Содержание
Для многих людей оптимизация мощности, потребляемой из электросети, весьма актуальна. Для бытовых нужд электричество используется в основном для получения света и тепла. Свет используется повсеместно. Поэтому регулировка яркости лампочек нужна всем. Несколько меньше потребителей электрического обогрева.
Если в жилье есть газоснабжение, готовить пищу на газовой плите удобнее, а отопление газовым котлом обычно дешевле электрического варианта. Но при отсутствии газа оптимизация потребления электроэнергии становится очень важной задачей. Для ее решения надо потреблять ровно столько электрической энергии, сколько необходимо. А для этого потребуется оптимальное управление бытовыми электроприборами и освещением. Многие электроплиты, электрообогреватели, вентиляторы и т.д. снабжены встроенными регуляторами.
Но технические возможности системы управления электрооборудованием стоят немалых денег. И по этой причине чаще всего покупаются недорогие электроприборы с простейшими регуляторами. Далее мы расскажем читателям об устройствах, использование которых даст не только экономию электроэнергии, но и сделает многие электроприборы более удобными. Эти устройства — регуляторы мощности. Их назначение — регулировка среднего значения напряжения на нагрузке.
Они уменьшают его величину, а соответственно, и потребляемую мощность. По законам Джоуля-Ленца и Ома для электрической цепи. Эффективное регулирование мощности нагрузки обеспечивают специальные технические решения. А любая схема регулятора мощности содержит полупроводниковый коммутатор. Кто желает поскорее обрести возможность гибкого управления своими электроприборами, может легко купить простой регулятор мощности. Им является диммер. Разнообразные модели этого устройства продаются в торговых сетях.
Разнообразие диммеровОчень удобен такой регулятор на даче. Он будет замечательным дополнением к маленькому кипятильнику или одно-, двухконфорочной электроплитке. Теперь в ходе приготовления еды не будет подгорания и слишком сильного кипения. Покупая регулятор мощности, обязательно удостоверьтесь в его соответствии решаемым задачам. Он должен быть мощнее управляемого электрооборудования. Большинство моделей диммеров рассчитано на обслуживание квартирного освещения. По этой причине они в основном регулируют мощность до 300 Вт.
Чтобы приобрести более мощную модель, придется поискать ее в торговых сетях. Альтернативное решение — просмотр схем регуляторов мощности, изготовление своими руками выбранной модели. Чтобы помочь нашим читателям выбрать оптимальную схему, более подробно опишем главные особенности этих устройств. Регулятор на полупроводниковом ключе может быть выполнен на
Регулятор мощности, схема которого содержит любой из перечисленных полупроводниковых ключей, всегда пребывает в одном из двух состояний. Он либо максимально ограничивает ток (отключает нагрузку), либо почти не оказывает сопротивления (подключает нагрузку). При срабатывании сопротивление переходов полупроводниковых приборов быстро изменяется по величине. Каждому его значению соответствует определенная электрическая мощность. Она выделяется как тепло и носит название динамических потерь. Чем быстрее срабатывает прибор (отключает или подключает нагрузку), тем меньше динамические потери.
Наиболее быстродействующими ключами являются транзисторы. Но они и включаются и выключаются при любой ненулевой величине напряжения. Если эти процессы происходят вблизи его амплитудного значения, динамические потери будут максимально большими. Обычный тиристорный ключ отличается тем, что выключается без управляющего сигнала при переходе тока нагрузки через ноль. Хотя его включение происходит при той же амплитуде переменного напряжения, что и у транзисторов.
По этой причине схема тиристора, а особенно симисторного регулятора мощности получается более простой, экономичной и надежной. Особенно если он быстро включается. У регулятора мощности на симисторе кроме него нет больше полупроводниковых приборов, по которым течет ток нагрузки. А у регуляторов с остальными ключами такими приборами обязательно будут выпрямительные диоды, в том числе встроенные. Поэтому рекомендуем остановиться на симисторах — схемы с ними есть во многих справочниках, популярных журналах а, следовательно, и в интернете. Их легко найти и выбрать что-либо приемлемое.
https://www.youtube.com/watch?v=7DXMjbQkhXwПервый регулятор мощности на симисторе КУ208Г используется уже много лет, начиная с 80-х годов прошлого века.
