Регулятор потужності для електроплитки

Припустимо, у вас є електроплитка, а потужність її не регулюється. Ось і горить спіраль в повний накал тоді, коли достатньо і чверті номінальної потужності, безглуздо витрачаючи дорогоцінні кіловат-години. Вихід є - зробити до електроплитки регулятор потужності. Схема першого варіанту регулятора представлена на малюнку. Він дозволяє регулювати потужність в навантаженні, розрахованому 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 - трінистори VS1 і VS2 -включені послідовно з навантаженням. Зміна потужності, що споживається навантаженням, досягається зміною кута відкриття трінисторів.

Вузол, що забезпечує зміну кута відкриття трінисторів, виконаний на однопереходному транзисторі VT1. Конденсатор С1, з'єднаний з емітером транзистора, заряджається через резистори R2 і R3. Як тільки напруга на обкладках конденсатора досягне певного значення, однопереходний транзистор відкриється, через обмотку I трансформатора Т1 пройде короткий імпульс струму. Імпульси з обмотки II або III трансформатора відкриють трінистор VS1 або VS2 - в залежності від фази мережевої напруги, і з цього моменту до кінця півперіоду через навантаження буде протікати струм. Змінюючи опір резистора R3, можна регулювати швидкість зарядки конденсатора С1 і, відповідно, кут відкриття трінисторів і середню потужність в навантаженні.

Вузол регулювання кута відкриття трінисторів живиться від двопівперіодного випрямляча, виконаного по містковій схемі (VD1). Напруга на однопереходному транзисторі обмежено стабілітронами VD2, VD3. Конденсатор фільтра тут відсутній - в ньому немає необхідності.

Однопереходний транзистор КТ117 можна застосовувати з літерами А і Б. Можна використовувати також аналог однопереходного транзистора, виконаний на двох біполярних транзисторах різної структури (див. рис. 50). Мостовий випрямляч VD1 може бути типів КЦ402, КЦ405 з будь-якими літерами. Можна також застосувати чотири діода типів Д226, Д310, Д311, Д7 з будь-якими літерами, включивши їх за схемою випрямляльного моста. При заміні трінисторів VS1, VS2 на інші типи слід пам'ятати, що вони повинні бути розраховані на подачу як прямих, так і зворотних напруг не менше 400 В. Трансформатор Т1 - типу МІТ-4 або МІТ-10. Саморобний трансформатор можна виконати на феритовому кільцевому магнітопроводі М2000НМ, типорозмір К20х10хб. Всі обмотки виконані проводом ПЕВ-1 0,31 і містять по 40 витків. Наміточка ведеться одночасно в три дроти, причому витки рівномірно розподіляються по тілу кільця магнітопроводу. Одноіменні виводи обмоток на схемі позначені точками.

Трінистори 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 за максимальною потужністю в навантаженні. Резистор R3 при цьому тимчасово замикають проволочною перемичкою. Момент віддачі в навантаження максимальної потужності найкраще контролювати за осцилографом. У разі застосування саморобного трансформатора Т1 слід підібрати потрібну полярність підключення виводів обмоток, яка повинна відповідати позначеній на схемі.

Регулятор потужності можна використовувати також спільно з малопотужними електропічами, лампами розжарювання та іншими активними навантаженнями. Описаному трінисторному регулятору потужності притаманні недоліки. По-перше, з зміною температури в корпусі регулятора (а вона буде в процесі роботи збільшуватися через нагрів тріристорів) буде змінюватися ємність конденсатора С1. Це призведе до зміни кута відкриття трінисторів, а також до зміни потужності в навантаженні. Щоб у якійсь мірі усунути цей недолік, необхідно застосовувати конденсатор С1 з невеликими значеннями ТКЕ (температурного коефіцієнта ємності), наприклад К73-17, К73-24.

По-друге, трінисторний стабілізатор наводить високий рівень перешкод у живлячій мережі. Ці перешкоди виникають у моменти стрибкоподібного включення трінистора. Комутаційні перешкоди не тільки поширюються через мережу, викликаючи нестабільну роботу різних приладів (електронних годинників, обчислювальних машин тощо), але й заважають нормальному функціонуванню деяких пристроїв, гальванічно не пов'язаних з мережею (так, у радіоприймачі, що знаходиться неподалік від трінисторних регуляторів, чути тріск перешкод). Тому зменшення комутаційних перешкод у трінисторних регуляторах потужності є важливим завданням.

Найбільш доступним способом зниження перешкод є такий спосіб регулювання, при якому перемикання трінистора відбувається в моменти переходу мережевої напруги через нуль. При цьому потужність в навантаженні можна регулювати числом повних півперіодів, 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 кількох секунд. Однак для таких інерційних споживачів енергії, як електрична піч, праска, електроплитка, потужний електродвигун, цей недолік не є визначальним.

Список радіоелементів