Электрические регуляторы косвенного действия

Содержание

Простейшая схема симисторного регулятора и принцип ее работы

На рисунке ниже изображена самая простая схема регулятора мощности на симисторе. Проще никак. Для начала рассмотрим компоненты, из которых состоит устройство, и зачем они там нужны.

Схема регулятора мощности на симисторе

В данной схеме присутствует всего 5 радиодеталей:

  1. Симистор U1.
  2. Динистор D1.
  3. Конденсатор C1.
  4. Переменный резистор RV1.
  5. Резистор R1.

Симистор U1 – является основным компонентом схемы. Все остальные радиодетали «работают на него». У симистора бывает всего два рабочих состояния – он может быть либо открыт, либо закрыт. Когда он открыт, электрический ток беспрепятственно протекает через него от источника питания к нагрузке. Когда закрыт – ток не течет.

Чтобы «заставить» симистор открыться и пропускать ток, на его управляющий вывод (на схеме находится слева) необходимо подать небольшое напряжение. Закрывается же он «самостоятельно», как только ток перестает течь через основные выводы.

В целом, работает это следующим образом. Напряжение в наших розетках переменное, соответственно, ток тоже бежит то в одну сторону, то в другую с частотой 50 раз в секунду. Если в момент, когда он течет, например, от источника питания к нагрузке, «заставить» симистор открыться, наш прибор получит «дозу» питания и проработает немножко.

Затем ток меняет свое направление, так как напряжение у нас переменное. Это приводит к тому, что симистор закрывается.

Поскольку направление тока из розетки может изменяться по направлению 50 раз в секунду, то мы каждый этот раз можем «пропустить» через нагрузку столько тока, сколько нам надо для получения желаемой мощности.

Динистор D1 – как раз и «занимается» тем, что заставляет симистор открываться в нужный нам момент. У этого компонента тоже есть всего два состояния – открыт (пропускает ток) и закрыт (не пропускает). Чтобы динистор открылся, и подал на симистор управляющий сигнал, к нему необходимо приложить определенное напряжение (около 30 В). Если напряжение меньше этого значения – он закрыт.

Конденсатор C1 – нужен для того, чтобы открывать динистор D1. Происходит это следующим образом. Когда переменный ток течет в одном из направлений, конденсатор «постепенно» заряжается, и напряжение на его выводах увеличивается. Когда оно достигает значения, достаточного для открывания динистора, последний именно это и делает. А конденсатор возвращается в исходное состояние, то есть, разряжается. И так 50 раз в секунду.

Резисторы R1 и RV1 – ограничивают ток через наш конденсатор. Чем меньше их суммарное сопротивление, тем быстрее конденсатор заряжается и достигает нужного для открытия динистора напряжения. Когда сопротивление резисторов увеличивается, ток течет меньший, и заряд конденсатора происходит медленнее.

Теперь рассмотрим слаженную работу всех этих компонентов вместе. Симистор на каждой полуволне переменного напряжения (50 раз в секунду) открывается и закрывается на определенный промежуток времени, пропуская, или наоборот, не пропуская через себя ток. В зависимости от длительности этого промежутка времени нагрузка (паяльник, двигатель, лампа) получает то или иное напряжение.

Открывается симистор в тот момент, когда на динисторе появляется достаточное для его пробоя (открывания) напряжение. За то, на каком моменте полуволны это произойдет, отвечает конденсатор. А насколько быстро или медленно он будет заряжаться, зависит от сопротивления резисторов в данный момент.

В итоге, если мы будем вращать ручку переменного резистора, мы будем менять время заряда конденсатора, момент срабатывания динистора и открывания симистора. Когда сопротивление потенциометра минимальное (ручка выкручена до упора влево), ток через конденсатор максимально большой, заряжается он быстро, динистор открывается рано, и симистор на протяжение почти всей полуволны пропускает ток на нагрузку.

Когда мы выкручиваем ручку в сторону увеличения сопротивления потенциометра, процесс заряда конденсатора замедляется, динистор открывается позже, а симистор пропускает в результате меньше тока на нагрузку.

Что такое фазовый регулятор

Обычно фазовый генератор представляет собой небольшое устройство с поворотным механизмом, которое позволяет уменьшать или увеличивать подаваемую на приборы мощность. Работа таких устройств основана на одном небольшом полупроводниковом приборе, называемом симистором. Он позволяет изменять конфигурацию и фазность сигнала, что меняет и мощность приборов.

