Lielākajai daļai mājās izmantoto elektroierīču darbībai nepieciešama maiņstrāva. Šī maiņstrāva vai maiņstrāva tiek piešķirta ierīcēm, pārslēdzot dažus strāvas elektroniskos slēdžus. Lai kravas vienmērīgi darbotos, ir nepieciešams kontrolēt Pielietota maiņstrāva viņiem. Tas tiek panākts, savukārt, kontrolējot strāvas elektronisko slēdžu, piemēram, SCR, komutācijas darbību.
Divas metodes SCR komutācijas darbības kontrolei
- Fāžu kontroles metode : Tas attiecas uz SCR komutācijas vadību, atsaucoties uz maiņstrāvas signāla fāzi. Parasti Tiristors tiek iedarbināts 180 grādos no maiņstrāvas signāla sākuma. Vai citiem vārdiem sakot, pie maiņstrāvas signāla viļņu nulles krustojumiem uz tiristora vārtu spaili tiek iedarbināti iedarbināšanas impulsi. Gadījumā, ja tiek kontrolēta maiņstrāva SCR, šo impulsu lietošana tiek aizkavēta, palielinot laiku starp impulsiem, un to sauc par vadību, iedarbinot leņķa aizkavi. Tomēr šīs ķēdes izraisa augstākas kārtas harmonikas un rada radiofrekvenču RFI un lielu ieslēgšanas strāvu, un pie lielākas jaudas līmeņa, lai samazinātu RFI, ir nepieciešami vairāk filtru.
- Iebūvēta cikla pārslēgšana: Integrālā cikla vadība ir vēl viena metode, ko izmanto maiņstrāvas tiešai pārveidošanai par maiņstrāvu, kas pazīstama kā nulles komutācija vai cikla izvēle. Integrālā cikla iedarbināšana attiecas uz maiņstrāvas komutācijas ķēdēm un jo īpaši uz integrālā cikla nulles sprieguma maiņstrāvas komutācijas ķēdēm. Ja nulles sprieguma slēdzis tiek izmantots mazjaudas koeficienta (induktīvās slodzes), piemēram, motora vai strāvas transformatora, pārslēgšanai, strāvas transformatora pārkaršana notiek inženierkomunikāciju līnijās. Tādējādi slodzes strāvas piesātinājums ir pārmērīgi liels ieslēgšanās strāva. Vēl viena pieeja integrālā cikla nulles sprieguma pārslēgšanai ietver salīdzinoši sarežģītu divstabilu uzglabāšanas elementu un loģisko ķēžu izvietojumu izmantošanu, kas faktiski saskaita slodzes strāvas pusciklu skaitu. Integrālā cikla pārslēgšana sastāv no barošanas ieslēgšanas slodzē veselam ciklu skaitam un pēc tam barošanas izslēgšanai vēl vienam integrālo ciklu skaitam. Tiristoru nulles sprieguma un nulles strāvas pārslēgšanās dēļ radītās harmonikas tiks samazinātas. Izmantojot integrētu cikla pārslēgšanu, vienmērīgu spriegumu nav iespējams un frekvence ir mainīga. Tiristoru integrāla cikla pārslēgšana, iedarbinot krūtis, kā maiņstrāvas signāla visa cikla, ciklu vai ciklu daļu noņemšanas metode ir plaši pazīstama un veca maiņstrāvas jaudas kontroles metode, it īpaši maiņstrāvas sildītāja slodzēs. Tomēr jēdziens panākt sprieguma viļņu cikla zādzību, izmantojot mikrokontrolleru, var būt ļoti precīzs atbilstoši programmai, kas rakstīta Asamblejas / C valodā. Tā, lai vidējais sprieguma laiks vai pašreizējais slodzes laiks būtu proporcionāli mazāks nekā tad, ja viss signāls ir jāpievieno slodzei.
Viena no šīs shēmas izmantošanas blakusparādībām ir ieejas strāvas vai sprieguma viļņu disbalanss, jo cikli tiek ieslēgti un izslēgti visā slodzē, tāpēc tie ir piemēroti konkrētām slodzēm, salīdzinot ar šaušanas leņķa kontrolētu metodi, lai samazinātu THD.
Pirms iedziļināties katra vadības veida piemēros, nedaudz īsumā pastāstīsim par nulles šķērsošanas noteikšanu.
Nulles šķērsošanas noteikšana vai nulles sprieguma šķērsošana
Ar terminu nulles sprieguma šķērsošana mēs domājam punktu pie maiņstrāvas signāla viļņu formas, kur signāls šķērso viļņa nulles atskaiti vai, citiem vārdiem sakot, kur signāla viļņu forma krustojas ar x asi. To lieto periodiska signāla biežuma vai perioda mērīšanai. To var izmantot arī sinhronizētu impulsu ģenerēšanai, kurus var izmantot, lai iedarbinātu silīcija kontrolētā taisngrieža vārtu spaili, lai tas darbotos 180 grādu leņķī.
Sinusoīdam pēc būtības ir mezgli, kur spriegums šķērso nulles punktu, maina virzienu un pabeidz sinusa viļņu.
Pārslēdzot maiņstrāvas slodzi nulles sprieguma punktā, mēs faktiski novēršam sprieguma radītos zaudējumus un spriegumus.