Параметры симистора КУ208Г Схема простейшего регулятора мощностиУстаревший дизайн КУ208Г не всегда удобен для размещения в корпусе регулятора. Новая модель BT136 600E, у которой параметры включения и регулировки примерно такие же, позволит собрать более компактный симисторный регулятор мощности. С этой моделью из-за ее компактности получается значительно больше вариантов конструкции, из которых можно выбирать.
Симисторный регулятор мощностиЕсли самостоятельно изготавливается регулятор мощности, схема которого взята из какого-либо источника, обязательно сравните максимальные токи используемого ключа и нагрузки. В этих целях разделите паспортную мощность нагрузки на 220. Для надежной работы регулятора мощности на симисторе и не только полученное значение тока должно составлять 0,7 от номинального значения ключа, используемого в схеме. Поэтому для многих бытовых электроприборов КУ208Г окажется слабоват. Но его можно заменить более мощным, например ВТА 12.
Характеристики симистора BTA 12Этот ключ со своими 12 амперами сможет надежно регулировать нагрузку до 1848 Вт с непродолжительным увеличением ее до 2000 Вт. Собранный регулятор мощности на симисторе этой модели, например, можно применить для управления электрическим чайником. Один из таких вариантов показан далее.
Регулятор на ключе-триаке BTA 12При выборе схемы регулятора мощности
рекомендуем обратить внимание на безопасность управления. Она обеспечивается гальванической развязкой в схеме регулятора. Ключ надежно развязывается от управляющего элемента, к которому прикасается пользователь. Для этого применяются схемотехнические решения с трансформаторами, а также оптронные электронные приборы. Примеры подобных схем показаны далее. В этих схемах управляющий элемент является частью контроллера.
Схемы работы симистораЭффективный, надежный и безопасный регулятор мощности добавит многим вашим электроприборам новые потребительские свойства. За вами остается правильный выбор устройства при покупке или изготовление их без ошибок своими руками по выбранной схеме.
Источник: https://domelectrik.ru/baza/samodelki/regulyator-moshchnosti
Для управления некоторыми видами бытовых приборов (например, электроинструментом или пылесосом) применяют регулятор мощности на основе симистора. Подробно о принципе работы этого полупроводникового элемента можно узнать из материалов, размещенных на нашем сайте. В данной публикации мы рассмотрим ряд вопросов, связанных с симисторными схемами управления мощностью нагрузки. Как всегда, начнем с теории.
Напомним, что симистором принято называть модификацию тиристора, играющего роль полупроводникового ключа с нелинейной характеристикой. Его основное отличие от базового прибора заключается в двухсторонней проводимости при переходе в «открытый» режим работы, при подаче тока на управляющий электрод. Благодаря этому свойству симисторы не зависят от полярности напряжения, что позволяет их эффективно использовать в цепях с переменным напряжением.
Помимо приобретенной особенности, данные приборы обладают важным свойством базового элемента – возможностью сохранения проводимости при отключении управляющего электрода. При этом «закрытие» полупроводникового ключа происходит в момент отсутствия разности потенциалов между основными выводами прибора. То есть тогда, когда переменное напряжение переходит точку нуля.
Дополнительным бонусом от такого перехода в «закрытое» состояние является уменьшение числа помех на этой фазе работы. Обратим внимание, что не создающий помех регулятор может быть создан под управлением транзисторов.
https://www.youtube.com/watch?v=iKOHqc2KgKoБлагодаря перечисленным выше свойствам, можно управлять мощностью нагрузки путем фазового управления. То есть, симистор открывается каждый полупериод и закрывается при переходе через ноль. Время задержки включения «открытого» режима как бы отрезает часть полупериода, в результате форма выходного сигнала будет пилообразной.
