forum czytelników - Andrzej Dunowski.pl

Forum Czytelników
FORUM CZYTELNIKÓW
Forum Czytelników ma służyć celom edukacyjnym, wymianie doświadczeń i pomysłów.
Zasady są następujące:
− publikujemy wyłącznie projekty opracowane samodzielnie i nigdzie dotychczas nie publikowane (na−
leży dołączyć stosowne oświadczenie z własnoręcznym podpisem);
− oprócz tekstu i rysunków, prosimy przysłać działający model lub jego fotografie (model odeślemy);
− publikacja projektu nie oznacza jego pozytywnej oceny przez redakcję EdW, lecz stanowi punkt wy−
jścia do publicznej dyskusji nad proponowanym rozwiązaniem. Etap dyskusji nazywany “Dogrywką”,
trwa dwa miesiące. W tym czasie oczekujemy nie tylko listów z uwagami krytycznymi, ale przede
wszystkim propozycji innych, lepszych rozwiązań (tym razem wystarczy schemat z opisem działania
układu);
− nagroda za opublikowany projekt wynosi 100 zł (brutto) za stronę artykułu w EdW. Nagroda nie zo−
stanie przyznana, jeśli “Dogrywka” wykaże, iż projekt stanowi plagiat. Jeśli w ”Dogrywce” zostaną
zaproponowane lepsze rozwiązania, wówczas część nagrody (w proporcji uznanej przez redakcję
EdW) zostanie przyznana autorom lepszych rozwiązań.
Prosimy też o załączenie do projektu fotografii paszportowej i kilku zdań życiorysu.
Prosimy nie przysyłać opisów urządzeń, które powstały tylko na papierze, a nie zostały zrealizowane
w praktyce. Znamy się trochę na elektronice i wiemy, że większość takich układów nie będzie działać.
Stąd nasza prośba o model lub przynajmniej fotografię modelu.
Dziś prezentujemy projekt Andrzeja Adamczyka z Ostrowca Świętokrzyskiego.
Tyrystorowy regulator napięcia
Nazywam się Andrzej Adamczyk,
mieszkam w Ostrowcu Świętokrzyskim.
Mam 33 lata. Z wykształcenia jestem
technikiem elektrykiem. Moja przygoda
z elektroniką zaczęła się jeszcze
w szkole podstawowej. Od tego czasu
jest to moja pasja. Przez te wszystkie la−
ta starałem się czytać dużo książek
i czasopism z dziedziny elektroniki. Wy−
konywałem też wiele układów elektro−
nicznych w oparciu o gotowe schematy.
Od pewnego czasu próbuję własnych sił
w projektowaniu układów elektronicz−
nych. Oto jeden z moich projektów.
Opis działania
Schemat ideowy regulatora jest
przedstawiony na rys. 1.
Aby włączyć tyrystor, potrzebny jest
impuls na bramkę. Jest wiele układów
wytwarzających impulsy i regulujących
kąt zapłonu. Najczęściej odbywa się to
przez wytworzenie napięcia piłokształt−
nego, synchronicznego z napięciem
sieci, a następnie, przeważnie na
wzmacniaczu operacyjnym, porównuje
się ten przebieg ze stałym regulowanym
napięciem. Na wyjściu wzmacniacza
ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 6/96
otrzymujemy impulsy o zmieniającym
się kącie zapłonu.
Chciałbym zaproponować inny, jak
sądzę prostszy układ zapłonu i regula−
cji kąta zapłonu tyrystora.
Dioda D1 separuje przebieg z pros−
townika M1 od przebiegu wyfiltrowanego
na C1. Napięcie takie jak na rys. 2a jest
podawane na układ dopasowujący R1
Zastosowanie
− regulacja oświetlenia dodatkowych
źródeł światła w pomieszczeniach;
− regulacja mocy grzejników elekt−
rycznych oraz innych urządzeń, np.
lutownicy;
− regulacja prędkości obrotowej wier−
tarki, którą w warunkach amators−
kich można zastosować do nawija−
nia cewek.
19
Forum Czytelników
Ω
φ
Ω
Ω
Ω
Rys. 1. Schemat ideowy regulatora
a)
b)
c)
d)
a)
e)
f)
Rys. 2.
20
T1 R3. Na wejściu bramki US1 B1 12, 13
otrzymujemy przebieg jak na rys. 2b.
Bramka ta odwraca go i otrzymujemy
impulsy synchroniczne z siecią o sze−
rokości ok. 10ms, wyzwalające genera−
tor monostabilny US2 B1 i B2. Na wy−
jściu tego generatora otrzymujemy im−
pulsy o regulowanej szerokości zależ−
nej od R* P C4 C5. Stała czasowa tego
impulsu jest tak dobrana, aby maksymal−
na szerokość nie byla dłuższa niż impuls
wyzwalający, czyli ok. 10ms.
Następnie przebieg wyzwalający (rys.
2c) i przebieg z generatora US2 B1,
B2 jest bramkowany przez US1 B2. Na
wyjściu tej bramki otrzymamy przebieg
z rys. 2e o zmiennej szerokości regu−
lowanej potencjometrem P. Ten prze−
bieg wyzwala drugi generator monosta−
bilny, US2 B3, B4. Tu powstaje krótki im−
puls wyznaczony przez R4C6, który wy−
zwala tyrystor. Impuls ten będzie się po−
ruszał tylko w przedziale czasowym jaki
wyznaczy “okno” przebiegu z rys. 2c.
Na obciążeniu Robc otrzymamy regulo−
wane zmienne napięcie.
Układ zapłonu tyrystora TY zbudowa−
ny jest z tranzystora T2, który poprzez
rezystor R7 steruje uzwojenie pierwotne
TZ. Transformator o przełożeniu 1:1
w tym układzie ma odseparować ob−
wód tyrystora wysokonapięciowy od
układów elektronicznych.
W czasie użytkowania regulatora
mogą zdarzyć się przeciążenia lub zwar−
cia w odbiorniku Robc. Stany te prze−
ważnie doprowadzają do uszkodzenia
tyrystora TY i mostka M2.
Regulator jest zaopatrzony w bez−
piecznik elektroniczny. Pomiar prądu ja−
ki przepływa przez elementy M2, TY od−
bywa się poprzez spadek napięcia na
dwóch równolegle połączonych rezysto−
rach RS1, RS2, w regulatorze tym mos−
tek M2 jest 4−amperowy a tyrystor TY −
10A, a więc prąd maksymalny i zara−
zem wyłączeniowy równa się 4A.
Na rezystorach RS1, RS2 przy prą−
dzie 4A, powstaje napięcie 2V. Konden−
sator C7 filtruje głównie impulsy zakłóce−
niowe.
Ogrniczenie napięcia R8 i D6 stabili−
zuje napięcie do poziomu ok. 2V, tym
samym zabezpieczając diodę transopto−
ra TP przed uszkodzeniem. Dioda ta po−
winna dostawać napięcie nie większe niż
3V.
Próg zadziałania transoptora ustala
się potencjometrem montażowym PR.
Zgodnie z danymi katalogowymi TP
musi być zasilany napięciem poniżej 8V.
Napięcia tego dostarcza nam stabilizator
R5, D3.
Cd. na str. 31
ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 6/96
Forum Czytelników
W chwili, gdy przepłynie graniczna
(4A) lub większa wartość prądu, powsta−
nie 2V lub więcej na RS1, RS2, dioda TP
oświetli złącze, kolektor, emiter i trans−
optor zacznie przewodzić. Na kolektorze
TP pojawi się stan niski, który zmieni
stan przerzutnika US1 B3, B4.
Na wejściu 6 B3 pojawi się stan nis−
ki, a na wyjściu 4 stan wysoki, który
zablokuje B4 US2. Na wyjściu tej bramki
pojawi się stan niski, który zablokuje im−
puls wyzwalający TY. Na odbiorniku na−
pięcie zaniknie. Po usunięciu przyczyny
zwarcia lub przeciążenia naciskamy
przycisk K i zmieniamy stan na wy−
jściu B3 na niski. Dioda sygnalizuje za−
działanie bezpiecznika.
Aby wymusić początkowy stan zero
na wyjściu B3, w chwili załączenia wy−
łącznika sieciowego WŁ, wejście
8 bramki B4 jest połączone z układem
R10C9. Długa stała czasowa pokrywa
stany nieustalone i zakłócenia, usta−
wiając zawsze w stan początkowy
przerzutnik na zero.
Kondensator C8 filtruje wszelkie krót−
kie zakłócenia, jak również zapobiega
ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 6/96
zadziałaniu bezpiecznika w czasie
szybkich regulacji potencjometrem P.
Andrzej Adamczyk
Od Redakcji: W zamieszczonym dziś
projekcie podobało nam się przejrzyste,
jasne przedstawienie zagadnienia oraz
starannie i pracochłonnie wykonany
model. Część końcowa listu, którą nie−
stety musieliśmy pominąć, zawiera kilka
praktycznych szczegółów świadczą−
cych, że Autor naprawdę dotykał się do
tego tematu.
Choć do rozwiązania układowego
można mieć pewne zastrzeżenia − moż−
na bowiem zaproponować znacznie
prostszą realizację z triakiem i diakiem
lub optotriakiem, spełniającą swe zada−
nie w większości zastosowań − jednak
godne uwagi i pochwały jest zastoso−
wanie rozbudowanego układu synchro−
nizacji. Od takiego układu już tylko krok
do sterowania urządzeniami trójfazowy−
mi.
Regulator na pewno dobrze będzie
pracował przy obciążeniu rezystancyj−
nym (żarówki, lutownica), ale jego przy−
datność do obciążeń indukcyjnych
(transformator, lutownica transformato−
rowa, wiertarka, inne silniki) jest proble−
matyczna, ze względu na krótkie impulsy
wyzwalające, podawane na bramkę ty−
rystora. Przy obciążeniu indukcyjnym,
przez krótki czas trwania impulsu wy−
zwalającego, prąd obciążenia może nie
wzrosnąć powyżej granicznej wartości
prądu podtrzymywania tyrystora IH.
Układ przeciążeniowego bezpieczni−
ka elektronicznego jest interesujący,
trzeba jednak mieć świadomość, że jest
on zbyt wolny, żeby zabezpieczyć układ
w przypadku zwarcia − dlatego dobrze
byłoby jeszcze zastosować szybki bez−
piecznik WTAFG (z piaskiem).
Zgodnie z zapowiedzią ze wstępu,
rozpoczynamy dwumiesięczny etap “Do−
grywki”. Listy na ten temat kierowane do
Redakcji opatrzcie dopiskiem: “EdW −
Forum Czytelników − Dogrywka”.
21