Регулятор температуры для тэна 2квт своими руками

Регулятор напряжения для тена от 1 до 6 кВт

Регулятор напряжения в электрических цепях, служит для изменения мощности, подаваемой в нагрузку. С помощью регулятора напряжения можно управлять скоростью вращения электродвигателей, уровнем освещенности и нагревательными приборами такие как паяльник, электрическая плитка, тэн. В радиомагазинах можно купить готовое изделие но сделать регулятор напряжения своими руками не сложно.

В процессе самогоноварения выяснилось что на газу процес нагревания браги происходит достаточно долго (около 2-х часов) и к тому же, неудобно регулировать процесс дистилляции браги, газовой плиткой. В следствии чего возникла острая необходимость в модернизации самогонного(дистиллятного) аппарата, врезкой в него электрического нагревателя. Изначально задумывалось, что тен будет ставится мощностью 3 kW но в дальнейшем передумали и уменьшили до 2500 ватт. Далее нам понадобилась регулировка напряжения для управления процессом дисциляции, её мы решили изготовить своими руками, благо схем в общем доступе полно, они простые, минимум деталей и изготовление много времени не занимает.

Схема регулятора напряжения на 220 вольт

• Рисунок 1. Схема.

Схема состоит из симистора, BTA41-800B по названию можно определить его параметры ток и напряжение. Например BTA это обозначение симистора, 41 это его ток в амперах и 800B это его напряжение. Симистор можна заменить на более слабый ток для этого нужно мощность вашего тена разделить на напряжение, например: 2 кВт разделить на напряжение в сети 220 вольт мы получим нужный нам ток 2000/220=9,1 Ампер. В этом случае мы можем использовать другой симистор BTA12-600B, но так как симистор будет работать практически на пределах своих возможностей, он будет греться и придется закрепить его на радиатор, в противном случае он может выйти из строя.

• Рисунок 2. Схема с вольтметром.

Примечание.В схеме можно применять любой симистор не менее 600B и током в зависимости применяемого нагревательного элемента. В любом случае для облегчения работы симистора его следует разместить на радиаторе охлаждения. Дополнительно можно поставить вольтметр на выход схемы, чтобы видеть изменение напряжения наглядно и на вход поставить автомат на 16-25 ампер.

Детали для схемы:

1.Симистор выбираем от нагрузки но можете как в моем случае чем больше тем лучше BTA8-600b, BTA12-600b, BTA16-600b, BTA20-600b, BTA24-600b, BTA25-600b, BTA26-600b, BTA40-600b, BTA41-600b.

2.Потенциометр можно ставить в пределах от 470 кОм до 1 мегаом (МОм). Советую ставить потенциометр на 1 МОм так как у него больше диапазон регулировки, можно регулировать фактически до нуля. В начале я собрал схему с потенциометром на 500 кОм и в дальнейшем перепаивал на 1 мОм.

3.Динистор DB3 у него нет полярности припаиваем как хотим.

4.Резистор 10 кОм.

5.Конденсатор керамический 0,1 мкФ.

Изготовление схемы

• Рисунок 3. Схема в моем исполнение.

Для изготовления схемы нам понадобится в первую очередь паяльник, припой и канифоль и радио детали которые без труда можно приобрести в любом радио-магазине. Пожалуйста, уделяйте пристальное внимание, есть риск поражения электрическим током (как и во всем электрическом).

И так, для начала берем печатную плату и на ней располагаем компактно все детали после чего спаиваем все по схеме. Останется прикрепить симистор на радиатор. Я взял радиатор из старого блока питания телевизора. И останется самое сложное найти корпус и разместить схему в нем. На собирание схемы по времени у меня ушло буквально 15 минут.

• Рисунок 4. Схема регулятора мощности в моем исполнение.

Примечание. Эта схема часто встречается в пылесосах, китайских точильных станках.

• Рисунок 5. Регулировка с пылесоса.

Как происходит процесс регулировки напряжения в дистилляторном аппарате.

На начальном этапе нагреватель включаем на полную мощность. После достижения температуры (78,8) градусов, что соответствует точки кипения этилового спирта, мощность нагревателя уменьшаем. Опытным путем меняя положения регулятора, нужно добиться того, чтобы весь выделяющийся пар конденсировался системой охлаждения. Это поможет избежать лишних потерь спирта и в то же время при правильно подобранной мощности позволит сократить время производства до возможного минимума.