Форма сигнала на выходе регулятора мощности: А – 100%, В – 50%, С – 25%
При этом амплитуда сигнала будет оставаться прежней, именно поэтому такие устройства неправильно называть регуляторами напряжения.
Приведем несколько примеров схем, позволяющих управлять мощностью нагрузки при помощи симистора, начнем с самой простой.
Рисунок 2. Схема простого регулятора мощности на симисторе с питанием от 220 В
Обозначения:
При помощи динистора DN1 происходит замыкание цепи D1-C1-DN1, что переводит DN2 в «открытое» положение, в котором он остается до точки нуля (завершение полупериода). Момент открытия определяется временем накопления на конденсаторе порогового заряда, необходимого для переключения DN1 и DN2. Управляет скоростью заряда С1 цепочка R1-R2, от суммарного сопротивления которой зависит момент «открытия» симистора. Соответственно, управление мощностью нагрузки происходит посредством переменного резистора R1.
Несмотря на простоту схемы, она довольно эффективна и может быть использована в качестве диммера для осветительных приборов с нитью накала или регулятора мощности паяльника.
К сожалению, приведенная схема не имеет обратной связи, следовательно, она не подходит в качестве стабилизированного регулятора оборотов коллекторного электродвигателя.
Обратная связь необходима для стабилизации оборотов электродвигателя, которые могут изменяться под воздействием нагрузки. Сделать это можно двумя способами:
Последний вариант значительно проще в реализации, но требует небольшой настройки под мощность используемой электромашины. Ниже приведена схема такого устройства.
Регулятор мощности с обратной связью
Обозначения:
Данная схема обеспечивает плавный запуск электрической установки и обеспечивает ее защиту от перегрузки. Допускается три режима работы (выставляются переключателем S1):
Настройка схемы сводится к подбору сопротивления R6, оно вычисляется, в зависимости от мощности, электромотора по следующей формуле: . Например, если нам необходимо управлять двигателем мощностью 1500 Вт, то расчет будет следующим: 0,25/ (1500 / 240) = 0,04 Ом.
https://www.youtube.com/watch?v=—WktiOym8YДля изготовления данного сопротивления лучше всего использовать нихромовую проволоку диаметром 0,80 или1,0 мм. Ниже представлена таблица, позволяющая подобрать сопротивление R6 и R11, в зависимости от мощности двигателя.
Таблица для подбора номиналов сопротивлений в зависимости от мощности двигателя
Приведенное устройство может эксплуатироваться в качестве регулятора оборотов двигателей электроинструментов, пылесосов и другого бытового оборудования.
Тех, кто попытается управлять индуктивной нагрузкой (например, трансформатором сварочного аппарата) при помощи выше указанных схем, ждет разочарование. Устройства не будут работать, при этом вполне возможен выход из строя симисторов. Это связано с фазовым сдвигом, из-за чего за время короткого импульса полупроводниковый ключ не успевает перейти в «открытый» режим.
Существует два варианта решения проблемы:
Первый вариант наиболее оптимален. Приведем схему, где используется такое решение.
Схема регулятора мощности для индуктивной нагрузки
Как видно из следующего рисунка, где продемонстрированы осциллограммы основных сигналов регулятора мощности, для открытия симистора используется пакет импульсов.
Осциллограммы входного (А), управляющего (В) и выходного сигнала (С) регулятора мощности
Данное устройство делает возможным использование регуляторов на полупроводниковых ключах для управления индукционной нагрузкой.
В завершении статьи приведем пример простейшего регулятора мощности. В принципе, можно собрать любую из приведенных выше схем (наиболее упрощенный вариант был приведен на рисунке 2). Для этого прибора даже не обязательно делать печатную плату, устройство может быть собрано навесным монтажом. Пример такой реализации показан на рисунке ниже.
Самодельный регулятор мощности
Использовать данный регулятор можно в качестве диммера, а также управлять с его помощью мощными электронагревательными устройствами. Рекомендуем подобрать схему, в которой для управления используется полупроводниковый ключ с соответствующими току нагрузки характеристиками.