Что собой представляет фазовый регулятор

Обратите внимание! Такой прибор можно купить в магазине или же собрать для своей цепи самостоятельно. Применяют его для одно- и трехфазных сетей с небольшими различиями в конструкции

Симистор

Сравнение ПИД –регулятора с позиционным регулированием

В системах АСУ ТП наибольшее распространение получили два типа регуляторов – двухпозиционный и ПИД.

Двухпозиционный регулятор наиболее простой в использовании и широко распространенный.

Данный тип регулятора сравнивает значение входной величины с заданным параметром уставки. Если значение измеренной величины ниже заданного значения уставки, регулятор включает исполнительное устройство, при превышении заданного значения, исполнительное устройство выключается. Для предотвращения слишком частого срабатывания устройства, в следствии колебаний системы и следовательно изменении значений, задается минимальный и максимальный порог срабатывания — гистерезис, или по другому зона нечувствительности, мертвая зона, дифференциал. Например, нам необходимо поддерживать температуру в 15°С. Если гистерезис задан 2°, то регулятор будет включать нагрев при 14°С и отключать соответственно при 16°С.

Чем меньше значение гистерезиса, тем точнее будет процесс регулирования, но увеличивается частота срабатывания ,что в конечном итоге приводит к износу коммутационных аппаратов. Увеличение гистерезиса уменьшит частоту переключений, но при этом увеличивается амплитуда колебаний регулируемого параметра, что приведет к ухудшению точности регулирования.

Так или иначе, при таком типе регулирования происходят незатухающие колебания, частота и амплитуда которых зависит от параметров системы. Поэтому данный метод обеспечивает хороший результат в системах, обладающих инерционностью и малым запаздыванием. В частности, такой метод широко применяется при регулировании температуры в нагревательных печах.

В отличии от двухпозиционного с помощью ПИД-регулятора удается свести колебания системы к минимуму, благодаря тому, что при таком методе регулирования учитываются различные значения системы — фактическая величина, заданное значение, разность, скорость. Это позволяет стабилизировать систему и добиться повышения точности в десятки раз по сравнению с двухпозиционным методом. Конечно, здесь многое зависит от правильно подобранных коэффициентов ПИД регулятора.

Для того, чтобы правильно выбрать необходимый тип регулятора необходимо хотя бы приблизительно знать характеристики управляемого объекта , требования к точности регулирования, характер возмущений, воздействующих на объект регулирования.

Реле контроля фаз Шнайдер

Компания Schneider (Шнайдер) считается одним из лучших производителей устройств в сфере электроэнергетики. Изделия этого предприятия активно применяются как на гражданских объектах, так и в крупных промышленных организациях.

Преимущества товаров предприятия заключаются в гибкой ценовой политике высоком качестве и специальных условий для покупателей.

Компания производит автоматические выключатели, предохранители, выключатели нагрузки и щитовое оборудование.

Кроме того, на заводе Schneider выпускаются реле, рубильники, розетки, контакторы и многие другие устройства.

К популярным моделям можно отнести реле:

  • Контроля 1-фазного напряжения (от 65 до 260 В и временной выдержкой от 0,1 до 10 с — RM17UBE
  • Контроля 3-фазного напряжения (от 208 до 480 В) — RM17TE
  • Контроля 1-фазного напряжения (от 160 до 280 В, 30-секундная задержка) — EZ9C
  • Контроля 3-фазного напряжения (от 208 до 480 В) — RM17TT00 и другие.
Популярные статьи  Электропроводка в доме своими руками – пошаговая схема разводки и монтаж электрики

Как снизить уровень помех от тиристорных регуляторов

Для уменьшения помех излучаемых тиристорными регуляторами мощности в электрическую сеть применяют ферритовые фильтры, представляющие собой ферритовое кольцо с намотанными витками провода. Такие ферритовые фильтры можно встретить во всех импульсных блоках питания компьютеров, телевизоров и в других изделиях. Эффективным, подавляющим помехи ферритовым фильтром можно дооснастить любой тиристорный регулятор. Достаточно пропустить провод подключения к электрической сети через ферритовое кольцо.

Устанавливать ферритовый фильтр нужно как можно ближе к источнику помехи, то есть к месту установки тиристора. Ферритовый фильтр можно размещать как внутри корпуса прибора, так и с внешней его стороны. Чем больше витков, тем лучше ферритовый фильтр будет подавлять помехи, но достаточно и просто продеть сетевой провод через кольцо.

