Kuinka suojata jännitteen heilahteluilta

Kuvaus yksinkertaisesta laitteesta, joka katkaisee kuorman, jos verkkojännite ylittää hyväksyttävät rajat.

Verkkojännitteen toleranssi kotitalouksien elektroniikan ja vain sähkölaitteiden virransyöttöön on plus tai miinus 10%. Mutta kotitalouksien energiahuolto-olosuhteissa tätä vaatimusta ei usein noudateta.

Jännite voi olla huomattavasti liian korkea tai paljon pienempi kuin normaalisti, mikä voi johtaa laitteen vioittumiseen. Tämän estämiseksi artikkelissa kuvataan yksinkertainen laite, joka irrottaa kuorman ajoissa, ennen kuin sillä on aikaa palaa.

Kaavio melko yksinkertaisesta suojalaitteesta on esitetty kuvassa 1.

Toimintaperiaate. Piirin kuvaus

Kuorman irrottaminen verkosta tapahtuu, kun jännite ylittää 242 V tai pienenee alle 170 V. Laitteen ulostulossa oleva tehokas rele mahdollistaa jopa kymmenen ampeerin virran kytkemisen, minkä avulla voit kytkeä kuorman, jonka kapasiteetti on jopa kaksi kilowattia.

Alkuvaiheessa relekoskettimet ovat kaaviossa osoitetussa asennossa. Kytkentäkosketin K1.3 yhdistää HL1-merkkivalon verkkoon, mikä merkitsee, että kuorma on pois päältä ja että verkossa on jännitettä. Kuorma kytketään verkkoon painamalla lyhyesti SB1 "Käynnistä" -painiketta.

Kuva 1. Suoja jännitteenvaihteluilta

Verkkojännite sammutuskondensaattorin C1 ja vastuksen R10 kautta syötetään tasasuuntaajadiodeihin VD9, VD10 ja lataa kondensaattorin C3. Tämän kondensaattorin jännite vakautetaan Zener-diodilla VD11. Tämä tasasuuntaaja syöttää virtaa pienitehoiselle releelle K2, joka ohjaa voimakkaan releen K1 toimintaa, joka kytkee itse kuorman.

VD2-diodin kautta verkkojännite syötetään K2-relekytkentäyksikköön. Jos verkon jännite on yli 170 V, Zener-diodi VD7 aukeaa, jolloin kondensaattori C2 voidaan ladata jännitteeseen, joka riittää avaamaan transistorin VT1, joka käynnistää pienitehoisen releen K2. (VD8-diodi on kytketty rinnakkain releen K2 käämin kanssa. Sen tarkoituksena on suojata transistoria itsenäisestä EMF: stä, joka tapahtuu, kun rele K2 kytketään pois päältä.)

Tämä rele koskettimilla K2.1 kytkee päälle voimakkaan releen K1, ja koskettimilla K1.1 ... K1.4 se syöttää verkkojännitteen kuormalle. "Käynnistä" -painike voidaan nyt vapauttaa, laite on siirtynyt käyttötilaan. Samalla HL2-LED-merkkivalo syttyy, mikä tarkoittaa laitteen normaalia toimintaa. HL1-merkkivalo sammuu, laite on siirtynyt toimintatilaan.

Alijännitesuojaus

Jos verkkojännite laskee alle 170 V, Zener-diodi VD7 sulkeutuu ja kondensaattorin C2 lataus pysähtyy. Tämä johtaa siihen, että kondensaattori C2 purkautuu vastuksen R8 ja transistorin VT1 siirtymäkannan emitterin kautta. Transistori sulkeutuu ja välirele K2 sammuu ja kosketin K2.1 katkaisee voimakkaan releen K1 - kuorma kytketään pois päältä.

Ylijännitesuojaus

Ylijännitesuojakokoonpano on koottu tyristoriin VS1. Se toimii seuraavasti.

Verkkojännite tai pikemminkin sen positiivinen puoliaalto kulkee VD2-diodin kautta sarjaan kytkettyihin Zener-diodeihin VD3 ... VD6, ja niiden kautta sarjaan kytkettyihin vastuksiin R2 ja R3. Jos verkkojännite nousee yli 242 V, zener-diodit avautuvat ja vastukseen R3 ilmestyy jännitehäviö, jonka arvo on riittävä tyristorin VS1 avaamiseen.

Vastuksen R5 läpi avoin tyristori "laittaa" jännitteen kondensaattorin C3 yli. (Koska tätä kondensaattoria syöttävä tasasuuntaaja on koottu piirin mukaan sammutuskondensaattorilla, se ei pelkää edes oikosulkuja).Vastus R4 tarvitaan vain, jotta kondensaattorin C3 purkaminen ei polta tyristoria VS1.) Tämä jännite ei riitä pitämään relettä K2, se sammuu, ja rele K1 sammuu sen mukana, ja kuorma kytketään irti. Itse laitteesta poistetaan myös virta, paitsi ketjuissa R1, VD1, HL1.

