المتحكم بجهد AC – شرح دارة الديمر
لحل مشكلة التحكم بال AC يوجد أكثر من طريقة، أبزها دارة ال dimmer الشائعة و التي سنشرحها في هذه المقالة، أما للتحكم الدقيق جداً بكفائة عالية فهنالك ما يسمى بالـ CycloConverters .
تمتاز دارة الdimmer بقلة تكلفتها و ارتفاع كفائتها و لكن مشكلتها تتمثل في ارتفاع الهرمونيات و لا يمكن التحكم بالتردد من خلالها، بعكس الCycloConverters.
نبدأ بمخطط ال schematic للدارة التي سنقوم يشرح اجزائها و مكوناتها ثم شرح طريقة عملها، لاتطرق في الجزء الثاني الى طريقة وصلها بمتحكم دقيق (MicroController) و التحكم بمحركات 3phase باستخدامها.
تتكون هذه الدارة من:
1) مقاومة متغيرة
2) مكثف غير قطبي
3) Diac
4) Triac
لفهم هذه الدارة، نحتاج لفهم كل من ال Diac و ال Triacومفهوم القيمة المتوسطة في متسلسلات فورير و ايضاً عليك التمييز بين نوعي المكثف (قطبي و لاقطبي)، و اخيراً الفكرة العامة لآلية عمل دارة R-C (دارة شحن المكثف )، و سأقوم هنا فقط بشرح كل من ال Diac و Triac .
تقوم الدارة على مبدأ تغير قيمة ال RMS للجهد عن طريق اقتطاع اجزاء من الموجة ، تمثل الصورة اقتطاع الموجة الى بداية زاوية 90 درجة ، هكذا يصبح شكل الموجة:
ماذا نعني بزاوية قدح 45 درجة ؟! اترك لك الاجابة عن هذا السؤال
اذاً كلما زدنا زاوية القدح للترياك ، فإننا نقوم بتخفيض جهد ال RMS المسلط على الحمل بالتالي تغيير سطوع مصباح أو ابطاء حركة محرك !!
ال Triac مغلق ولا يمرر التيار اللازم لعمل المحرك
ال Diac لا يمرر تياراً ايضاً ، و لكنه في اللحظة التي سيبدأ فيها بالتمرير سيبدأ ال Triac بالعمل لأننا سنكون ولدنا قدحة له !
و لكن متى سيعمل ال Diac ؟! ، نعم صحيح ، سيعمل ال Diac عند وصوله لجهد الانهيار !!
ومتى يصل الDiac جهد الانهيار ؟! لاحظ معي هنا بأن جهد ال Diac مساوي تقريباً لجهد المكثف ! بالتالي فإن الDiac سيفتح و يبدأ بالعمل عندما يصل المكثف لجهد الانهيار الخاص بالDiac !!
و نتحكم بالزمن اللازم لفتح الDiac (والذي سوف يقدح الTriac) عن طريق تغير الزمن الازم لشحن المكثف ! و ذلك عن طريق تغيير القاومة المسماة في الرسم VR1 ، بالتالي فإن تغيير المقاومة سيتسبب في تغيير زاوية القدح(الفا) و التي ستغير جهد ال RMS الخارج من الدارة !
اتمنى ان يكون قد اتضح الأمر ، هذه الدارة مهمة جداً و هي من اهم دارات الكترونيات القدرة المستخدمة في السوق ، من مشاكلها ارتفاع الهارمونيات و عدم القدرة على التحكم في التردد ، لكنها تمتاز بالبساطة و الثمن المنخفض ، لذلك نجدها في مراوح السقف (مع مفتاح ميكانيكي لتحديد سرعات معينة) ، او في دارات التحكم في اضائة غرف النوم، أو في اجهزة الطرد المركزي في المختبرات و في المصانع !