Ферритовое кольцо можно взять с интерфейсных проводов компьютерной техники, мониторов, принтеров, сканеров

Если Вы обратите внимание на провод, соединяющий системный блок компьютера с монитором или принтером, то заметите на проводе цилиндрическое утолщение изоляции. В этом месте находится ферритовый фильтр высокочастотных помех

Достаточно ножиком разрезать пластиковую изоляцию и извлечь ферритовое кольцо. Наверняка у Вас или Ваших знакомых найдется не нужный интерфейсный кабель от струйного принтера или старого кинескопного монитора.

Производители и поставщики регулируемых устройств

Российские производители регулируемых устройств предлагают разные виды продукции.

Компания «ЧКД ЭЛЕКТРОТЕХНИКА» ведет разработку и производство электротехнического оборудования. Предприятие входит в холдинг «ЧКД ГРУПП» (ČKD — Českomoravská Kolben-Daněk).

На протяжении многих лет производством регулирующих устройств занимается УП «Вам». На сайте компании представлены разновидности регулирующих устройств – шаровые краны, фильтры: сетчатый, магнитный; грязевик, а также РДУ.

Компания «Веспер» – это производитель силовой преобразовательной техники и сопутствующего оборудования.

На отечественном рынке востребованы китайские аппараты и оборудование из других стран. Регулируемые устройства можно приобрести и в магазинах, и на просторах интернета.

Больше о регулируемых устройствах и особенностях их различных видов можно узнать на выставке «Электро».

Низковольтные устройства и аппаратураЗачем нужны комплектные распределительные устройства КРУКомплектные распределительные устройства

Реле контроля фаз ЕЛ-11Е (380 В, 50 Гц), РКФ, ИЭК

Эти модели реле контроля фаз выпускает компания «Меандр», которая работает на рынке с 1992 года. Расположена компания в городе Санкт-Петербург.

В основе деятельности компании лежит разработка и изготовление устройств промышленной автоматики. За время существования компании удалось занять лидирующие позиции по изготовлению электронных устройств на российском рынке. Число производимых товаров превышает 500 единиц.

Клиентам предприятия являются такие гиганты, как Газпром, РЖД, Концерн Аврора, Ленэнерго и другие. Товары компании пользуются высоким спросом, благодаря качеству и широкому модельному ряду.

В распоряжение клиентов поступают электронные реле времени, приборы контроля напряжения, реле максимального тока, устройства управления освещением и многое другое.

Описание и технические характеристики реле ЕЛ-11Е (380 Вольт, 50 Гц)

Реле ЕЛ-11Е имеет по одному нормально замкнутому, нормально-разомкнутому и перекидному контакту.

Устройство предназначено для контроля фаз в 3-фазной сети, работает на переменном напряжении 380 Вольт. На практике применяется для контроля наличия U и правильности симметрии.

Кроме того, реле могут применяться для проверки правильности чередования фазировки в системах 3-фазного напряжения и в других случаях.

Технические характеристики ЕЛ-11Е и других модификаций серии.

К дополнительным плюсам стоит отнести контроль минимального и максимального U, функцию гистерезиса для 3-фазного тока.

Принципиальная схема показана ниже.

Описание и технические характеристики РКФ-М05-1-15/РКФ-М05-2-15

Реле РКФ-М05-1-15/РКФ-М05-2-15 применяются для контроля 3-фазного U в 3-проводных сетях (там, где не предусмотрено «нейтрали»).

С помощью устройства можно контролировать обрыв, правильность чередования и факт «слипания» фаз. Порог срабатывания по напряжению находится в диапазоне от 105 до 130% от номинального U.

Нижний порог U можно регулировать в диапазоне от 70 до 95%. Уставку по времени также удается менять от 0,1 до 10 с в зависимости от поставленной задачи.

Реле выпускается в пластмассовом корпусе и крепится на ДИН-рейку, имеющую ширину 35 мм. Максимальное напряжение составляет 400 В.

Описание и технические характеристики ИЭК ЕЛ-11М-15

Реле ЕЛ-11М-15 — устройство, предназначенное для применения в схемах автоматического управления. Применяется для контроля U в 3-фазных сетях без 0-го проводника. С помощью прибора можно контролировать и вовремя определять порядок чередования, факт обрыва и «слипания» разных фаз.

