Устройство, принцип работы симистора и сферы применения

Устройство и принцип работы симистора

Симистор — это полупроводниковый механизм. Он представляет собой трехполюсное приспособление на базе полупроводников. Такое устройство содержит 3 вывода: вывод Т1 и Т2 считаются силовыми электродами и делятся по полярности подсоединения на анод и катод; вывод G считается управляющим электродом либо затвором, даёт возможность реализовывать управление симистором.

  • Конструкция и принцип работы
  • Виды
  • Плюсы и минусы
  • Развитие технологий
  • Сфера использования
  • Ограничения при использовании
  • Проверка симисторов

Конструкция и принцип работы

Структура симметричного тиристора складывается из пластинки, состоящей из поочередных слоёв с электропроводами p- и n- вида и из контактов электродов главного и управляющего действия.

Всего в структуре полупроводника находится 5 слоёв p- и n-вида. Область между пластами именуется p-n-переходом, который владеет нелинейной ВАХ с незначительным противодействием в противоположном направлении, где минус — это n-прослойка, а плюс — p-прослойка и высочайшее значение сопротивления в обратном направлении. Пробой p-n-перехода происходит при напряжениях в несколько тысяч вольт.

Во время введения механизма в прямолинейном направлении в работу входит правая половина структуры. Левосторонняя область структуры выключена, она считается для тока с обладанием весьма высоким противодействием.

Характеристики симметричного тиристора динамического и постоянного плана при его воздействии в прямом направлении, при поступлении позитивного управляющего сигнала отвечают аналогичным данным тиристора, работающего в непосредственном направлении.

Как работает симистор? Принцип работы устройства основан на прохождении электросигнала в двух направленностях. Это даёт возможность применять симисторы в качестве электрического реле в различных схемах, где необходимо корректировать нагрузку или проход тока по цепи. Одним из бесспорных превосходств симметричного тиристора считается и тот факт, что для предоставления проходного канала не требуется присутствие постоянного уровня напряжения в управляющем ключе. Нужно только наличие его не выше определённого уровня, в зависимости от использования.

Говоря о видах устройств, необходимо принять тот факт, что это симистор считается одним из типов тиристоров. Если существуют различия по работе, в таком случае и тиристор можно представить своего рода разновидностью симистора. Отличия заключаются в управляющем катоде и в разных принципах работы данных тиристоров.

Импортные устройства обширно представлены на российском рынке. Их главное отличие от российских симисторов заключается в том, что они не требуют заблаговременной настройки в самой схеме. Это даёт возможность экономить детали и место в печатной плате. Как правило, они начинают работать одновременно уже после введения в схему. Необходимо только точно выбрать нужный симистор по всем необходимым данным.

Плюсы и минусы

После того как мы сориентировались, что такое симистор, давайте исследуем плюсы и минусы этого управляющего устройства.

К плюсам причисляют:

  1. В устройстве отсутствуют механические контакты.
  2. Продолжительный период эксплуатации, при этом поломки почти не происходят.
  3. Принцип работы устройств исключает искрение во время эксплуатации даже при наибольших мощностях проходящего тока.
  4. Низкая стоимость.

Но, как и каждое приспособление, симметричные тиристоры не лишены минусов:

  1. Существенное тепловыделение во время работы.
  2. Восприимчивость к электромагнитным помехам и шумам.
  3. Неумение работать при значительных частотах переменчивого тока.
  4. Падение напряжения до 2-х вольт в устройстве, пребывающем в открытом состоянии. При этом этот коэффициент не зависит от силы проходящего тока. Этот фактор считается препятствием для использования симисторов в маломощных конструкциях.

В то же время симметричные тиристоры при наибольших токах нагреваются, что потребует использования приспособлений для остывания корпуса. В индустрии встречается охлаждение мощных устройств активным методом — при поддержке вентилятора.

Развитие технологий

Особенностью 4-квадрантных симметричных тиристоров считается их ложное включение, что может послужить причиной к выходу из строя. Это требует использования дополнительной предохранительной цепочки, содержащей разнообразные компоненты.

Относительно недавно были изобретены 3-х-квадрантные приборы, какие обладают нужными достоинствами:

  1. За счёт снижения числа требуемых компонентов, плата сделалась ещё более малогабаритной.
  2. Как следствие, понижение потерь усилия и снижение стоимости готового продукта.
  3. При отсутствии демпфера и дросселя стало возможно применять симметричные тиристоры в цепях с высокой частотой.

А также упрощение схемы разрешило применять 3-х-квадрантный симистор в нагревательных устройствах: подобная система меньше нагревается и не реагирует на находящуюся вокруг температуру.

Сфера использования

Принцип работы и малогабаритные размеры симисторов дают возможность использовать их почти повсюду. В самом начале собственного возникновения механизмы применялись при конструировании сильных трансформаторов и заправочных приборов.

На сегодняшний день с формированием производства маленьких полупроводников тиристоры стали компактнее, что даёт возможность применять их в наиболее разных конструкциях и областях.

Симистор является настолько гибким и многоцелевым механизмом, что благодаря его свойству происходит переключение в проводящее положение запускаемым импульсом с позитивным либо негативным знаком, который не зависит от ключа, выражающего свойства моментальной полярности. По сущности наименования анод и катод для прибора не имеют актуальности.

Симистор используют в качестве твердотельного реле. Для него свойственно небольшое значение отправного тока, необходимого для перегрузки с большими токами. Функции ключа в этом устройстве может исполнять переключатель либо обладающее большой чувствительностью реле и другие контактные пары с током до 50 мА, при этом размер тока перегрузки может ограничиваться только признаками, на которые рассчитан симистор.

Не менее обширно применение симистора в качестве регулятора освещения и управления быстротой верчения электромотора. Схема построена на применении запускающих компонентов, какие формируются RC-фазовращателем, а потенциометр регулирует освещённость, и резистор предназначается для ограничения тока перегрузки. Развитие импульсов производится с поддержкой динистора. Уже после пробоев в динисторе, который происходит в результате разницы потенциалов на конденсаторе, импульс разрядов конденсатора, возникающий моментально, включает симистор.

Читайте также:
Что делать, если вздулся паркет от воды — есть решение

В индустрии мощные приборы применяются для управления станками, насосами и иным электрооборудованием, в каком месте необходимо плавное изменение протекающего тока. В быту использование симисторов ещё более широко:

  1. Это почти весь инструмент: от ручной дрели и шуруповерта вплоть до зарядного устройства для автоаккумуляторов.
  2. Многочисленные домашние электроприборы: пылесосы, вентиляторы, фены и так далее.
  3. В домашних компрессорных конструкциях — кондиционерах и холодильниках.
  4. Электронагревательные приборы: камины, духовки, СВЧ печи.

Повсеместное использование приборов стало толчком для исследования диммеров — популярного на сегодняшний день устройства для мягкой регулировки освещения. Принцип работы автоматического диммера основан на применении симистора.

Ограничения при использовании

Симистор прикладывает несколько ограничений при применении, в частности, при индуктивной перегрузке. Ограничения затрагивают скорости перемены напряжения (dV/dt) между анодами симистора и быстроты изменения рабочего тока di/dt.

Действительно, в период перехода симистора с замкнутого положения в проводящее состояние внешней цепью может быть обусловлен значительный ток. В таком случае период моментального падения усилия в выводе симистора не происходит. Таким образом, одновременно будут присутствовать напряжённость и ток, развивающие моментальную мощность, что может достичь существенных величин.

Энергия, растерянная в малом пространстве, активизирует внезапное увеличение температуры р-п переходов. В случае если критическая температура будет завышена, произойдёт разрушение симистора, вызванное излишней скоростью нарастания тока di/dt.

Кроме того, ограничения распространяются на изменения усилия 2-ух категорий: в dV/dt применительно к замкнутому симистору и в открытом симисторе (последнее, кроме того, именуется быстротой переключения).

Чрезмерная быстрота нарастания усилия, вложенного между заключениями А1 и А2 зарытого симистора, может спровоцировать его открытие при нехватке сигнала в управляющем электроде. Это проявление вызывается внутренней ёмкостью симистора. Электроток заряда этой ёмкости может быть необходимым для отпирания симистора.

