Triac-Regler

Dieser Triac-Regler wurde zum Funktionstest der Schaltung aufgebaut. Bevor wir den Anschluss beschreiben, zunächst etwas Theorie, gemäß „Amateur Radio – Practical Electronics“: „Ein Triac ist ein bistabiles Halbleiterbauelement mit fünf Schichten zum Schalten von Wechselspannungen. Der Strom in der Steuerelektrode G kann verwendet werden, um den Schaltzeitpunkt bei beiden Halbwellen der Wechselspannung zu bestimmen. Triacs reagieren sehr empfindlich auf Überspannung, d. h. auf Spannungen oberhalb ihrer maximalen Schaltspannung (vorsorglich kann ein Transil verwendet werden, siehe Amateur Radio 11/93, S. 25). Zum Schalten von Triacs (und Thyristoren) genügt ein kurzer Impuls (im Mikrosekundenbereich), gemäß A4/02, S. 30.“

Damit der Triac schaltet, muss der Haltestrom für die Einschaltzeit überschritten werden. Dieser Haltestrom ist nicht in beiden Leitungsrichtungen exakt gleich, und es kann vorkommen, dass eine Hälfte des Triacs unregelmäßig schaltet. Dies führt zum Auftreten einer Gleichstromkomponente, die den magnetischen Kreis übersättigt und dadurch auch die Wechselstromkomponente erhöht. Diese Phänomene wirken einander entgegen, und die Ursache ist schwer zu ermitteln. Daher rate ich von einer Überdimensionierung von Triacs hinsichtlich des Stroms ab! (Siehe ARPE 1/00, S. 11: RC-Element am Triac R = 39 J, C = 10 nF TC342)

Motordrehzahlregler 230 V

Der Triac-Schaltkreis (für Motoren) sollte mithilfe eines Kondensators geschaltet werden, der bestimmt, wie schnell der Öffnungswinkel des Triacs den eingestellten Wert erreicht. Der Kondensator ermöglicht somit die sogenannte Sanftanlauffunktion.SanftanlaufWenn ein Universalmotor an einen solchen Drehzahlregler mit Tc angeschlossen wird, kann er daher nicht mit dem minimalen Öffnungswinkel des Triacs anlaufen, da er durch Reibung gebremst wird. Der Motor läuft erst bei einem Öffnungswinkel Tc an, bei dem die mechanische Reibung im Motor überwunden ist. Diese Leerlaufzeit (Totzeit) kann bei Bedarf durch einen in Reihe zwischen den Anschlüssen des Steuerkreises und dem Steuerkondensator geschalteten Widerstand (auf der Leiterplatte berechnen!) eliminiert werden. Der durch den Stromfluss verursachte Spannungsabfall an diesem Widerstand verschiebt den anfänglichen Öffnungswinkel Tc von Null näher an den Mittelwert und ermöglicht so einen verzögerungsfreien Sanftanlauf. (Vgl. ARPE Elektus 2000, S. 25.)

Ein RC-Serienglied ist parallel zum Triac geschaltet, um Tc vor Spannungsspitzen durch Motoren usw. zu schützen (100 nF/1 kV, 180 V/2 W). Zur Störungsunterdrückung ist vor dem gesamten Schaltkreis ein Pi-Glied mit zwei 100 nF/1 kV-Kondensatoren und einer Drossel eingefügt. (Siehe AR-A 2/02, S. 4.)

Um Störungen zu vermeiden, muss der Triac über die gesamte Periode geöffnet sein. Siehe ARPE 2/02, S. 28. Bei induktiven Lasten oder längeren Zuleitungen ist ein RC-Glied zur Dämpfung von Spannungsspitzen erforderlich, die einen Durchschlag von Tc verursachen könnten (180/2 W, 100 nF/1 kV parallel zu Tc). Siehe A1/03, S. 29. (RC-Widerstand zur Störungsunterdrückung Tc APE2/03 26 51 J, 10 nF/630 V)

Triac-Reglerverdrahtung

So viel Theorie aus der Zeitschrift Amateur Radio. Die Verbindung selbst: Es wurde KT207/400 verwendet und Wie ER900 (28-36V). Delič napätia, ktorý tvorí pevný rezistor 10k, potenciometer 47k a rezistorom 68k nabíja kondenzátor, ktorého kapacita bola znížená z pôvodných 100nF na 3,3 NF Aufgrund des schnelleren Schaltens von Gleichstrom (DC) und Triac (TC) öffnet der Diac schnell, sobald die Spannung am Kondensator den Schaltpegel überschreitet, und der Impuls schaltet den Triac. Der 100-Ohm-Widerstand dient dem Schutz der Halbleiterbauteile. Im Test wurde eine 15-W-/230-V-Glühbirne als Last verwendet. Der Spannungsteiler besteht aus drei Widerständen (10 kΩ, 47 kΩ und 68 kΩ), wodurch der Gesamtstrom durch den Teiler gering ist und der Potentiometerweg entfällt.

Triac-Reglertest

Während der Überprüfung trat eine Fehlfunktion auf. Nachdem ich die Glühbirne eingeschaltet und die Helligkeit eingestellt hatte, gab es plötzlich ein leises Knacken, und die Glühbirne ging aus. Zuerst dachte ich, der Triac oder etwas Ähnliches sei defekt. Es war aber nur ein 100-Ohm-/0,25-Watt-Schutzwiderstand. Deshalb ersetzte ich ihn zunächst durch einen stärkeren und dann durch einen noch größeren mit 240 Ohm/0,5 Watt (natürlich ein russisches Modell…).

Darüber hinaus könnte der Regler mit einem Ausschalter, einem Schalter für den Volllastbetrieb (parallel zum Triac, um eine unnötige Überhitzung zu vermeiden) und einer Sicherung ausgestattet werden, falls eine Hälfte des Triacs durchbrennt und Gleichspannung an die induktive Last (Motor) gelangt (es besteht die Gefahr, die Wicklung zu beschädigen!). Indem die Last am Ausgang als Phase gekennzeichnet und Elektrode A2 (mit dem Metallgehäuse verbunden) geerdet wird, muss der Triac nicht vom Kühlkörper (Gerätegehäuse) isoliert werden. Ein kleiner Strom durch den Spannungsteiler und der Ladestrom des Kondensators „bilden“/wärmen die Last vor und eliminieren so den Einschaltimpuls, z. B. bei einem kalten Glühfaden einer Hochleistungsglühbirne.

Nach Überprüfung der Funktionalität begann ich die zweite Testphase. Einfache Triac-Regler sind für induktive Lasten ungeeignet, daher testete ich die Regelung an einem Motor eines alten ETA 411 500W Staubsaugers. Als Triac diente ein KT728/400. Etwa vor der Hälfte des Potentiometerwegs lief der Motor an, und die Regelung war für einen einfachen Regler im Allgemeinen gut. Daher wäre ein 33kΩ-Potentiometer wahrscheinlich besser geeignet.

Warnung

Es wäre auch sinnvoll, ein RC-Entstörelement an den Triac anzuschließen. Ich habe dies jedoch nicht getan. Abschließend möchte ich alle, die diese Verbindung ausprobieren möchten, darauf hinweisen, dass Sie mit einer lebensgefährlichen Spannung arbeiten und daher äußerste Vorsicht geboten ist. Bei Fragen wenden Sie sich bitte an ss@stonline.sk.