Фазовое регулирование

Фа́зовое регули́рование напряжения — способ регулирования переменного электрического напряжения, обычно синусоидальной формы, путём изменения угла открытия тиристоров, симисторов, тиратронов или иных ключевых электронных приборов, на которых собран выпрямитель или электрический ключ.

Регулирование угла открытия вентилей (угла альфа)

Тиристорный выпрямитель

В результате изменения угла открытия на нагрузку подаются неполные полуволны синусоиды (обычно с отрезанной начальной частью полупериода), в результате такого регулирования снижается действующее напряжение.

Применяется для плавного пуска двигателей постоянного тока, управления током зарядки аккумуляторных батарей, регулирования яркости электрических источников света и других целей.

Достоинство фазового регулирования — относительная дешевизна (в качестве силовых ключей обычно используются наиболее распространённые и дешёвые управляемые элементы — незапираемые тиристоры или симисторы), простота цепей управления. Основные недостатки — искажение формы напряжения в питающей сети, большой коэффициент пульсаций выходного напряжения, низкий коэффициент мощности.

Искажение формы напряжения в питающей сети происходит из-за того, что в течение полупериода сопротивление нагрузки меняется (резко падает при открытии вентилей), в результате чего возрастает ток и увеличивается падение напряжения на сопротивлениях источника и сети. Форма напряжения становится несинусоидальной, что особенно неблагоприятно для асинхронных двигателей.

Применение

Один из популярных бытовых электроприборов, в котором используется фазовое регулирование — тиристорный регулятор мощности (так называемый диммер), используемый для регулирования нагрева тёплых полов, отопительных электроприборов или регулировки яркости свечения ламп.

На железнодорожном транспорте фазовое регулирование используется как в цепях зарядки аккумуляторных батарей, так и для управления тяговыми двигателями электровозов с питанием от контактной сети переменного тока, например, электровозы ВЛ86_Ф ВЛ80Р и ВЛ85, 2ЭС5К «Ермак» и ЭП1, экспериментального ЭП200.

Также бесконтактное управление игнитроном с помощью тиратронов имел довоенный (1938—1939 гг) экспериментальный электровоз ОР22.

Схемы устройств фазового регулирования^[1]
а — схема с углом регулирования до 90 градусов;
б — графики, иллюстрирующие принцип регулирования;
в — схема с фазосдвигающей RC-цепью.