Однако не это считается главной предпосылкой несвоевременного раскрытия. Максимальная величина dV/dt при переключении симистора, как принцип, очень незначительна, и очень быстрое изменение усилия в выводах симистора в период его запирания может сразу же спровоцировать за собою новое включение. Подобным образом, симистор опять отпирается, в то время как должен закрыться.

Проверка симисторов

Любой, даже наиболее надёжный прибор может выйти из строя. Не исключение и симистор. По этой причине немаловажно понимать, как можно проконтролировать его на работоспособность, для того чтобы осуществить его замену. Для этого можно применять 2 способа.

Первый способ состоит в применении 2-ух аналоговых омметров. Следующие измерения выполняют следующим способом:

  1. Щупы 1 омметра подсоединяют к катоду и аноду симистора. Будет комфортнее, если щупы закрепить зажимами, для того чтобы они не прыгали. В случае если ввести устройство, сопротивление станет весьма обширно: указатель будет «лежать»;
  2. Щупы 2 омметра подсоединяют следующим способом: единственный щуп закрепляется на аноде, а другим щупом дотрагиваются до управляющего электрода.

Если соразмерный тиристор исправен, то произойдёт его раскрывание, а противодействие в первом омметре опустится до нескольких ом.

Второй способ контроля предполагает прозвонку мультиметром. Для того чтобы измерения были надёжными, переключатель тестера устанавливается в положение «проверка диодов». Потом измерительные щупы закрепляются в аноде и катоде. В случае со щупами-иглами можно применять переходник с проволоки. В отличие от омметра, мультиметр продемонстрирует противодействие равное 1. Потом тонкой проволокой запираем отрицательный электрод и затвор. Случится отпирание полупроводника, и в экране тестера отобразится реальное противодействие симистора.

Симистор: что такое, из чего состоит и как проверить

Доброго времени суток, уважаемые читатели нашего сайта! В данной статье мы решили рассказать вам о таком важном маленьком приборчике, без которого современную электронику представить себе очень сложно. Для того, чтобы понять, что такое симистор, давайте сначала поговорим немного о полупроводниках.

Что такое полупроводник?

Полупроводники — это нечто среднее между проводниками и диэлектриками (про них у нас есть отдельная статья, рекомендуем ознакомиться). Да, они проводят электрический ток, но проводят они их не так хорошо, как проводники. Физики любят говорить, что у них есть “определенный коэффицент” проводимости. Нам же больше нравится называть их такими веществами, которые достаточно плохо проводят ток. Так вот, из полупроводников изготавливают тиристоры. Что это такое?

Перейдем к тиристорам

Тиристоры — это штуки, которые очень напоминают электронные ключи, однако у них нет закрытого состояния? Как? А вот так! У них немного другое предназначение. По сути, это 2 транзистора, которые управляют мощностью нагрузки с помощью очень слабого сигнала. Обычные тиристоры состоят из 3 деталей — катода, управляющего электрода и анода.

Тиристор

Виды тиристоров

Давайте теперь узнаем, какие тиристоры существуют в природе и какие из них будут интересны нам в первую очередь:

  • динисторы (тиристоры, у которых всего 2 вывода — анод и катод)
  • триодный тиристор (с 3 выводами)
  • тетроидный тиристор (с 4 выводами)
  • симистор или симметричный тиристор (именно его мы сегодня изучим доскосконально)

Симистор? Впервые слышу

Симистор — это один из подвидов тиристоров, который обычно состоит из множества тиристоров. По-другому его также называют симметричный симистор.

Из чего состоит этот симистор?

Симистор очень часто физики представляют в виде пятислойного полупроводника. Также бывают и изображения в виде 2 тиристоров. При этом, управление сильно отличается от того, как управляется включенные триодные тиристоры потому их и выделили в отдельную группу. Давайте теперь узнаем, как работает управление.

Читайте также:
Солнечные панели в современном мире: обзор разновидностей и области применения

Управление симистором

Дело в том, что у обыкновенного тиристора есть как катод, так и анод, причем каждый из них выполняет строго определенную функцию, а вот у симистора все немного иначе. Представим, что у нас есть и катод и анод, но когда симистор подключен и работает, то катод становится анодом, а анод — катодом. Вот такое чудесное превращение. Именно поэтому мы не можем сказать, что они здесь присутствуют в явном виде и будет просто называть их выходами (электродами). Для того, чтобы точно не ошибиться, давайте будет называть выходы симистора условными катодом и анодом. Еще немного теории.

У симистора управление работает следующим образом: на входе полярность может быть либо отрицательной — это первый вариант. Второй вариант — это тот, когда она совпадает с полярностью на аноде, что встречается реже. Далее все просто — задаем нужную силу тока и ее хватает для отпирания симистора. Обратите внимание, что для тока специально сделан управляющий электрод, именно им мы и пользуемся для этой цели.

Вуаля! Главная сложность для нас здесь — это подобрать идеальный ток, вот и все!

Симистор схема

Теперь, когда мы уже знаем достаточно много о структуре симисторов и том, каким образом они обычно управляются, пришло время посмотреть, как они выглядят на схемах и что здесь есть интересного. Взгляните, например, на эту схему:

Здесь нам стоит сразу отметить, какие есть условные обозначения, чтобы дальше без проблем разбираться во всех схемах. Симисторы обычно имеют 3 электрода, один из которых — это затвор. Его обозначают через английскую букву G. Что, уже гораздо больше понимания, верно? Отлично! Теперь давайте разберемся со схемой немного другого симистора. Замечаете отличия? Да, ведь здесь симистор составлен из целых 2 тиристоров!

Ага, а почему же тогда это симистор? Почему нельзя было сюда поставить схему обычного эквивалентного тиристора? А все дело в том, что управляется такая схема несколько иначе.

Регулятор на симисторе

Теперь пришло время нам обсудить, каким образом симистор регулирует напряжение. Это на самом деле очень интересно. Смотрите. Как только симистор начинает работать, на один из его электронов сразу же подается напряжение, которое всегда является переменным. Далее на управляющий электрод дается отрицательный ток, который и будет управлять процессом. Как будет преодолен порог включения (он всегда известен заранее, в этом и удобство), симистор откроется и ток начнет проходить через него. Отметим, что симистор перестанет работать в тот момент, когда ток поменяет полярность (другими словами он закроется). Далее все идет цикл за циклом и повторяется.

Ага, вроде понятно. А что влияет на скорость открытия и закрытия симистора? Что влияет на силу на выходе? Здесь все опять же очень просто. При нарастании входного напряжения импульс на выходе также увеличивается. Соответственно, если на входе маленькое напряжение — то и на выходе импульс будет короткий. Приведем в пример обыкновенную лампочку с симистором. Чем больше подаем напряжения — тем ярче лампочка. Здорово, не так ли?

Режимы работы симистора

Симистор может работать как под воздействием отрицательного тока, так и под воздействием положительного. Всего выделяют четыре основных режима работы: все зависит от полярности и входного напряжения.

В чем главные достоинства симистора

Давайте рассмотрим симистор как реле. В такой роли у него много существенных преимуществ :

  • дешево. Да, это тоже плюс. Ну а что? Когда вам нужно сразу много, то будет очень хорошо, если потратить нужно будет меньше
  • служит очень долго (конечно же, по сравнению с другими приборами этого класса)
  • надежность из-за отсутствия контактов

Но есть у него и минусы

Конечно, идеальных приборов пока не придумали, поэтому здесь мы тоже не в праве их скрывать :

  • сильная чувствительность к высоким температурам
  • работает только на низких частотах (уж слишком долго он открывается и закрывается)
  • иногда бывают внезапные срабатывания из-за естественного внешнего электромагнитного воздействия

Как проверить симистор?

Поговорив о положительных и отрицательных моментах симистора, мы плавно подвели наше с вами изучение симисторов к очень важному аспекту, а именно — к проверке. Вы можете сказать? Что это еще за проверка. Наверняка это что-то бесполезное. А мы вам ответим, что проверять симисторы — это очень важно, ведь на нем по сути держится весь электроприбор, и выявив брак или неисправность хотя бы в одном симисторе из партии, у вас есть шанс спасти целые электроприборы от серьезных поломок. Но и здесь новички задают вопрос.