Источник

Регулятор мощности 2кВт своими руками

Регулятор мощности, представленный в этой статье способен регулировать нагрузку переменного тока мощностью до 2кВт и напряжением 220В. В качестве нагрузки могут быть различные нагревательные приборы, коллекторные двигатели (электроинструмент), лампы накаливания.

Схема регулятора мощности 2кВт

Схематично регулятор выполнен на симисторе и работает по принципу фазового регулирования. Принцип работы данной схемы подробно был описан мной в статье «Регулятор мощности 1кВт своими руками».

Конденсатор 100нФ должен быть рассчитан на 400В.

На печатной плате имеется посадочное место под переменный резистор с шестью выводами, вместо него можно применить резистор с тремя выводами, оставив незадействованными три отверстия. Его сопротивление не должно быть ниже 500кОм, иначе регулировка мощности будет происходить не с нуля и в узком диапазоне.

Светодиод служит для индикации работы регулятора мощности, в том числе сигнализирует о наличии нагрузки (без нагрузки свечение отсутствует). Светодиод может не устанавливаться, но в этом случае ставится перемычка.

Рассеиваемая на резисторе R1 мощность мала, так как он работает не весь период (шунтируется открытым симистором). Поэтому смело ставим 0.25Вт.

Симистор или триак VS2 должен быть рассчитан на ток превышающий нагрузку. Если нагрузка составляет 2кВт (2000Вт), а напряжение в сети (у меня) 225В, то ток нагрузки будет равен примерно 9А. Исходя из этого, я рекомендую применить симистор BTA12-600B или BTA16-600B. В крайнем случае, можно применить BTA10-600B, но у него малый запас по току. Подойдет и серия BTB, например BTB12-600B или BTB16-600B.

Расположение выводов BTA12-600B представлено ниже.

Не рекомендую использовать симисторы BT, например BT138-600E (12А 600В), эти симисторы могут работать не стабильно в этой схеме и могут самопроизвольно открываться. Так у меня было с симистором BT137-600E. Хотя может попалась мне подделка.

Охлаждение

Как говорилось выше, регулятор мощности рассчитан на 2кВт, а это вовсе не малая мощность, поэтому от корпуса триака необходимо отводить тепло. Для этого, триак должен быть закреплен на радиатор.

Серия BTA (в отличие от BTB) должна иметь изолированный корпус (согласно технической документации), то есть фланец его корпуса должен иметь бесконечное сопротивление со всеми его тремя выводами.

Внимание! Имеются подделки, либо экземпляры, выпускаемые другими производителя у которых фланец внутренне соединен с выводом A2. На фото ниже как раз представлен такой экземпляр, я его купил на радиорынке. По фото видно, что корпус отличается от описанного в технической документации (отсутствуют скосы углов фланца).

Поэтому, перед установкой радиатора проверяем отсутствие контакта фланца симистора с его выводами. Если контакт есть или применена серия BTB (аналог BTA, но с неизолированным корпусом), то между теплоотводом и фланцем устанавливаем изоляционную прокладку, смазанную термопастой КПТ-8, а на крепежный винт устанавливаем изоляционную втулку.

Площадь теплоотвода должна быть не меньше 250-300см 2 . Данная цифра получена мной при проведенных испытаниях.

Регулятор был нагружен двумя кипятильниками по 1.2кВт и 1.3кВт, поэтому я установил ток 9А, что соответствует мощности 2кВт.

Регулятор за 20 минут работы разогрел радиатор площадью 250см 2 до температуры 46 0 C. Потом еще в течение десяти минут температура поднималась и в итоге стабилизировалась в районе 50 0 C.

Если теплоотвод установлен внутри корпуса, то его площадь должна быть существенно увеличена. Не забываем сделать в корпусе отверстия для естественной конвекции воздуха.

Для регулятора мощности можно применить радиатор охлаждения с вентилятором для персонального компьютера, но ему необходим источник питания. Такой способ охлаждения я применял для регулятора на 3кВт. При долговременной нагрузке корпус симистора был холодный.

