Reklama
Reklama
 
 
 
Regulatory tyrystorowe. Bezstopniowa, płynna regulacja prędkości obrotowej silników wentylatorów jednobiegowych sterowanych napięciowo.
Ocena użytkowników: / 5
SłabyŚwietny 
Data dodania: 29.08.2010
W kolejnej części z cyklu artykułów na temat regulacji prędkości obrotowej wentylatorów omówiona została zasada działania regulatorów tyrystorowych. Przedstawione zostały reguły ich doboru w sterowaniu indywidualnym i grupowym, wady i zalety omawianych urządzeń oraz ich zastosowanie.

Regulacja obrotów silnika polega na wymuszonej zmianie jego prędkości obrotowej, niezależnie od naturalnej zmiany tej prędkości w funkcji momentu obciążenia. Wymagania stawiane silnikowi elektrycznemu przy regulacji prędkości obrotowej dotyczą:
  • zakresu regulacji,
  • ciągłości regulacji,
  • ekonomiki regulacji.

Zakres regulacji

Regulatory tyrystorowe przeznaczone są do elektronicznej, bezstopniowej (płynnej) regulacji prędkości obrotowej silników wentylatorów jednobiegowych (o stałej liczbie biegunów magnetycznych) sterowanych napięciowo. Regulację tę osiąga się poprzez obniżanie napięcia zasilającego metodą cięcia fazy przy pomocy triaków, należących do rodziny tyrystorów.

Triak jest elementem półprzewodnikowym. Pod względem funkcjonalnym stanowi odpowiednik przeciwsobnego połączenia równoległego dwóch tyrystorów.

Jako element o strukturze n-p-n-p-n wyposażony jest w 3 elektrody: dwie anody A oraz bramkę G (gate). W obszarze typu n (negative) nośnikami większościowymi są elektrony o ładunku elektrycznym ujemnym. Analogicznie w obszarze typu p (positive) nośnikami większościowymi są dziury o ładunku elektrycznym dodatnim.

W stanie równowagi termodynamicznej tj. bez oddziaływania zewnętrznego pola elektrycznego, w obszarze styku struktur p i n swobodne nośniki większościowe przemieszczają się (dyfundują), co spowodowane jest różnicą ich koncentracji. Gdy elektrony przemieszczą się do obszaru typu p, natomiast dziury do obszaru typu n (stając się wówczas nośnikami mniejszościowymi) dochodzi do rekombinacji koszelektronu z dziurą, w wyniku czego następuje redukcja nośników swobodnych po obu stronach złącza oraz pojawienie się nieruchomych jonów: ujemnych akceptorów i dodatnich donorów. Jony te wytwarzają pole elektryczne, które zapobiega dalszej dyfuzji nośników. Warstwa w pobliżu złącza, praktycznie nie posiadająca swobodnych nośników, nazywana jest warstwą zubożoną lub zaporową.

Jeśli do złącza zostanie przyłożone napięcie zewnętrzne, wówczas równowaga zostanie zaburzona. W zależności od biegunowości napięcia zewnętrznego rozróżnia się dwa rodzaje polaryzacji złącza:
  • w kierunku przewodzenia (dodatni biegun napięcia jest dołączany do obszaru p),
  • w kierunku zaporowym (dodatni biegun napięcia jest dołączany do obszaru n).

Rys. 1. Triak a) uproszczona struktura blokowa, b) symbol


Bez względu na rodzaj polaryzacji dla większości złącz można przyjąć, że całe napięcie zewnętrzne odkłada się w obszarze zubożonym. Załączenie bramki w triakach, w przeciwieństwie do podstawowych tyrystorów następuje niezależnie od polaryzacji. Z tego względu wyróżniamy 4 stany pracy triaka:
  • Stan I+: Elektroda A2 ma potencjał dodatni względem A1, elektroda B sterowana jest impulsami dodatnimi,
  • Stan I-: Elektroda A2 ma potencjał dodatni względem A1, elektroda B sterowana jest impulsami ujemnymi,
  • Stan III+: Elektroda A2 ma potencjał ujemny względem A1, sterowanie impulsami dodatnimi,
  • Stan III-: Elektroda A2 ma potencjał ujemny względem A1, sterowanie impulsami ujemnymi.

Numery stanów odpowiadają numerom ćwiartek na wykresie charakterystyki prądowo- napięciowej. Optymalne warunki sterowania uzyskuje się dla stanów I+ i III-, tzn. przy sterowaniu impulsami o zmiennej polaryzacji, przy czym dodatni impuls bramkowy pojawia się przy dodatnim napięciu na elektrodzie A2.

Wykorzystując pracę triaków w obu kierunkach polaryzacji, stworzono regulatory bezstopniowe pozwalające na dowolne ustawienie punktu pracy wentylatora.

Należy jednak pamiętać, że niektóre wentylatory wymagają minimalnego sprężu (przeciwciśnienia) dla poprawności pracy. Praca w obszarze nie zalecanym spowoduje przeciążenie silnika wentylatora i w efekcie jego przegrzewanie się. Dodatkowym efektem jest hałaśliwa praca jednostek.

