Тиристорный регулятор температуры


Достоинством этого терморегулятора является отсутствие электромагнитного реле, надежность контактов которого при больших токах коммутации достаточно низка Вместо этого используется бесконтактная коммутация нагревателя с помощью тиристоров Принципиальная схема терморегулятора приведена на рис 13

Устройство имеет две входные клеммы для присоединения к сети переменного тока напряжением 220 В и две выходные клеммы, к которым подключается нагревательный элемент В качестве чувствительного датчика используется

Тиристорный регулятор температуры

терморезистор R3, входящий в состав измерительного моста совместно с резисторами Rl, R2 и R4, R5 К одной диагонали моста подводится напряжение питания, а к другой подключен эмиттерный переход транзистора VT1 Коллектор VT1 непосредственно соединен с базой транзистора VT2 Поэтому отпирание или запирание VT1 приводят к отпиранию или запиранию VT2 Питание моста производится от сети с помощью гасящего резистора R6, выпрямительного диода VD1 и конденсатора С1, сглаживающего пульсации выпрямленного напряжения


Если температура окружающего воздуха меньше установленной переменным резистором R2, сопротивление терморезистора больше нормы, потенциал базы VT1 выше потенциала эмиттера и оба транзистора заперты При положительном полупериоде сетевого напряжения на верхней сетевой клемме происходит заряд конденсатора С2 током управляющего электрода тиристора VS1 через резистор R6 Поэтому тиристор VS1 открыт и протекает ток с верхней сетевой клеммы на верхнюю выходную клемму через нагреватель на нижнюю выходную клемму и далее через открытый тиристор VS1 на нижнюю сетевую клемму Одновременно заряжается конденсатор СЗ через элементы VD2, R7 и открытый тиристор VS1 В течение отрицательного полупериода напряжения сети тиристор VS1 запирается, a VS2 отпирается током разряда конденсатора СЗ через резистор R8 и управляющий электрод Ток протекает с нижней сетевой клеммы через тиристор VS2 на нижнюю выходную клемму, нагреватель, к верхней выходной клемме и верхней сетевой клемме В это время конденсатор С2 разряжается через диод VD3 и резистор R6

Так в течение обоих полупериодов сетевого напряжения к нагревателю поступает питание

Когда температура окружающего воздуха поднимется, сопротивление терморезистора уменьшится, и потенциал базы VT1 станет ниже потенциала эмиттера Транзистор VT1 откроется, что вызовет отпирание до насыщения транзистора VT2, который зашунтирует цепь управления тиристора VS1, и заряд конденсатора С2 будет происходить через транзистор VT2 При запертом тиристоре VS1 также будет заперт и тиристор VS2, поскольку конденсатор СЗ не может заряжаться


Редакция журнала «Радио» рекомендовала применить в качестве VT1 транзистор КТ349В, VT2 – КТ602, VD1, VD2- КД202С, VD3 – Д223 Тиристоры предлагалось заменить на КУ201К или КУ201Л Однако они допускают приложение обратного напряжения не более 300 В Поэтому лучше установить КУ202Н

Источник: В помощь радиолюбителю Выпуск 26 : Информационный обзор для радиолюбителей / Сост В А Никитин – М: НТ Пресс, 2007 – 64 с: ил – (Электроника своими руками)

  • Предыдущая запись: Первая собранная схема – для новичков в радиоделе
  • Следующая запись: Простой карманный приемник. Серов В.
  • Источник: nauchebe.net

    Общие сведения

    Тиристорные регуляторы температуры серий БТРТ1 и ШТРТ1 предназначены для подключения и отключения нагревательных элементов и другой нагрузки, а также для регулирования и автоматического поддержания заданной температуры в нагрузке. Регуляторы изготовляются в блочном (БТРТ) и в шкафном (ШТРТ) исполнениях. В состав ШТРТ, кроме непосредственно тиристорного регулятора температуры входит контактная коммутационная аппаратура, а также аппаратура задания уровня и темпа нарастания температуры и измерительные приборы, обеспечивающие необходимые режимы работы установки без дополнительной доработки изделия на объекте.


    РТ в отличие от ШТРТ предназначен для использования в составе систем автоматизации и не имеет коммутационной аппаратуры для подключения его к сети и аппаратуры задания температуры, что увеличивает разнообразие схем его применения. По требованию заказчика разработчик собирает коммутационную схему подключения БТРТ и встраивает аппаратуру в шкаф.