Печатная плата

Печатная плата имеет размеры 55?50мм. Ширина дорожек, по которым протекает ток нагрузки, равняется 5мм. Дорожки необходимо залудить оловом. Силовые дорожки покрываются толстым слоем олова, а при желании вдоль них можно пропаять медную жилу, это увеличит их сечение, хотя ширины 5мм для мощности 2кВт вполне достаточно.

Учитывая нагрузку 2кВт, слабым местом регулятора мощности являются места соединения (клеммы), при ослаблении которых будет происходить нагрев. Клеммы можно убрать, а провода напрямую впаять в плату.

Печатная плата регулятора мощности 2кВт СКАЧАТЬ

Источник

Где взять недорогой регулятор напряжения для ТЭНов

За последний месяц меня двенадцать раз спросили, где я брал свой регулятор мощности для ТЭНа. Действительно, вещь эта довольно востребована и раз возникают подобные вопросы, я решил написать этот пост. Тем более мне мой обошелся всего в 1000 рублей, с хвостиком.

Необходимость в регулировании мощности нагрева появилась у меня после приобретения тарельчатой колонны. Если читали статью о моем оборудовании , то знаете, что у меня в перегонном кубе установлены два электронагревателя общей мощностью 2 кВт. Этой мощности слишком много для работы на имеющейся колонне, не говоря уже о ее некоторых режимах.

Итак, начал я искать регулятор напряжения. Самый бюджетный вариант, который я нашел стоил в районе 3000 рублей. Дороговато.

На помощь вновь пришли китайцы. Вот такой бюджетный регулятор на 220 вольт я нашел на алиэкспресс:

При стоимости в 880 рублей он рассчитан на целых 10 кВт.

Осталось только уместить его в корпус и подвести провод и розетку.

Корпус обошелся в 100 рублей (КМПн 2/4 фирмы IEK), к нему розетка на 16 ампер (60 р), провод ПВСн 3×2,5 по 80 рублей за метр и вилка на 16 ампер (40 р).

В конечном итоге все выглядит вот так:

А вот регулятор в работе:

На экране цифра в процентах от номинального напряжения. Шаг равен 1 проценту. Очень удобно. Прошел уже более 10 перегонок. Никаких проблем не обнаружил.

Другие полезные товары с Алиэкспресс можно посмотреть в этой статье

Источник

Регулятор мощности для ТЭН не создающий помех

В интернете есть множество примитивных схем симисторных регуляторов мощности. Собранные по этим схемам регуляторы заполонили рынок, включая всем известный Aliexpress. Схемы очень простые и имеют минимум компонентов, не требуют настройки, поэтому заслужили огромную популярность среди потребителей. Но, они все имеют один недостаток, а именно большие помехи, которые излучает регулятор мощности при изменении угла фазы открытия симистора. Помимо помех нагруженное устройство, особенно электродвигатели, нагреваются и создают значительное гудение.

Представленный в этой статье регулятор мощности для ТЭН не создает помех и может регулировать мощность до 3кВт. Незначительное изменение номиналов (читать ниже) даст возможность регулировать обороты синхронного или асинхронного двигателей без значительного их нагрева, как например, при использовании примитивного симисторного регулятора.

Схема регулятора мощности для ТЭН не создающего помех

Принцип регулирования основан на интервальном открытии и закрытии симистора в момент прохождения синусоиды через ноль. Грубо говоря, одну секунду симистор открывается, а потом секунду он закрыт. Эти интервалы вырабатывает генератор, и они настраиваются переменным резистором.

Теперь подробнее. Диодный мост VD1-VD4 выпрямляет напряжение переменного тока

220В. Далее с помощью балластного конденсатора C1 и стабилитрона VD5 напряжение понижается и стабилизируется на уровне +12В. Пульсации сглаживаются емкостью C2. Напряжение +12В будет питать схему управления симистором VS1.

Схема управления симистором состоит из двух основных узлов. Первый — это генератор импульсов, построенный на таймере DA1, а второй узел — это гальваническая развязка на оптопаре U1.

Генератор имеет практически постоянную частоту (около 1Гц) с изменяемой шириной импульса.