А на фабриках, где изготавливают эти симисторы разве их не проверяют. Вопрос этот очень интересен, но ответ тоже довольно прост. На заводах нет времени на проверку каждого отдельного симистора, поэтому от силы проверке может подвергаться один прибор из партии. Поэтому давайте теперь уже поговорим о том, как же все-таки можно проверить на исправность этот замечательный прибор.

Существует сразу несколько эффективных способов проверки симистора. Давайте подробно разберемся с каждым из них. Для начала сразу скажем, что проверять симистор внутри схемы — это совершенно неверное действие. Вам сначала обязательно нужно извлечь его из платы, а потом уже работать с ним. Почему?

Тут все очень просто. Если вы будете проверять свой симистор и при этом он будет внутри схемы, то вы можете проверить его и он будет неисправен, но на самом деле будет неисправен соседний элемент, подключенный к нему параллельно. Поэтому нужно исключить все факторы, отключив симистор от схемы, выпаяв его. Отметим, что проверять нужно будет каждый отдельный элемент, иначе вы не сможете найти причину поломки. Сначала, как правило, проверяют силовые цепи, потом уже переходят к ключам, сделанным из полупроводниковых материалов. Как же можно проверить полупроводниковые ключи:

Читайте также:
Флокс Друммонда (44 фото): выращивание в открытом грунте, посадка и уход. Однолетник он или многолетник? Описание смеси семян «Гобелен» и крупноцветковых однолетних сортов

    проверка мультиметром (например прозвонкой или омметром). Это работает по следующему принципу: используем мультиметр в режиме измерения сопротивления Контактами присоединяем к нашему симистору, а затем смотрим полученные измерения. Дело в том, что у исправного симистора значение на омметре должно быть большим или очень большим.

Вот так выглядит мультиметр

  • проверка батарейкой в паре с лампочкой. На первый взгляд такая идея может показаться глупой и нерациональной, но на деле же это не так. Давайте узнаем, как это работает. Тут все немного сложнее, но все по порядку. Для начала нам нужно будет подсоединить лампочку одним контактом к катоду (условному) нашего симистора. Далее второй контакт лампочки подключается к “отрицательной” стороне батарейки. Останется только присоединить “плюсовой” конец к аноду. Если лампочка горит нормально, то значит и симистор полностью рабочий.
  • Мощность симистора

    Теперь, когда мы уже достаточно много знаем о симисторах, пришло время перейти к технической части. Как? Уже? Ага, вы уже к этому готовы. Итак, самый главный аспект, который волнует всех покупателей этого замечательного прибора — это мощность. Конечно, под этим понимается обычно целая совокупность технических характеристик симистора. О них и пойдет речь. Отметим, что мы разберем характеристики на примере довольно популярной модели — BT139-800.

    Сначала давайте узнаем. Что вообще из себя представляют технические характеристики. Больше всего нас будут волновать:

    • самое большое напряжение, которое только возможно
    • самое большое напряжение, когда симистор открыт
    • то напряжение, при котором симистор отпирается
    • самый маленький ток, при котором открывается симистор
    • температуры, при которых работает симистор
    • время отклика (срабатывания)

    Ага, вроде бы мы обо всем этом уже говорили, поэтому не так уж и сложно. Хорошо. Теперь о каждой характеристике немного подробнее.

    Время отклика (срабатывания)

    Скорость срабатывания симистора — это тоже очень важный параметр. Почему? Когда в цепи много таких симисторов и если каждый будет долго срабатывать, то большой аппарат будет очень долго реагировать на каждую команду или даже вообще не сможет работать.

    У тока тоже есть своя скорость, а если на его задержку еще будет накладываться куча других, то прибор может стать ну очень медленным, поэтому на это тоже нужно обращать внимание. Наш симистор срабатывает в среднем за 2 микросекунды и это очень хороший результат. Формально, это то время, которое пройдет с момента, когда симистор начинает открываться и уже открыт.

    Температура тоже важна

    Симисторы, конечно же, работают при достаточно обычных для нас температурах. Однако при помещении его в критические условия будет лучше, если этот диапазон будет очень широким. Наш симистор работает при температуре от МИНУС 40, до ПЛЮС 125 градус по Цельсию. В обычной жизни этот диапазон оптимален, поэтому тут добавить нечего.

    Самое большее возможное напряжение

    В симисторе BT139-800 это 800 вольт и других моделей этот параметр может отличаться. Не стоит считать, что это напряжение, при котором симистор отлично работает. Нет, напротив — это теоретическое напряжение, от которого симистор еще не выйдет из строя. То есть при идеальных условиях для конкретной модели этот симистор еще вытянет такое напряжение в цепи, однако при превышении его шансов на дальнейшую работоспособностью почти нет. Идем дальше.

    Минимальный ток управления

    Начнем с того, что этот ток принято измерять в миллиамперах. Разумеется, все зависит от того, как определена полярность симистора в данное время, а также от полярности входного напряжения. Наш симистор имеет мин ток управления от 5 до 22 миллиампер. Однако при проектировании схемы, в которой будет работать симистор, правильнее всего будет ориентироваться на максимальные значения тока. Для нашего симистора это значения, которые находятся между 35 и 70 миллиамперами.

    Симисторы: принцип работы, проверка и включение, схемы

    Существенный недостаток тиристоров заключается в том, что это однополупериодные элементы, соответственно, в цепях переменного тока они работают с половинной мощностью. Избавиться от этого недостатка можно используя схему встречно-параллельного включения двух однотипных устройств или установив симистор. Давайте разберемся, что представляет собой этот полупроводниковый элемент, принцип его функционирования, особенности, а также сферу применения и способы проверки.

    Что такое симистор?

    Это один из видов тиристоров, отличающийся от базового типа большим числом p-n переходов, и как следствие этого, принципом работы (он будет описан ниже). Характерно, что в элементной базе некоторых стран данный тип считается самостоятельным полупроводниковым устройством. Эта незначительная путаница возникла вследствие регистрации двух патентов, на одно и то же изобретение.

    Описание принципа работы и устройства

    Основное отличие этих элементов от тиристоров заключается в двунаправленной проводимости электротока. По сути это два тринистора с общим управлением, включенных встречно-параллельно (см. А на рис. 1) .

    Рис. 1. Схема на двух тиристорах, как эквивалент симистора, и его условно графическое обозначение

    Это и дало название полупроводниковому прибору, как производную от словосочетания «симметричные тиристоры» и отразилось на его УГО. Обратим внимание на обозначения выводов, поскольку ток может проводиться в оба направления, обозначение силовых выводов как Анод и Катод не имеет смысла, потому их принято обозначать, как «Т1» и «Т2» (возможны варианты ТЕ1 и ТЕ2 или А1 и А2). Управляющий электрод, как правило, обозначается «G» (от английского gate).

    Теперь рассмотрим структуру полупроводника (см. рис. 2.) Как видно из схемы, в устройстве имеется пять переходов, что позволяет организовать две структуры: р1-n2-p2-n3 и р2-n2-p1-n1, которые, по сути, являются двумя встречными тринисторами, подключенными параллельно.

    Читайте также:
    Столбы для забора

    Рис. 2. Структурная схема симистора

    Когда на силовом выводе Т1 образуется отрицательная полярность, начинается проявление тринисторного эффекта в р2-n2-p1-n1, а при ее смене — р1-n2-p2-n3.

    Заканчивая раздел о принципе работы приведем ВАХ и основные характеристики прибора.

    Обозначение:

    • А – закрытое состояние.
    • В – открытое состояние.
    • UDRM (UПР) – максимально допустимый уровень напряжения при прямом включении.
    • URRM (UОБ) – максимальный уровень обратного напряжения.
    • IDRM (IПР) – допустимый уровень тока прямого включения
    • IRRM (IОБ) — допустимый уровень тока обратного включения.
    • IН (IУД) – значения тока удержания.