Ota kuorma uudelleen käyttöön vain painamalla "Käynnistä" -painiketta. Tässä tapauksessa ei pitäisi kiirehtiä, vaan odottaa hetken, koska joskus, kun virta palautetaan, tapahtuu melko suuria pudotuksia, voit jopa sanoa ylijäämiä, jännitteitä.

Muutama sana yksityiskohdista

Lähes kaikki laitteen osat on asennettu painettuun piirilevyyn, joka on valmistettu kalvolasikuitusta, paksuus 1,5 ... 2 mm. Levyn topologia on niin yksinkertainen, että voit leikata sen terävällä veitsellä. Lähes kaikki yksityiskohdat sijaitsevat taululla. Levy ja siihen sijoitetut osat on esitetty kuvassa 2.

Kuva 2. Ylijännitesuojalaitteen piirilevyn suunnittelu

Koko laite kokonaisuutena on asetettava eristemateriaalista valmistettuun koteloon. Ne osat, jotka eivät mahdu levylle, asennetaan kotelon sisään pinta-asennusmenetelmällä. Jos tehokkaalla releellä on merkittävät mitat, se tulisi myös sijoittaa levyn ulkopuolelle.

Voimakkaana releenä K1 on mahdollista käyttää tyyppejä MKU-48, RPU-2 tai vastaavia releillä, joiden kela on vaihtojännite 220 V. Releenä K2 voit käyttää releitä RES-6, RES-22 tai muuta tyyppiä, joiden vastejännite on noin 50 V ja kelan virta enintään 15 mA. Tässä releessä voi olla vain yksi kosketin.

Laitetta asentaessasi voit käyttää seuraavan tyyppisiä osia: kiinteät vastukset, tyyppi MLT, leikkausvastukset, tyyppi SP3-3 tai SP3-19. Tyypin K73-17 kondensaattori C1 käyttöjännitteelle, joka ei ole alhaisempi kuin kaaviossa ilmoitettu, tyypin K50-35 oksidikondensaattorit tai tuodut. Diodeina VD1, VD2, VD8 ... VD10 sopivat kaikki pienitehoiset diodit, joiden käänteisjännite on vähintään 400 V, sekä tuodut tyyppi 1N4007.

Transistori VT1 voidaan korvata malleilla KT817G, KT603A, B tai KT630D.

Verkon kasvanut jännite, jossa sammutus suoritetaan, määräytyy Zener-diodien VD3 ... VD6 vakautusjännitteen avulla, joka kaaviossa mainittujen sijasta on mahdollista käyttää Zener-diodeja KS600A, KS620A, KS630A, KS650A, KS680A.

Niiden avulla sulkemiskynnystä säädetään karkeasti ja suoritetaan tasaisemmin valitsemalla vastus R3. On helpointa asettaa muuttuvavastuksella vastus noin 10 kilogrammaa sen sijasta ja korvata asettamisen lopussa vakiona, joka on yhtä suuri kuin muuttuvan vastuksen tulo-osan vastus.

Alempi kynnysarvo (minimijännite) asetetaan trimmerivastuksella R7.

Laitteen asennus tehdään helpoimmin LATR: n avulla. Aseta ensin yläraja. Yhdistä laite LATR: ään ja lisää jännitettä asteittain tietysti ohjaamalla sitä volttimittarilla. Valitsemalla Zener-diodit VD3 ... VD6 ja vastus R3, laite on kytkettävä pois päältä jännitteellä 242 V. Laitetta - kuluttajaa, tietysti, ei pitäisi kytkeä. Aseta viritysvastuksen R7 moottori ylempään asentoon järjestelmän mukaisesti, jotta laite ei laukaise alarajaa.

Ylemmän kynnyksen asettamisen jälkeen sinun tulisi käyttää R7-vastusta laitteen sammuttamiseen, kun jännite pienenee 170 V: seen.

Jos laitteen pakollinen sammuttaminen on tarpeen, voidaan avainkoskettimen painike asettaa sarjaan relekoskettimen K2.1 kanssa.

Turvallisuusohjeet

Suunnittelussa ei ole galvaanista eristystä syöttöverkosta, joten sen asennuksen yhteydessä on oltava erityisen varovainen ja varovainen, noudatettava kaikkia turvallisuusmääräyksiä työskennellessään sähköasennuksissa. Käyttöönottoon on parasta käyttää turvamuuntajaa: LATR on kytkettävä sen jälkeen.Sitten asetus voidaan tehdä ilman pelkoa.

Boris Aladyshkin