Nulles krusta vai nulles sprieguma sensora ZVS vai ZVR ķēde
Parasti nulles šķērsošanas noteikšanā izmantotais OPAMP darbojas kā salīdzinājums, salīdzinot pulsējošo līdzstrāvas signālu (kas iegūts, izlīdzinot maiņstrāvas signālu), ar atsauces līdzstrāvas spriegumu (iegūts, filtrējot pulsējošo līdzstrāvas signālu). Atskaites signāls tiek dots neinvertējošajam terminālim, savukārt pulsējošais spriegums tiek piešķirts invertējošajam terminālim.
Gadījumā, ja pulsējošais līdzstrāvas spriegums ir mazāks par atskaites signālu, pie salīdzinātāja izejas tiek izveidots loģiski augsts signāls. Tādējādi katram maiņstrāvas signāla nulles šķērsošanas punktam impulsi tiek ģenerēti no nulles šķērsošanas detektora izejas.
Video par nulles šķērsošanas detektoriem
Iebūvēta komutācijas cikla vadība (ISCC):
Lai novērstu integrālā cikla komutācijas un fāzes vadības komutācijas trūkumus, apkures slodzes kontrolei tiek izmantota integrālā komutācijas cikla vadība. ISCC ķēdei ir 3 sadaļas. Pirmais sastāv no barošanas avota, lai darbinātu visus iekšējos pastiprinātājus un barotu vārtu enerģiju strāvas pusvadītāju ierīcēs. Otrā sadaļa sastāv no nulles sprieguma noteikšanas, uztverot nulles barošanas sprieguma gadījumu, un nodrošina fāzes kavēšanos. Trešajā sadaļā ir nepieciešama pastiprinātāja pakāpe, kas palielina vadības signāls lai nodrošinātu disku, kas nepieciešams, lai ieslēgtu strāvas slēdzi. ISCC ķēdes sastāv no šaušanas ķēdes un jaudas pastiprinātāja (FCPA) un barošanas avota slodzes kontrolei.
FCPA sastāv no tiristora vārtu draiveriem, un TRIAC tiek izmantots kā strāvas ierīces ierosinātajā projektā. Triac var ieslēgt strāvu jebkurā virzienā, kad tas ir ieslēgts, un to agrāk sauca par divvirzienu triodu tiristoru vai divpusēju triodu tiristoru. Triac ir ērts maiņstrāvas ķēžu slēdzis, kas ļauj kontrolēt lielu enerģijas plūsmu ar miliampa mēroga vadības strāvām.
Integral cikla komutācijas pielietojums - rūpnieciska jaudas kontrole ar integrālu komutāciju
Šo metodi var izmantot maiņstrāvas jaudas kontrolei, īpaši lineārām slodzēm, piemēram, sildītājiem, ko izmanto elektriskajā krāsnī. Šajā laikā mikrokontrolleris piegādā izvadi, pamatojoties uz pārtraukumu, kas saņemts kā atsauce uz iedarbinošo impulsu paaudzi.
Izmantojot šos iedarbinošos impulsus, mēs varam vadīt optoizolatorus Triac aktivizēšanai, lai panāktu integrētu cikla vadību pēc slēdžiem, kas ir saskarnē ar mikrokontrolleru. Motora vietā tā darbībai ir paredzēta elektriskā lampa.
Jaudas vadības blokshēma ar integrālu cikla pārslēgšanu
Šeit nulles šķērsošanas detektors tiek izmantots, lai nodrošinātu sprūda impulsus tiristora vārtu impulsiem. Šo impulsu pielietojumu kontrolē ar mikrokontrolleru un optoizolatoru. Mikrokontrolleris ir ieprogrammēts uz noteiktu laiku lietot impulsus optoizolatoram un pēc tam uz citu noteiktu laiku pārtraukt impulsu lietošanu. Tā rezultātā tiek pilnībā izslēgti daži slodzei piemērotā maiņstrāvas signāla viļņu veidi. Optoizolators attiecīgi virza tiristoru, pamatojoties uz mikrokontrollera ievadi. Tādējādi tiek kontrolēta maiņstrāva, kas tiek piešķirta lampai.
Fāzu kontrolētas komutācijas pielietojums - programmējama maiņstrāvas vadība
Jaudas vadības blokshēma ar fāzes kontroles metodi
Šo metodi izmanto, lai kontrolētu spuldzes intensitāti, kontrolējot spuldzes maiņstrāvu. Tas tiek darīts, aizkavējot iedarbināšanas impulsu piemērošanu TRIAC vai izmantojot šaušanas leņķa aizkaves metodi. Nulles šķērsošanas detektors nodrošina impulsus pie katras nulles krustošanās ar maiņstrāvas viļņu formu, kas tiek uzklāta uz mikrokontrolleru. Sākotnēji mikrokontrolleris dod šos impulsus optoizolatoram, kas attiecīgi bez kavēšanās iedarbina tiristoru un tādējādi lampa spīd ar pilnu intensitāti. Izmantojot tastatūru, kas ir saskarnē ar mikrokontrolleru, vajadzīgā intensitāte procentos tiek piemērota mikrokontrollerim, un tā tiek ieprogrammēta tā, lai attiecīgi aizkavētu impulsu pielietošanu optoizolatoram. Tādējādi tiristora iedarbināšana tiek aizkavēta un attiecīgi tiek kontrolēta lampas intensitāte.