    Особенности

    Чтобы иметь полное представление о симметричных тринисторах, необходимо рассказать про их сильные и слабые стороны. К первым можно отнести следующие факторы:

    • относительно невысокая стоимость приборов;
    • длительный срок эксплуатации;
    • отсутствие механики (то есть подвижных контактов, которые являются источниками помех).

    В число недостатков приборов входят следующие особенности:

    • Необходимость отвода тепла, примерно из расчета 1-1,5 Вт на 1 А, например, при токе 15 А величина мощности рассеивания будет около 10-22 Вт, что потребует соответствующего радиатора. Для удобства крепления к нему у мощных устройств один из выводов имеет резьбу под гайку.

    Симистор с креплением под радиатор

    • Устройства подвержены влиянию переходных процессов, шумов и помех;
    • Не поддерживаются высокие частоты переключения.

    По последним двум пунктам необходимо дать небольшое пояснение. В случае высокой скорости коммутации велика вероятность самопроизвольной активации устройства. Помеха в виде броска напряжения также может привести к этому результату. В качестве защиты от помех рекомендуется шунтировать прибор RC цепью.

    RC-цепочка для защиты симистора от помех

    Помимо этого рекомендуется минимизировать длину проводов ведущих к управляемому выводу, или в качестве альтернативы использовать экранированные проводники. Также практикуется установка шунтирующего резистора между выводом T1 (TE1 или A1) и управляющим электродом.

    Применение

    Этот тип полупроводниковых элементов первоначально предназначался для применения в производственной сфере, например, для управления электродвигателями станков или других устройств, где требуется плавная регулировка тока. Впоследствии, когда техническая база позволила существенно уменьшить размеры полупроводников, сфера применения симметричных тринисторов существенно расширилась. Сегодня эти устройства используются не только в промышленном оборудовании, а и во многих бытовых приборах, например:

    • зарядные устройства для автомобильных АКБ;
    • бытовое компрессорное оборудования;
    • различные виды электронагревательных устройств, начиная от электродуховок и заканчивая микроволновками;
    • ручные электрические инструменты (шуроповерт, перфоратор и т.д.).

    И это далеко не полный перечень.

    Одно время были популярны простые электронные устройства, позволяющие плавно регулировать уровень освещения. К сожалению, диммеры на симметричных тринисторах не могут управлять энергосберегающими и светодиодными лампами, поэтому эти приборы сейчас не актуальны.

    Как проверить работоспособность симистора?

    В сети можно найти несколько способ, где описан процесс проверки при помощи мультиметра, те, кто описывал их, судя по всему, сами не пробовали ни один из вариантов. Чтобы не вводить в заблуждение, следует сразу заметить, что выполнить тестирование мультиметром не удастся, поскольку не хватит тока для открытия симметричного тринистора. Поэтому, у нас остается два варианта:

    1. Использовать стрелочный омметр или тестер (их силы тока будет достаточно для срабатывания).
    2. Собрать специальную схему.

    Алгоритм проверки омметром:

    1. Подключаем щупы прибора к выводам T1 и T2 (A1 и A2).
    2. Устанавливаем кратность на омметре х1.
    3. Проводим измерение, положительным результатом будет бесконечное сопротивление, в противном случае деталь «пробита» и от нее можно избавиться.
    4. Продолжаем тестирование, для этого кратковременно соединяем выводы T2 и G (управляющий). Сопротивление должно упасть примерно до 20-80 Ом.
    5. Меняем полярность и повторяем тест с пункта 3 по 4.

    Если в ходе проверки результат будет таким же, как описано в алгоритме, то с большой вероятностью можно констатировать, что устройство работоспособное.

    Заметим, что проверяемую деталь не обязательно демонтировать, достаточно только отключить управляющий вывод (естественно, обесточив предварительно оборудование, где установлена деталь, вызывающая сомнение).

    Необходимо заметить, что данным способом не всегда удается достоверно проверку, за исключением тестирования на «пробой», поэтому перейдем ко второму варианту и предложим две схемы для тестирования симметричных тринисторов.

    Схему с лампочкой и батарейкой мы приводить не будем в виду того, что таких схем достаточно в сети, если вам интересен этот вариант, можете посмотреть его в публикации о тестировании тринисторов. Приведем пример более действенного устройства.

    Схема простого тестера для симисторов

    Обозначения:

    • Резистор R1 – 51 Ом.
    • Конденсаторы C1 и С2 – 1000 мкФ х 16 В.
    • Диоды – 1N4007 или аналог, допускается установка диодного моста, например КЦ405.
    • Лампочка HL – 12 В, 0,5А.

    Можно использовать любой трансформатор с двумя независимыми вторичными обмотками на 12 Вольт.

    Алгоритм проверки:

    1. Устанавливаем переключатели в исходное положение (соответствующее схеме).
    2. Производим нажатие на SB1, тестируемое устройство открывается, о чем сигнализирует лампочка.
    3. Жмем SB2, лампа гаснет (устройство закрылось).
    4. Меняем режим переключателя SA1 и повторяем нажатие на SB1, лампа снова должна зажечься.
    5. Производим переключение SA2, нажимаем SB1, затем снова меня ем положение SA2 и повторно жмем SB1. Индикатор включится, когда на затвор попадет минус.
    Читайте также:
    Шедевры современной архитектуры: удивительный дом для австралийского ковбоя

    Теперь рассмотрим еще одну схему, только универсальную, но также не особо сложную.

    Схема для проверки тиристоров и симисторов

    Обозначения:

    • Резисторы: R1, R2 и R4 – 470 Ом; R3 и R5 – 1 кОм.
    • Емкости: С1 и С2 – 100 мкФ х 10 В.
    • Диоды: VD1, VD2, VD5 и VD6 – 2N4148; VD2 и VD3 – АЛ307.

    В качестве источника питания используется батарейка на 9V, по типу Кроны.

    Тестирование тринисторов производится следующим образом:

    1. Переключатель S3, переводится в положении, как продемонстрировано на схеме (см. рис. 6).
    2. Кратковременно производим нажатие на кнопку S2, тестируемый элемент откроется, о чем просигнализирует светодиод VD
    3. Меняем полярность, устанавливая переключатель S3 в среднее положение (отключается питание и гаснет светодиод), потом в нижнее.
    4. Кратковременно жмем S2, светодиоды не должны загораться.

    Если результат будет соответствовать вышеописанному, значит с тестируемым элементом все в порядке.

    Теперь рассмотрим, как проверить с помощью собранной схемы симметричные тринисторы:

    • Выполняем пункты 1-4.
    • Нажимаем кнопку S1- загорается светодиод VD

    То есть, при нажатии кнопок S1 или S2 будут загораться светодиоды VD1 или VD4, в зависимости от установленной полярности (положения переключателя S3).

    Схема управления мощностью паяльника

    В завершении приведем простую схему, позволяющую управлять мощностью паяльника.

    Простой регулятор мощности для паяльника

    Обозначения:

    • Резисторы: R1 – 100 Ом, R2 – 3,3 кОм, R3 – 20 кОм, R4 – 1 Мом.
    • Емкости: С1 – 0,1 мкФ х 400В, С2 и С3 — 0,05 мкФ.
    • Симметричный тринистор BTA41-600.

    Приведенная схема настолько простая, что не требует настройки.

    Теперь рассмотрим более изящный вариант управления мощностью паяльника.

    Схема управления мощностью на базе фазового регулятора

    Обозначения:

    • Резисторы: R1 – 680 Ом, R2 – 1,4 кОм, R3 — 1,2 кОм, R4 и R5 – 20 кОм (сдвоенное переменное сопротивление).
    • Емкости: С1 и С2 – 1 мкФ х 16 В.
    • Симметричный тринистор: VS1 – ВТ136.
    • Микросхема фазового регулятора DA1 – KP1182 ПМ1.

