Недавно «по производственной необходимости», искал схему самодельного регулятора мощности, и делал само устройство. Результатом остался вполне доволен, и дальше расскажу о том, как своими руками сделать регулятор мощности.
Немного про симисторный регулятор мощности способы его применения
Симисторные регуляторы мощности, которые теперь следует называть диммеры, наш заполонили радиорынок.
Сегодня подобные устройства можно встретить даже в отделах по продаже дистилляторов, ведь диммеры иногда используют для регулировки температуры нагрева материала в перегонных аппаратах.
Также эти регуляторы мощности используются в электронагревателях водяных баков, инкубаторах, вулканизаторах для заклеивания автомобильных камер, в инструментах – паяльниках для плавной регулировки нагрева, в дрелях и болгарках для контролирования скорости вращения, в простых лампах накаливания для регулировки яркости и даже в самогонных аппаратах.
Если вкратце, то способов применения у регуляторов мощности огромное количество, диммеры весьма полезны в хозяйственной и технической деятельностях и являются необходимыми устройствами для каждой мастерской.
От чего зависит его мощность
Дальше будет про нюансы, коих всего три, и от которых может зависеть мощность диммера как заводского, так и самодельного.
Первый нюанс – запас мощности симистора.
Он должен быть около 30% для качественной работы, при этом разница в их цене будет незначительной.
Для примера можно взять стандартную ситуацию – вы заказываете симистор у продавца, он же в свою очередь будет утверждать, что его мощность достигает 4 кВт.
При этом он будет использовать различные уловки, например, сфотографирует близко для обмана зрения и теплоотвод будет казаться больше, чем он есть на самом деле.
Конечно, если включить такой диммер на полминуты, то он может и выдержит.
Однако обычно к нему подключают лампы накаливания или ТЭН, которые работают часами при такой мощности.
Такие регуляторы не выдержат, они даже на 3кВт будут максимально греться, а после просто перегорят.
Вы должны понимать, что такое 40 кВт, а также то, что регулятору придётся пропускать через себя 18 ампер и то, какое сечение должно быть у проводов для того, чтобы пропускать такой ток.
Второй нюанс был немного задет в прошлом абзаце, но всё же – сечение проводов и дороже печатной платы.
Чем сечение проводов и дорожек шире и толще – тем лучше, при этом чем сами эти дорожки и провода короче – тем также лучше.
При их пайке обязательно нужно их лудить оловом или паять вдоль дорожек медную жилку.
Дополнительно, если вы работаете с устройством на 3 000 Вт или более, то лучше отказаться от различных клемм для зажима и всяких разъёмов.
Ведь эти места становятся уязвимыми зонами – если контакт немного ослабнет, то происходит их нагревание, а после обгорание проводов, что, естественно, нежелательно.
Третий нюанс в теплоотводе.
Если теплоотвод для вашего собственноручно изготовленного диммера недостаточно большой площади, то через долговременное использование всё устройство будет крайне сильно греться (температура может доходить 90 градусов цельсия и выше), это будет настоящая печь.
Поэтому советую использовать в качестве теплоотвода радиатор от компьютера с кулером.
Подобные замены теплоотводу, даже небольшие, покажут хороший результат при долговременной работе на мощности 4 000 Вт, в то время как китайские радиаторы в теплоотводах позволят не выйти из строя устройству в ближайшие минуты после запуска на такой мощности.
Дополнительно немного расскажу о стеклянных предохранителях.
Коротко о главном! Не советую.
Вывел как-то держатель предохранителя с колпачком на заднюю панель, предохранитель поставил на 15 ампер, нагрузка была около 3 кВт.
В результате весь узел так сильно грелся, что рукой не прикоснуться.
Поэтому лучше ставить вместо стеклянных предохранителей автоматические выключатели (если нагрузка 3 000 Вт, то выключатель на 16 ампер).
Схема регулятора мощности
Основным элементом регулировки является симистор BTA06-600, который же и триак.
Вы же можете его заменить на почти любой симистор из серии BTA, к примеру BTA12-60, BTA24-600 и другие.
При этом можно не проводить пересчёт номиналов элементов.
Покупая симистор, учитывайте то, что первые цифры – максимальный ток, который он пропускает в открытом состоянии.
Вторая же группа цифр – максимальное обратное напряжение данного симистора.
Вот, например, возьмём триак BTA06-600 – получается, что его ток 6 ампер, а напряжение 600 В.