Датчики движения для включения света, схема и принцип работы, как подключить с выключателем в квартире, на лестнице, на улице, видео

Кроме того, ЕЛ-11М-15 реагирует на факт повышения или снижения U выше (ниже) установленного параметра.

Применяется для защиты преобразователей электроэнергии и других источников питания. Эту модель нельзя применять в схемах АВР, где имеется нейтраль.

Это связано с тем, что в случае обрыва «0-го» провода возникает перекос напряжений и возможна поломка потребителей, работающих на одной фазе.

Модель потребляет меньше 2 ВА. Отключение происходит при превышении номинального U больше, чем на 30 процентов от уставки. Отключение происходит при уменьшении U ниже отметки 0,8 U ном. При появлении асимметрии между фазами больше 30% происходит отключение.

Составляющие ПИД-регулятора

В стандартном ПИД-регуляторе есть три составляющие и каждая из них по своему воздействует на управление.

Пропорциональная — P (t) = Kp * e (t)

Учитывает величину рассогласования заданного значения и фактического. Чем больше отклонения значения, тем больше будет выходной сигнал, то есть пропорциональная составляющая пытается компенсировать эту разницу.

Однако пропорциональный регулятор не способен компенсировать полностью ошибку рассогласования. Всегда будет присутствовать так называемая статическая ошибка, которая равна такому отклонению регулируемой величины, которое обеспечивает выходной сигнал, стабилизирующий выходную величину именно на этом значении. При увеличении коэффициента пропорциональности Kp статическая ошибка уменьшается, но могут возникнуть автоколебания и снижение устойчивости системы.

Интегральная – I (t) = Ki ∫e (t) dt

Интегральная составляющая используется для устранения статической ошибки. Она складывает значение предыдущих ошибок рассогласования и компенсирует их, можно сказать, что учится на предыдущих ошибках. То есть ошибка рассогласования умножается на коэффициент интегрирования и прибавляется к предыдущему значению интегрирующего звена. При выходе системы на заданный режим, интегральная составляющая перестает изменяться и не оказывает какого-либо серьезного воздействия на систему. Физически интегральная составляющая представляет задержку реакции регулятора на изменение величины рассогласования, внося в систему некоторую инерционность, что может быть полезно для управления объектами c большой чувствительностью.

Дифференциальная – D (t) = Kd de (t)/dt

Дифференциальная составляющая учитывает скорость изменения регулируемой величины, противодействуя предполагаемым отклонениям, вызванными возмущениями системы или запаздыванием. И чем больше будет величина отклоняться от заданной, тем сильнее будет противодействие, оказываемое дифференциальной составляющей. То есть она предугадывает поведение системы в будущем. При достижении величины рассогласования постоянного значения дифференциальная составляющая перестает оказывать воздействие на управляющий сигнал.

На практике какая-либо из составляющих может не использоваться (чаще всего Д-дифференциальная) и тогда мы получаем П-регулятор, ПИ-регулятор.

Типовая схема включения

Электроды регулятора обозначены буквами К, А, УЭ (катод, анод, управ­ляющий электрод). Хотя регулятор и предназначен для работы на перемен­ном токе, выводы анода и катода не аналогичны, что определяет схему под­ключения переменного резистора R1 (между анодом и управляющим элек­тродом).

Рис. 1. Микросхема фазового регулятора мощности PR-1500: а — габаритные и установочные размеры, б — типовая схема включения.

Популярные статьи  Схемы включения электромашинных усилителей

Ток, протекающий через переменный резистор, не превышает 0,3 мА во всем диапазоне регулирования мощности, а напряжение на этом ре­зисторе изменяется от 0 (при подаче максимальной мощности в нагрузку) до полного напряжения сети (при нулевой мощности в нагрузке). Мощность, выделяющаяся на переменном резисторе, не превышает 0,2 Вт. При подаче в нагрузку максимальной мощности форма импульсов име­ет вид, показанный на рисунке 2.

Рис. 2. Форма импульсов при максимальной мощности нагрузки.

