30.03.21

[Домашняя]

Электронное устройство позволяет регулировать мощность нагревательных элементов и устанавливать требуемую для работы температуру жарочного шкафа с помощью регулятора мощности. Устройство позволяет установить требуемую температуру в жарочном шкафу, при номинальной мощности нагревательных элементов.

Напряжение сети, В                                                                 180-240

Суммарная мощность нагревателей, Вт                             до 2200

Поддержание от заданной температуры жарочного шкафа, %        1

Инерционность, град/мин.                                                          5

Элементы устройства размещаются в отдельном корпусе, вне электропечи. Какие-либо изменения в цепи коммутации нагревательных элементов жарочного шкафа, (переключатель мощности, биметаллический датчик и др.) вносить не требуется, достаточно установить элемент - симистор в разрыв одной из цепей питания. Не следует забывать, что цепи регулятора на симисторе находятся под потенциалом электросети, и должны быть недосягаемы при включенном состоянии. Силовая цепь на симисторе может устанавливаться на задней стенке электропечи, для близкой связи с электротенами нагрева духового шкафа и силовыми цепями, это удобно ещё и тем, что задняя стенка в рабочем состоянии закрыта внешней крышкой. Управление симистором гальванически развязано от цепей управления, что не создаёт опасности поражения электротоком при регулировке температуры и мощности. Корпус электропечи должен иметь надежное заземление. Принципиальная схема (рис. 1) состоит из генератора импульсов на аналоговом таймере DA1 с широтно-импульсным регулятором мощности R2 и силовом ключе на биполярном транзисторе VT1.

Температура поддерживается электронной схемой с использованием термодатчика RK1. Стабилизация температуры жарочного шкафа выполнена на микросхеме DA2 - регулируемым параллельным стабилизатором напряжения, установленным в цепи отрицательной обратной связи, состоящей из датчика температуры RK1 и усилителя рассогласования на параллельном стабилизаторе DA2. Питание внешних цепей генератора на микросхеме DA1 и цепей стабилизатора температуры, выполнено стабилизатором напряжения на аналоговой микросхеме DA3, питание на него и ключевой транзистор VT1 поступает с силового выпрямителя на диодах VD3, VD4 и трансформаторе Т1. Гальваническое разделение электронной схемы поддержания температуры жарочного шкафа и силовой цепи регулирования мощности выполнено симисторной оптопарой U1. Силовая цепь регулирования мощности установлена в разрыв питания нагревательных элементов ЕК1 и состоит из мощного симистора VS1 и внешних помехоподавляющих цепей. Нагревательный элемент ЕК1 включается в сеть бесконтактным регулятором тока на симисторе VS1. Управление углом задержки включения симистора выполняется через диодно-тиристорную оптопару U1, в дополнительные функции которой входит гальваническое разделение сетей с низким и высоким напряжением питания и дополнительное усиление сигнала управления с преобразованием его из постоянного в переменное напряжение, что удобно для регулирования напряжения на нагрузке. Светодиод индикации HL2 указывает на рабочее состояние устройства и наличие напряжение на нагрузке. Генератор прямоугольных импульсов выполнен на аналоговом таймере DA1, в состав которого входят: два компаратора, внутренний триггер, выходной усилитель для повышения нагрузочной способности, ключевой разрядный транзистор с открытым коллектором. Частота и скважность импульсов генератора задаётся внешними цепями. Схемой предусмотрен вариант регулировки скважности импульсов при неизменной частоте. Частота изменяется с целью поддержания температуры. Компараторы таймера переключают внутренний триггер при достижении уровня порогового напряжения на конденсаторе С2 в 1/3 и 2/3 Uп. Назначение выводов микросхемы DA1 таймера: выводы 1,8 - питание; 2,6- входы нижнего и верхнего компаратора. Вывод 3 - выход, высокий уровень зависит от положительного уровня на выводе 4 - входа сброса и низкого уровня на внешнем конденсаторе С2. При уровне напряжения на конденсаторе выше 2/3 питания внутренний триггер переключает выход 2 DA1 на низкий уровень, при этом внутренний транзистор по входу 7 открывается и конденсатор С2 разряжается через цепь С2, R2, VD2, R4. Стабилизировать заданную температуру позволила модификация напряжения на выводе 5 таймера DA1 - выводе контрольного напряжения, прямого доступа к точке делителя напряжения верхнего компаратора микросхемы DA1 таймера. Повышение температуры приводит к снижению сопротивления датчика температуры RK1 и повышению напряжения на управляющем электроде 1 параллельного стабилизатора DA2, что ведёт к ключевому переключению в открытое состояние. Резистор R6 позволяет при настройке выставить верхний предел температуры. Напряжение на входе делителя верхнего компаратора 5 DA1 снижается при превышении температуры, что приводит к изменению частоты генератора и снижению мощности в нагрузке. Конденсаторы С1, СЗ, С4, С6, С7 снижают уровень дестабилизирующих помех. Контроль высокого уровня на выходе 3 таймера DA1 выполнен на светодиоде HL1 с ограничивающим резистором R8. Свечение указывает на их наличие. Питание электронной схемы выполнено на маломощном сетевом трансформаторе Т1 с выпрямителем переменного тока на импульсных диодах VD3, VD4 и конденсаторе фильтра С5. Питание таймера DA1 и резисторов моста выполнено от аналогового стабилизатора DA3. Резистор R12 в цепи коллектора транзистора VT1 ограничивает импульсный ток через светодиод оптопары U1. Резистор R9 снижает ток управления через транзистор VT1 до паспортной величины, R11 - ток коллектора. Резистор R13 защищает тиристор оптопары от импульсных экстратоков. Наладку схемы управления и силовой цепи желательно выполнить по отдельности. Собранную на печатной плате (рис. 2) электронную схему управления следует подключить без цепей симистора, движки резисторов R2, R7 установить в среднее положение, подать напряжение на схему выключателем SA1.

