Регулятор потужності для електроплитки

Припустимо, у вас є електроплита, а потужність її не регулюється. Ось і горить спіраль в повний сяють тоді, коли достатньо і чверті номінальної потужності, безглуздо витрачаючи дорогоцінні кіловат-години. Вихід є – зробити до електроплитці регулятор потужності. Схема першого варіанту регулятора представлена на рис. 1. Він дозволяє регулювати потужність у навантаженні, розрахованої на включення в мережу напругою 220 В, від 5 … 10 до 97 … 99% номінальної потужності. Коефіцієнт корисної дії регулятора не менше 98%.

Регулюючі елементи пристрою – тріністори VS1 і VS2-включені послідовно з навантаженням. Зміна потужності, споживаної навантаженням, досягається зміною кута відкривання тріністоров.

Вузол, забезпечує зміни кута відкривання тріністоров, виконаний на транзисторі VT1 одноперехідному. Конденсатор С1, сполучений з емітером транзистора, заряджається через резистори R2 і R3. Як тільки напруга на обкладинках конденсатора досягне певного значення, одноперехідного транзистор відкриється, через обмотку I трансформатора Т1 пройде короткий імпульс струму. Імпульси з обмотки II або III трансформатора відкриють тріністор VS1 або VS2 – залежно від фази мережевої напруги, і з цього моменту до кінця напівперіод через навантаження буде протікати струм. Змінюючи опір резистора R3, можна регулювати швидкість зарядки конденсатора С1 і, отже, кут відкривання тріністоров і середню потужність у навантаженні.

Вузол регулювання кута відкривання тріністоров живиться від двухполуперіодного випрямляча, виконаного по бруківці схемою (VD1). Напруга на одноперехідному транзисторі обмежено стабілітрони VD2, VD3. Конденсатор фільтра тут відсутній – у ньому немає необхідності.

Одноперехідного транзистор КТ117 можна застосовувати з літерами А і Б. Можна використовувати також аналог одноперехідного транзистора, виконаний на двох біполярних транзисторах різної структури (див. рис. 50). Мостовий випрямляч VD1 може бути типів КЦ402, КЦ405 з будь-якими буквами. Можна також застосувати чотири діода типів Д226, Д310, Д311, Д7 з будь-якими буквами, включивши їх за схемою випрямні мосту. При заміні тріністоров VS1, VS2 на інші види слід пам'ятати, що вони повинні бути розраховані на подачу як прямого, так і зворотного напруги не менше 400 В. Трансформатор Т1 – типу МІТ-4 або МІТ-10. Саморобний трансформатор можна виконати на феритових кільцевому магнітопроводі М2000НМ, типорозмір К20х10хб. Всі обмотки виконані проводом ПЕВ-1 0,31 і містять по 40 витків. Намотування ведеться одночасно в три проводи, причому витки рівномірно розподіляються по тілу кільця магнітопровода. Однойменні висновки обмоток на схемі позначені крапками.

Тріністори VS1 і VS2 встановлюють на радіатори з поверхнею охолодження не менше 200 см ^ 2 кожен. При цьому максимальна потужність навантаження може становити 2 кВт.

Налаштування регулятора потужності полягає в підборі опору резистора R2 по максимальній потужності в навантаженні. Резистор R3 при цьому тимчасово замикають дротяної перемичкою. Момент віддачі в навантаження максимальної потужності найкраще контролювати по осцилограф. У разі застосування саморобного трансформатора Т1 слід підібрати потрібну полярність підключення висновків обмоток, яка повинна відповідати позначеної на схемі.

Регулятор потужності можна використовувати також спільно з малопотужними електропечами, лампами розжарювання та іншими активними навантаженнями. Описаного тріністорному регулятору потужності властиві недоліки. По-перше, зі зміною температури в корпусі регулятора (а вона буде в процесі роботи збільшуватися через нагрівання тиристорів) буде змінюватися ємність конденсатора С1. Це призведе до зміни кута відкривання тріністоров, а також до зміни потужності у навантаженні. Щоб в якійсь мірі усунути цей недолік, необхідно застосовувати конденсатор С1 з невеликими значеннями ТКЕ (температурного коефіцієнта ємності), наприклад К73-17, К73-24.

По-друге, тріністорний стабілізатор наводить високий рівень перешкод у живильній мережі. Ці перешкоди виникають в моменти стрибкоподібного включення тріністора. Комутаційні перешкоди не тільки поширюються через мережу, викликаючи нестійку роботу різних приладів (електронних годинників, обчислювальних машин та ін), але і заважають нормальній роботі деяких пристроїв, гальванічно не пов'язаних з мережею (так, в радіоприймачі, що знаходиться недалеко від тріністорних регуляторів, чути тріск перешкод). Тому зменшення комутаційних перешкод у тріністорних регуляторах потужності є важливим завданням.:

Найбільш доступним способом зниження перешкод є такий спосіб регулювання, при якому перемикання тріністора відбувається в моменти переходу мережевої напруги через нуль. При цьому потужність в навантаженні можна регулювати числом повних напівперіодів, протягом яких через навантаження протікає струм. Недоліком такого способу регулювання в порівнянні з традиційними є великі коливання миттєвих значень потужності в навантаженні протягом періоду регулювання, який значно більше періоду синусоїдальної напруги і може досягати декількох секунд. Проте для таких інерційних споживачів енергії, як електрична піч, праска, електроплита, потужний електромотор, цей недолік не є визначальним.