3 при питании 14В на управление VD1 пришло 2,5В. Ток через открывшийся TL431 откроет транзистор VT1 и уже дальше по цепочке откроются DA2 и симисторы. VT1 может быть в принципе любого типа структуры p-n-p, это суть инвертор.

Детали измерительного узла собраны на отдельной макетной плате, привинченной под болты симисторов.

Заработал регулятор напряжения сразу. Регулятором R3 надо накрутить примерно 14В при включенной фаре на средних оборотах, после чего залить его лаком.

Регулятор пребывает в опытной эксплуатации с 7 мая 2018 года на мото  Хонда Трансальп с генератором 310/360 Вт.

__________________________________________________________________

*Дендрофекализм — учение, что все на свете можно слепить из говна и палок, такой метод называется дендрофекальным.

** Одна Бабка Сказала

Регуляторы напряжения — регулятор напряжения однофазный, регулятор напряжения трехфазный

Компания «Электропроект» предлагает регуляторы напряжения однофазные и трехфазные  в широком ассортименте и по выгодным ценам.

Поставляемые нашей компанией регуляторы напряжения доказали свою высочайшую эффективность при поддержании напряжения в заранее заданных пределах. Это касается как изменения частоты вращения ротора, так и ситуаций, связанных с изменением температуры окружающей среды. Кроме того, регуляторы напряжения могут выполнять и ряд важных дополнительных функций: защищать от аварийных режимов и перегрузок элементы генераторной установки и автоматически включать силовую цепь или обмотку возбуждения.

Наши регуляторы напряжения с успехом используются в промышленной электронике. Без них трудно себе представить нормальную работу осветительной техники, зарядных устройств, блоков питания, счетчиков жидкости, газа и электроэнергии. Помимо улучшения надежности и управления, регуляторы напряжения значительно повышают эффективность использования энергоресурсов.

В компании «Электропроект» вы всегда сможете подобрать нужную модель регулятора напряжения для решения нужных задач. Ознакомиться с образцами предлагаемых регуляторов всегда можно в нашем каталоге. Все оборудование соответствуeт ГОСТу, что гарантирует его высокую надежность и качество.

На регуляторы напряжения трехфазные и однофазные распространяется гарантия. Стоимость регуляторов может быть заметно снижена  при заказе партии определенного объема. Также мы готовы организовать качественную и оперативную доставку регуляторов напряжения любым видом транспорта. Более подробную информацию по ценам, срокам и условиям поставки можно получить у наших менеджеров.

Мы будем рады вашему звонку по следующим телефонам: (343) 261–10–29, 383–12–41, 254–43–09, 254–78–90, 268–86–62, 383–12–40, 263–79–21, 263–70–77. Наша электронная почта: [email protected].

простая схема симисторного и тиристорного устройства

Устройства, позволяющие управлять работой электрических приборов, подстраивая их под оптимальные характеристики для пользователя, прочно вошли в обиход. Одним из таких приспособлений является регулятор мощности. Применение таких регуляторов востребовано при использовании электронагревательных и осветительных приборов и в устройствах с двигателями. Схемотехника регуляторов разнообразна, поэтому порой бывает затруднительно подобрать себе оптимальный вариант.

Простейший регулятор энергии

Первые разработки устройств, изменяющие подводимую к нагрузке мощность, были основаны на законе Ома: электрическая мощность равняется произведению тока на напряжение или произведению сопротивления на ток в квадрате. На этом принципе и сконструирован прибор, получивший название — реостат. Он располагается как последовательно, так и параллельно подключённой нагрузке. Изменяя его сопротивление, регулируется и мощность.

Ток, поступая на реостат, разделяется между ним и нагрузкой. При последовательном включении контролируются сила тока и напряжение, а при параллельном — только значение разности потенциалов. В зависимости от материала, из которого изготовлено сопротивление, реостаты могут быть:

• металлическими;
• жидкостными;
• угольными;
• керамическими.

Согласно закону сохранения энергии, забранная электрическая энергия не может просто исчезнуть, поэтому в резисторах мощность преобразуется в теплоту, и при большом её значении должна от них отводиться. Для обеспечения отвода используется охлаждение, которое выполняется с помощью обдува или погружением реостата в масло.

Реостат — довольно универсальное приспособление. Единственный, но существенный его минус — это выделение тепла, что не позволяет выполнить устройство с небольшими размерами при необходимости пропускать через него мощность большой величины. Управляя силой тока и напряжения, реостат часто используется в маломощных линиях бытовых приборов. Например, в аудиоаппаратуре для регулировки громкости. Выполнить такой регулятор тока своими руками совсем несложно, в большей мере это касается проволочного реостата.

Для его изготовления понадобится константовая или нихромовая проволока, которая наматывается на оправку. Регулирование электрической мощности происходит путём изменения длины проволоки.

Виды современных устройств

Развитие полупроводниковой техники позволило осуществить управление мощностью, используя радиоэлементы с коэффициентом полезного действия от восьмидесяти процентов. Это дало возможность их комфортно применить в сети с напряжением 220 вольт, не требуя при этом больших систем охлаждения. А появление интегральных микросхем и вовсе позволило достичь миниатюрных размеров всего регулятора в целом.

На сегодняшний момент производство выпускает следующие типы приборов:

1. Фазовые. Используются для управления яркости свечения ламп накаливания или галогенных ламп. Другое их название — диммеры.
2. Тиристорные. В основе работы лежит использование задержки включения тиристорного ключа на полупериоде переменного тока.
3. Симисторные. Мощность регулируется вследствие изменения количества полупериодов напряжения, которые действуют на нагрузку.
4. Регулятор хода. Позволяет плавно изменять электрическую мощность, подаваемую на электродвигатель.

При этом регулировка происходит независимо от формы входного сигнала. По своему виду расположения приборы управления разделяются на портативные и стационарные. Они могут выполняться как в независимом корпусе, так и интегрироваться в аппаратуру. К основным параметрам, характеризующим регуляторы электрической энергии, относят:

• плавность регулировки;
• рабочую и пиковую подводимую мощность;
• диапазон входного рабочего сигнала;
• КПД.

Таким образом, современный регулятор электрической мощности представляет собой электронную схему, использование которой позволяет контролировать количество энергии, пропускаемой через него.

Тиристорный прибор управления

Принцип действия такого прибора не отличается особой сложностью. В основном тиристорный преобразователь используется для управления устройствами малой мощности. Типовая схема тиристорного регулятора мощности состоит непосредственно из самого тиристора, биполярных транзисторов и резисторов, устанавливающих их рабочую точку, и конденсатора.

Транзисторы, работая в ключевом режиме, формируют импульсный сигнал. Как только значение напряжения на конденсаторе сравнивается с рабочим, транзисторы открываются. Сигнал подаётся на управляющий вывод тиристора, открывая и его. Конденсатор разряжается и ключ запирается. Так повторяется в цикле. Чем больше задержка, тем в нагрузку поступает меньше мощности.

Преимущества такого типа регулятора в том, что он не требует настройки, а недостаток в чрезмерном нагреве. Для борьбы с перегревом тиристора используется активная или пассивная система охлаждения.

Используется такого типа регулятор для преобразования мощности, подающейся как к бытовым приборам (паяльник, электронагреватель, спиральная лампа), так и к промышленным (плавный запуск мощных силовых установок). Схемы включения могут быть однофазными и трёхфазными. Наиболее применяемые: ку202н, ВТ151, 10RIA40M.

Симисторный преобразователь мощности

Симистор — полупроводниковый прибор, предназначенный для использования в цепи переменного тока. Отличительной чертой прибора является то, что его выводы не имеют разделения на анод и катод. В отличие от тиристора, пропускающего ток только в одну сторону, симистор проводит ток в обоих направлениях. Именно поэтому он используется в сетях переменного тока.