    Настройка схемы сводится к подбору следующих сопротивлений:

    • R2 – с его помощью устанавливаем необходимую для работы минимальную температуру паяльника.
    • R3 – номинал резистора позволяет задать температуру паяльника, когда он находится на подставке (срабатывает переключатель SA1),

    Что такое симистор (триак)

    Симистор – электронная деталь, основанная на принципах полупроводимости.. В американской терминологии электроники они называются триаками. Главной особенностью этих радиодеталей является способность проводить ток в оба направления. Симистор выполняет роль ключа-регулятора, который используется для создания цепей и является двунаправленным транзистором. Состоят они из силовых электродов. Один из находится на стороне электрода управления, а другого в его основе.

    Свой термин они получили при использовании двух параллельных тиристоров и управляющего электрода. Статья содержит материал по тому как они используются, как и где используются, какую структуру имеют, а также где их можно использовать. В качестве дополнения, статья содержит два видеоматериала, а также научную статью.

    Как он работает и для чего нужен

    Симистор является полупроводниковым прибором. Его полное название – симметричный триодный тиристор. Его особенность – возможно проводить ток в обе стороны. Данный элемент цепи имеет три вывода: один является управляющим, а два других силовыми. В этой статье мы рассмотрим принцип работы, устройство и назначение симистора в различных схемах электроприборов. В таблице ниже представлены характеристики популярных симисторов:

    Конструкция и принцип действия

    Особенность симистора является двунаправленной проводимости идущего через прибор электрического тока. Конструкция устройства строится на использовании двух встречно-параллельных тиристоров с общим управлением. Такой принцип работы дал название от сокращенного «симметрические тиристоры». Поскольку электроток может протекать в обе стороны, нет смысла обозначать силовые выводы как анод и катод. Дополняет общую картину управляющий электрод. В симисторе есть пять переходов, позволяющих организовать две структуры. Какая из них будет использоваться зависит от места образования (конкретный силовой вывод) отрицательной полярности.

    Как работает устройство

    Исходно полупроводниковый прибор находится в запертом состоянии и ток по нему не проходит. При подаче тока на управляющий электрод, последний переходит в открытое состояние и симистор начинает пропускать через себя ток. При работе от сети переменного тока полярность на контактах постоянно меняется. Схема, где используется рассматриваемый элемент, при этом будет работать без проблем. Ведь ток пропускается в обоих направлениях. Чтобы симистор выполнял свои функции, на управляющий электрод подают импульс тока, после снятия импульса ток через условные анод и катод продолжает протекать до тех пор, пока цепь не будет разорвана или они не будут находится под напряжением обратной полярности.

    Это один из видов тиристоров, отличающийся от базового типа большим числом p-n переходов, и как следствие этого, принципом работы (он будет описан ниже). Характерно, что в элементной базе некоторых стран данный тип считается самостоятельным полупроводниковым устройством.

    При использовании в цепи переменного тока симистор закрывается на обратной полуволне синусоиды, тогда нужно подавать импульс противоположной полярности (той же, под которой находятся «силовые» электроды элемента).

    Читайте также:
    Устройство потолка в частном доме, в зависимости от его высоты, как сделать ремонт своими руками: фото и видео

    Управляющие сигналы

    Чтобы добиться желаемого результата с симистором используют не напряжение, а ток. Чтобы прибор открылся, он должен быть на определённом небольшом уровне. Для каждого симистора сила управляющего тока может быть разной, её можно узнать из даташита на конкретный элемент. Например, для симистора КУ208 этот ток должен быть больше 160 мА, а для КУ201 —не менее 70 мА.

    Полярность управляющего сигнала должна совпадать с полярностью условного анода. Для управления симистором часто используют выключатель и токоограничительный резистор, если он управляется микроконтроллером – может понадобиться дополнительная установка транзистора, чтобы не сжечь выход МК, или использовать симисторный оптодрайвер, типа MOC3041 и подобных. Четырёхквадрантные симисторы могут отпираться сигналом с любой полярностью. В этом преимуществе есть и недостаток – может потребоваться увеличенный управляющий ток. При отсутствии прибор заменяется двумя тиристорами. При этом следует правильно подбирать их параметры и переделывать схему управления. Ведь сигнал будет подаваться на два управляющих вывода.

    Достоинства и недостатки

    Для чего нужен рассматриваемый полупроводниковый прибор? Самый популярный вариант использования – коммутация в цепях переменного тока. В этом плане симистор очень удобен – используя небольшой элемент можно обеспечить управление высоковольтного питания. Популярны решения, когда им заменяют обычное электромеханическое реле. Плюс такого решения – отсутствует физический контакт, благодаря чему включение питания становится надежнее, переключение бесшумным, ресурс на порядки больше, быстродействие выше. Еще одно достоинство симистора – относительно невысокая цена, что вместе с высокой надёжностью схемы и временем наработки на отказ выглядит привлекательно.

    Полностью избежать минусов разработчикам не удалось. Так, приборы сильно нагреваются под нагрузкой. Приходится обеспечивать отвод тепла. Мощные (или «силовые») симисторы устанавливают на радиаторы. Ещё один недостаток, влияющий на использование, это создание гармонических помех в электросети некоторыми схемами симисторных регуляторов (например, бытовой диммер для регулировки освещенности).

    Область применения

    Характеристики, небольшая стоимость и простота устройства позволяет успешно применять симисторы в промышленности и быту. Их можно найти:

    • В стиральной машине.
    • В печи.
    • В духовках.
    • В электродвигателе.
    • В перфораторах и дрелях.
    • В посудомоечной машине.
    • В регуляторах освещения.
    • В пылесосе.

    На этом перечень, где используется этот полупроводниковый прибор, не ограничивается. Применение рассматриваемого проводникового прибора осуществляется практически во всех электроприборах, что только есть в доме. На него возложена функция управления вращением приводного двигателя в стиральных машинках, они используются на плате управления для запуска работы всевозможных устройств – легче сказать, где их нет.

    Основные характеристики

    Рассматриваемый полупроводниковый прибор предназначен для управления схемами. Независимо от того, где в схеме он применяется, важны следующие характеристики симисторов:

    1. Максимальное напряжение. Показатель, который будучи достигнут на силовых электродах не вызовет, в теории, выхода из строя. Фактически является максимально допустимым значением при условии соблюдения диапазона температур. Будьте осторожны – даже кратковременное превышение может обернуться уничтожением данного элемента цепи.
    2. Максимальный кратковременный импульсный ток в открытом состоянии. Пиковое значение и допустимый для него период, указываемый в миллисекундах.
    3. Рабочий диапазон температур.
    4. Отпирающее напряжение управления (соответствует минимальному постоянному отпирающему току).
    5. Время включения.
    6. Минимальный постоянный ток управления, нужный для включения прибора.
    7. Максимальное повторяющееся импульсное напряжение в закрытом состоянии. Этот параметр всегда указывают в сопроводительной документации. Обозначает критическую величину напряжения, предельную для данного прибора.
    8. Максимальное падение уровня напряжения на симисторе в открытом состоянии. Указывает предельное напряжение, которое может устанавливаться между силовыми электродами в открытом состоянии.
    9. Критическая скорость нарастания тока в открытом состоянии и напряжения в закрытом. Указываются соответственно в амперах и вольтах за секунду. Превышение рекомендованных значений может привести к пробою или ошибочному открытию не к месту. Следует обеспечивать рабочие условия для соблюдения рекомендованных норм и исключить помехи, у которых динамика превышает заданный параметр.
    10. Корпус симистора. Важен для проведения тепловых расчетов и влияет на рассеиваемую мощность.

    Вот мы и рассмотрели, что такое симистор, за что он отвечает, где применяется и какими характеристиками обладает. Рассмотренные простым языком теоретические азы позволят заложить основу для будущей результативной деятельности. Надеемся, предоставленная информация была для вас полезной и интересной!

    Полупроводниковая структура симистора

    Структура симистора состоит из пластины, состоящей из чередующихся слоев с электропроводностями p- и n- типа и из контактов электродов основного и управляющего действия. Всего в структуре полупроводника содержится пять слоев p- и n-типа. Область между слоями называется p-n-переходом, который обладает нелинейной ВАХ с небольшим сопротивлением в обратном направлении, где минус – это n-слой, а плюс – p-слой и высокое значение сопротивления в обратном направлении. Пробой p-n-перехода происходит при напряжении равном несколько тысяч вольт.