Его хватит для регулировки устройства, нагрузка которого будет мощностью 800 Вт.
Также советую брать запас по току при выборе симистора – изменения в цене будут незначительны, однако надёжность конструкции повыситься.
Мощность резистора R1 должна быть 0,25 Вт для того, чтобы даже при использовании регулятора на 3000 Вт резистор будет холодным.
К переменному резистору нет особых требований, так что можете брать любой, что вам приглянулся.
Конденсатор C1 же должен быть пленочным и с напряжением 400 В.
Предохранитель следует выбрать в зависимости от тока нагрузки.
Светодиод можно не устанавливать в схему, но тогда вместо диода VD1 придётся установить перемычку.
Предохранитель F1 можно установить на отдельной колодке или же на самом проводе, при этом выведя колпачок его корпуса на заднюю панель устройства.
Работа схемы
Во время подключения симистор VD4 закрыт, а ток протекает через предохранитель F1 и резисторы R1, R2, при этом заряжается конденсатор C1.
Как только напряжение на конденсаторе C1 поднимается до 32 В открывается динистор VD3, через который пойдёт ток, открывая при этом симистор VD4.
Симистор будет пропускать через себя ток нагрузки и закроется, как только синусоида пройдёт нулевой потенциал.
После чего весь цикл повторяется.
Меры безопасности
Весь процесс сборки самодельного регулятора мощности должен происходить строго по схеме и инструкции при соблюдении правил безопасности.
Диммер работает при высоком напряжении в 220 вольт, в целях безопасности не касайтесь устройства инструментом, а тем более голыми руками.
Однако знайте, что от фланца и, соответственно, симистор током не бьёт – проверено на личном опыте.
Работоспособность диммера следует проверять на лампах накаливания мощностью от 60 до 80 Вт.
Подключать энергосберегающие, светодиодные или другие лампы, в которых включены пусковые устройства и импульсные преобразователи не рекомендуется.
Немного про охлаждение
Для охлаждения необходим, как ни странно, радиатор охлаждения.
Его следует при крепить к фланцу регулирующего элемента, при этом нанести между ними слой теплопроводной пасты.
Подобрать площадь поверхности радиатора необходимо путём проб и ошибок.
По опыту должен сказать, что если ваш самодельный диммер будет установлен на паяльник, лампу накаливания или другой предмет мощностью до 80 Вт, то можно будет обойтись без радиатора.
Если же регулятор будет использоваться в устройстве мощность регулируемой нагрузки которого достигает 1000 Вт, то потребуется радиатор с площадью 200 сантиметров квадратных, такой радиатор при длительной работе (5 часов) у меня нагревался до 90 градусов цельсия.
Ну и для длительных работ с нагрузкой мощностью 3 кВт я брал такой же радиатор, при этом установил дополнительно вентилятор-кулер из компьютера для охлаждения процессора, питание которому обеспечивалось от миниатюрного выпрямителя. При этом всём температура радиатора была комнатной.
Рекомендую следующее видео, в котором автор самостоятельно изготавливает регулятор мощности своими руками:
Как итог...
Сделать самодельный регулятор мощности для ТЭНа мощностью 3 кВт не трудно. Вы можете самостоятельно в этом убедиться, имея при этом базовый набор технических навыков и умений, а также комплектующих конструкции. Используйте схему, что находится выше, для изготовления столь полезного приспособления, которое можно применить во множестве устройств, например, электронагревателях, инкубаторах, вулканизаторах, паяльниках, дрелях, болгарках, просто в лампах накаливания и много где ещё.
Напишите в комментариях, как вы считаете какой регулятор более качественный и надёжный – самодельный или же фабричный?
Спасибо за комментарий! В предложенной схеме используется конденсатор C1 емкостью 200 мкФ на 10 В. Но его задача не в управлении симистором, а в формировании управляющего напряжения для транзистора VT1 (КТ847), который влияет на срабатывание выпрямителя и общего режима работы всей цепи.
Если просто убрать C1, схема перестает стабильно работать, будут искажения в управляющем сигнале, возможна нестабильность или пульсации на выходе. Поэтому говорить, что без него будет лучше – технически некорректно. Все зависит от того, какую схему вы имели в виду. Тут принципиально не симисторная, а транзисторно-выпрямительная структура с управляющей обвязкой.
Если у вас есть собственная версия схемы, в которой C1 можно исключить, пришлите, будет интересно сравнить!