Важное отличие симисторных схем от тиристорных состоит в том, что нет необходимости в выпрямительном устройстве. Принцип действия основан на фазном управлении, то есть на изменении момента открытия симистора относительно перехода переменного напряжения через ноль. Такое устройство позволяет управлять нагревателями, лампами накаливания, оборотами электродвигателя. Сигнал на выходе симистора имеет пилообразную форму с управляемой длительностью импульса.

Самостоятельное изготовление такого вида приборов проще, чем тиристорного. Широкую популярность получили симисторы средней мощности типа: BT137–600E, MAC97A6, MCR 22−6. Схема регулятора мощности на симисторе с использованием таких элементов отличается простотой изготовления и отсутствия необходимости в настройке.

Фазовый способ трансформации

Сам по себе диммер имеет широкую область применения. Одним из вариантов его использования является регулировка интенсивности освещения. Электрическая схема прибора чаще всего реализуется на специализированных микроконтроллерах, использующих в своей работе встроенную электронную схему понижения напряжения. Из-за этого диммеры способны плавно изменять мощность, но чувствительны к помехам.

Фазовые регуляторы мощности не стабилизируются с помощью стабилитронов, а в качестве стабилизатора используют попарно работающие тиристоры. Основа их работы лежит в изменении угла открывания ключевого тиристора, в результате чего на нагрузку поступают сигналы с отрезанной начальной частью полупериода, снижая действующую величину напряжения. К недостаткам диммеров относят высокий коэффициент пульсаций и низкий коэффициент мощности выходного сигнала.

При работе диммеров в широком спектре частот возбуждаются электромагнитные помехи. Такие излучения приводят к снижению КПД из-за появления паразитного тока в проводниках. Для борьбы с такими токами в конструкцию добавляются индуктивно-ёмкостные фильтры.

Практические примеры для повторения

Наибольшей популярностью среди радиолюбителей пользуются схемы, предназначенные для управления яркостью светильника и изменения мощности паяльника. Такие схемы просты для повторения и могут собираться без использования печатных плат простым навесным монтажом.

Схемы, выполненные самостоятельно, ничем не уступают по работоспособности заводским, так как не требуют настроек и при исправных радиодеталях сразу готовы к использованию. В случае отсутствия возможности или желания изготовить прибор своими руками с «нуля», можно приобрести наборы для самостоятельного изготовления. Такие комплекты содержат все необходимые радиоэлементы, печатную плату и схему с инструкцией по сборке.

Доминирующая схема

Такой прибор проще всего собрать на тиристоре. Работа схемы основана на способности открывания тиристора при прохождении входной синусоиды через ноль, в результате чего сигнал обрезается, и величина напряжения на нагрузке изменяется.

Схема для повторения тиристорного регулятора мощности построена на использовании тиристора VS1, в качестве которого используется КУ202Н. Это радиоэлемент изготавливается из кремния и имеет структуру p-n-p типа. Применяется в качестве симметричного переключателя сигналов средней мощности и коммутации силовых цепей на переменном токе.

При подаче напряжения 220в входной сигнал выпрямляется и поступает на конденсатор C1. Как только значение падения напряжения на C1 сравняется с величиной разности потенциалов, в точке между сопротивлениями R3 и R4 биполярные транзисторы VT1 и VT2 открываются. Уровень напряжения ограничивается стабилитроном VD1. Сигнал поступает на управляющий вывод КУ202Н, а конденсатор C1 разряжается. При возникновении сигнала на управляющем выводе тиристор отпирается. Как только конденсатор разрядится, VT1 и VT2 закрываются, соответственно запирается и тиристор. При следующем полупериоде входного сигнала всё повторяется вновь.

В качестве транзисторов используются КТ814 и КТ815. Время разряда регулируется с помощью R5 и мощность тоже. Стабилитрон используется с напряжением стабилизации от 7 до 14 вольт.

Такой регулятор возможно использовать не только как диммер, но и для управления мощностью коллекторного двигателя. Доминирующая схема может работать при токах до 10 ампер, эта величина напрямую зависит от характеристик используемого тиристора, при этом он обязательно устанавливается на радиатор.

Контроллер нагрева паяльника

Управление мощностью паяльника не только положительно сказывается на сроке его службы, предотвращая жало и внутренние его элементы от перегревания, но и позволяет выпаивать радиоэлементы, критичные к температуре устройства.

Приборы для контроля температуры паяльника выпускаются давно. Одним из его видов был отечественный прибор, выпускающийся под названием «Добавочное устройство для электропаяльника типа П223». Он позволял подключать низковольтный паяльник к сети 220В.

Проще всего выполняется регулятор для паяльника с применением симистора КУ208Г.

Силовые контакты подключаются последовательно к нагрузке. Поэтому ток, протекающий через симистор, совпадает с током нагрузки. Для управления ключевым режимом применяется динистор VS2. Конденсатор C1 заряжается через резисторы: R1 и R2. Индикация работы организовывается под средством VD1 и светодиода LED. Из-за того, что для изменения напряжения на конденсаторе требуется время, образуется сдвиг фаз между сетевым и конденсаторным напряжением. Изменяя величину сопротивления R2, регулируется величина фазового сдвига. Чем дольше конденсатор заряжается, тем меньше находится в открытом состоянии симистор, а значит и значение мощности ниже.

Такой регулятор рассчитан на подключение нагрузки с мощностью до 300 ватт. При использовании паяльника с мощностью более 100 ватт симистор следует устанавливать на радиатор. Изготовленная плата с лёгкостью помещается на текстолите размером 25х30 мм и свободно размещается во внутренней сетевой розетке.

устройство, особенности и принцип работы

Содержание статьи:

Существует большое количество разнообразных средств, которые позволяют контролировать скачки напряжения в сети. Для управления питанием используют реле напряжения трехфазное. Если правильно подобрать и подключить прибор, жильцы будут в безопасности, а имущество – в сохранности.

Применение приборов

Трехфазное реле напряжения ZUBR 3F

Трехфазные реле контроля применяются для защиты электродвигателя от нагрузки в бытовой жизни и производственных сферах. Они помогают правильно работать:

• системам кондиционирования;
• холодильному оборудованию;
• компрессорным установкам.

Прибор незаменим для любого оборудования со схемой АВР и других устройств, работающих на электродвигательной нагрузке. Помогает избежать аварийных ситуаций.

Особенности устройства

Существуют разные виды реле. Их производят с учетом потребностей проблемных сетей, в которых возможны перебои напряжения и помехи. Приборы способны осуществлять задержку, если возникает просадка напряжения.

Реле напряжения трехфазное устанавливается в щитке на специальную din-рейку. Оно совсем немного весит и имеет простые настройки.

Монтаж осуществляют параллельно нагрузке, но работа не зависит от мощности. На выходах реле оснащено замкнутой и разомкнутой группами контактов, которые не зависят друг от друга и коммутируют нагрузки до 5А.

Принцип работы

Принцип распределения нагрузки между потребителями

Работа прибора основана на принципе самовозврата. Если возникает аварийная ситуация, оборудование отключается. Когда на реле поступает трехфазное напряжение, оно проверяет все параметры. Если все в норме, включается встроенное электромагнитное приспособление.

При наличии неисправностей реле выключается, а после возвращения параметров в норму включается без задержек.

В течение всего срока эксплуатации прибор ведет контроль уровня напряжения и выключает нагрузку в случае:

• пропадания любой фазы;
• перекоса фазы;
• нарушения чередования фаз.