    Во время включения симистора в прямом направлении в работу вступает правая половина структуры. Левая область структуры выключена, она считается для тока, с обладанием очень высоким сопротивлением. Характеристики симистора динамического и статического плана при его действии в прямом направлении, при поступлении положительного управляющего сигнала соответствуют аналогичным характеристикам тиристора, работающего в прямом направлении.

    По этой схеме к СЭУ прилагается напряжение со знаком плюс, относительно СЭ, а p—n-переходы j2 и j4 подключаются в прямом, а p—n-переходы j1 и j3 – в обратную сторону. Благодаря этому структура может рассматриваться, как структура тиристора, подключенная в обратном направлении, не принимающая участие в работе по пропусканию тока. В этом случае действие прибора определяется при помощи левой части структуры и представляет собой обратно ориентированную p—n—p—n структуру с добавочным пятым слоем n , который граничит со слоем p1.

    Использование симистора

    Симистор представляется настолько гибким и универсальным устройством, что благодаря его свойству переключения в проводящее состояние запускаемым импульсом с положительным или отрицательным знаком, который не зависит от источника проявляющего свойства мгновенной полярности. По сути названия анод и катод для прибора не имеют большой актуальности.

    • Одно из популярных и простейших сфер использования симистора может считаться его применение в качестветвердотельного реле. Для него характерно малое значение пускового тока достаточного для нагрузки с большими токами. Функцию ключа в таком устройстве может играть геркон, или обладающее большой чувствительностью термореле и прочие контактные пары с током до 50мА, при этом величина тока нагрузки может ограничиваться исключительно показателями, на которые рассчитан симистор.
    • 2Не менее широко использование симистора в качестве регулятора интенсивности освещения и управления скоростью вращения электромотора. Схема построена на спользовании запускающих элементов, которые устанавливаются RC-фазовращателем, такой элемент, как потенциометр регулирует интенсивность освещения, а резистор служит для ограничения тока нагрузки. Формирование импульсов выполняется с помощью динистора. После пробоя в динисторе, который происходит в результате разности потенциалов на конденсаторе, импульс разряда конденсатора, возникающий мгновенно включает симистор.
    • Управление мощностью в нагрузке с использованием в схеме добавочной RC-цепочки, что дает большой фазовый сдвиг, который облегчает задачу по управлению мощности.
    Читайте также:
    Что лучше, дрова, уголь, торф или евробрикеты? Советы

    Преимущества использования симисторов

    • Увеличение разрешенной критической величины напряжения коммутации, что разрешает управления большими реактивными нагрузками без существенных сбоев в коммутации. Это позволяет уменьшить число компонентов, размеры печатной платы, снизить цену и убрать потери на рассеивание энергии демпфером.
    • Повышение критической величины изменения тока коммутации, что повышает качество работы на высокой частоте для несинусоидального напряжения.
    • Большая чувствительность к высокой температуре рабочего процесса.
    • Высокое значение допустимого напряжения снижает стремление к самовключению из состояния отсутствия проводимости при большой температуре, что разрешает их использование для резистивных нагрузок по управлению бытовой и нагревательной техникой.
    • Долговечность симистора, обусловленная рабочими температурными перепадами, отличается практически неограниченным ресурсом.
    • Отсутствие искрообразования и возможность управления в момент нулевого тока в сети, что снижает электромагнитные помехи.

    Основные достоинства симистора:

    1. большая частота срабатывания для высокой точности управления;
    2. высокий ресурс по сравнению с релейными электромеханическими устройствами;
    3. возможность добиться небольших размеров приборов;
    4. отсутствие шума при включении и отключении электроцепей.

    Силовая электроника, с использованием симисторов, разработанная отечественными производителями благодаря своим качественным показателям может составить западным фирмам высокую конкуренцию.

    Виды симисторов

    Говоря о видах симисторов, следует принять тот факт, что это симистор является одним из видов тиристоров. Когда имеются в виду различия по работе, то и тиристор можно представить своего рода разновидностью симистора. Различия касаются лишь по управляющему катоду и в разных принципах работы этих тиристоров. Читайте что такое импульсный блок питания.

    Импортные симисторы широко представлены на отечественном рынке. Их основное отличие от отечественных симисторов заключается в том, что они не требуют предварительной настройки в самой схеме, что позволяет экономить детали и место на печатной плате. Как правило, они начинают работать сразу после включения в схему. Следует лишь точно подобрать необходимый симистор по всем требуемым характеристикам.

    • На замену Z00607 хорошо подходят ы BT131-600, только они максимально подходят по всем характеристикам
    • Полностью аналогичный у Z7M является МАС97А8.
    • z3m . Такой же , как и чуть выше. Различия в токе по управляющему ключу и в максимальном напряжении. Полностью аналогичен по замене на MAC97A8
    • ВТА 16 600 — импортный , рассчитанный на использование в цепях до 16 ампер и напряжением до 600 вольт
    • Этот очень часто используется концерном Samsung в производстве бытовых приборов. Аналогом этого полупроводника и, несомненно, более лучшим, является BT 134-800. ы m2lz47 являются не самыми надежными с точки зрения условий эксплуатации в приборах с нестабильными параметрами питающей сети.
    • тс122 25. Данный симистор очень часто называют силовым тиристором, так как он используется в электроприборах или электроинструменте в механизмах плавного пуска. Отличительной особенность данного а является его большая надежность на протяжении большого срока работы.
    • 131 6 , другое название данного а ВТ 131-600, но есть и упрощенное название, и на многих деталях имеется именно упрощенная маркировка. С этим моментом очень часто связано то, что по оригинальной или упрощенной маркировке не всегда можно найти именно ту информацию, которая нужна.

    Схемы управления

    Схемы управления симистором отличаются простотой и надежностью. Там, где без применения симисторов требовалось большое количество деталей, и производилась тщательная подгонка по параметрам – симисторы значительно упростили всю принципиальную схему. Включение в схему только основных элементов позволяет миниатюризировать не только саму печатную плату, но и весь прибор в целом. Читайте принцип работы индикаторной отвертки.

    Схема регулятора на симисторе включает в себя непосредственно сам датчик температуры, питающую сеть, и прибор нагрузки. Изменение показаний датчика температуры приводит к изменени показателей тока на ключе симистора, что приводит либо к увеличению напряжения, либо к уменьшению. Забудьте о сложных механических устройствах с биметаллическими пластинами и выгорающих контактах. Схемы управления скоростью вращения двигателя принципиально ничем не отличаются по принципу построения от других аналогичных. Нюансы касаются только параметров тока и напряжения на двигатель.

    Управление симистором через оптопару позволяет подключать электрооборудование, которым нужно управлять. Непосредственно к компьютеру через порт LPT. Оптопара в данном примере позволяет защитить непосредственно материнскую плату компьютера от перегрузки и выхода из строя. Своего рода умны предохранитель с функцией управления. Управление симистором с микроконтроллера позволяет добиться очень точных показателей по току и напряжению, при которых происходит управление самим симистором и распределению питающего напряжения на различные устройства нагрузки.

    Читайте также:
    Штыковая лопата – раскрываем тайны главной героини земляных работ

    Монтаж греющего кабеля для обогрева труб внутри и снаружи.

    Проживая в загородном доме и имея внешние коммуникации водоснабжения и канализации, трубы прокладывают ниже точки промерзания.

    На большей части нашей страны эта отметка находится на уровне не более 2,5м.

    Либо протяженный кусок водопровода проходит в неотапливаемой цокольной части дома, где есть риск промерзания. Можно конечно использовать спец.трубы, но это обойдется вам в копеечку.

    Поэтому гораздо выгоднее согреть трубу недорогим греющим кабелем.

    Наибольшее распространение получили греющие кабеля двух видов:

      резистивные
      саморегулирующиеся

    Чем они отличаются между собой и какой лучше для водопровода? Резистивные могут быть одножильными и двухжильными.

    Принцип работы этой марки очень простой. Внутри кабеля проходит жила из спецсплава с большим сопротивлением.