Источник: https://www.asutpp.ru/reguljator-moshhnosti-na-simistore.html
Поворотный диммер на симисторе. Его будем ремонтировать
В х к статье, в которой я подробно рассказал про устройство и схему диммера, читатели часто задают вопросы по ремонту диммеров своими руками.
Поэтому я решил эту информацию дополнить и выделить в отдельную статью. Которую вы читаете сейчас.
Как всегда, будет много фотографий с пояснениями, ведь лучше один раз увидеть!
Будет показан пример, как я ремонтировал диммер своими руками. Будет и самокритика, и полезные советы.
Поехали!
Чаще всего причиной поломки может быть превышение максимально допустимой нагрузки либо короткое замыкание в нагрузке. Превышение нагрузки бывает, когда например, любители хорошего освещения вкрутят слишком мощные лампы в люстры. Либо через диммер подключают несколько светильников, в сумме потребляющих слишком большую мощность.
К слову, при выборе диммера следует мощность выбирать с запасом 30…50%. Как повысить мощность диммера, будет рассказано и показано в этой статье.
[su_box style="default" title="" box_color="#F27405" radius="0"]Короткое замыкание возможно не только из-за неисправной проводки. Бывает, когда лампочки перегорают, в них происходит короткое замыкание (КЗ), в природу которого углубляться не будем.
[/su_box]Кроме того, в момент включения лампы накаливания через неё течёт ток, в несколько раз превышающий рабочий. Подробнее – в статье про сопротивление лампы накаливания.
В результате КЗ и перегрузки, как правило, выходит из строя симистор. Это основная неисправность, она встречается в 90% случаев поломки.
https://www.youtube.com/watch?v=sviGyOpv3cQСимистор – это главный элемент. Его отличительные особенности – три вывода и к корпусу прикручен радиатор. Наиболее часто встречаются модели ВТ137, BT138, BT139.
Неисправность симистора можно выявить мультиметром. Если прозвонить в режиме омметра сопротивление между выводами А1 и А2 (или Т1 и Т2, первый и второй вывод), будет от нуля до несколько ом. Вывод – симистор однозначно сгорел.
Бывает другой случай – симистор звонится нормально (бесконечное сопротивление), а диммер однако не работает (лампа не горит во всех положениях регулятора). Тут поможет только проверка, т.е. включение в реальную схему.
О замене симистора будет подробно сказано ниже.
Креме неисправного симистора, встречаются другие неисправности диммера:
Прежде, чем ремонтировать, посмотрим на схему диммера. По сравнению с предыдущей статьёй про диммер, схему я немного переработал и уточнил. В прошлой статье схему оставил прежней. А в новой нумерацию деталей менять не стал, чтобы не вносить путаницу.
Схема диммера для ламп накаливания на симисторе
Диммер, который будем ремонтировать, имеет именно такую схему.
Теперь приведу пример, как заменить симистор своими руками, применяя дрель, паяльник, и обычную зубочистку.
Симистор можно заменить, открутив радиатор и выпаяв симистор из платы. Но радиатор сейчас приклёпывают. Заклёпка гораздо технологичнее и дешевле в массовом производстве.
Поэтому берём в руки дрель со сверлом диаметром 3,5…5,5 мм.
1 Высверливаем заклепку радиатора
Стрелкой показано направление сверла.
2 Снимаем радиатор с симистора
Радиатор снят, теперь надо аккуратно выпаять плохой симистор, минимально повредив плату. Рекомендуемая мощность паяльника – 25 или 40 Вт.
3 Выпаиваем симистор из платы. Обозначены выводы симистора – Т1, Т2, Gate.
Плюс к паяльнику, нужен опыт и сноровка.
Паяльником мощностью 60 Ватт и более можно запросто повредить плату.
Далее – подготавливаем место для нового симистора, используем для этого деревянную зубочистку:
4 Подготавливаем отверстия для нового симистора
5 Плата подготовлена
6 Место под новый симистор
Площадки слиплись, но это пока не важно.