Устройство предназначено для контроля качества электрической энергии. Оно обеспечивает надежную защиту техники от резких перепадов напряжения в сети.

Схема подключения и установка реле напряжения

Элементы реле

Прибор будет выполнять свои функции независимо от положения. Но каждая модель обладает своей схемой подключения. Ее можно посмотреть на корпусе.

Для всех устройств существуют одинаковые правила, которые предназначены для контроля процесса соединения реле с электрической цепью.

Вводные контакты к сети присоединяют через контактор или пускатель. Проводники всех фаз совмещают с клеммами, которые находятся с верхней части прибора. Элементы помечают так:

1. Фазы буквами А, В и С.
2. N – клемма нулевого провода.
3. 1,2,3 – нижние клеммы.

Сначала из клеммы 1 проводник подсоединяют к выходу катушки, которая находится в контакторе. Клемму 3 подключают к любой фазе. Второй выход присоединяют к нулевому проводнику трехфазной сети.

Силовые элементы соединяют так:

1. Каждую фазу, которая подает ток, подключают к входной клемме контактора.
2. Проводники соединяют с выходными клеммами.
3. Чтобы подключить нулевые проводники, в распределительном щитке устанавливают общую нулевую шину.

Для обеспечения надежного контакта используют специальные наконечники.

УЗО схема подключения

В квартирах подключение трехфазной сети встречается редко. Этот вариант популярен для частных домов. Аппарат защиты в них подключается несколькими способами:

• Реле напряжения 380 В 2-полюсное для дома не подходит. Используют 4-полюсные аналоги. К ним подключают 1 нулевую жилу и 3 фазных. Схема усложнена тем, что каждая линия оснащена своим прибором УЗО. Важно правильно подобрать провода. Для однофазной сети подойдет стандартный вариант ВВГ, но для 3-фазной нужен устойчивый к возгоранию ВВГнг.
• Общее УЗО для 3-фазной сети + счетчик. В схеме присутствует счетчик электроэнергии. Групповые УЗО находятся в системе обслуживания отдельных линий. Эта схема требует установки большого электрощита с множеством проводов и электроприборов.

Если в квартире или доме большое количество осветительных и розеточных контуров, а также разнообразных бытовых приборов, желательно установить двойную защиту с общим УЗО.

Общие настройки трехфазного реле

Чтобы реле контроля напряжения 3-фазное работало, нужно осуществить некоторые настройки. После подключения прибора к электрической цепи к нему подают питание, и на дисплее появляется информация:

• Если изображение на дисплее мигает, это говорит об отсутствии напряжения.
• Появление черточек обозначает нарушение чередования фаз или отсутствие одной.
• При длительном мигании дисплея следует заподозрить отсутствие подключения контактора.

Настроить трехфазное реле контроля напряжения можно двумя встроенными кнопками, на них изображены треугольники. Они размещаются с правой стороны устройства:  верхняя кнопка с треугольником вверх, а нижняя – вниз. Чтобы получить максимальный предел отключения, нужно нажать на верхнюю кнопку. Она задерживается на несколько секунд. После этого в центральном экране появляется цифра с отображением заводского уровня. Кнопку нужно нажимать до тех пор, пока не появится нужное значение. После настроек в течение десяти минут прибор будет автоматически запрограммирован.

Как выставить время повторного отключения

С правой стороны дисплея находится кнопка управления с нарисованными часами. Ее нужно нажать и держать, пока не появится заводское значение. Временной интервал составляет 15 секунд. Это значит, что после нормализации напряжения прибор вновь включит электроэнергию через этот отрезок времени.

Показатели можно уменьшить. Достаточно нескольких нажатий на верхнюю или нижнюю кнопку, чтобы появились необходимые параметры.

Как провести настройку перекоса фазы

Для настройки необходимо одновременно нажать на обе треугольные кнопки. После этого на дисплее можно увидеть 50В. Это значит, что питание в сеть не будет подаваться, когда перекос фаз достигнет этого значения. Чтобы уменьшить или увеличить параметр, нужно выставить время одной из кнопок.

Особенности распространенных видов реле напряжения

Виды реле напряжения

Благодаря реле напряжения во время перепадов энергии прибор не сгорит, не расплавится плата, не выйдет из строя электродвигатель. Стоимость приборов немалая, но они окупаются. Лучше предотвратить аварийные ситуации, чем покупать новую технику.

На рынке существует несколько видов несколько реле контроля разных производителей. Они обладают одинаковым принципом работы, хотя конструкция и набор дополнительных функций могут отличаться.

В современных устройствах установлена цифровая индикация. Она позволяет следить за уровнем напряжения в трех фазах. Также присутствуют дополнительные настройки. С их помощью регулируют работу прибора и обеспечивают простоту и удобство использования.

Реле контроля трехфазного напряжения – это незаменимая в хозяйстве вещь. Подключить и настроить его не трудно. Это займет не более получаса, после чего все электрические приборы будут защищены от перепадов напряжения.

Самодельный регулятор напряжения — MotoRegulator.com

Как я делал Реле-Регулятор (Реле зарядки) для мотоцикла.
Для начала отмечу, что нижеследующий текст является популистским и предназначен для людей, слабо разбирающихся в электронике, поэтому изобилует не совсем корректными сравнениями и упрощениями. Не надо тыкать мне в лицо учебником электротехники и учить меня законам Кирхгофа. Началось все с того, что ребята из дружественного мото-сервиса попросили меня срочно решить «проблемку с РР». Отказать ребятам было нельзя — свои, и я принялся изучать вопрос. Сначала выяснилось, что мотоциклетное РР — это совсем не то, что автомобильное.
Отличий два и все они очень серьёзны.
1) Авто — это стабилизатор.
Мото — это выпрямитель + стабилизатор .
2) Авто — регулирует напряжение на обмотке возбуждения генератора .
Мото — регулирует выходное напряжение генератора .
Есть мотоциклы с генераторами автомобильного типа, но их немного.
Вот тут надо сделать небольшое отступление на тему «что такое сила тока, напряжение, и стабилизатор напряжения». Электрический ток, как известно из школьного курса физики, это «направленное движение электронов». Вдаваться в подробности сейчас не будем, важно уяснить главное — у электрического тока есть множество параметров, но нам наиболее важны два из них — сила тока и напряжение. Ток измеряется в Амперах, а напряжение измеряется в Вольтах. Чтобы понять что это такое, представьте, что ваш провод это канал, а ток — вода текущая по нему. Так вот сила тока это скорость потока воды, а напряжение — уровень воды в канале. Для понимания дальнейшего текста этого хватит.
Теперь о стабилизаторах.
Заморачиваться на выпрямителях мы пока не будем — диод он диод и есть. Задача любого стабилизатора напряжения — получить напряжение, понизить его до заданного уровня и удерживать на этом уровне. По принципу действия стабилизаторы делятся на импульсные, линейные и шунтирующие. Шунтирующий стабилизатор «пускает лишнее напряжение мимо потребителя».
Простейший шунтирующий стабилизатор собирается из двух деталей — резистора и стабилитрона.

