Мастерская электроники и автоматики "Леготех"
Воронеж
[Главная][Автоматика][Регуляторы][Зарядные][Питание][Безопасность][Программы][Технологии][Контакты]

Что такое фазоимпульсное управление и ЧИМ? Два принципа работы.

   Очень коротко об основных принципах регулирования мощности в нагрузке. Для фундаментального знакомства с описанными способами, а также прочими, достаточно открыть любой учебник электроники, имеющим соответствующий раздел. У меня нет цели рассказывать что-то на научном уровне, а хотелось бы всего лишь познакомить с принципами специалистов других профессий.
В моей практике использовались лишь два способа регулирования мощности в нагрузке - это фазоимпульсный и числоимпульсный. Фазоимпульсный способ позволяет регулировать мощность при каждой полуволне сетевого напряжения и чем-то напоминает принцип прямого ШИМ без использования огибающей. Т.е. за определённый период времени ключ успевает побыть и в открытом, и в закрытом состоянии. И чем больше отношение открытого к закрытому состоянию, тем большая мощность отдаётся в нагрузку.
   При управлении тиристором за конец полупериода принимается переход тиристора в закрытое состояние, т.е. при переходе фазы напряжения через ноль. Во время нарастания напряжения фазы можно подавать открывающий тиристор короткий импульс, тиристор откроется и открытое состояние будет сохраняться до перехода фазы через ноль.
   Достоинство данного метода - короткий импульс управления, который легко обеспечить применением фазосдвигающей цепочки из резистора и конденсатора и достаточность заряда конденсатора малой ёмкости для открывания тиристора в нужный момент времени. Для формирования импульса управления чаще всего используют динисторы или их аналоги, срабатываающие при достижении напряжения на конденсаторе определённого уровня. Это обеспечивает достаточно мощный и короткий импульс управления.
   На графике ниже показано временное соответствие импульса управления (уи) времени открывания тиристоров. Для удобства на рисунке показано пульсирующее напряжение, приведённое в одну полярность и обозначенное значками полярности: красным положительная полуволна, а синим - отрицательная. Надпись "зкр" обозначает момент запирания тиристоров при переходе фазы через ноль. Части полуволн, закрашенные синим, обозначают время открытого состояния. А на первом рисунке - пояснение обозначения полуволн графика
.
Обозначения на графике
Фазоимпульсный способ регулирования мощности
   Нетрудно заметить, что чем позднее подаётся управляющий импульс на тиристор, тем меньше времени за полупериод он открыт. Разумеется, что данный способ требует хорошей синхронизации с периодами сетевого напряжения.
   Недостаток у данного метода только один - искажение формы тока в нагрузке и, следовательно, высокий уровень помех. Частично помехи можно ослабить применением LC фильтров.

   Второй способ подходит для регулирования мощности пассивных нагрузок - тэнов, обогревателей и т.п. Способ заключается в следующем: рассчётным или опытным путём выбирается количество периодов сетевого напряжения, которое подаётся в нагрузку и количество периодов, когда ключ закрыт. На нажеприведённом рисунке я обозначил открытый ключ для одного, двух и трёх периодов сетевого напряжения. Это только сравнительно, т.к. на практике выбирают гораздо большее количество. Например, 10...100 периодов ключ открыт, а ещё 10...100 - закрыт. Количество периодов может отмеряться микросхемой-счётчиком при цифровом управлении или любым таймером при аналоговом, схемотехника самая разнообразная.
   К неоспоримым достоинствам этого способа относится минимум вносимых в сеть помех, т.к. форма сетевого напряжения остаётся практически в неизменном виде.
Числоимпульсный способ регулирования мощности

Как работают регуляторы мощности?