А вот и друзья-симисторы, рядом динистор DB3:
7 Новые симисторы и динистор DB3
Симисторы (BT139, BT138, BT137) на фото все на напряжение 800 Вольт, максимальный рабочий ток соответственно 16, 12, и 8 Ампер.
Даташит можно будет скачать в конце статьи.
Теперь в эти сквозные отверстия вставляем новую деталь:
8 Симистор запаян
9 Обрезаем ноги (выводы))
Перемычка неудачная, надо было использовать проводок потоньше…
Внимательно проверяем пайку, чтобы не было замыкания между контактными площадками.
Дальше – монтируем радиатор. В домашних условиях дешевле и технологичнее использовать Винт, шайбу и гайку М3.
10 Осталось прикрутить радиатор
Теперь остаётся проверить работу в реальной схеме включения. Напоминаю, диммер включается точно так же, как обычный выключатель:
Включение лампочки через регулятор яркости.
https://www.youtube.com/watch?v=22UqGJZ3s9wДля схемы проверки использую лампочку любой мощности в патроне, провод со штепселем, и клеммник Ваго 222.
Бонусом – ещё фото:
11 Выгорела дорожка на плате
12 Плата диммера
13 Плата диммера, вид на симистор
Резисторы обозначены цветовой маркировкой. Выучили, как я рекомендовал?
14 маркировка на радиаторе
Поломанный диммер, симистор нужно менять
Поломанный диммер, симистор нужно менять
Читатель Сергей (см коммент от 12 апреля) отремонтировал диммер своими руками, но обратил внимание, что схема немного не стандартная. Схему публикую.
Схема диммера. Нестандартная?
Динистор DB3 (9240 Загрузок)
Симисторы для диммеров BT136-BT139 (12309 Загрузок)
Если будете покупать симистор, то на АлиЭкспресс в Китае такие стоят копейки, в данном случае по 10 руб/шт.
Ещё нужно учесть преимущество симисторов BTA перед BT – у BTA фланец (радиатор) изолирован от токоведущих частей, а это повышает безопасность!
Блоки защиты ламп, которые плавно включают яркость ламп, я подробно описал в своих статьях про устройство и подключение и схему таких блоков.
Отличие диммеров и БЗ – только в способе управления. В блоках защиты симистором управляет контроллер по программе. А программа может быть любой, вплоть до волнообразного изменения яркости. Может быть управление любым аналоговым или цифровым сигналом. Был бы спрос.
Если Вам интересно то, о чем я пишу, подписывайтесь на получение новых статей и вступайте в группу в ВК!
Поставьте оценку, и почитайте другие статьи блога!Источник: https://samelectric.ru/komponenty/remont-dimmera-na-simistore.html
Приборы, которые работают на потреблении электрического тока, можно настраивать. Для этого существуют специальные регуляторы. Сегодня всё большую популярность набирает симисторный подтип. Его существенным отличием стало двухстороннее действие. Благодаря тому, что в приборе есть анод и катод, в процессе их передвижения появляется возможность изменять направления тока.
Не стоит думать, то этот элемент можно заменить контакторами, пускателями или реле. Именно симисторы отличаются долговечностью, детали на приборе практически не изнашиваются. Основным положительным моментом от использования симистора, стало полное отсутствие искры в электрических приборах. Были проанализированы схемы, в которых использовались симисторы двунаправленные, их стоимость была значительно меньше, чем те, которые базировались на транзисторах и микросхемах.
Среди основных преимуществ можно назвать следующие:
Есть и недостатки:
Учитывая те показатели, которыми обладает симистор, его активно используют в работе приборов бытовой техники, таких как:
Сегодня есть возможность установки простых диммеров в электрические приборы. Рассмотрим несколько вариантов схем по установке симисторов.
Для этого прибора есть возможность собрать устройство настройки мощности до 100 Вт, необходимо всего несколько деталей. Именно с помощью него можно контролировать температуру жала паяльника, яркость настольной лампы, скорость вращения вентилятора. Сам регулятор можно собрать на основе симистора ВТА 16600. Его отличительными чертами станет то, что в цепи управляющего электрода симистора будет находить неоновая лампа.
https://www.youtube.com/watch?v=X1Uiv0obwwQЕсли вы решите использовать именно такой вид, то необходимо правильно выбрать неоновую лампу, она должна иметь минимальные показатели напряжения пробоя. Это очень важно, так как именно этот показатель и будет влиять на плавность регулировки мощности лампы или паяльника. Если устанавливать стартер в светильник, здесь можно неоновую лампочку не применять.
Схемы диммера являются сами простыми. В качестве диодного моста используются диоды Д226, обязательно включаются тиристор КУ202Н, который имеет свою цепь управления. Если вы хотите иметь до 9 фиксированных положений регулировки, то нужно немного усложнить схему и добавить элемент логики – счётчик К561ИЕ8.
Здесь также регулировать нагрузку будет тиристор. В схеме после установки диодного моста будет находиться обычный параметрический стабилизатор, который будет подавать питание на микросхему. Необходимо правильно для такой схемы подобрать диоды, их мощность должна равняться нагрузке, которую будет настраивать аппарат.
Существует ещё один вариант составления схемы для регулировки мощности пальника. В самой схеме нет ничего сложного, никаких дорогих или дефицитных деталей. С помощью установки светодиода можно контролировать включение и выключение прибора.
[su_box style="default" title="" box_color="#BF0404" radius="0"]Допустимые параметры выходного напряжения варьируются в пределах от 130 до 220 вольт. Для всех приборов можно использовать специальный индикатор напряжения. Его можно взять из старых моделей магнитофонов. Для того чтобы усовершенствовать такую головку, можно добавить светодиод.
[/su_box]Он покажет включение и выключение прибора и будет подсвечивать шкалу мощности.
Не стоит забывать, что для такого прибора должен быть подобран правильный корпус. Его можно изготовить из обычного пластика, так как его удобно и легко резать, гнуть, обрабатывать, склеивать. Из куска пластика необходимо вырезать заготовку, зачистить края, и с помощью клея собрать коробку. В неё вкладывается собранный диммер. Когда собран сам прибор регулирования мощности, то его необходимо проверить перед введением в эксплуатацию.
Для проверки можно использовать обычный паяльник или мультиметр. Эти проборы достаточно подключить к выходу схемы, и постепенно вращать ручку регулятора. Это даст возможность определить плавность изменения выходного напряжения. Если в устройстве вы установили светодиод, то по его яркости свечения можно определить уменьшение или увеличение выходного напряжения.
Существуют схемы регулировки мощности, при нагрузке до 500 Вт или при переменном токе в 220 В. Это могут быть домашние вентиляторы, электродрели. Здесь нужно использовать устройства широкого диапазона, большой мощности. Симисторный регулятор будет использоваться в качестве фазового управления. Основным назначением прибора будет изменение момента включения симистора относительно перехода сетевого напряжения через ноль.
Изначально, в периоде положительного полупериода симистор закрыт. Как только начнёт увеличиваться напряжение, конденсатор заряжается и делится в двух направлениях. По мере увеличения сетевого напряжения, напряжение на конденсате отстаёт на величину, суммарного сопротивления делителя и ёмкости.
Конденсатор будет заряжаться до момента получения напряжения около 32 В. В этот момент происходит открытие динистора, а с ним и симистора. Тогда начнёт поступать равный суммарному сопротивлению симистора и нагрузки. Симистор будет открыт на весь полупериод.
[su_quote]Таким образом, происходит регулировка мощности напряжения.
[/su_quote]Собрать симисторный регулятор мощности достаточно просто, даже не обладая специальными знаниями. Гораздо сложнее чётко усвоить правила его эксплуатации. Чрезвычайно важно, чтобы вышеизложенные нюансы строго соблюдались. В ином случае, собственноручная конструкция не будет функционировать качественно и может принести проблемы, связанные с целостностью и эффективной эксплуатацией электроприборов.
Источник: https://elektro.guru/osnovy-elektrotehniki/regulyator-moschnosti-na-simistore-izgotovlenie-svoimi-rukami.html