Стабилитрон, это такой забавный штук, который, когда напряжение меньше чем нужно, прикидывается что его (стабилитрона) нет (то есть якобы провод оборван), а когда напряжение больше, чем нужно, прикидывается проволочкой (то есть начинает свободно проводить ток). Представьте себе клапан с пружиной, вот принцип тот же. Работает это так. Вот напряжение, меньше чем нужно, стабилитрон ток не проводит, весь ток уходит потребителю. Воды мало, клапан закрыт. Вот напряжение почему-то повысилось и стало больше чем нужно. Стабилитрон начинает проводить ток, и все лишнее «проваливается» мимо потребителя через стабилитрон на массу. Воды много, клапан открылся и слил лишнюю воду. Таким образом, наше напряжение, наш «уровень воды» все время находится примерно на одном значении. Все бы ничего, но не бывает стабилитронов на большие токи. Этот клапан может быть только маленького диаметра. Поэтому сделать стабилизатор для большой силы тока только на стабилитроне — невозможно. Как с этим справляются расскажу позже.
Линейный стабилизатор действует по принципу: «при повышении напряжения ему создаются дополнительные трудности для прохождения». Лучшее сравнение — унитазный бачок. Уровень в бачке маленький — клапан открыт — вода наливается, уровень поднимается — поплавок тащит вверх, клапан закрывается, отверстие всё уже, уже, уже…. Уровень достиг нужного — клапан закрылся. Спустили воду — уровень упал — вода полилась, и всё по новой. Только быстро.
Приделываем к нашему стабилитрону транзистор.

Транзистор это и есть тот самый клапан в бачке. Напряжение маленькое — стабилитрон отключен (говорится «закрыт») — ток открывает транзистор — ток идет через транзистор к потребителю, напряжение повысилось — стабилитрон открылся — ток слился на массу — транзистор открывать уже нечем — он закрылся — отключил источник от потребителя. Ваша любимая «КРЕНка» и есть такой вот линейный стабилизатор, только схема внутри нее посложнее. И все бы ничего но, сам принцип линейного стабилизатора подразумевает «преобразование лишнего тока в тепло». Шунтирующий стабилизатор «пропускает через себя только лишнее». А линейный — всё. Поэтому греется он гораздо больше. И если заставить его стабилизировать большие токи, то
греться он будет быстрее чем остывать. И быстро сгорит. И никакие радиаторы не помогут. А в мотоциклах очень большие токи (я говорю о японцах). Поэтому тот кто советует «сделать РР для мотоцикла на КРЕНке» — бредит. Импульсный стабилизатор действует по похожему принципу, только у него нет промежуточных состояний. Он либо подключает, либо отключает источник от потребителя. Подробности в википедии.
Теперь вернёмся к нашим мотоциклам.
Итак для начала я попробовал собрать классический линейный стабилизатор. Да, да, я наступил на все грабли, на которые можно было наступить. 20-ти амперный тошибовский транзистор шарахнул так, что слышно было на улице. Тогда вместо классического «биполярного» транзистора я применил так называемый «полевой». Полевые транзисторы свободно оперируют большими токами не особо при этом нагреваясь.
Моя первая схема имела следующий вид.

Транзистор VT0 выполняет функцию «чем больше напряжение питания, тем меньше напряжение он выдаёт», микросхема DA1 — «дёргает напряжение, управляющее полевым транзистором, чем меньше напряжение на входе, тем реже дёргает» микросхема DA2 — усиливает напряжение, управляющее полевым тразистором, а то ему с DA1 мало, ну а полевой транзистор VT1 уже выполняет роль того самого клапана в бачке унитаза и питает весь мотоцикл. И ничего. Не перегревается. Эту схему я изготовил в единственном экземпляре, и она работала. О дальнейшей ее судьбе мне ничего не известно. Но судя по тому, что рекламаций мне не высказали, наверно работала она удовлетворительно. Однако это получается импульсный стабилизатор. И у него есть главный недостаток импульсного стабилизатора — большие пульсации. Грубо говоря, напряжение на его выходе не 13 вольт, как надо, а «то много, то мало, а в среднем то что надо». Если мой друг Вася выпил при мне две бутылки пива, а мне не дал ни одной, то теоретически, мы вместе выпили по бутылке пива каждый, а практически Васе пора бить морду. Я показал эту схему лишь для того, чтобы обозначить «этапы большого пути».
Но эту схему собирать не надо.
Именно из-за пульсаций. Мой коллега предложил аналогичную схему с меньшим количеством деталей, но работающую по тому же принципу.

Её тоже сделали. И она тоже работала. Но и это импульсный стабилизатор со всеми своими пульсациями, поэтому от этой схемы так же отказались. Что ж, я стал искать дальше. Очень скоро я обнаружил, что производители японских мотоциклов используют шунтирующие стабилизаторы, но ревностно хранят тайну их устройства.
Вот все что мне удалось найти, листая официальную документацию.

Содержимое «Integrated Circuit» остаётся загадкой. Однако главный принцип ясен — роль шунтирующего стабилизатора (то есть «клапана, сливающего лишнюю воду»), выполняет деталь под названием «тиристор». Это мощный электронный «клапан», который открывается, если на его управляющий контакт пустить ток, а закрывается когда ток через него падает до нуля(почти). Именно этим и занимается Integrated Circuit, осталось додуматься что же у него внутри? Поискав еще, я обнаружил, что не один я заморачиваюсь этой проблемой, и, в общем повторяю путь других людей. Вот только большинство людей остановились на одном и том же этапе — прицепили к тиристору стабилитрон. Попутно изыскатели еще и наделали других ошибок.
Так что я продолжаю показывать схемы, которые собирать не надо :
В этой схеме к стабилитрону зачем-то прилеплен конденсатор большой ёмкости.

Конденсатор большой ёмкости замедляет процесс «переключения напряжения туда-сюда», в линейном стабилизаторе он нужен, здесь же он только мешает стабилитрону нормально работать. Кроме того в этой схеме есть та же проблема, что и в следующей.
В этой схеме на первый взгляд все неплохо. Но тут уже начинается физика с математикой.

Как я уже говорил раньше «стабилитрон это клапан который не может быть слишком большим». Добавлю: слишком маленьким тоже. То есть — вот у вас стабилитрон который должен открываться при напряжении 13 вольт. Но кроме напряжения у нас есть понятие силы тока. Так вот у любого стабилитрона есть минимальный ток, меньше которого он еще не работает, и максимальный ток, больше которого он уже горит. Такой же параметр есть и у тиристора. И они не совпадают. Среднестатистический стабилитрон начинает работать с 5-ти миллиампер и сгорает, если ток выше 30-ти миллиампер. А тиристору, чтоб открыться нужно миллиампер 15. Одному. Но генератор мотоцикла трёхфазный — выдаёт ток с трёх точек. Поэтому тиристоров-то у нас три!
А в этой схеме вообще применены «более другие клапана» под названием «симистор». Симистору, чтоб открыться, в зависимости от модели, нужно от 30-ти до 70-ти миллиампер. Одному. Дальше все зависит от резистора под стабилитроном — если он маленький — стабилитрон сгорит. Если большой — тиристоры не будут нормально открываться. Есть стабилитроны которые держат до 100 миллиампер. Но они начинают работать только с 50-ти. Дело в том, что мотоциклетный генератор выдаёт очень большой разброс напряжений. На холостых это вольт 10, зато на полном газу — 60 вольт не предел. Вспоминаем закон ома «чем больше напряжение, тем больше сила тока». Считаем. 10 вольт генератора делим на 330 ом резистора — получаем 30 миллиампер тока. Обычный стабилитрон уже на пределе. Мощный еще даже не приготовился работать. 60 вольт генератора делим на те же 330 ом — получаем 180 миллиампер. Оно конечно, тиристоры сразу же, за микросекунду «уронят» напряжение обратно, но все же… все же… Может увеличить сопротивление ? Давайте попробуем.
60 / 1200 = 50 миллиампер.
Вроде нормально. Но 10 / 1200 = ?
То-то и оно.
Кроме того в этой схеме есть лишние детали. Следующую схему помещаю просто для коллекции — в ней та же проблема.
К тому же на ней честно написано «Не для сборки !»