    Структура условного обозначения

    Б(Ш)ТРТ1-Х-380-Х4:
    Б(Ш)ТРТ — блок (шкаф) тиристорного регулятора температуры;
    1 — номер разработки;
    Х — номинальный ток фазы нагрузки, А (63; 100; 200; 400; 630);
    380 — номинальное напряжение питающей сети, В;
    Х4 — климатическое исполнение (УХЛ, О) и категория размещения
    по ГОСТ 15150-69 и ГОСТ 15543.1-89.

    Условия эксплуатации

    Высота над уровнем моря не более 1000 м. Температура окружающего воздуха от 5 до 45°С. Окружающая среда невзрывоопасная, не содержащая токопроводящей пыли, агрессивных газов и паров в концентрациях, разрушающих металлы и изоляцию. В закрытых стационарных помещениях при отсутствии непосредственного воздействия солнечной радиации. Класс по способу защиты человека от поражения электрическим током 01 по ГОСТ 22789-94. Требования техники безопасности по ГОСТ 22789-94. Регуляторы соответствуют требованиям ТУ 3431-090-00216823-99. ТУ 3431-090-00216823-99

    Источник: electro.mashinform.ru

    А) Электронная защита от короткого замыкания


    Цифровой сигнальный процессор системы управления осуществляет непрерывное аналого-цифровое преобразование и дальнейшую цифровую обработку сигналов, поступающих с датчиков тока. В качестве датчиков тока чаще используются трансформаторы тока или датчики на основе магниточувствительного элемента Холла; реже используются измерительные шунты, поскольку при их использовании усложняется система управления в связи с необходимостью обеспечения гальванической развязки измерительного сигнала с шунта от силовой сети. В случае регистрации многократного возрастания тока система управления блокирует выдачу управляющих импульсов на тиристоры, выдает предупредительное сообщение и запрещает подачу напряжения на нагрузку до устранения неисправности.

    Некоторые модели тиристорных регуляторов не имеют электронной защиты и защищены от токов короткого замыкания специальными быстродействующими предохранителями. Такая защита имеет преимущество в простоте и вполне допустима, однако на практике существует проблема в том, что для импортных моделей тиристорных регуляторов требуются оригинальные «фирменные» предохранители, которые стоят недешево (20-50$), а срок их поставки может составлять до трех месяцев.


    ичем заменить отечественными предохранителями их не удается: во-первых, их быстродействие существенно ниже импортных, а во-вторых, они просто не подходят по посадочным местам. Поэтому зачастую на практике можно встретиться со случаем, когда у находящегося в эксплуатации импортного тиристорного регулятора в колодку предохранителя вставлен гвоздь, болт, шпилька или другой элемент строительного крепежа. Кроме того, применение электронной защиты на основе датчиков тока выгодно еще тем, что система управления в этом случае, как правило, отображает токи нагрузки на дисплее, а это очень удобно для наблюдения за технологическим процессом.

    Б) Защита от потери фазы

    Отсутствие одной из фаз в сети может вызвать «перекос» токов в сопротивлениях нагрузки, что в ряде случаев недопустимо. Система управления осуществляет постоянное слежение за наличием напряжения сети и немедленного отреагирует по запрограммированному алгоритму в случае потери фазы, „слипания“ фаз или выходе качественных параметров напряжения на недопустимо низкий уровень.

    В) Защита от перегрева

    В случае если тиристорный регулятор установлен в плохо вентилируемом месте, при длительной перегрузке или если затруднен отвод выделяющегося тепла (например, при отказе вентиляторов обдува) радиатор охлаждения может нагреться до высокой температуры 90..100 С. Дальнейшее нарастание температуры может привести к выходу тиристоров из строя и даже возгоранию. Для предотвращения этого на радиатор устанавливается датчик температуры, по сигналу с которого система управления обесточивает нагрузку.

    Г) Контроль исправности тиристоров


    Лучшие модели тиристорных регуляторов напряжения осуществляют диагностику исправности тиристоров. Эта функция очень важна не только по той причине, что позволяет вовремя обнаружить неисправное устройство, но и потому, что иногда она предотвращает еще большую аварию. Например, если нагрузка подключена через трансформатор, то при внутреннем обрыве или коротком замыкании одного из тиристоров происходит подача на трансформатор напряжения, имеющего постоянную составляющую, и как следствие, резко увеличивается ток намагничивания трансформатора, ведущий к интенсивному нагреву и выходу трансформатора из строя. Поэтому быстро обнаруженная неисправность тиристорного регулятора может предотвратить порчу дорогостоящего оборудования.

    Д) Защита от несимметрии выходных токов

    Несимметрия токов трехфазной нагрузки более 10-20% может быть обусловлена сильным дисбалансом сопротивлений и напряжений фаз, но чаще — повреждениями в нагрузке, обрывом нагрузочных проводов или неверным подключением нагрузки. Поэтому срабатывание этой защиты вовремя проинформирует оператора о возникшей аварийной ситуации.

    Важным аспектом, влияющим на надежность устройства, является тип используемых вентиляторов охлаждения и способ управления ими. Вентиляторы подразделяются:

    •  по скорости вращения на низко-, средне- и высокоскоростные;
    •  по типу подшипника — подшипник скольжения и подшипник качения.

    Наилучший вариант — высокоскоростной вентилятор с подшипником качения. Такой вентилятор обеспечивает максимальную скорость воздушных потоков, проходящих через ребра радиатора охлаждения, а его подшипник качения обеспечивает длительный ресурс эксплуатации (в 2-3 раза выше чем подшипник скольжения). Лучшим способом управления вентилятора нужно признать метод управления по датчику температуры, установленному на радиаторе; например, включение вентилятора производится при температуре радиатора 55 С, а отключение — при 45 С. Такой способ увеличивает ресурс вентилятора в 1,5-2 раза, поскольку вентилятор отключается при невысокой температуре окружающей среды или малой нагрузке.

    Другим важным компонентом, влияющим на надежность тиристорного регулятора, является токоограничивающий реактор, применение которого позволяет продлить срок службы тиристоров в 1,5-2,5 раза. Реактор представляет собой катушку индуктивности, которая снижает скорость нарастания тока через тиристоры при их включении. Так же токоограничивающий реактор снижает уровень электромагнитных помех. Чаще всего реактор не входит в стандартный комплект поставки; большинство производителей поставляет его как дополнительный аксессуар.

    Лучшие модели тиристорных регуляторов мощности обладают возможностью работать в режиме ограничения или стабилизации тока.


    значение режима ограничения тока – не допустить превышения тока нагрузки сверх запрограммированной заранее величины. При этом в память микропроцессора вводится значение максимального выходного тока; система управления корректирует управляющее воздействие на тиристоры таким образом, чтобы ток нагрузки не превысил значение этой уставки. Использование этого режима позволяет точно ограничивать пусковые токи, избегая перегрузок и срабатывания защит. Так же ограничение выходного тока может быть полезно и по условиям технологического процесса. Дальнейшим развитием этого режима является режим стабилизации тока, при котором ток стабилизируется на заданном уровне и поддерживается вне зависимости от изменения напряжения сети и сопротивления нагрузки.

    Как правило, управление тиристорным регулятором может осуществляться местно (кнопками, тумблерами, переменным резистором с панели управления) или дистанционно с помощью стандартных аналоговых интерфейсов 0-10 В, 0-20 мА, 4-20 мА, совместимых с любыми промышленными контроллерами.

    Некоторые производители тиристорных регуляторов по согласованию с заказчиками комплектуют свои устройства ПИД-регуляторами температуры, сигнал с выхода которого задает выходное напряжение тиристорного регулятора. Это позволяет создать полноценную автоматическую систему управления температурой объекта с замкнутой обратной связью по температуре, для чего необходимо установить на объекте датчик температуры и подключить его к измерительному входу ПИД-регулятора.


    помощью ПИД-регулятора можно задать желаемую температуру, темп нагрева и охлаждения, настроить срабатывание аварийной сигнализации при выходе температуры из допустимого диапазона. Управление ПИД-регулятором осуществляется кнопками с панели управления или удаленно по интерфейсному кабелю с персонального компьютера. В последнем случае становится возможным создание полноценной SCADA-системы с визуализацией технологического процесса и отображении на мнемосхеме контролируемых величин.

    Источник: www.elec.ru


Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.