Контроллер напряжения - Википедия - Voltage controller

Диммерная стойка с тиристорным регулятором напряжения
Электрическая схема типичного диммера на основе SCR

А регулятор напряжения, также называемый Регулятор напряжения переменного тока или же Регулятор переменного тока электронный модуль на основе тиристоры, ТРИАК, SCR или же БТИЗ, который преобразует фиксированное напряжение, фиксированную частоту переменный ток (AC) электропитание для получения переменного Напряжение на выходе подается на резистивный нагрузка. Этот выход переменного напряжения используется для регулирования яркости. уличные фонари, изменение температуры отопления в домах или на производстве, регулирование скорости поклонники и намоточные машины и многие другие приложения, аналогично автотрансформатор.[1][2] Модули контроллера напряжения относятся к сфере силовой электроники. Поскольку они не требуют особого обслуживания и очень эффективны, контроллеры напряжения в значительной степени заменили такие модули, как магнитные усилители и насыщаемые реакторы в промышленном использовании.[2]

Режимы работы

Контроллеры напряжения работают двумя разными способами; либо посредством «включения и выключения», либо посредством «контроля фазы».[3][4][5]

Включение и выключение

В двухпозиционном контроллере тиристоры используются для включения цепей на несколько циклов напряжения и выключения на определенные циклы, таким образом изменяя общую RMS значение напряжения на выходе и действует как высокоскоростной переключатель переменного тока. Быстрое переключение приводит к высокочастотным артефактам искажения, которые могут вызвать повышение температуры и могут привести к вмешательство в соседней электронике.[2][4] Такие конструкции не практичны, за исключением приложений с низким энергопотреблением.[6]

Пример управления фазовым углом. Синий представляет фактическое напряжение питания 120 В, а красный представляет включение и выключение тиристора для получения регулируемого напряжения 60 В, которое достигается отключением питания под определенными углами и включением его по фазовому углу.

Контроль фазового угла

При управлении фазовым углом тиристоры используются для уменьшения наполовину цикла напряжения во время ввода. Управляя фазовым углом или углом триггера, можно изменять выходное среднеквадратичное напряжение нагрузки. Тиристор включается на каждый полупериод и выключается на каждый оставшийся полупериод. Фазовый угол - это положение, в котором тиристор включен. ТРИАК часто используются вместо тиристоров для выполнения той же функции для повышения эффективности.[7] Если нагрузка представляет собой комбинацию сопротивления и индуктивности, текущий цикл отстает от цикла напряжения, уменьшая общую выходную мощность.[6]

Типы регуляторов напряжения

По сути, существует два типа контроллеров напряжения: однофазные контроллеры напряжения, которые управляют напряжением 230 среднеквадратичного значения, источник питания 50–60 Гц, и трехфазные контроллеры напряжения, которые регулируют напряжение 400 среднеквадратического значения, источник питания 50–60 Гц (в зависимости от страна).[8]

Ограничения на использование

Контроллеры напряжения используются только при определенных условиях:[9]

Забивная машина, используемая при строительстве трансформатор.
  1. Должен быть нагрузка для работы контроллера напряжения: поскольку в контроллерах напряжения используются тиристоры для изменения напряжения, для работы им в конце требуется какая-то резистивная нагрузка.
  2. Общая мощность снижается за счет любого индуктивного компонента резистивной нагрузки.[6]
  3. Нагрузка должна увеличиваться крутящий момент по своей природе: контроллеры напряжения могут изменять скорость двигателя, изменяя входящее напряжение, но двигатель должен иметь возрастающую крутящую нагрузку (например, промышленные вентиляторы, намоточные машины ). Контроллеры напряжения не подходят для применения с постоянным крутящим моментом. Примером приложения увеличивающегося крутящего момента может быть машина для намотки проволоки: начальная нагрузка практически равна нулю, поскольку вначале нет проволоки, намотанной, со временем намотка проволоки увеличивается, тем самым увеличивая крутящий момент (сила, необходимая для вращения обмотки). пропорционально. Здесь подойдет регулятор напряжения для увеличения или уменьшения скорости намоточной машины.[7]
  4. Пусковой крутящий момент должен быть низким: двигатель, подключенный к контроллеру напряжения, обычно никогда не запускается с высоким пусковым моментом (или запуском под нагрузкой); подача низкого напряжения на двигатель с высокой нагрузкой может привести к его нагреву и сожжению его обмоток (например, попытка запуска двигателя, прикрепленного к камнедробилке, заполненной камнями).[7]

Приложения

Пример контроллера напряжения с прикрепленным теплоотводом слева. Минимальные и максимальные настройки на передней панели
  • Цепи диммирования уличных фонарей
  • Промышленное и домашнее отопление
  • Индукционный нагрев
  • трансформатор изменение крана
  • Контроль скорости двигателей (переменный крутящий момент)
  • регулирование скорости мотальных машин, вентиляторов
  • Магниты переменного тока [10]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Анджей М. Трзынадловски (2010). Введение в современную силовую электронику. Джон Вили и сыновья. С. 190–220.
  2. ^ а б c Сачин С. Шарма (2008). Силовая электроника. Брандмауэр Media. п. 177. ISBN  9788131803509.
  3. ^ Анджей М. Трзынадловски (2010). Введение в современную силовую электронику. Джон Вили и сыновья. п. 197].
  4. ^ а б Исса Батарсе, «Силовые электронные схемы» Джона Вили, 2003 г.
  5. ^ Трзынадловски, Анджей М. (2010-03-15). Введение в современную силовую электронику. ISBN  9780470401033.
  6. ^ а б c Рашид, М. Х. (2010). Справочник по силовой электронике: Справочник по устройствам, схемам и приложениям. Academic Press (3-е изд.). Эльзевир. С. 488–490. ISBN  978-0123820365.
  7. ^ а б c Контроллеры напряжения: LEKTROMIK K3 | KK3 | KIMODUL DLS
  8. ^ «Microsoft PowerPoint - PE_CH5.ppt» (PDF). Получено 2012-11-08.
  9. ^ Беллман, Вилард Ф. (2001). Освещение сцены: искусство и практика, третье издание, Глава 4 - Консоль управления, Broadway Press, Inc., Луисвилл, Кентукки, ISBN  0-911747-40-0
  10. ^ «Приводы вентиляторов для строительных объектов и промышленных систем». Kimo.de. 2012-02-28. Получено 2012-11-08.