Způsoby řízení výkonu odporové zátěže a vliv na flickr

Řízení výkonu odporové zátěže a vliv na flickr

Při řízení výkonu elektrických spotřebičů, jako jsou například bojlerové spirály, je možné využít různé způsoby spínání. Dva nejčastější přístupy jsou:

• Fázové řízení (phase control) – spínání v rámci jednotlivých půlperiod, viz příklad konkrétního zapojení.

• Řízení po periodách (cycle control) – spínání po celých periodách nebo půlperiodách, viz příklad zapojení.

Správná volba metody řízení ovlivňuje nejen výsledný výkon, ale i kvalitu napětí v síti a vznik rušivých jevů, jako je flickr.

Fázové řízení

Fázové řízení využívá spínání polovodičového prvku (např. triaku) se zpožděním v každé půlperiodě. Tímto způsobem je možné plynule měnit střední hodnotu dodaného výkonu.

• Výhoda: plynulé řízení výkonu bez skokových přechodů.

• Nevýhoda: vznik vyšších harmonických – může rušit citlivá zařízení a zvyšuje elektromagnetické emise.

• Vliv na flickr: menší – odběr se mění plynule a nemá prudký vliv na napětí.

Řízení po periodách

Při řízení po celých periodách je zátěž střídavě plně zapínána a vypínána po násobcích celé periodě. Poměr zapnuto/vypnuto určuje výsledný průměrný výkon.

• Výhoda: jednodušší implementace, žádné vyšší harmonické.

• Nevýhoda: skokové přechody odběru mohou způsobit kolísání napětí v síti.

• Vliv na flickr: vyšší – zejména při řízení výkonu velkých odporových zátěží, protože změna zatížení je náhlá.

Co je flickr?

Flickr je jev, při kterém dochází k viditelnému kolísání jasu světelných zdrojů, a to i v případech, kdy změna napětí v síti není nijak extrémní. Typicky se flickr projevuje:

• blikáním žárovek, LED nebo zářivek,

• rušením v citlivých provozech (laboratoře, studia),

• je definován a měřen dle normy ČSN EN 61000-4-15.

Flickr je důsledkem kolísání napětí, které může být způsobeno právě skokovými změnami v odběru – např. při řízení po periodách.

Porovnání metod

Níže je znázorněno srovnání obou metod řízení na sinusovém průběhu napětí:

• Horní graf – fázové řízení: výkon se reguluje zpožděním spínání v každé půlperiodě. Zátěž je sepnutá jen část periody (modře). Přibližný výkon: 60 %.

• Dolní graf – řízení po periodách: výkon se reguluje počtem zapnutých a vypnutých period. Dvě periody sepnuté, dvě vypnuté (zeleně). Výkon: 50 %.

Doporučení

• Pokud je cílem plynulé řízení výkonu a síť je dostatečně robustní (nebo je filtr), je možné použít fázové řízení.

• Pokud je nutné minimalizovat EMC rušení a harmonické, lze použít řízení po periodách, ale pozor na flickr – zejména u výkonných topných zařízení.

• U střídavých odporových zátěží v síti nízkého napětí je často nejlepší kombinace: spínání po periodách + časové rozložení více zátěží.