А вот эта схема на первый взгляд лишена всех вышеперечисленных недостатков.

Тиристору надо 20 миллиампер ? Стабилитрон работает в разбросе 5-30? Пожалуйста — каждому тиристору свой стабилитрон. Все довольны. Но только вот какая засада — даже если детали сделаны на одном заводе, в один день и на одном станке, они все равно чуть-чуть разные. Вы купите три стабилитрона на 13 вольт, а реально получите один на 12.9 второй на 13 третий на 13.1 вольт. Та же история будет с резисторами — их сопротивление будет отличаться ом на 5-10 в разные стороны. Кроме того генератор изготовлен тоже людьми. И поэтому выдает не абсолютно одинаковые напряжения на каждой точке а чуть-чуть да разные. В итоге какой-то из трёх стабилитронов будет открываться чуть раньше остальных. И открывать тиристор. И на этот тиристор ляжет основная нагрузка. Большая часть «лишнего» напряжения будет «сливаться» через один тиристор и он быстро сдохнет от перенагрузки. То есть эта схема вполне работоспособна при условии максимальной одинаковости деталей. Иначе она будет сильно греться и быстро сгорит. Делаем вывод — стабилитрон должен быть один, общий, и рулить всеми тремя тиристорами одновременно, но между ним и тиристорами должно быть что-то еще, усиливающее ток.
Через некоторое время я нашел вот эту схему.

В принципе ее можно делать. Она будет работать как надо. Но я ее делать не стал. Я перфекционист. Транзисторы, предлагаемые тут, держат ток 100 миллиампер, причём тиристорами-симисторами управляет только один из них — правый — Q2. Если использовать симисторы — 90 миллиампер «съедаться» ими, еще немного уходит на взаимодействие со вторым транзистором, сколько остаётся запаса? Не люблю я так, чтоб впритык. А если взять транзисторы по мощнее, то стабилитрон их «не раскачает» как следует. Опять же — деталей в схеме много, паять ее долго и муторно. Надо двигаться дальше. Надо сказать что тогда я много спорил с автором одной из выше расположенных схем — Dingosobak-ой именно на счёт стабилитрона, и вот я, плюнув на всё, начинаю разрисовывать свой собственный вариант, но тут, Dingosobaka присылает мне схему которую получил от GogiII

Здесь все нормально, за исключением некоторых номиналов резисторов — резисторы R1 и R2 надо уменьшить килоОМ так до трёх, а то на опять-таки многострадальный стабилитрон идёт слишком маленький ток. (Схема требует пересчета многих номиналов, но ввиду её невостребованности делать это никто не собирается — поэтому относитесь к ней как к экспонату в музее). В этой схеме маленький стабилитрон «качает» маленький транзистор, маленький транзистор «качает» транзистор побольше, а большой транзистор «рулит» мощными симисторами — он свободно держит ток в 1000 миллиампер. То есть 1 ампер. Вот это я называю «запас» ! К тому времени схем накопилось много и надо было их как-то друг от друга отличать. Этой схеме я присвоил название исходная .
Эту схему я делал. Она работает. Её делали и другие люди. И она у них работает. На этом бы успокоиться, но — нет. Схема-то, для тех, кто «не в теме», сложная. И я стал искать пути упростить изготовление схемы без потери функциональности. Сначала я вознамерился приспособить автомобильное РР к мотоциклу. Исходил я из того что автомобильное РР по сути выполняет ту же функцию, что и Integrated Circuit, с той лишь разницей, что автомобильное РР управляет обмоткой возбуждения, а мотоциклетное — тиристорами-симисторами. Вот что в итоге у меня получилось:
Сначала собираем блок тиристоров-симисторов.

Затем берем автомобильное РР, выкусываем детальки, зачёркнутые крестиками, и впаиваем новые, отмеченные синим.
Внимание ! Нужно реле зарядки под названием 121.3702 . Всяческие 121.3702 -01 , 121.3702 -02 и 121.3702 -03 не годятся !

В зависимости от типа применяемых тиристоров-симисторов придётся подобрать тот резистор, что справа (как считать-подбирать резистор написано в конце статьи). По сути, мы просто собираем предыдущую схему GogiII-Dingosobaka, только с минимальными трудозатратами и максимальным использованием готовых изделий. Настроение было игривое, поэтому эта схема получила название брутальная . Эту схему я делал. Она работает. Её делали и другие люди. И она у них работает. Дальше я стал делать ту же схему но задался целью найти готовый Integrated Circuit не в виде «РР от жигулей», а в виде готовой законченной микросхемы. И нашёл. Аж три штуки.
Схема приобрела вот такой вид.

За красоту и аккуратность схема получила название гламурная. Эту схему я делал. Она работает. Её делали и другие люди. И она у них работает. Но тут-то и возник парадокс. Почти у каждого из вас есть дома такая микросхема. В музыкальном центре. Она управляет светодиодными индикаторами. Но кто-нибудь хоть раз видел магнитофон у которого сдох светодиодный индикатор ? Ну не горит она, эта микросхема. Не с чего ей гореть. А раз не горит, значит ее не покупают. А раз не покупают, значит не везут !
Копеечную микросхему купить практически невозможно ее нет в магазинах. Но именно эту схему я собрал себе как запасную. Родное РР у меня пока (тьху-тьху-тьху) живо. И я стал думать дальше. Во всех предыдущих схемах используются тиристоры. Можно использовать и симисторы. Но именно можно а не обязательно. Напомню принцип работы тиристора — на «палочку» подключили массу, на «треугольничек» — плюс, если на управляющий контакт подать плюс — тиристор откроется, если минус — закроется. Только так и никак иначе. Поэтому я не могу использовать с тиристорами очень распространённую микросхему TL431 (она же КРЕН19) — тиристоры, чтобы открыть их, надо подключать к плюсу, а TL431 подключает к минусу. Сначала я пошёл по проторённому пути, и воткнул между TL431 и тиристорами переходной транзистор.

Продолжая модную тогда тему «падонкаффскаго езыка» я назвал схему готичная. Эту схему я делал. Она работает. Её делали и другие люди. И она у них работает. Но (!) больше я этого делать не буду. Смысл ? Опять много деталей. Меняем шило на мыло. Ну раньше было два транзистора, теперь одна трёхногая микросхема и один транзистор. Разницы-то? Хотя в этой схеме можно вместо стабилитрона с резистором поставить один переменный резистор, тогда появится возможность плавно регулировать напряжение, но переменный резистор это ненадёжная деталь. Особенно в условиях мотоцикла. Спустя почти год (я сделал эту схему в июле 2007-го) ребята из Саратова практически повторили эту схему, применив хоть и другие, но аналогичные детали.

Схема хороша, но сохраняет главный недостаток — много деталей. Микросхема, которую применили саратовчане (так называемый «супервайзер»)держит совсем уж мизерный ток, поэтому они усилили ее дополнительным транзистором. (Вот что непонятно — неужели в Саратове микросхема TL431 это большая проблема чем применённая ими PST529 ?) Когда я начинал, я смотрел в сторону PST529 и подобных, но отказался от них потому что они требуют большого количества дополнительных деталей. А моя задача была — свести количество деталей к минимуму, сохранив достойную функциональность. Вот тут видно как мне предлагают микросхему типа «супервайзер» а я от неё отказываюсь.
Через несколько лет Dyn предложил свой вариант «готичной»:

И успешно её изготовил. Деталей опять много, но ему было не лень.(да, чего уж там — на две три детали то больше… Если кого то интересует изготовление этой схемы — по ссылке выше описание и там же указаны номиналы деталей. Только я немного ошибся — R6 R7 надо поменять местами. Dyn)
Ну а пока я, с подачи Dyn-a, стал изучать симисторы. И обнаружил принципиальное их отличие от тиристоров. А именно — им совершенно не обязательно «на палочку подключили массу, на треугольничек — плюс, открывать плюсом». Им вообще пофиг какая полярность куда подключена. Это резко меняло дело и открывало новые горизонты. Еще раз напомню — все предыдущие схемы рассчитаны под тиристоры . В них можно использовать симисторы, но не обязательно. А я сделал схему, которая будет работать только с симисторами. И в ней симисторы работают в удобном для себя режиме.
В итоге схема приняла такой вид.