При спаде импульса на выходе таймера DA1 (вывод 3), его 7 вывод внутренне (через встроенный транзистор) соединяется с общим проводом (GND) и через светодиод U1, резистор R4 и светодиод HL1 протекает ток около 10мА. Внутренний светодиод U1 засвечивается и оптосимистор U1 открывается, подавая управляющий ток в вывод G симистора VS1. Открытие оптосимистора происходит только при прохождении синуса через ноль, так как MOC3063 имеет такую схему контроля. Это и исключает помехи данного регулятора. Открывшийся симистор VS1 пропускает через себя ток нагрузки ТЭН.

Далее по фронту импульса на 3 выводе таймера DA1 вывод 7 отключается от общего провода и оптопара U1 закрывается, вслед за ней закрывается симистор, отключая ТЭН. И далее все по циклу повторяется, пока таймер генерирует импульсы.

Ширина импульса зависит от скорости заряда и разряда конденсатора C3. Чем дольше происходит заряд и быстрее происходит разряд, тем уже импульс и наоборот. Регулируется это переменным резистором R2. Заряд емкости C3 выполняется с выхода таймера (вывод 3) через цепь R3VD6R2, а разряд происходит через R2 и VD7.

На графике выходное напряжение регулятора мощности будет выглядеть пачками целых, необрезанных периодов (полупериодов).

Параллельно силовым терминалам симистора VS1 подключена помехоподавляющая цепь R7С5, ее можно и не устанавливать.

По интервалам засвечивания HL1 можно судить об уровне ограничения мощности ТЭН.

Компоненты

Резисторы R1 и R7 мощностью 1Вт. Остальные 0.25Вт.

Емкости C1 и С5 пленочные на 400В. Конденсатор C4 керамический на 63В.

Для увеличения частоты генератора (для работы с электродвигателями) можно уменьшить емкость конденсатора C1, например до 1мкФ.

MOC3063 меняется на MOC3043 или MOC3083. Можно пробовать установить MOC3061 или MOC3062 но для их открытия нужен больший ток, а значит нужно уменьшать номинал R4, что может повлечь за собой необходимость увеличения емкости балластного конденсатора C1.

Стабилитрон с малым минимальным током открытия BZX55C10, BZX55C11 или BZX55C12. Подойдет и отечественный стабилитрон Д814В(Г,Д). Не подойдут стабилитроны 1n474*, либо опять же придется увеличивать емкость балластного конденсатора C1.

Симистор VS1 выбирается исходя из тока нагрузки, и берется минимальный запас по току не менее 30%. Для регулятора мощности ТЭН 3кВт я применил симистор BTA20-600B (рассчитанный на 20А). Рекомендую применять серию BTA с изолированным корпусом. Корпус симистора этой серии имеет металлический фланец, но он не соединен с его выводами. Подойдут, например BTA12-600B или BTA16-600B. Работать будет и серия BT, например, по этой схеме на симисторе BT137-600D я собирал регулятор температуры паяльника.

Для более надежной работы рекомендуется использовать светодиод красного цвета в качестве компонента HL1. У красного цвета наименьшее падение напряжения, это важно для этой схемы.

Охлаждение

Площадь теплоотвода будет зависеть от мощности ТЭН. Для 1кВт минимальная площадь приблизительно составит 150см 2 , для 2кВт – 300см 2 , для 3кВт – 450см 2 .

Не забываем про термопасту между симистором и радиатором. Также не забываем установить изоляционную прокладку и втулку, если корпус симистора неизолированный.

При использовании регулятора с ТЭН мощнее 1.5кВт я рекомендую пропаять медную жилу вдоль силовых дорожек печатной платы и демонтировать с нее винтовые клеммы, заменив их пайкой. Это исключит слабые места регулятора.

При эксплуатации на большой мощности (более 1.5кВт) установите автоматический выключатель, так как стеклянные предохранители очень сильно раскаляются, особенно в местах соприкосновения с держателем.

Испытание

При испытаниях регулятора мощности действительно симистор открывался при прохождении синуса через ноль, что очень порадовало отсутствием мерцания рядом включенного светильника, как при использовании примитивных схем. Для убеждения я через понижающий трансформатор взглянул осциллографом на форму выходного напряжения, синусоида была с целыми периодами без отсечения.

Первое включение было с подключенной на выход лампой накаливания, при этом радиатор можно не ставить, если лампа слабее 80Вт.

Далее регулятор был нагружен ТЭН мощностью 1.3кВт, полет нормальный.

Печатная плата регулятора ТЭН не создающего помех СКАЧАТЬ

Источник