    При прохождении тока жила нагревается. Можно закупить как готовые к монтажу комплекты, так и заказать нужный метраж.

    С двухжильным все гораздо проще. Отмеряете нужное расстояние, в начале КЛ на одну жилу подаете фазу, на другую ноль, а в конце просто закорачиваете их между собой, устанавливая концевую муфту.

    Для такого вида нагрева потребуются датчики температуры и терморегулятор, наподобие того, что применяется в теплых полах.

    Иначе он банально может расплавить и прожечь трубу.

    У саморегулирующегося, замкнутого контура или петли нет.

    Между ними на всем протяжении идет хитрый полимер, который при остывании до определенной температуры образует разные мостики проводимости.

    То есть, в точке охлаждения петля из двух жил самостоятельно замыкается, между ними начинает протекать ток и кабель греется. При этом по всей длине кабеля у вас будет разная температура.

    Самая горячая точка будет в самом холодном месте. Но ни в одной точке температура не превысит 85С. Номинальный же нагрев составляет 65 градусов.

    Такой кабель полностью пожаробезопасен. Даже если он будет наложен внахлест сам на себя, он от этого все равно не сгорит.

    Он просто снижает свое потребление в несколько раз. Такого варианта, чтобы во включенном состоянии его потребление было нулевым, не происходит.

    Самореги разных производителей отличаются между собой качеством, так называемой матрицы. Этот тот самый чудо полимер, который пропускает через себя электричество.

    Подавляющее большинство специалистов для обогрева труб используют именно саморегулирующиеся разновидности кабеля. Объясняется это их более простой эксплуатацией и упрощенным монтажом.

    Вам не придется покупать и подключать термостат.

    Достаточно будет воткнуть его в розетку, и он тут же начнет работать как надо.

    Саморегулирующиеся кабеля подразделяются на пищевые, которые можно закладывать непосредственно в трубу, и не пищевые, накладываемые поверх.

    Чем они отличаются между собой конструктивно? Во-первых, размером.

    Пищевые при достаточно схожих характеристиках, имеют меньшее сечение, дабы не занимать полезную площадь внутри водопровода. Сравните, самые распространенные габариты у наружных 7*14мм, 7*15мм, и у внутренних – 5*7мм.

    При этом не забывайте про концевую муфту, которая имеет сечение в 1,5-2 раза большее, чем сам провод.

    Второе отличие – обязательное наличие экрана. У наружных его может и не быть.

    Ну и третье, самое главное – материал внешней изоляции.

    Вот, например, пищевой вариант.

    Снаружи мы имеем:

      фторполимерную оболочку

    Эта оболочка химически инертна к агрессивной среде и не разлагается внутри водопровода.

      бронированный, защитный экран или оплетка
      слой изоляции
      две медные жилы с полимером между ними

    У не пищевой модели оболочка состоит из полиолефина устойчивого к ультрафиолету.

    Первостепенной задачей греющего кабеля является предотвращение замерзания воды в трубе. А этого можно добиться только при достаточной мощности.

    Какую выбрать в вашем случае? В условиях бытовых объектов обычно обогревается водопроводная труба диаметром максимум 32мм.

    Если вы экстремал и трубу нисколечко не утепляете, то такой водопровод придется обматывать кабелем минимум 32Вт/м.

    При отсутствии требуемой мощности потребуется намотать сразу два кабеля.

    Все греющие кабеля нормально работают только при соответствии напряжения номинальным значениям, прописанным в паспорте изделия. Если у вас дома проблемы с напругой, и она редко когда поднимается выше 180-190В, то не удивляйтесь, что выбранной мощности может не хватить, и в один прекрасный день труба все же перемерзнет.

    А почему иногда умирает сам кабель? Самореги боятся частых включений выключений. Обычно у них конечное число таких коммутаций.

    Также они выходят из строя из-за неправильного подключения к питающему кабелю 220В. Некачественная концевая заделка и попадание влаги во внутрь оболочки, еще одна причина.

    Для герметичного ввода пищевого кабеля внутрь трубы применяют сальники. При их выборе обращайте внимание на форму кабеля. Они бывают круглыми или плоскими.

    Под определенную марку используют свой сальник. Неправильно подберете, получите течь.

    Для монтажа по наружной стороне вам понадобятся:

    Правильное использование греющих кабелей для водопровода

    Никакие, даже хорошие (современные) греющие кабели без термореле для длительной, надежной и экономичной работы не годятся, в том числе “самреги”

    “Самрег” или саморегулирующий кабель предназначен для обогрева труб от замерзания в них воды. Их цепляют вплотную к трубам снаружи (или внутри труб), теплоизолируют, и включают в сеть и тогда они греют трубы и не дают воде замерзнуть в них.

    Читайте также:
    Устройство потолка в частном доме, в зависимости от его высоты, как сделать ремонт своими руками: фото и видео

    Характеристики

    То что «самрег» саморегулирующий кабель – дешёвая реклама. Андрей проверил один из лучших кабелей Nelson LT при t=0оС и при t=10оС разница по потребляемой мощности всего 15%.

    Т.е. – при повышении температуры (воды) до того значения, когда греть уже давно не нужно (плюс 10оС), кабель продолжает греть и бессмысленно тратит как ресурс кабеля (а эти кабели далеко не вечны), так и электроэнергию (всего лишь на 15% меньше, чем при нуле). Андрей изучил характеристики и некоторых других греющих кабелей (“самрегов”) – они принципиально не отличаются.

    Выводы
    К любому греющему кабелю надо ставить дополнительные подсистемы отключения, например – термореле (они же – “термодатчики”).

    Ниже участник форума «Дом и Дача» Андрей расскажет, как правильно собирать греющие системы для водопровода

    Если греющий кабель для водопровода устанавливать поверх трубы, идущей из земли в дом, то его замена, при выходе из строя, превращается в большую проблему. Даже если эта проблема решается легко (например, кабелем внутри обогреваемой трубы), то надежность этой системы (особенно в морозы) все равно имеет весьма высокий приоритет.

    Зимой 2009-2010 годов у огромного числа людей позамерзали водопроводы. Поэтому в качестве своей цели он принимает максимальную долговечность греющей системы.

    Сами греющие кабели имеют ограниченную долговечность, поэтому если их включать как можно реже, то срок их жизни соответственно увеличится. Расход электроэнергии тоже имеет значение (особенно при постоянно включенном нагреве).

    Главная мысль

    Если температура трубы близка к t воды в скважине или колодце, то это значит, что ее и греть нет смысла, а вернее даже вредно. Поэтому температура отключения кабеля должна быть чуть меньше зимней (самой низкой) температуры воды в Вашей скважине/колодце.

    Как сделать “правильную” систему обогрева трубы

    Зимой (в самый мороз) вода в скважине или колодце имеет температуру t. Примем ее для наглядности равной – 5 градусам. Берем качественный, долговечный греющий кабель (неважно – “самрег” или нет, главное – срок его жизни и достаточно большое количество включений-отключений), кладем его вдоль трубы как положено. Туда же, вплотную к трубе в самом холодном ее месте (возможно это – на нижней четверти расстояния между землей и полом дома) устанавливаем датчик термореле, а на самом термореле (находящемся в доме) устанавливаем t включения 2-3 градуса и t отключения 3-4 градуса.

    Теплоизолируем всю трубу (вместе с датчиком) утеплителем толщиной не менее 20мм (вообще-то, чем больше, тем лучше для Вашего кошелька в будущем). И правильно подключаем все это к сети 220В.

    Получился наиболее оптимальный вариант обогреваемой трубы по критериям расхода электричества и ресурса кабеля. При использовании внутреннего греющего кабеля принципиально ничего не меняется.

    Если же использовать кабель без термореле (в том числе – “самрег”), то в результате – перерасход, как энергии, так и ресурса кабеля. Причем – во много раз по сравнению с описанным выше методом.

    О выборе мощности греющего кабеля

    С этим Андрей не разбирался, однако если делать все “правильно”, то по его мнению на мощности экономить почти бессмысленно. Если кабель монтировать внутрь трубы, то для её обогрева вполне хватает – 10 Вт/м, а если снаружи, то – 17 Вт/м.

    О термореле и термодатчике

    В идеале необходим небольшой герметичный датчик с вынесенным в дом цифровым термореле. Если не брать в расчет надежность, то здесь идеально подошли бы: термореле ТР-35М, или – терморегулятор TSTAB. Оба рассчитаны под DIN-рейку.

    Как не надо делать

    • Не надо, например, применять “Резистивный кабель Nelson EasyHeat” для обогрева трубы, идущей из скважины или колодца в дом. Почему? Потому что здесь кабель отключится только при +13 градусах. А в скважинах такой высокой температуры, по мнению Андрея вообще никогда не бывает. Это означает, что кабель будет включен всегда! А отключение его вручную, например, весной грозит риском заморозить трубу холодной ночью.
    • Термодатчик не должен устанавливаться в непосредственной близости от греющего кабеля, иначе система будет неправильно работать. Его надо поставить с противоположной от греющего кабеля стороны трубы, и аккуратно теплоизолировать от греющего кабеля (но не от трубы).
    • Нельзя использовать утеплитель, который может промокнуть (вата), а также нельзя дать земле сжимать утеплитель. В любом из двух случаев он почти перестанет утеплять. Можно использовать, например, вспененный полиэтилен с одетой сверху жесткой трубой. Например, на трубу диаметром 30-50 мм одеваете штатный “чулок” и засовываете все это в канализационную трубу диаметром 110мм.

    Контроль работоспособности системы

    Наличие на термореле светодиода “нагрев” имеет важное значение для контроля работы всей системы нагрева – морозным утром зимой перед первым использованием воды лампочка “нагрев” по идее должна гореть, а после использования не маленького объема воды, возможно, погаснет на некоторое время. Это значит, что система работает правильно.

    Также, временно меняя температуры включения-отключения термореле (“подгоняя” их под t трубы) можно наблюдать за включением/ отключением данного индикатора.

    Андрей утверждает, что его теорию подтверждает восьмилетняя практика использования системы.

    Размещено участником форума «Дом и Дача» Андрей
    Редактор: Адамов Роман

    Чем эффективно применение саморегулирующего греющего кабеля для труб?

    Нагревательный кабель применяется для нагрева трубопровода, диаметр которого больше 40 мм. Также его применяют для обогрева емкостей, кровли, электрических щитов, системы водостока и т.д.

    Читайте также:
    Что делать, если вздулся паркет от воды — есть решение

    Практически он мультифункционален, так как имеет очень высокую стойкость к изменениям напряжения, из-за чего разнится стабильностью функционирования.

    Описание технологии

    Особенность работы кабеля для труб состоит в его возможности менять температуру. Он охлаждается и греется, но при этом не просит особых электронных регуляторов настройки к температуре. За счёт этого провод получил большое применение и потихоньку вытеснил резистивные провода.

    Характеристики в техническом плане и свойства нагревательного кабеля дали возможность использовать его для обогревания масштабных трубо-проводов, в то время как резистивные провода в основном используют для нагрева труб с маленьким диаметром (до 40 мм).

    Греющий электрокабель работает через УЗО (от сети 220-240 ВТ).

    К важным достоинствам нагревательного саморегулируемого провода относят:

    • Стойкость к изменениям напряжения, вследствие чего саморегулируемый провод хранит собственный функционал, не горит и разнится большим сроком эксплуатации.
    • Способность к обогреванию тяжелодоступных труб, что связано со способностью к саморегуляции. К примеру, его можно применять при обогреве запорно-регулировочной техники.
    • Кабельный нагреватель можно резать на участки необходимой длины – в этом его преимущество перед резистивным проводом, который владеет фиксированной длиной.
    • Самостоятельное понижение температуры в участках труб с низким теплоотводом.
    • Небольшое потребление энергии, которое обуславливается от температуры окружения. В основном подобные кабеля потребляют до 50% электрической энергии от номинального показателя.

    Кабельный нагреватель на трубе под изолирующей скорлупой

    Такие кабеля для обогревания легие в монтаже за счёт возможности нарезки, так как они могут пересекать витки. Также их выделяет долговечность за счёт возможности держать на протяжении продолжительного времени внезапное увеличение электрического напряжения.

    Специфики устройства

    Особенность работы аналогичных кабелей связана с их устройством. К ключевым компонентам кабеля относят:

    • Саморегулирующуюся матрицу – греющий компонент. Это беспрерывный полимерный материал, в его состав входит углерод. Матрица изменяет собственные теплопроводные свойства под воздействием температуры: при ее сокращение ток в матрице увеличивается, что повышает теплопроизводительность.
    • Два параллельных проводника. Провод для нагрева для труб имеет две свернутые медные жилы – подвижный металл дает возможность держать стабильное напряжение в проводе.
    • Термопластичная оболочка. Ее важные функции заключены в защите кабеля для обогревания от износа и конденсата.
    • Экранирующая оплетка из металла. Она увеличивает устойчивость к изнашиванию провода, выполняет добавочную защиту от повреждений механическим путем, помогает его заземлению.

    Обзор изделия (видео)

    Рабочий принцип

    Работа саморегулирующего провода для обогревания труб имеет особенность. Через матрицу проходит ток, который нагревает матрицу и повышает ее силу сопротивления.

    Если в работу запускается «холодный» провод, то он пропускает сквозь себя ток – это автоматично нагревает матрицу и увеличивает сопротевление, но сила тока в данном варианте уменьшается. Если из этого исходить, при определенной температуре приходит баланс между потребляемой мощностью и степенью нагрева кабеля.

    Греющий провод выделяет больше мощности например если располагается в холодной обстановке. За такое свойство он и обрел название «саморегулируемого».

    Как устанавливается провод для нагрева?

    Кабельный нагреватель для трубопровода устанавливают 2-мя способами:

    • внутренним процессом установки;
    • внешним процессом установки.

    Особенность монтажа внутри

    Метод показал результативность, если нужно подогреть труднодоступную трубу малого диаметра, который не превышает 50 мм, к примеру, если маленькая труба функционирует под землёй.

    Греющий провод ложится, беря во внимание следующие нюансы:

    • саморегулируемый электрокабель должен иметь длину, совпадающую с длиной трубы;
    • на трубопроводе обязана быть пометка с местом установки обогревательной системы;
    • саморегулирующийся кабель нужно ложить таким образом, чтобы не испортить цельность его оболочки;
    • при установке нужно применять заводскую ленту, чтобы спрятать края соединителей;
    • саморегулируемый электрокабель нельзя ложить через запорную арматуру.

    Прокладка кабеля нагрева в середине трубы

    Для обогревания труб с пресной водой необходимо использовать кабеля, оболочка с внешной стороны которых имеет полимерный материал с фтором – это гарантирует хорошую экологичность и соответствие нормам санитарии.

    Наружный процесс установки – основные специфики

    Этот способ укладки может выполняться несколькими способами. В их числе:

    • Линейный процесс установки. В данном варианте провод для нагрева кладут на трубопроводе маленького диаметра.
    • Параллельный процесс установки (для укладывания через всю трубу нужно 2-3 кабеля). Вариант оптимален, если требуется обогрев гофры крупного диаметра, а еще, если магистраль трубопровода проведена не в помещении.
    • Спиральный процесс установки. Техника учитывает «обертывание» электрокабелем гофру. Размер одного витка прямо обуславливается от свойств кабеля, диаметра гофры и требуемой мощности обогревания.
    • Кладка «волнистой линией». Применяется например если длина электрокабеля недостаточна. При подобном монтаже допускается накладывать провод для нагрева внахлест – это дает возможность нагреть запорную арматуру.

    Наружная кладка имеет особенность – при установке главное не забыть учесть места соединений гофры (фланцы, краны, колена и т.д.). Так кабельный нагреватель не будет помехой функционалу трубы. Для хорошего процесса установки в большинстве случаев используют металлический скотч, которым его делают фиксацию к плоскости трубы. Потом провод труб изолируют для предостережения энергопотерь.

    Рейтинг
    ( Пока оценок нет )
    Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
    Добавить комментарий

    ;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: