التحكم في الطور Triac باستخدام PWM Time Proportional

التحكم في الطور Triac باستخدام PWM Time Proportional

يمكن أن يكون التحكم في طور التيرستورات باستخدام دائرة PWM مفيدًا فقط إذا تم تنفيذه باستخدام تنسيق متناسب مع الوقت ، وإلا فقد تكون الاستجابة عشوائية وغير فعالة.



في عدد قليل من مقالاتي السابقة كما هو موضح أدناه:

دائرة منظم مروحة يتم التحكم فيها عن بعد بسيطة





منظم مروحة يعمل بالضغط مع دائرة عرض

دائرة باهتة لمصابيح LED



لقد ناقشت فيما يتعلق باستخدام PWM لبدء دائرة التحكم في الطور الثلاثي ، ولكن نظرًا لأن التصميمات لم تتضمن تقنية تتناسب مع الوقت ، فقد تكون الاستجابة من هذه الدوائر غير منتظمة وغير فعالة.

نتعلم في هذه المقالة كيفية تصحيح الأمر نفسه باستخدام نظرية التناسب الزمني بحيث يتم التنفيذ بطريقة محسوبة جيدًا وبكفاءة عالية.

ما هو التحكم في الطور النسبي الزمني باستخدام Triacs أو Thyristors؟

إنه نظام يتم فيه تشغيل التيرستورات بأطوال محسوبة لنبضات PWM مما يسمح للتيرستورات بالتوصيل بشكل متقطع لأطوال محددة من ترددات التيار الرئيسي 50/60 هرتز ، على النحو الذي تحدده مواضع نبض PWM والفترات الزمنية.

يحدد متوسط ​​فترة التوصيل للتيرستورات لاحقًا متوسط ​​الإنتاج الذي يمكن أن يتم تشغيل الحمل فيه أو التحكم فيه ، والذي ينفذ التحكم في الحمل المطلوب.

على سبيل المثال ، كما نعلم أن مرحلة التيار الكهربائي تتكون من 50 دورة في الثانية ، لذلك إذا تم تشغيل التيرستورات بشكل متقطع لمدة 25 مرة بمعدل دورة واحدة ON وفترات دورة واحدة ، فمن المتوقع أن يتم التحكم فيها بقوة 50٪. وبالمثل ، يمكن تنفيذ التناسبات الزمنية الأخرى ON OFF لتوليد كميات مقابلة من مدخلات طاقة أعلى أو أقل للحمل.

يتم تنفيذ التحكم في الطور المتناسب مع الوقت باستخدام وضعين ، الوضع المتزامن والوضع غير المتزامن ، حيث يشير الوضع المتزامن إلى تبديل التيرستورات عند تقاطعات صفرية فقط ، بينما في الوضع غير المتزامن ، لا يتم تبديل التيرستورات على وجه التحديد عند تقاطعات صفرية ، بل فوري في أي مواقع عشوائية ، في دورات الطور ذات الصلة.

في الوضع غير المتزامن ، قد تؤدي العملية إلى مستويات كبيرة من التردد الراديوي ، في حين قد يتم تقليل هذا أو عدم وجوده بشكل كبير في الوضع المتزامن بسبب التبديل الصفري للتيرستورات.

بمعنى آخر ، إذا لم يتم تشغيل التيرستورات على وجه التحديد عند تقاطعات صفرية ، بدلاً من أي قيمة ذروة عشوائية ، فقد يؤدي ذلك إلى حدوث ضوضاء RF في الغلاف الجوي ، لذلك يُنصح دائمًا باستخدام صفر معابر التبديل بحيث يمكن التخلص من ضوضاء التردد اللاسلكي خلال عمليات التيرستورات.

كيف تعمل

يوضح الرسم التوضيحي التالي كيف يمكن تنفيذ التحكم في الطور النسبي الزمني باستخدام PWMs الموقوتة:

التحكم في الطور Triac باستخدام PWM Time Proportional

1) يُظهر الشكل الموجي الأول في الشكل أعلاه إشارة طور تيار متردد عادية 50 هرتز تتكون من ذروة جيبية مرتفعة وهبوطية 330 فولت ، ونبضات موجبة وسالبة ، فيما يتعلق بخط الصفر المركزي. يُطلق على خط الصفر المركزي هذا خط عبور الصفر لإشارات طور التيار المتردد.

يمكن توقع أن يقوم التيرستورات بإجراء الإشارة المعروضة بشكل مستمر إذا كان مشغل البوابة DC مستمرًا دون انقطاع.

2) يوضح الشكل الثاني كيف يمكن إجبار التيرستورات على إجراء فقط خلال نصف دورات موجبة استجابةً لمحفزات بوابته (PWM الموضح باللون الأحمر) عند كل تقاطعات صفرية موجبة بديلة لدورات الطور ، وهذا ينتج عنه تحكم في الطور بنسبة 50٪ .

3) يوضح الشكل الثالث استجابة متطابقة حيث يتم توقيت النبضات للإنتاج بالتناوب عند كل عبور صفري سالب لمرحلة التيار المتردد ، مما ينتج عنه أيضًا تحكم في الطور بنسبة 50٪ للتيرستورات والحمل.

ومع ذلك ، يمكن أن يكون إنتاج مثل هذه PWM الموقوتة في عقد مختلفة محسوبة معبرًا صعبًا ومعقدًا ، وبالتالي فإن الطريقة السهلة للحصول على أي نسبة مرغوبة من التحكم في الطور هي استخدام قطارات نبض موقوتة كما هو موضح في الشكل الرابع أعلاه.

4) في هذا الشكل ، يمكن رؤية رشقات نارية من 4 PWMs بعد كل دورة طور بديلة مما يؤدي إلى انخفاض بنسبة 30 ٪ تقريبًا في عملية التيرستورات ونفس الشيء بالنسبة للحمل المتصل.

قد يكون من المثير للاهتمام أن نلاحظ هنا أن النبضات الوسطى من النبضات غير مجدية أو غير فعالة لأنه بعد النبضة الأولى يتم غلق التيرستورات ، وبالتالي فإن النبضات الثلاثة الوسطى ليس لها أي تأثير على التيرستورات ، ويستمر التيرستورات في إجراء حتى الصفر التالي العبور حيث يتم تشغيله بواسطة النبضة الخامسة (الأخيرة) اللاحقة ، مما يتيح التيرستورات للتثبيت في الدورة السلبية التالية. بعد ذلك بمجرد الوصول إلى المعبر الصفري التالي ، فإن عدم وجود أي PWM إضافي يمنع التيرستورات من التوصيل ويتم قطعه ، حتى النبضة التالية عند التقاطع الصفري التالي الذي يكرر ببساطة عملية التيرستورات وعمليات التحكم في الطور .

وبهذه الطريقة ، يمكن إنشاء قطارات نبضات PWM الأخرى المتناسبة مع الوقت لبوابة التيرستورات بحيث يمكن تنفيذ تدابير مختلفة للتحكم في الطور حسب التفضيل.

في إحدى مقالاتنا التالية ، سنتعرف على الدائرة العملية لتحقيق التحكم في الطور الثلاثي الذي تمت مناقشته أعلاه باستخدام دائرة PWM المتناسبة مع الوقت




السابق: دائرة قارئ RFID باستخدام Arduino التالي: دائرة قفل أمان RFID - رمز البرنامج الكامل وتفاصيل الاختبار