TRIAC通用電動機速度控制電路設計基礎知識

出處：維庫電子市場網發(fā)布于：2025-03-26 16:11:00 | 414 次閱讀

　　兩個獨立SCR不出現的TRIAC的問題是可能的換向失敗。通過電感載荷，電流將落后于施加的線電壓，因此線電壓越過零的一個通過TRIAC的導電路徑之一仍將攜帶電流。該負載電流與設備的寄生電容結合使用，即使沒有施加的柵極電壓，也可以通過其他SCR路徑來創(chuàng)建假門信號并通過其他SCR路徑觸發(fā)設備。給定的TRIAC將在給定的通勤電流（DI/DT）的給定變化率的情況下，將限制在狀態(tài)電壓（DV/DT）的最大上升速率上。如果應用程序的DV/DT超過了TRIAC極限，則需要有效地限制設備看到的DV/DT。通常，TRIAC的最大DV/DT每微秒至少為數十伏，因此，在60 Hz的120 V正弦波形中，在60 Hz的偽觸發(fā)下，并不是正常運行中的問題。
　　所選的TRIAC是BTA216，該BTA216的額定值為600 V峰值電壓，最大連續(xù)電流為16 A，峰值電流功能為140 A，可舒適地處理電動機的電感載荷開關。連續(xù)電流的16 a將允許設備為可以連接到標準120 V的任何負載供電15 A電路。臨界上升速率至少指定為30 v/μs，因此不需要冷靜電路。 BTA216的觸發(fā)電壓指定為1.5V?！　∫恍┬⌒盘栻寗?a href="http://m.58mhw.cn" target="_blank">電子設備，主要由比較器和模擬計時器組成，它控制著正弦波形中的開關點，用于門控TRIAC，這確定了AC波的“切碎”，從而改變了向電動機的有效電壓和控制速度的有效電壓。單個電位計允許速度控制。該參考設計的電路示意圖如圖1所示。

　　圖1。電動機控制示意圖。使用Blaine Geddes提供。
　　觸發(fā)TRIAC
　　LM311比較器敲擊了60 Hz AC系的低壓全波整流版本，并將其與小恒定直流電壓進行比較。全波矯正但未過濾的直流信號看起來像是同一極性的一半正弦脈沖。因為參考電壓很小，所以比較器以非常低的電壓值觸發(fā)60 Hz線的每半周期一次，導致比較器的輸出是一個狹窄的活躍低脈沖，其下降邊緣觸發(fā)了LM555 Analog計時器的下降邊緣，從而在電阻器capopitoriator poters croundior croundior croundior croundior croundior coteNTORS poters croundior ins of Potentions of Potentionter ins of Potention的脈沖設置的脈沖設置為0。時間常數的范圍從60 Hz循環(huán)的一小部分到半循環(huán)脈沖的50％以上。
　　LM555輸出觸發(fā)了TRIAC。 LM555可以輕松地沉入高達40 mA的BTA216所需的閂鎖門電流，因此它直接驅動TRIAC。一旦觸發(fā)了TRIAC，就要求其末端電壓在關閉之前降至零，因此，一旦觸發(fā)，TRIAC就會進行直到60 Hz AC電源線電壓再次交叉零。電位計變化了時間常數。電路的調整范圍使電動機的輸出范圍從幾乎整個120 V波形到距離卸載電動機的失速速度遠低于失速速度的電壓。圖2-4顯示了在比較器的示波器上捕獲的波形，并顯示了一些電位器設置的LM555。圖5-7顯示了一些電位計設置的切碎的交流輸出。

圖2。低壓電位計設置的LM311輸出脈沖（頂部）和LM555計時器輸出（底部）。 LM311輸出跌落邊緣觸發(fā)LM555進入運行。使用Blaine Geddes提供。

　圖3。中級電位器設置的LM311輸出脈沖（頂部）和LM555計時器輸出（底部）。 TRIAC在LM555輸出的低狀態(tài)下打開。使用Blaine Geddes提供。

　圖4。LM311 輸出脈沖（頂部）和LM555計時器輸出（底部），用于接近全電壓輸出。 TRIAC在LM555輸出的低狀態(tài)下打開。使用Blaine Geddes提供。

　圖5。向電動機輸出全速設置。當TRIAC關閉時，噪聲刀片是狹窄的開關脈沖，但幾乎立即被重新訓練。使用Blaine Geddes提供。

　　圖6。中間速度設置的交流輸出。 60 Hz正弦波中的很大一部分被“切碎”，導致電動機電壓下降。使用Blaine Geddes提供。

　　圖7。相對較低的速度設置，其中大部分正弦曲線被關閉。使用Blaine Geddes提供。

　　使用的TRIAC是一個三X骨骼三立立on，可以由（a）陽性為MT2陽性的柵極信號觸發(fā)，（b）與MT1相對于MT1，MT2陽性為MT2陽性，或（C）為MT2陰性。由于TRIAC無法在象限中觸發(fā)的局限性（GATE陽性，MT2負），因此LM555的輸出參考了小信號DC陽性（VCC），而不是地面，并且VCC與TRIAC的MT1相關，這也是AC線信號。這似乎有點違反直覺，通常將電路信號設想為參考地面，但是如果MT1連接到地面而不是VCC，則TRIAC的三X縮分操作意味著它只能每周周期一次切換一次，而不是每半個周期一次。該電路與連接到MT1的AC線的中性接線，以避免將熱量120 VAC繞在卡周圍。 VCC約為12伏。
　顯示了其基本彎曲金屬盒中包裝的原型電機控制器。將速度控制的電動機插入標準的120 VAC插座中。該原型的預期應用是金屬車床的速度控制，但是通用插座允許連接任何120 V通用電動機，例如通用手持電動工具的電動機。
　　組裝原型速度控制單元?？勺冸妷狠敵隹稍跇藴?20 VAC插座上使用。使用Blaine Geddes提供?！　≡O計該電路的電動機是連接的通用電動機。串聯連接的電動機的速度大約是電壓范圍內電壓的線性函數，但是速度往往會在一定閾值下突然下降。為了應用車床功率飼料，圖8顯示了測得的進料速率，該進料速率與電動機RPM成正比，而速度控制電路的RMS電壓與RMS電壓成正比。在約86 V時，該特定電動機無法產生足夠的扭矩來克服驅動器的基本摩擦和停滯。從約90 V到120 V，電動機速度大約是應用電壓的線性函數。對于此應用，有用的電動機速度范圍超過10倍，允許無限可變的進料速率小于0.25英寸/分鐘至2.5英寸/分鐘。