Wykonanie obudowy regulatora występuje przeważnie w wersji podtynkowej i natynkowej. Do obsługi regulatora służy bezstopniowe pokrętło. Wewnątrz urządzenia znajduje się śruba regulacyjna do nastawienia minimalnej prędkości obrotowej wentylatora.

Wszystkie regulatory tyrystorowe mogą powodować hałas silnika przy niskiej prędkości obrotowej. Nie zaleca się zatem obniżania prędkości obrotowej poniżej 50% wartości nominalnej lub 80V. Dodatkowo bardzo ważne jest, aby napięcie minimalne na wyjściu z regulatora nie było mniejsze niż napięcie minimalne wymagane przez silnik – zbyt niskie prowadzi do uszkodzenia silnika. Obniżanie napięcia metodą cięcia fazy powoduje podwyższenie hałasu wentylatora, tzw. przydźwięk sieciowy. Zjawisko to nie ma miejsca przy stosowaniu regulatorów transformatorowych.

Zasada doboru (...)

Sterowanie grupowe (...)

Wady i zalety (...)
 

POLECAMY WYDANIA SPECJALNE

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2021

  • Pompy ciepła 2020-2021

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2020

  • Pompy ciepła 2019-2020

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2019

  • Pompy ciepła 2018

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2017

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2018

  • Pompy ciepła 2015

  • Pompy ciepła 2016

Katalog firm chłodnictwo, klimatyzacja, wentylacja

CHŁODNICTWO: Agregaty (chillery) chłodzone powietrzem, Agregaty (chillery) chłodzone wodą, Agregaty absorpcyjne, Agregaty skraplające, Aparatura kontrolno-pomiarowa, Chłodnice, Chłodnictwo w transporcie, Chłodziwa i nośniki ciepła, Czynniki chłodnicze, Dry-coolery, Drzwi chłodnicze (okucia, akcesoria), Elementy rozprężające, Filtry - osuszacze czynnika chłodniczego, Komory chłodnicze i zamrażalnicze, Kontenery chłodnicze, Maszyny do produkcji lodu (płatkarki, kostkarki), Materiały termoizolacyjne, Meble chłodnicze i zamrażalnicze, Monobloki chłodnicze, Odolejacze, separtory, Oleje sprężarkowe, Płyty warstwowe, Pompy cyrkulacyjne, Silniki, Siłowniki, Sprężarki chłodnicze, Tunele mroźnicze (kriogeniczne), Układy i aparatura regulacyjna, zabezpieczająca i nadzorująca, Urządzenia rozmrażające, Wieże chłodnicze, Wyłączniki i przekaźniki czasowe, Wymienniki ciepła (parowacze, skraplacze), Wymienniki płytowe, Zasobniki chłodu, Zawory, Zespoły spręzarkowe, Pozostałe akcesoria, Projektowanie, badania, doradztwo techniczne, certyfikacja.

KLIMATYZACJA i WENTYLACJA: Aparatura kontrolno-pomiarowa, Aparaty grzewczo-wentylacyjne, Centrale klimatyzacyjne monoblokowe, Centrale klimatyzacyjne rooftop, Centrale klimatyzacyjne sekcyjne, Chłodnice/nagrzewnice kanałowe, Czerpnie i wyrzutnie, Filtry powietrza, Kanały wentylacyjne, Klapy ppoż. (oddymiające, odcinające), Klimakonwektory, Klimatyzacja samochodowa, Klimatyzatory kompaktowe (przenośne, okienne), Klimatyzatory split, Klimatytory multi splity, Kolektory słoneczne, Kratki, nawiewniki, dysze, Kurtyny powietrzne, Materiały termoizolacyjne, Nasady kominowe, wywietrzniki, Nawilżacze (parowe, zraszające, ultradźwiękowe, komory zraszania), Oczyszczacze powietrza, Odciągi miejscowe, Okapy kuchenne, Osuszacze powietrza, Pompy ciepła, Pompy cyrkulacyjne, Przepustnice, Rekuperatory i regeneratory do odzysku ciepła, Siłowniki, Stropy, belki chłodząco-grzejące, Systemy Super Multi, Szafy klimatyzacji precyzyjnej, Tłumiki hałasu, Układy i aparatura regulacyjna, zabezpieczająca i nadzorująca, Wentylatory dachowe, Wentylatory oddymiające, przeciwwybuchowe, chemoodporne, Wentylatory osiowe, Wentylatory promieniowe, Wentylatory strumieniowe (oddymiające), Wymienniki gruntowe, Pozostałe akcesoria, Projektowanie, badania, doradztwo techniczne, certyfikacja.

MATERIAŁY, NARZĘDZIA, PRZYRZĄDY, AKCESORIA: Izolacje akustyczne, termiczne, Materiały i przyrządy lutownicze i spawalnicze, Materiały uszczelniające, Narzędzia, Rury, kształtki, akcesoria, Urzadzenia i środki czyszczące, Urządzenia do inspekcji i czyszczenia systemów wentylacyjno-klimatyzacyjnych, Urządzenia do usuwania i napełniania instalacji chłodniczych; recyklingu czynników chłodniczych, Wibroizolacje, Zamocowania i tłumiki drgań.

INNE: Zrzeszenia i organizacje, Oprogramowanie komputerowe, Portale internetowe, Targi, wystawy, szkolenia.