Трехфазный регулятор мощности

Среди публикаций, посвященных регуляторам мощности, вариантов для однофазного напряжения встречается немало.
Сложнее обстоит дело с трехфазными схемами. В самом деле, если взять, к примеру, простейший «диммер», то сразу встанет вопрос: а как этот подход применить к управлению трехфазной нагрузкой? Если сдвоенный потенциометр еще можно где-то приобрести, то о каком-то «тройном» уже говорить не приходиться. За отправную точку предлагаемой простой схемы была взята авторская публикация [ 1]. Путем несложной модификации из неё можно получить схему на рис 1.

Рис1

Возможно представить и сферы применения данной схемы. Это плавильные электропечи, бойлеры, варочные и водогрейные котлы, различные технологические емкости для плавления вязких веществ и веществ с низкой теплопроводностью. Особенно удобно применение подобных регуляторов там, где нецелесообразно, а то и вовсе невозможно установить температурный датчик для температурного регулирования с обратной связью по температуре. В частности, рассматриваемый вариант схемы трехфазного регулятора мощности был изготовлен для плавильной печи с возможностью раздельного регулирования нагревом трех технологических зон.

При нажатии на кнопку с фиксацией SW1 регулирование осуществляется раздельно по каждой фазе потенциометрами R1, R5 и R6 . Ориентироваться по настройке помогают светодиоды , продолжительность загорания которых, в течение ШИМ периода (который для данной схемы составляет примерно 1 сек) интуитивно понятна оператору и говорит об уровне прилагаемой к нагревателю данной фазы мощности.

При отжатии данной кнопки – регулирование совместное, от общего потенциометра R1. Касательно нейтрального провода N необходимо отметить, что ввиду несимметричности нагрузки этот провод, при соединении нагревателей в «звезду», будет пропускать уравнивающий ток, который сопоставим с максимальным значением тока фазы, поэтому сечение нейтрального провода должно быть выбрано равным сечению фазного провода.

Каждая фаза коммутируется парой параллельных симисторов с целью увеличения нагрузочной способности схемы. Требуемый максимальный ток каждой из фаз составлял около 20А. Автор намеренно изобразил индивидуальную подводку проводом к выходному клемнику от каждого симистора. Это сделано для того, чтобы подчеркнуть, что при параллельном соединении двух силовых полупроводниковых приборов вообще (и симисторов в частности) возникает необходимость в балансировочных сопротивлениях последовательно каждому из этих симисторов. Роль этих выравнивающих резисторов, очевидно, играют провода идентичной длины и материала, имеющие поэтому, идентичное омическое сопротивление. С этой же целью и длина этих проводов выбрана не менее 1м. Каждая пара параллельных симисторов управляется от общей оптопары типа MOC3083.
Фотография рабочего макета регулятора мощности изображена на фото 1.

При монтаже симисторов необходимо использование теплопроводящей пасты типа КПТ8 под каждый прибор. С целью более эффективного отвода тепла каждым симистором каждой пары их удаляют как можно дальше друг от друга при установке на радиатор. Если подложка симистора не изолирована, необходимо предпринять меры по электроизоляции анодов с помощью слюды или подобных общепринятых изолирующих прокладок. Миниатюрный трансформатор от зарубежного адаптера обеспечивает напряжение +9В для питания схемы управления. Поскольку такие трансформаторы оборудуются, как правило,  термопредохранителем с самовосстановлением, который устанавливается сверху первичной обмотки, включать в схему какой-либо дополнительный электронный стабилизатор с защитой от к.з. показалось излишним.

Литература:

1.  Симисторный регулятор мощности, Дунаев К. "Радиомир" , 2002, №2, стр.21