最大 15 kW のアクティブ誘導負荷用のパワーコントローラ。スキーム、説明

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最大 15 kW の能動誘導負荷用の電力コントローラー。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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説明されているデバイスは、能動誘導負荷に対してスムーズかつ高速な電力制御を提供できます。溶接機、照明の調整、非同期モーターの制御、高電圧整流器の変圧器や負荷変圧器の一次巻線の電圧の調整など、強力な電磁スターターの最大電流保護の動作をチェックおよび調整するために使用できます。、など。

パワーレギュレータのブロック図を図1に示します。

最大15kWのアクティブ誘導負荷用のパワーコントローラ

レギュレータは、パワー部 (SP) と、位相シフトデバイス (PSD) と入力ドライバー (IF) を含む制御システム (CS) で構成されます。ミッドレンジは、特定の瞬間に XNUMX つの連続したサイリスタまたはトライアックが制御電極に適用され、これらのバルブが確実にオンになる場合にのみ動作できます。サイリスタは、供給電圧の極性を変更し、バルブを流れる電流をゼロに減らすことによってオフになります。

どちらかのサイリスタをオンにしなければならない時間は、制御信号 Uу によって設定されます。 FSU は制御信号を角度間隔 α に変換します。 WF は、形状、持続時間、振幅の制御パルスを生成します。 VF を作成する場合、その動作の高いノイズ耐性を達成することが重要です。これは、コンバータのミッドレンジで大振幅の電圧サージが発生し、寄生容量を介して制御システムに侵入する可能性があるためです。制御システムとミッドレンジの間の接続を光チャネル (フォトカプラ) を使用して使用するのが最も適切です。

レギュレータの回路図を図 2 に示します。

（クリックして拡大）

レギュレーターのミッドレンジは、強力なトライアック VS1 と回路 L1C7、L2C8 (5 次と 7 次の高調波歪みを抑制した無効電源) で構成されています。このソースはデバイスの効率を高めるために使用されます。コンデンサ C7 と C8 は無効電力 Qc を生成します。コンデンサ C7 と C8 の静電容量 (合計) は、計算 QC = Qlmax に基づいて誘導負荷に応じて選択されます。三相システムでは、対称性により 3 次の倍数の高調波は存在せず、ネットワーク内の高調波成分は 5 次、7 次、11 次などになります。高調波。低いものが最も強烈です。

回路 L1C7 の共振周波数 ω5 = 5ω、この回路では関係 (3С7L1)1/2 = 1/5ω が満たされます。 L2C8 回路では、周波数 ω7 = 7ω で共振が発生します。この回路では (3С8L2)1/2 = 1/7ω になります。 C7 = 10 µF、C8 = 5 µF の場合、L1 = L2 = 10 mH となります。

VF はフォトカプラ U1 とトランジスタ VT3、VT4 で作成されます。制御信号 (ログ「1」) がフォトカプラ LED のアノードに到着すると、トランジスタフォトカプラがオンになり、トランジスタ VT3 と VT4 が閉じます。対称サイリスタの制御電極に正の信号が現れ、このデバイスがオープン状態に切り替わります。

FSU はスタンバイマルチバイブレータ DD1 上に構築されており、周波数 100 Hz の入力パルスによって同期され、ダイオード VD1 ～ VD4 上の全波ブリッジ整流器とトランジスタ上の振幅制限アンプによって生成される、指定された持続時間のパルスを生成します。 VT1。 FSU は次のように動作します (図 3 のタイミング図を参照)。

最大15kWのアクティブ誘導負荷用のパワーコントローラ

初期状態では、トリガ出力は Q=0、Qinv=1 です。入力 C に到着するパルスのポジティブエッジによってトリガーが切り替わり、その後、D=1 であるため、新しい状態 Q=0 および Qinv=1 が発生します。以前に放電されたコンデンサ C1 は、充電されます。

抵抗 R4 を接続し、その両端の電圧がしきい値 (Uc = Upor、CMOS チップの場合は Upor = 0,5 Upit) に達すると、入力 R の電圧により新しいスイッチングが発生し、その結果トリガーが戻ります。元の状態に戻します。出力 Q および Qinv でのパルス幅は、可変抵抗器 R4 τi = R4C1 で調整できます。コンデンサ C1 は、ダイオード VD5 とトリガーのオープン出力トランジスタを介して放電されます。

27 V 電源は、ダイオード VD11 ～ VD14 とコンデンサ C5、C6 を使用して作られます。 9 V 電源 - ダイオード VD6 ～ VD9、コンデンサ C2 ～ C4、ツェナーダイオード VD10、およびトランジスタ VT2。

説明した電力レギュレータは、適切な変圧器 T220 を使用することで 1 V ネットワークで使用できます。

構造と詳細。変圧器 T1 - 二次巻線の電圧を伴う任意の電力 10 ～ 15 W: U2 = 10 V; U3 = 12V; U4 = 20 V。抵抗器 R4 は任意のタイプ、R10 は PEL タイプ、残りは MLT タイプ。定格電圧 1 V 以上のコンデンサ C2、C5、C73 タイプ K9-73、K17-3、コンデンサ C4、C6、C50 タイプ K35-7、コンデンサ C8、C73 タイプ K2P-41、K1-1000、MBGT。トライアック VS1 は少なくとも 80 A の直流用に設計されています。任意の文字インデックスが付いたトランジスタおよびダイオード。

デバイスの設定は、ツェナーダイオード VD5 を流れる電流が 10 ～ 5 mA 以内になるように抵抗 R15 を選択し、コンデンサ C1 の中間接点がオンになったときにワンショットパルス持続時間が 10 ms を超えないようにコンデンサ CXNUMX を選択することになります。抵抗は図の一番左の位置にあります。

文学：

ゴルバチョフ G.N.、チャプリギン E.E. 産業用電子機器。 -M.: エネルギーアトミズダット、1988 年。
イワノフ V.I.、アクセノフ A.I.、ユシン A.M. 半導体光電子デバイス。参照。 -M.: エネルギーアトミズダット、1988 年。

著者: A.N.マンコフスキー

他の記事も見る セクション電流、電圧、電力のレギュレーター.

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