В уже сложившейся традиции схема была названа зач0тная. Ещё раз отмечу — с этим вариантом Integrated circuit можно использовать только симисторы, тиристоры использовать нельзя ! И включаются эти симисторы не так как на всех предыдущих схемах.
То есть взять эту схемку и пришпилить к ней «силовой блок» из прeдыдущих схем — нельзя! Запас по току правда не очень велик — TL431 держит всего 150 миллиампер, но все же это вполне допустимо. Но, как уже отмечалось, я — перфекционист и всё люблю делать с запасом, поэтому я заменил TL431 на классический нижний ключ ULN2003. (Так же можно использовать аналог TD62083). Эта микросхема есть в продаже, работает в этой схеме в своём нормальном режиме и держит ток 500 миллиампер. C этой деталью схема упростилась уже до полного безобразия, а так как принцип не поменялся, получила название зач0тная-2. Эти схемы я делал и делаю до сих пор. И они работают. Их делают и другие люди. И у них эти схемы так же работают.



Некоторое время назад товарищ Poner предложил использовать вместо ключа оптореле.
Собраный им образец показал свою работоспособность, хотя и чуть худшие характеристики.

От себя добавлю, что не вижу причин, почему бы не использовать в качестве ключа любой подходящий полевой МОП транзистор (MOSFET) .

После прочтения всей этой моей писанины, у вас наверняка накопились вопросы. Постараюсь на них ответить.
Многие спрашивают, почему я пишу «тиристоры» а на схемах рисую симисторы BTA26 ?
Причина проста — из-за лени. Большинство тиристоров-симисторов нельзя использовать без прокладок и неметаллических винтов! А вот симисторы BTA16-24-26-41 — можно. Если же использовать другие тиристоры-симисторы (25TTS, BT152, BT225 и т. д.) то приходится ставить каждый на прокладку, да прикручивать его неметаллическим винтом, да следить, чтоб не замкнуло, это так лениво.
Так же многие спрашивают какие можно еще применять тиристоры-симисторы. Да в общем-то любые, рассчитанные на ток не меньше 20-ти ампер. Вот прям прийти в магазин и сказать «дайте мне три тиристора или симистора ампер на двадцать.» Вообще-то можно и меньше (10-15 ампер), но как уже отмечалось — лично я люблю все делать с запасом. Кроме того, чем на меньше ампер рассчитан тиристор-симистор тем больше он будет греться.
Только если использовать симисторы, то для схем «исходная», «гламурная», «брутальная» и «готичная» годятся не любые симисторы а только четырёхквадрантные (4Q). Ещё бывают трёхквадрантные (3Q или hi-com) и они для вышеназванных схем не годятся.
А вот для схем «зач0тная» и «зач0тная-2» не только подходят любые симисторы — и 4Q и 3Q, но 3Q даже предпочтительнее, так как будут меньше нагреваться.
Но самый лучший симистор для наших целей это конечно BTA26 (он же ВТА24 в другом корпусе). Он подходит ко всем схемам, надёжен и недорог.
К тому же выпускается в двух вариантах BTA26бла-бла-бла B это 4Q, а BTA26бла-бла-бла W это 3Q.
Кроме того, под неизвестно-какие тиристоры-симисторы потребуется пересчитать номиналы резисторов, иначе тиристоры-симисторы будут сильно греться и в итоге сгорят.
Разберём этот момент на примере симисторов BTA140.
Открываем даташыт (ссылка)
Ищем в таблицах параметр I GT (Gate Trigger Current) видим максимальное значение 35 миллиампер.
Чуть-чуть «откатываемся назад» от максимального значения, чтобы не грузить симистор, и считаем:
14 вольт / 0.03 ампер = 470 ом.
То есть в управляющем контакте одного симистора BTA140 должно быть 470 ом.
То есть если взять схему «зачотная», то все резисторы между микросхемой и симисторами должны быть по 470 ом.
Если взять схему «брутальная» — по 360 а общий резистор в переделанном РР от жигулей — 110 ом.
Единственно чего нельзя делать — это ставить один общий резистор на все три тиристора-симистора, а их управляющие контакты собирать в один пучок. Тогда между тиристорами-симисторами возникнут паразитные связи и всё пойдёт в разнос. У каждого тиристора-симистора должен быть свой «персональный» резистор хотя бы ом на 70, а остальное может быть общим.
Короче, купив тиристоры-симисторы, уточняйте все эти моменты по документации на сайте оллдаташыт !
Часто меня спрашивают какой стабилитрон нужно применять в схеме.
Стабилитронов много, и многие годятся, но нужно учитывать следующие моменты:
Стабилитрон нужен на правильный ток. То есть минимальный ток стабилитрона должен быть не больше 5-ти миллиампер, а максимальный — не меньше 15-ти. Причём эти токи взаимосвязаны, рабочий участок стабилитрона обычно равен 20-30 миллиампер, то есть если у стабилитрона максимальный ток 50 миллиампер, то его минимальный ток будет миллиампер 50-30=20, то есть такой стабилитрон не годится. В магазинах частенько обозначают стабилитроны по мощности, например «13 вольт 0.5 ватта».
Это значит, что максимальный ток стабилитрона 0.5W / 13v = 30 миллиампер. Значит у этого стабилитрона минимальный ток будет около 1 миллиампера, и такой стабилитрон подойдёт.
Стабилитрон нужен на правильное напряжение, то есть на 14 вольт. Вольт туда — вольт сюда на стабилитроне, аукнется полутора вольтами на выходе схемы. Если стабилитрона на 14 вольт под руками нет, можно набрать его из нескольких стабилитронов в сумме (7+7 6+8) или добавить нужное количество любых маломощных кремниевых диодов в прямом включении, из расчёта, что 1 диод добавляет к стабилитрону 0.7 вольта. Например к стабилитрону на 13 вольт нужен 1 диод вроде 1N400*, КД521 , КД522 , КД509 , КД510 итд. C тем же успехом вместо диода можно использовать второй такой же стабилитрон. С точки зрения сборки это даже предпочтительнее — взял два стабилитрона на 13 вольт, спаял метками друг к другу, воткнул в схему любой стороной, и вопрос закрыт.

Теперь пару слов о той части мотоциклетного РР о которой мы еще не говорили — о выпрямительной. Токи потребляемые мотоциклом исчисляются десятками ампер, поэтому диоды надо применять мощные. Если объем двигателя кубиков 400-600, то вполне хватит 30-ти амперных диодов. Я обычно применяю готовый 36-ти амперный диодный мост (сборка на 6 диодов) 36MT. Но если объём двигателя большой — 36МТ не справится. Зависимость проста — большой двигатель труднее крутить стартером, значит стартер ставится более мощный, чтоб его крутить нужен мощный аккумулятор, значит он потребляет большой ток при зарядке. Для того чтоб не рисковать надо использовать 40-ка а то и 50-ти амперные диоды. Например 40CTQ 50HQ 52CPQ и т. д.
Вот например вариант «зач0тной-2» на трёх 50-ти амперных мостах KBPC5006 (они же MB506) и трёх симисторах BTA41 (все резисторы по 300 ом).

Про себя я называю этот вариант Ever Est что в переводе с латыни означает «вечный». Еще одно замечание — по той же причине (большие токи) провода, которые используются, должны быть очень толстыми. Иначе будет «чота я спаял а оно не работает». Я использую провода сечением 2-3 миллиметра.
Ещё один важный момент — радиатор. Лучший радиатор — крышка канализационного люка прикрученная на траверсу. Радиатор от старой РР не годится — он маленький. В родных РР бескорпусные детали приварены к радиатору, этим достигается лучший тепловой контакт. Прикручивая обычные детали к неровной поверхности «родного» радиатора вы не добьётесь такого же хорошего теплового контакта. Поэтому радиатор должен быть большой (я использую примерно 8см на 10см с высотой рёбер 2см) и иметь хотя бы одну идеально ровную поверхность (туда вы прикрутите детали). Ну и о проверке — проверять схему можно только полностью подключенной! Если вы прицепите три провода от генератора, а плюс и минус никуда не подключив будете мерить тестером — вы ничего не увидите. Схема работает только в полном подключении (впрочем так же себя ведут и «родные» РР). Если вы боитесь за мотоцикл то проверяйте на заменителе (аккумулятор плюс лампочка).

Никогда, ни при каких обстоятельствах, категорически НЕЛЬЗЯ сдёргивать клемму с аккумулятора на работающем мотоцикле ! Это верный способ убить мозг! (если вы это уже делали и мозг до сих пор жив, вам просто повезло)
Пара фоток как это выглядит в реале:
(Но я вас умоляю — не надо делать РР по фоткам ! РР надо делать по схемам. А фотки я помещаю исключительно для подтверждения, что всё написанное выше не теоретические измышлизмы, а вполне реальная практика)



После сборки и проверки обязательно залить эпоксидкой! Иначе от вибрации у деталей поотваливаются «ножки». Причем быстро. В течение дня-двух. Вот собственно и всё.
Если будут вопросы — задавайте в разделе ниже, тот который «обсуждения». P.S. Как вы заметили, я постоянно обновляю этот постинг. Дело в том, что некоторые подробности, которые я сперва не описывал, для меня само-собой разумеющееся, а вот для многих читателей оказались непонятны. Поэтому как только я получаю вопрос — ответ на него я вношу в этот постинг. Так что не стесняйтесь, спрашивайте.
Часто задается вопрос родной регулятор мотоцикла шести контактный, все схемы пятиконтактные — как поступить?
В некоторых мотоциклах сделано так, что управляющая схема регулятора запитывается от замка зажигания. То есть при выключенном замке зажигания нет утечки тока через регулятор и аккумулятор через него не разряжается.
Таким образом на регулятор приходит шесть проводов. Три фазы (обычно желтых) из генератора. Минус (он же корпус мотоцикла). Плюс аккумулятора и плюс с замка зажигания.
Варианта два.
Либо плюнуть на все умности и оставить провод с замка зажигания не при делах. Только его изолировать от реальности тщательно. И поставить пятиконтактный регулятор. Это на случай , например, установки не родного регулятора.
Либо если вы сами собрали схему, то руководствуясь приложенным рисунком сделать разрыв между точками А и В. Точку А подать на провод идущий к замку зажигания. Точку В подать на провод идущий к аккумулятору.
Если же вас интересует обратный процес — установка шестиконтактного регулятора (купленного по случаю) в мотоцикл где на регулятор приходит лишь пять проводов, тогда все так же три фазы на генератор, затем найдите минус (прозвоните тестером — минус звонится на корпус регулятора накоротко),остальные два провода скрутить и на плюс.

Еще часто бывает что выходные провода дублируются. из регулятора выходит два минуса и два плюса. Это легко понять по одинаковому цвету пар проводов. Это другая история — не перепутайте.

Источник: moto-electro.ru
Текст отредактирован, орфография и пунктуация сохранены, все оригинальные ссылки сохранены.

Ниже вы можете оставить свой комментарий или поделиться опытом с другими читателями.

Комментарии публикуются после модерации, оскорбления, ссылки и спам будут удалены.

Трехфазный стабилизатор напряжения: схемы подключения, выбор

Качество электроэнергии это не абстрактное понятие, а набор определенных показателей, регулируемых нормами ГОСТа 32144-2013. Соответственно, производители электрооборудования, для обеспечения функциональности своей продукции, также должны ориентироваться на нормированные характеристики питающих сетей. Но что делать в случаях перепадов или скачков напряжения в электрической сети, проявление которых не поддается прогнозированию? Самый оптимальный вариант решения задачи – установить трехфазный стабилизатор напряжения.

Устройство и принцип работы

Практикуется два варианта исполнения трехфазных стабилизаторов:

1. Единая конструкция, включающая в себя три контура стабилизации, независимых друг от друга.
2. Три однофазных стабилизатора (одного типа), подключенных «звездой» и размещенных в одной стойке.

Исполнение 3-х фазных стабилизаторов: единая (1) и модульная (2) конструкции

Единые конструкции, как правило, применяются для стабилизации питания маломощных потребителей. В этом случае моноблочная конструкция обойдется дешевле модульных стабилизаторов, не если выйдет из строя один из контуров нормализации напряжения, в ремонт придется сдавать всю установку.

Основное преимущество модульной конструкции заключается в том, что при неисправности одного из блоков стабилизации функция «байпас» включает подачу питание напрямую, минуя проблемный модуль. Это позволяет не прерывать подачу электроэнергии, пока производится ремонт и не требует доставки в мастерскую всей конструкции.

Что касается принципа работы трехфазных стабилизаторов, то он такой же, как у однофазных приборов, которые мы уже рассматривали, в одной из предыдущих публикаций.

Типы трехфазных стабилизаторов напряжения

Классификация приборов, обеспечивающих нормализацию качества электроэнергии, производится в зависимости от их принципа действия и способа управления. На текущий момент применяются следующие виды стабилизаторов:

• Электронные (тиристорные), устройства данной группы управляются автоматически, то есть отсутствует необходимость настройки пользователем. Широко применяются для защиты бытовых электрических приборов от перекоса фаз, скачков напряжения и т.д.
• Сервоприводные (электромеханические), трехфазные модели выпускаются под рабочее напряжение 0,4-11,0 кВ, как правило, предназначены для промышленного использования.
• Релейные, в настоящее время данный вид стабилизаторов вытесняется более современными моделями с электронными ключами.
• Феррорезонансные.
• Инверторные.

Кратко опишем особенности перечисленных выше видов.

Релейные

В основу работы приборов данной группы заложен дискретный принцип нормализации электроэнергии. Для этого осуществляется переключение между обмотками блоков трансформаторов, чтобы повысить или понизить уровень выходных напряжений, с целью максимального приближения к номинальным параметрам. Коммутация обмоток осуществляется при помощи силовых реле, за работу которых отвечает электронный блок управления.

Ниже представлено фото релейного однофазного модуля с обозначением основных элементов.

Основные элементы релейного стабилизатора

Обозначения:

• А – Электронный блок контроля работы.
• В – Блок коммутации.
• С – Стабилизирующий трансформатор.

Тиристорные

В качестве базовой основы данного вида стабилизаторов используется тот же принцип что и у релейных модификаций. Единственное отличие заключается в блоке коммутации, где вместо силовых реле используются электронные ключи – тиристоры или симисторы (сдвоенные тиристоры), что отразилось в названии приборов этого типа.

Устройство стабилизатора Vektor Energy на электронных ключах

Обозначения:

• А – Автотрансформатор.
• В – Электронные ключи (в данной модели используются симисторы).
• С – Блок управления.

Иногда тиристорные стабилизаторы называют электронными, что тоже считается правильным, поскольку тиристоры, по сути, являются электронными ключами.

Электромеханические

Основным элементом данной конструкции является автотрансформатор, снабженный подвижным токосъемником. За счет перемещения последнего производится плавное управление коэффициентом трансформации, что позволяет корректировать линейное напряжение в однофазных и трехфазных сетях, обеспечивая высокую точность стабилизации.

В ранних моделях данного вида управление выходным напряжением осуществлялась вручную. Сегодня этот процесс полностью автоматизирован, перемещение токосъемника по обмотке автотрансформатора обеспечивает сервопривод, управляемый электронным контролером. Ниже представлено изображение трехфазного стабилизатора электромеханического типа и основные элементы одного из его модулей.

Особенности конструкции релейного стабилизатора

Обозначения:

• А – Сервопривод, перемещающий токосъемник.
• В – Плата управления.
• С – Токосъемный механизм.
• D – Автотрансформатор.

Феррорезонансные

Данный вид можно без преувеличения назвать прародителем бытовых нормализаторов напряжения. В нашей стране их широкое применение началось в середине 50-х годов прошлого века, когда ламповые телевизоры и другая бытовая техника стали доступны широким слоям населения.

В основу работы этого прибора заложен феррорезонансный эффект, в ходе которого устанавливается электромагнитное взаимодействие двух дросселей с насыщаемым и не насыщаемым сердечниками. Основные элементы такой конструкции представлены ниже.

Основные элементы феррорезонансного стабилизатора

Обозначения:

• A – Трансформатор.
• В – Дроссель с насыщаемым сердечником (выходной).
• С – Дроссель с не насыщаемым сердечником (входной).
• D – Сглаживающий конденсатор.

Инверторные

Это наиболее современная разработка нормализаторов питания. Принцип работы таких устройств коренным образом отличается от более ранних модификаций. В основу положено двойное преобразование. То есть, на первом этапе входной переменный ток преобразуется в постоянный. На втором этапе производится обратное инвертирование в синусоидальное напряжение с максимальным приближением к номинальным параметрам электрической сети.

Блок схема и устройство инверторного стабилизатора

Обозначения:

• А – Входной фильтр.
• B – Блок преобразования и коррекции сетевого напряжения.
• С – Управляющий блок и входящие в него исполнительные элементы.
• D – Контролер управления электронными ключами.
• Е – Сглаживающий емкостной фильтр.
• F – Инверторный преобразователь.

Гибридные приборы

Гибридные типы устройств комбинируют в себе свойства двух стабилизаторов, например, электромеханического и тиристорного. При небольших скачках напряжения нормализация осуществляется при помощи электромеханической составляющей, когда уровень превышает рабочий диапазон, электронные ключи осуществляют перекоммутацию обмоток трансформатора. Благодаря такой комбинации гибридные стабилизаторы позволяют использовать преимущества того или иного способа нормализации напряжения, правда, следует учитывать, что недостатки тоже суммируются.

Преимущества и недостатки

Предлагаем ознакомиться с плюсами и минусами различных типов нормализаторов напряжения, перечисленных выше. Начнем с релейного типа:

1. Преимущества, к таковым следует отнести: относительно невысокую стоимость и быстродействие (в пределах 20,0 – 40,0 мс).
2. Недостатки:

• Не подходит для промышленного применения из-за недостаточной выходной мощности.
• Большая дискретность и погрешность, последняя может быть на уровне 7,5%.
• Небольшой уровень перегрузочной устойчивости (около 120%-160%).
• Применение механических контактов существенно сокращает срок эксплуатации (как правило, не более 5-ти лет).

Теперь рассмотрим особенности моделей, в которых применяются электронные ключи:

1. Плюсы:

• Достаточно высокое быстродействие (около 20-ти мс).
• Большой рабочий ресурс (порядка 10-и – 20-и лет).

2. Основные минусы: высокая дискретность и низкая устойчивость к перегрузке.

У электромеханических приборов также имеются свои сильные и слабые стороны, к первым можно отнести:

• Плавное изменение уровня напряжения.
• Высокая скорость быстродействия и низкая погрешность стабилизации.
• Перегрузочная устойчивость может составлять 500%-1000%.
• Широкий диапазон рабочей температуры (от -25°С до 55°С ) и большой эксплуатационный ресурс (30 лет и более).

Что касается недостатков, то у электромеханических моделей их всего два: значительный вес и высокая стоимость.

У феррорезонансных стабилизаторов напряжения самый продолжительный срок эксплуатации (до 50-и лет), небольшой уровень погрешности (порядка 1%) и вполне приемлемая перегрузочная устойчивость (до 300%). Но данному виду присущи специфические недостатки, а именно характерный гул при работе, большой вес и габариты, а также сравнительно высокая стоимость.

Инверторные модели обладают более широким диапазоном входных напряжений, чем у других модификаций нормализаторов. Помимо этого они обеспечивают высокую точность выходного напряжения (погрешность составляет не более 1%) и его плавное регулирование. Инверторные приборы обладают небольшим весом, малыми габаритами и значительным рабочим ресурсом (до 25-и лет эксплуатации). К сожалению, относительно небольшой запас выходной мощности не позволяет использовать такие модели на промышленных предприятиях и объектах.

Что касается гибридных моделей, то их достоинства и недостатки определяются составляющими.

Схемы подключения

Подключение стабилизаторов на 3 фазы осуществляется в соответствии с прилагающийся инструкцией, пример типовой схемы показан ниже.

Типовое подключение 3-х фазного стабилизатора

При подключении 3 однофазных блоков для нормализации сети 380 В, или более высокого напряжения, питающего промышленное оборудование, может быть задействована схема подключения, представленная ниже.

Подключение 3-х однофазных блоков стабилизации

Обратим внимание, что обеспечить надежную защиту техники, запитанной от 3-х фазной сети, стабилизируемой от трех отдельных однофазных устройств, необходимо использовать блок синхронизации. Пример такого подключения показан ниже.

Подключение 3-х модулей с применением блока синхронизации

Обозначения:

• А – Электросчетчик.
• В – Блок синхронизации.
• С – Распределительный шкаф, для подключения нагрузки.
• D, Е, F – Однофазные модули нормализации напряжения.

Как выбрать – основные критерии

Перечисли факторы, требующие особого внимания при выборе стабилизатора:

1. Тип электросети, в зависимости от этого используют однофазные или трехфазные нормализаторы.
2. Качество электроэнергии. То есть, в насколько широком диапазоне происходят колебания напряжения. Соответственно, выбирается модель с соответствующими показателями.
3. Суммарная мощность нагрузки должна соответствовать номинальной мощности нормализатора. Например, если общая нагрузка 3 кВт, то прибор должен быть рассчитан на мощность 3 и более киловатт. Для повышенной надежности защиты электроприборов рекомендуется иметь запас по мощности.
4. С какой скоростью прибор регулирует напряжение, если этот параметр критичен, следует отдать предпочтение релейным, тиристорным или инверторным моделям.
5. Точность параметров выходного напряжения (величина погрешности), при повышенных требованиях рекомендуется использовать высокоточные трехфазные феррорезонансные или инверторные нормализаторы. Они обеспечивают высочайший уровень точности.

Рекомендуем с осторожностью относиться к изделиям неизвестных китайских брендов, низкая цена — единственное их достоинство. При этом, в большинстве своем, они не могут обеспечить стабильное напряжение при приближении к номинальной нагрузке.

Будет полезно прочитать: