Tyristorový regulátor výkonu pro skupinové vytápění včel |

Pro vytvoření zdroje napájecího napětí pro ohřívač včelích úlů je na začátku jara docela vhodný obvod s regulací v polovině rozsahu. Protiběžné zapojení ventilů umožňuje zdvojnásobit proudovou kapacitu obvodu při stejné velikosti polovodiče. A ve srovnání s použitím diodových můstků a tyristoru toto řešení umožňuje snížit ztráty výkonu v diodách a poskytuje zisk několika voltů.

Schéma zapojení zařízení je znázorněno na obrázku. Prvkem pro regulaci výkonu je polovodičový triak (tyristor) KU202 nebo výkonnější T122-25, zapojený sériově se zátěží R1. V obvodu fázové regulace je použit unijunkční tranzistor. Tyristor a dioda jsou zapojeny antiparalelně. Polovodičové ventily jsou vyrobeny tak, že jejich anody jsou zapojeny odlišně vzhledem k pouzdru. Při instalaci na společný chladič se oba prvky jednoduše nainstalují do připravených otvorů a utáhnou maticemi.

Obvod pracuje následovně. Střídavé napětí z transformátoru je do obvodu přiváděno přes výkonnou pojistku FU2. Přes diodu VD1 jde jedna půlvlna napětí do zátěže R1. Tyristor VS1 reguluje druhou půlvlnu napětí pomocí impulsů z autogenerátoru sestaveného na unichange tranzistoru KT117. Jednopůlvlnový usměrňovač na diodě VD2 dodává usměrněné pulzující napětí na zenerovy diody VD3,4, které synchronizují frekvenci autogenerátoru. Zhášecí rezistor R2 omezuje stabilizační proud. Fázový posun řídicích impulsů je zajištěn fázově posuvným řetězcem kondenzátoru C1 a odporem regulačního obvodu (R6 + R7).

Je třeba poznamenat, že relativní jednoduchost zapojení má za následek dodatečné ztráty výkonu ve výkonovém transformátoru. Při malých regulačních úhlech a sníženém výkonu zátěže se transformátor T1 v důsledku asymetrie kladných a záporných půlvln proudu nachází v režimu magnetizace stejnosměrné složky proudu. To zhoršuje jeho tepelné podmínky při maximálním zatížení. Zároveň zajištěním určité rezervy instalovaného výkonu, například paralelním zapojením několika identických transformátorů, je možné nejen zvýšit spolehlivost zařízení jako celku, ale také zmírnit tepelné podmínky magnetického obvodu a vinutí.

Zjednodušení obvodu zavedením protiparalelního zapojení diody s tyristorem umožňuje zvýšit výkon zařízení přibližně dvojnásobně ve srovnání s tyristorovým regulátorem (ohřev až 50 úlů). A vzhledem k nižším nákladům a většímu rozšíření výkonných diod a tyristorů (T122-25, T122-50 atd.) je snadné přejít k dalšímu kroku výběrem prvků s vyššími přípustnými proudy. V uvažovaném obvodu by bylo také užitečné instalovat měřicí přístroje.

Obvod je typický a dobře popsán v literatuře, viz například kniha: Shelestov I.P. Užitečné obvody pro radioamatéry. Knihy 1-5 (1998-2003). Praktické opakování obvodu regulátoru zpravidla nezpůsobuje problémy a požadavky na elementární základnu jsou minimální. Je třeba poznamenat, že oba uvažované obvody musí pracovat při napětích, která splňují požadavky na elektrickou bezpečnost. Pro tento účel je stanoveno použití snižujících transformátorů.

Je možné použít obvod s diodovým můstkem a tyristorem zapojeným do diagonály můstku, jak je znázorněno na obrázku. Zátěž ve formě topného tělesa je zapojena sériově s tyristorem. Zde se v diodách rozptýlí dodatečný výkon. Proto je třeba je chladit. Například je třeba je instalovat na výkonné radiátory. Vzhledem k tomu, že odběrové proudy skupiny topných těles jsou poměrně vysoké, neměly by diody být slabé. Proudy mohou dosáhnout hodnot 20-30 ampérů při napětí 24-42 voltů.

Jevgenij Bortnik, únor 2013