Светодиод HL1 должен индицировать включение. При временном подключении параллельно конденсатору С6 лампочки 6...12 В и изменении положения движков резисторов R2, R7, накал должен меняться от слабого свечения до максимальной яркости, при нижнем положении движка резистора R7. В собранную схему силовой цепи симистора вместо штатного нагревательного элемента временно устанавливается лампочка накаливания 220 В * 100 Вт в светильнике. К симистору подключаются цепи с диодного моста VD5 на управляющий электрод и анод. С соблюдением техники безопасности подается напряжение сети через автоматический выключатель SA1. Контрольная лампочка должна гореть в соответствии с положением регулятора мощности R2. Яркость регулируют при среднем положении движков резисторов R6, R7. Приложив датчик температуры RK1 к нагретой лампочке, проверяется цепь поддержания температуры по снижению яркости лампочки, и чувствительность - по положению движка резисторов R6, R7. Заменив контрольную лампу, на утюг мощностью 1,8...2,2 кВт, проверяют работу устройства при максимальной мощности. Поскольку лампочки при работе нагреваются, следует соблюдать пожарную безопасность и избегать близкого нахождения горючих материалов, а по окончании регулировки - отключить от сети. Врезку схемы в цепь питания штатных нагревателей следует выполнить квалифицированному персоналу с группой допуска не менее третьей. Плата с радиодеталями схемы крепится вертикально, ручки регулятора мощности выводятся наружу через отверстия в корпусе. Терморезистор RK1 крепится скобой на задней стенке жарочного шкафа, предварительно защитную стекловату в месте крепления раз- вести и затем закрыть. Провода подключения термодатчика должны выдерживать температуру не ниже 200 градусов, и иметь поверхность из асбеста. Транзистор VT1 - замена КТ312Б. В схеме применены радиодетали от старых мониторов и радиоаппаратуры. Резисторы типа МЛТ-0,125, СП-3, конденсаторы типа К50-18, КМ, К73. Аналог микросхемы DA1 - тип 555. Вместо оптопары U1 подходит АОУ160А с корректировкой выводов на печатной плате. Диоды VD3, VD4 рассчитаны на ток в 1 А, мост VD5 - 300 мА, 250 В. Симистор можно заменить на ТС122-25, с радиатором. Трансформатор применить на выходной ток не менее 300 мА и напряжение в 12...14 В переменного тока.

Радиолюбитель №1 2017г стр. 11