При этом значение угла открывания ф0 составляет около 20…30°, а напряжения открывания Uo (мгновенное значение) – соответственно 100… 150 В (при напряже­нии питающей сети 220 В). Подключенный между ано­дом и катодом регулятора вольтметр при этом показы­вает напряжение 8… 10 В действующего значения. Следует отметить, что регулятор способен работать при снижении нап­ряжения питания до 100 В. Для снижения уровня помех, образующихся при работе регулятора, следует использовать соответствующий LC-фильтр, включаемый на входе регулятора мощности.

Технические характеристики

Фазовый регулятор мощности имеет несколько важных характеристик, изменение которых влечет перемены в работе всей цепи. Разобрать данные характеристики можно на примере регуляторов марки PR, которые являются одними из самых популярных:

  • напряжение в цепи 220 В;
  • частота переменного тока 50 Гц;
  • регуляция мощности в пределах от 0 до 97 % исходного значения;
  • максимально допустимый уровень нагрузки составляет 1500 Вт;
  • сила тока на аноде от 7 А при рабочей температуре 80 °С до 2 А при 100 °С;
  • пределы рабочей температуры (на корпусе) от −10 °С до 100 °С;
  • амплитуда колебания напряжения 1,75 В;
  • масса до 15 г.

Модель PR Для разных целей и цепей требуются регуляторы с различными характеристиками. В зависимости от цепи может понадобиться другая мощность регулятора, номинальное напряжение или частота тока.

Важно! У любого устройства регуляции мощности нужно обращать внимание на температурные пределы, особенно на верхнюю границу. Устройство при работе само выделяет большое количество тепла, а высокая окружающая температура может вызвать порчу схемы и даже возгорание

Регулируемое дроссельное устройство

Регулируемое дроссельное устройство (РДУ) используется в холодильных установках.

РДУ предназначено для дросселирования (гашения) потока колебаний параметров давления неагрессивного жидкого составляющего, имеющегося в трубопроводе, с возможностью проведения механического процесса коррекции ее расхода.

Корпус устройства выполнен при учете возможности крепления между стандартно созданными фланцами необходимого диаметра.

Строительные параметры всех РДУ идентичны.

Уплотнение для внешней среды изготовлено из термостойкого материала.

Устройство применимо для жидкого хладагента, деталь содержит корпус с патрубками подведения жидкого хладагента и отведения парожидкостной смеси. Статичная капиллярная трубка подсоединяется к патрубку отведения.

В устройстве последовательно располагаются:

  • перфорированная трубка;
  • направляющая трубка, охватывающая с наружной стороны перфорированную трубку;
  • подвижная капиллярная трубка, взаимосвязанная через сопло с направляющей трубкой и введенная в неподвижную направляющую трубку.

Внешняя магнитная катушка находится на корпусе детали. На направляющей трубке крепится магнитная катушка и опорное кольцо. Опорное кольцо прикреплено к пружинному механизму.

В корпусе имеются каналы, сообщающиеся с паровой полостью, между корпусом и неподвижной капиллярной трубкой, с патрубком для отведения пара.

Использование изобретения даст возможность расширить зону регулирования расхода жидкого хладагента и температуры кипения хладагента.

Как работает фазовый регулятор

Главную роль в работе фазового регулятора играет симистор. Он представляет собой нелинейный ключ на основе полупроводника. Данный элемент был получен благодаря усовершенствованию тиристора. Главное отличие состоит в том, что этот полупроводниковый ключ в открытом состоянии пропускает ток не в одном, а в двух направлениях. Это свойство дает симисторам возможность применения в цепях с переменным током, так как на них никак не влияет полярность напряжения, которая постоянно меняется в данных цепях.

Вам это будет интересно Особенности балласта 4х18

Наличие нового свойства не означает отсутствие старого, характерного и для симисторов, и для тиристоров. Даже когда электрод управления отключен, проводимость всего элемента активна. Момент, когда элемент закрыт, наступает только тогда, когда переменный ток находится в положении ноль (то есть разность потенциалов на двух других контактах будет также равна нулю).

Обратите внимание! Еще одно полезное свойство применения симистора в качестве основного элемента — подавление помех на фазе при закрытии элемента. Это намного проще транзисторного регулятора, который также умеет уменьшать шумы входного сигнала

Изменения сигнала

Все эти характеристики позволяют конструкции на основе симисторов осуществлять фазное изменение в сигнале. Каждый полупериод проводимость отключается, а время между закрытием и открытием прибора срезает часть периода. Сигнал из-за этого становится пилообразной формы. Путем изменения формы сигнала и происходит фазовое управление мощностью тока.

Важно! Симистор никак не влияет на амплитуду напряжения, поэтому название «регулятор напряжения» неправильно

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.

Принцип работы регуляторов мощности для паяльников

Для понятия принципа работы устройства, стоит рассмотреть электрическую схему регулятора мощности для паяльника 220 В. Это не единственный возможный вариант, так как в каждой модели могут присутствовать свои особенности, но на основной принцип работы, по которому действует большинство, они мало влияют.

Схема регулятора для паяльника:

Схема регулятора мощности

Это максимально простой вид схемы, в которой присутствует силовая часть и схема управления. VS 1 относится к силовой части. Этот тиристор служит для снятия напряжения для регулировки, которое идет с его анода.

Для элементов управления выбраны VT1 и VT2. Эти транзисторы служат для управления тиристором. Для питания используется параметрический стабилизатор, который образуется при соединении стабилитрона VD 1 и резистора R5. В этой схеме стабилитрон выполняет функцию ограничения повышения параметров напряжения в сети, которое может произойти из-за скачков, а также просто стабилизирует работу инструмента за счет сохранения параметров. Для гашения лишнего напряжения и используется резистор. Второй резистор R2 служит для регулировки выходного напряжения на данном устройстве.

ТОП 5 регуляторов мощности

Основным отличием в разных моделях регуляторов является их основной элемент, на базе которого и создается регулятор. К наиболее распространенным вариантам относятся:

Регулятор мощности для паяльника на тиристоре КУ202. Это кремниевый диффузно-планарный триодный элемент, который обладает p-n-p-n структурой. Он хорошо подходит в качестве переключающего устройства в тех узлах, где требуется работа с высокими напряжениями, которые должны быть понижены. Весит элемент около 14 грамм.

Популярные статьи  Как правильно подключить розетку с заземлением

Регулятор мощности для паяльника на тиристоре КУ202

Регулятор мощности для паяльника на симисторе ВТА16. Максимальное обратное напряжение в устройства составляет 600 В. Максимальный средний уровень тока в открытом состоянии симистора достигает 16 А. Максимальное напряжение в открытом состоянии – 1,5 В. Может работать при температуре от -40 до +125 градусов Цельсия.

Пример регулятора на симисторе ВТА16

  • Регулятор мощности для паяльника на симисторе тс106. В основе него лежит симметричный симистор, максимально допустимый ток для которого составляет 10 А. Повторяющееся импульсное напряжение в нем 600 В. Для соединения со схемой присутствуют жесткие выводы. Устройство поставляется в пластмассовом корпусе.
  • Регулятор TR. Это универсальное устройство, которое может подключаться ко многим силовым нагрузкам при напряжении в 220В. Максимальная мощность здесь составляет 400 Вт. Регулятор поставляется в виде платы, которую можно вмонтировать в различные устройства, а не только в паяльник. Обеспечивает диапазон регулировки в пределах 15-100% от номинальной мощности устройства.
  • Регулятор на тиристоре VS2. Предназначен для подключения к источнику питания 220 В. Максимально допустимая нагрузка здесь составляет 2 кВт. Диапазон регулировки лежит в пределах от 15 до 100% мощности устройства. Здесь присутствует возможности подстройки нижнего порога.

Регулятор на тиристоре VS2

На какой параметр обращать внимание при выборе

При рассмотрении различных вариантов изделий можно встретить самые различные модели, в которых порой присутствуют очень интересные дополнения. Регулятор мощности для паяльника на симисторе с индикацией будет отличным дополнением, но наличие индикации является далеко не самым главным параметром при выборе.

Назначение

Регулятор мощности пригодится в цепях, содержащих следующие электрические приборы:

Регулятор с двигателем

  • электродвигатели;
  • устройства, которые используют в своей работе компрессоры;
  • бытовые приборы: стиральные машины, вентиляторы, пылесосы;
  • электрические инструменты различного рода;
  • различные приборы освещения.

Простой пример использования регулятора при освещенииВажно! Не рекомендуется использовать фазовый регулятор в цепях, в которые включены холодильники, компьютеры, телевизоры и прочие потребители с тонкой настройкой, изменения характера работы которых может повлечь порчу устройства или другие непредсказуемые последствия

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.

Устройство регулирующего клапана

Регулирующий клапанный механизм используется в современных автоматических устройствах. В зависимости от способа работы устройства, на нем устанавливается клапанный механизм седельного или шарового типа.

Процесс регулирования клапанного механизма седельного типа осуществляется за счет изменения параметров проходного сечения, имеющегося между запорным механизмом и седлом. Второе название этого клапана – линейный.

Работа клапанного механизма находится под управлением электрических проводов, в которых присутствует поступательное движение штока. Универсальность конструкции регулирующего клапанного механизма дает возможность создать любую расходную характеристику при наличии модификации затвора и седла.

Широкие возможности регуляции и простота механизма с наличием седельного затвора позволяют широко использовать регулирующий клапан седельного типа в инженерных конструкциях зданий.

Основной недостаток – сложность формы проточной части, из-за чего клапанный механизм не применяется при работе в вязкой среде.

Принцип строения шарового регулирующего клапанного механизма схож с шаровым краном.

Регулирование происходит за счет видоизменения сечения прохода поворотом шара вокруг оси, перпендикулярно направлению потока жидкости. Проходное сечение может быть разным по форме (чаще всего — это круг). Подобные клапаны называют ротационными.

Управление клапанным механизмом производится за счет привода с радиальным вращением штока. Недостаток – клапанный механизм эксплуатируется при использовании дорогостоящих электроприводов.

Задачи ПИД-регулятора в системах АСУ ТП

Основная задача ПИД регулятора состоит в поддержании определенного значения параметра технологического процесса на заданном уровне. То есть говоря простым языком, задача ПИД-регулятора заключается в том, чтобы учитывая полученные значения с датчиков (обратная связь) воздействовать на объект управления, плавно подводя регулируемое значение к заданным уставкам. Применение ПИД регуляторов целесообразно, а зачастую и единственно возможно в процессах, где необходима высокая точность переходных процессов, непрерывный контроль и регулирование заданных параметров, недопустимы значительные колебания в системе.

Методика настройки ПИД-регулятора

Выбор алгоритма управления и его  настройка является основной задачей в процессе проектирования и последующего удовлетворительного запуска агрегата в промышленную или иную эксплуатацию.

В основе методики лежит закон Циглера-Никольса, являющийся эмпирическим и основанным на использовании данных, полученных экспериментально на реальном объекте.

В результате ознакомления с методикой, а также при близком рассмотрении объектов регулирования, были выбраны формулы и коэффициенты ближе всего подходящие к реальному объекту регулирования.

Объект регулирования – камерная электрическая печь. Число зон регулирования от 24 до 40. Каждая зона есть набор электронагревателей. Материал нагревателей нихром. Тип —  проволочные, навитые на керамические трубки.

Требования: поддержание температуры по зонам печи +/- 5С.

МЕТОДИКА:

 Настройка пропорциональной компоненты (Xp)

  1. Перед настройкой зоны пропорциональности интегральная и дифференциальная компоненты отключаются:
  • Постоянная интегрирования устанавливается минимально возможной (Ти =0),
  • Постоянная дифференцирования минимально возможной (Тд = 0).

Тο — начальная температура в системе;
Тsp — заданная температура (уставка);
∆T — размах колебаний температуры;
∆t — период колебаний температуры.

  1. Меняем значение пропорциональной составляющей Xp от минимума (0) до момента, пока не появятся устойчивые колебания системы с периодом ∆t.

Система должна находится в постоянном колебательном процессе, притом колебательный процесс незатухающий, где ∆T– характеристика колебания равная значению величины рассогласования (±10С, или как по заданию). Колебания должны быть одинаковы от Тsp.

После получения данной кривой на нашем объекте, засекаем время периода колебаний ʌt – полный период. Данное время есть характеристика системы, оборудования.

3. Используя полученные параметры рассчитываем Ти и Тд.

Зона пропорциональности Коэффициент передачи Постоянная времени интегрирования Постоянная времени дифференцирования
П-регулятор 2*PBs 0.5*Xp
ПИ-регулятор 2.2*PBs 0.45*Xp 0.83*ʌТ
ПИД-регулятор 1.67*PBs 0.6*Xp 0.5*ʌТ 0.125*ʌТ

Цифры в формулах для расчета коэффициентов ПИД-регулирования скорректированы на основе запуска камерной электрической печи в опытно-промышленную эксплуатацию. И конечно в зависимости от типа объекта регулирования могут незначительно меняться.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Денис Серебряков/ автор статьи
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: