Андрей Смирнов
Время чтения: ~14 мин.
Просмотров: 0

Устройство регулятора мощности своими руками

regulyator_moschnosti_12.jpgУстройства, 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:

  • hema_regulyatora_moschnosti.jpgметаллическими;
  • 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. regulyator_moschnosti_tiristore.jpgТиристорные. 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.

Читайте также:  Как правильно восстановить, залудить жало паяльника

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.

Читайте также:  Как правильно согнуть профильную трубу

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.

Читайте также:  Пайка медных труб своими руками при помощи газовой горелки

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.

Если вы ищите схему простого регулятора мощности то эта схема вам обязательно пригодится. Она достаточно простая, мощность нагрузки составляет 3,5 кВт, с её помощью можно регулировать освещение, нагревательные тэны и тому подобное.

Единственный минус данной схемы, это то что подключить к ней индукционную нагрузку не получится, так как симистор выходит из строя!

Схема регулятора мощности

Детали регулятора

* Симистор Т1 можно взять BTB16-600BW или подобный (КУ 208 ил ВТА, ВТ).

* Конденсатор 0,1мкФ керамический

Резистор R2 510Ом ограничивает максимальное напряжение на конденсатор 0,1 мкФ, если поставить движок регулятора в положение 0Ом, то сопротивление цепи всё равно будет 510Ом

Заряжается он через резисторы R2 510Ом и переменный резистор R1 420кОм, после того, как напряжение на конденсаторе достигнет напряжения открывания динистора DB3, динистор формирует импульс, открывающий симистор, после чего, при проходе синусоиды, симистор закрывается. Частота открывания-закрывания симистора зависит от напряжения на конденсаторе 0.1мкФ, которое, в свою очередь, зависит от сопротивления переменного резистора. Таким образом, прерывая ток (с большой частотой) схема регулирует мощность в нагрузке. Допустим, если подключить электролампу через диод, мы заставим работать её В«в пол накалаВ» и продлим ей срок службы, однако не получиться регулировать яркость, да и неприятного мерцания не избежать. В симисторных схемах этого недостатка нет, так как частота переключения симистора слишком высока, и увидеть мерцание лампы человеческому глазу не под силу. При работе на индуктивную нагрузку, например электродвигатель, можно услышать что-то вроде пение, это будет частота с которой симистор подключает нагрузку к цепи.

Источник: http://kavmaster.ru/skhema-regulyatora-moshchnosti-na-simist…

24Новинка

  • Модель: BT-4000W

Регулятор напряжения BT-4000W с индикатором — универсальный регулятор с реле для ручной регулировки мощности устройства ТЭН. Данный регулятор имеет потенциал для работы с мощностью ТЭНа до 4 кВт, может быть один ТЭН или два ТЭНа с суммарной мощностью 4000 ВТ. Регулятор оснащен вилкой для подключения в розетку, не требуется дополнительных комплектаций. На корпусе регулятора есть вход под стандартную розетку, так же ТЭН можно подключить при помощи розетки. С нижней стороны регулятора есть отверстия для крепления на стене или другой поверхности.<o>

<o> </o>

Имеет индикаторную шкалу внутри красного прозрачного корпуса в виде кнопки. Данный прибор с большой точностью настраивает поток мощности до 4 кВт при напряжении 220 В. Так же регулятор имеет приятный внешний вид, относительно не большие габариты. <o>

Данный регулятор для устройства ТЭН является очень удобным способом достаточно точно выставить температурный режим, удобен при отборе голов и тела во время дистилляции.<o>

<o> </o>

Характеристики регулятора напряжения BT-4000W с розеткой:

Радиатор  Алюминиевый (металл) 
Максимальная мощность 4 кВт
Дисплей Нет в комплете
Сила тока До 20 А
Размер 90х95х65 мм
Вес прибора  220 гр

<o>

Подробнее…Поделиться

  • 2 150 руб. за шт

<label>Количество:</label>Доставка1-2 дняСумма доставки рассчитывается индивидуальноВсе способы оплатыОплата онлайн

  • Банковские картыС карты «Мир» можно заплатить максимум 5000 за один раз и 15 000 в месяц.С карты Visa, MasterCard или Maestro — максимум 250 000 за один раз, в месяц — 500 000 руб.
  • Электронные деньгиЯндекс Деньги: за один раз можно заплатить из идентифицированного кошелька — до 250 000 , из анонимного — до 15 000.

Как происходит возврат

— Мы отправляем платежное поручение в банк, где открыт расчетный счет нашей организации.- Банк переводит нужную сумму на наш лицевой счет для возвратов в Яндекс.Кассе.- Яндекс Касса списывает деньги с лицевого счета и возвращает Вам на банковскую карту или в кошелек — зависит от того, как вы платили.Оплата при самовывозе

  • Возможна после получения подтверждения, о наличии заказанного Вами товара в магазине.
  • Об этом Вам сообщитнаш менеджер, позвонив Вам по телефону после того как Вы оформите заказ.
  • Оплата заказа с выбранным способом доставки «Самовывоз заказа»-производится наличными в кассе нашего магазина.

Подробнее о доставкеДоставка

Способы доставки по Москве и Московской области

Стандартная доставка курьером по Москве в пределах МКАД:

  • Доставка товаров стоимостью менее 3 000 руб. —  400 рублей.
  • Доставка товаров стоимостью от 3 000 — 5 000 руб. —  300 рублей.
  • Доставка товаров: общей стоимостью более 5 000 рублей. — БЕСПЛАТНО.

Доставка день в день по Москве в пределах МКАД составляет от  600 рублей в зависимости от габаритов и веса заказа.

Стандартная доставка курьером по Московской области :

  • Доставка по Московской области до 5 км. от МКАД – 600 р.
  • Доставка по Московской области от 5 км. до 10 км. от МКАД – 700 р.
  • Доставка по Московской области от 10 км. до 20 км. от МКАД – 800 р.
  • Доставка по Московской области от 20 км. до 30 км. от МКАД – 900 р.
  • Доставка по Московской области от 30 км. до 40 км. от МКАД – 1100 р.
  • Доставка по Московской области от 40 км. до 50 км. от МКАД – 1200 р.
  • Доставка по Московской области от 50 км от МКАД -1200 р. + 25 руб. за километр.

Самовывоз из розничных магазинов Shopbarn.ru

После совершения заказа, менеджер компании ShopBarn свяжется с Вами, чтобы потвердить наличие всех заказанных позиций и согласовать срок забора заказа. Обработка заказа происходит в рабочее время магазина, сборка заказа занимает от нескольких часов до нескольких дней в зависимости от наличия заказанных позиций на складе магазина самовывоза. После согласования заказа, заказ ставится в резерв на 3 дня.

Регулятор напряжения BT-4000W с индикатором — универсальный регулятор с реле для ручной регулировки мощности устройства ТЭН. Данный регулятор имеет потенциал для работы с мощностью ТЭНа до 4 кВт, может быть один ТЭН или два ТЭНа с суммарной мощностью 4000 ВТ. Регулятор оснащен вилкой для подключения в розетку, не требуется дополнительных комплектаций. На корпусе регулятора есть вход под стандартную розетку, так же ТЭН можно подключить при помощи розетки. С нижней стороны регулятора есть отверстия для крепления на стене или другой поверхности.<o>

<o> </o>

Имеет индикаторную шкалу внутри красного прозрачного корпуса в виде кнопки. Данный прибор с большой точностью настраивает поток мощности до 4 кВт при напряжении 220 В. Так же регулятор имеет приятный внешний вид, относительно не большие габариты. <o>

Данный регулятор для устройства ТЭН является очень удобным способом достаточно точно выставить температурный режим, удобен при отборе голов и тела во время дистилляции.<o>

<o> </o>

Характеристики регулятора напряжения BT-4000W с розеткой:

Радиатор  Алюминиевый (металл) 
Максимальная мощность 4 кВт
Дисплей Нет в комплете
Сила тока До 20 А
Размер 90х95х65 мм
Вес прибора  220 гр

<o>

Клиенты, которые купили Регулятор мощности для тэна, также приобрели:Ph метр

990 руб.

ПроданоCampden таблетки

450 руб.

ПроданоBag in Box для вина 6 штук в коробке (Beervingem)

540 руб.

Холодильник Добрый Жар трубчатый Ø51 мм, 12 трубок

11 500 руб.

Автоклав Белорусский Helicon

4 490 руб.

ПроданоАвтоклав Булат 20 литров

10 990 руб.

ПроданоCолодовый экстракт Black Rock Craft IPA

2 980 руб.

Похожие товары:ПроданоТэн 3 квт под кламп 2 дюйма

2 100 руб.

ПроданоАвтономный ТЭН 3 кВт Luxstahl с плавной регулировкой

3 990 руб.

Двойной Тэн из нержавейки

3 500 руб.

Съемный тэн 2 квт

3 300 руб.

Регулятор мощности для ТЭНа 2,5 кВт

4 400 руб.

ПроданоШаровой кран 1″ FM с фиксатором (нержавейка)

1 055 руб.

ПроданоШтуцер кламп-резьба наружная

293 руб.

ПроданоЦарга медная для самогонного аппарата 300 мм, 2″

1 700 руб.

Рекомендуем к ознакомлениюРецепты приготовления имбирной настойки

Имбирная настойка, приготовленная на самогоне или спирту способна улучшить систему кровообращения, ускорить обмен веществ в организме каждого человека,заставить желудок лучше работать. Приготовить имбирную настойку можно самостоятельно в домашних условиях. Благодаря приему этой настойки организм чел

Используемые источники:

  • https://pochini.guru/sovety-mastera/ustroystvo-regulyatora-moshhnosti
  • https://pikabu.ru/story/skhema_regulyatora_moshchnosti_na_simistore_35_kvt_6186126
  • https://shopbarn.ru/catalog/product/regulyator-moshchnosti-dlya-tena.html&parent-reqid=1586954173468252-828650000206575102900328-production-app-host-vla-web-yp-287&lite=1

Рейтинг автора
5
Подборку подготовил
Максим Уваров
Наш эксперт
Написано статей
171
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации