kategorije: Izdvojeni članci » Praktična elektronika
Broj pregledavanja: 68633
Komentari na članak: 8

Kako se zaštititi od fluktuacije napona

Opis jednostavnog uređaja koji isključuje opterećenje ako mrežni napon prelazi prihvatljive granice.

Tolerancija na mrežni napon za napajanje kućanske elektroničke i samo električne opreme iznosi plus ili minus 10%. Ali u uvjetima domaćeg sustava opskrbe energijom ovaj zahtjev često nije ispunjen.

Napon može biti značajno previsok ili mnogo niži od normalnog, što može dovesti do kvara opreme. Da biste spriječili da se to ne dogodi, u članku je opisan jednostavan uređaj koji će na vrijeme isključiti opterećenje prije nego što ima vremena za izgaranje.

Dijagram prilično jednostavnog zaštitnog uređaja prikazan je na slici 1.

Načelo djelovanja. Opis kruga

Isključivanje opterećenja iz mreže događa se kada napon prelazi 242 V ili postane niži od 170 V. Snažni relej na izlazu uređaja omogućuje prebacivanje struja do deset ampera, što vam omogućuje spajanje opterećenja kapaciteta do dva kilovata.

U početnom stanju kontakti releja nalaze se u položaju navedenom na dijagramu. Prekidački kontakt K1.3 povezuje HL1 LED na mrežu, signalizirajući da je opterećenje isključeno i da u njemu postoji napon. Opterećenje je povezano s mrežom kratkim pritiskom tipke SB1 "Start".

Slika 1. Zaštita od fluktuacije napona

Mrežni napon kroz kondenzator za gašenje C1 i otpornik R10 dovodi se do ispravljačkih dioda VD9, VD10 i puni kondenzator C3. Napon na ovom kondenzatoru stabiliziran je Zener diodom VD11. Ovaj ispravljač napaja napajanje relejem male snage K2, koji kontrolira rad snažnog releja K1, koji sam prebacuje opterećenje.

Preko diode VD2, naponski mrežni napon dovodi se do prekidačke jedinice releja K2. Ako je napon u mreži veći od 170 V, otvorit će se Zener dioda VD7, što će omogućiti da se kondenzator C2 napuni na napon dovoljan za otvaranje tranzistora VT1, koji će uključiti relej male snage K2. (Dioda VD8 spojena je paralelno s zavojnicom releja K2. Njegova je svrha zaštititi tranzistor od samoinducijskog EMF-a koji nastaje kad je relej K2 isključen.)

Ovaj relej sa svojim kontaktom K2.1 uključit će snažni relej K1, a sa kontaktima K1.1 ... K1.4 napajat će mrežni napon. Sada se može otpustiti gumb "Start", uređaj je ušao u režim rada. Istovremeno, LED HL2 svijetli, signalizirajući normalan rad uređaja. LED HL1 isključit će se, uređaj je ušao u režim rada.

Zaštita od podnapona

Ako mrežni napon postane manji od 170 V, zener dioda VD7 će se zatvoriti, a punjenje kondenzatora C2 prestat će. To će dovesti do činjenice da se kondenzator C2 ispušta kroz otpornik R8 i prijelaznu bazu - emiter tranzistora VT1. Tranzistor će se zatvoriti i srednji relej K2 će se isključiti, a kontakt K2.1 isključit će snažni relej K1 - opterećenje će se isključiti.

Prenaponska zaštita

Sklop prenaponske zaštite sastavljen je na tiristoru VS1. Djeluje na sljedeći način.

Mrežni napon, tačnije njegov pozitivni pol-val, dovodi se putem VD2 diode do Zener dioda VD3 ... VD6 spojenih u nizu, a preko njih do otpornika R2 i R3 spojenih u nizu. Ako napon mreže poraste iznad 242 V, zener diode se otvaraju i na otporniku R3 pojavljuje se pad napona, čija će vrijednost biti dovoljna za otvaranje tiristora VS1.

Otvoreni tiristor kroz otpornik R5 "stavit će" napon preko kondenzatora C3. (Budući da se ispravljač koji napaja ovaj kondenzator sastavljen prema krugu s kondenzatorom za gašenje, ne boji se ni kratkog spoja.Otpornik R4 potreban je samo tako da tiristor VS1 ne izgori iscjedak kondenzatora C3.) Ovaj napon neće biti dovoljan za zadržavanje releja K2, isključit će se i relej K1 isključit će se s njim, a opterećenje će se isključiti. Sam uređaj će također biti bez napajanja, osim lanaca R1, VD1, HL1.

Ponovno aktiviranje opterećenja može se obaviti samo pritiskom na tipku "Start". U ovom slučaju ne treba žuriti, ali pričekati neko vrijeme, jer se ponekad, kada se snaga obnovi, dogodi prilično veliki pad, moglo bi se reći i skokovi napona.

Nekoliko riječi o detaljima

Gotovo svi dijelovi uređaja montirani su na tiskanu ploču izrađenu od folijskih stakloplastika debljine 1,5 ... 2 mm. Topologija ploče je toliko jednostavna da je možete samo rezati oštrim nožem. Gotovo svi detalji nalaze se na ploči. Ploča s njezinim dijelovima prikazana je na slici 2.

PCB dizajn uređaja za zaštitu od prenapona

Slika 2. Dizajn pločice sklopa uređaja za zaštitu od prenapona

Čitav uređaj u cjelini mora biti smješten u kućištu izrađenom od izolacijskog materijala. Oni dijelovi koji nisu stavili na ploču ugrađuju se u kućište metodom površinske montaže. Ako će snažni relej imati značajne dimenzije, tada ga treba postaviti i van ploče.

Kao snažni relej K1 moguće je koristiti releje tipa MKU-48, RPU-2 ili slično s namotajem za izmjenični napon od 220 V. Kao relej K2 možete koristiti releje RES-6, RES-22 ili druge vrste s naponskim odzivom od oko 50 V i struja zavojnice ne veća od 15 mA. Ovaj relej može imati samo jedan kontakt.

Prilikom instaliranja uređaja možete primijeniti sljedeće vrste dijelova: fiksni otpornici tipa MLT, podrezalni otpornici SP3-3 ili SP3-19. Kondenzator C1 tipa K73-17 za radni napon koji nije niži od navedenog na dijagramu, oksidni kondenzatori tipa K50-35 ili uvoženi. Kao diode VD1, VD2, VD8 ... VD10, pogodne su sve diode male snage s reverznim naponom od najmanje 400 V, kao i uvezene vrste 1N4007.

Tranzistor VT1 može se zamijeniti s KT817G, KT603A, B ili KT630D.

Povećani napon mreže na kojoj se vrši gašenje određuje se naponom stabilizacije Zener dioda VD3 ... VD6, koji je umjesto onih navedenih na dijagramu moguće koristiti Zener diode KS600A, KS620A, KS630A, KS650A, KS680A.

Uz njihovu pomoć vrši se grubo podešavanje praga isključivanja, a glatkije se vrši odabirom otpornika R3. Najlakše je umjesto njega postaviti varijabilni otpornik s otporom od oko 10 kilograma, a na kraju postavke zamijenite ga konstantnim, jednakim otporom ulaznog dijela varijabilnog otpora.

Donji prag (minimalni napon) postavlja se pomoću trimernog otpornika R7.

Postavljanje uređaja najlakše je obaviti pomoću LATR-a. Prvo postavite gornji prag. Da biste to učinili, spojite uređaj na LATR i postupno povećavajte napon, naravno, kontrolirajući ga voltmetrom. Odabirom Zener dioda VD3 ... VD6 i otpornika R3, uređaj se mora isključiti na naponu od 242 V. Uređaj - potrošač, naravno, ne smije biti spojen. Kako se uređaj ne bi aktivirao na donjem pragu, postavite motor podešavanja otpornika R7 u gornji položaj prema shemi.

Nakon postavljanja gornjeg praga, trebali biste upotrijebiti otpornik R7 da biste isključili uređaj kad se napon smanji na 170 V.

Ako je potrebna mogućnost prisilnog isključivanja uređaja, tada se tipka s otvorenim kontaktom može serijski postaviti s kontaktom releja K2.1.

Sigurnosne napomene

Dizajn nema galvansku izolaciju s opskrbnom mrežom, pa pri postavljanju treba biti vrlo oprezan i pažljiv, pridržavati se svih sigurnosnih pravila prilikom rada u električnim instalacijama. Za stavljanje u pogon najbolje je koristiti sigurnosni transformator: LATR treba spojiti nakon njega.Tada se podešavanje može obaviti bez ikakvog straha.

Boris Aladyshkin

Pogledajte također na elektrohomepro.com:

Korak regulator napona

Jednostavan izvor svjetla u nuždi

Sheme foto releja za kontrolu rasvjete

Jednofazni indukcijski upravljački uređaj motora

Domaći uređaj za zaštitu motora od podfaznih stanja i ...

komentari:

# 1 napisao: Gregory | [Cite]

Bok Oprosti na neskromnom pitanju. Zašto izumiti kotač? Sada je problem mrežnog napona nekvalitetne mreže prilično akutan, stoga naša i „ne naša“ industrija proizvodi ogroman broj stabilizatora napona, u rasponu od najjeftinijih do prilično skupih. Većina ih je izgrađena na principu koji ste opisali. Moglo bi se spomenuti i mogućnost korištenja stabilizatora mreže i debla. Stabilni stabilizatori napona nude sveobuhvatno rješenje visokokvalitetnog i učinkovitog napajanja za ljetnu kuću, kuću, vikendicu ili stan, bilo koje stambene i nestambene prostore, tako da stabilizator nije luksuz, već potreba koja se ne smije graditi, već kupiti.

komentari:

# 2 napisao: Aleksandar | [Cite]

GregoryOvo nije stabilizator, već samo uređaj sa zaostalom strujom. Mnogo je jeftiniji od "jeftinih" stabilizatora. Većina ljudi kod kuće ima vrlo malo uređaja za koje je naglo gašenje opasno. A za potonji, vrijedi koristiti UPS, bez obzira na prisutnost ili odsutnost i RCD-a i stabilizatora.

komentari:

# 3 napisao: Ruslan | [Cite]

O stjecanju - ne slažem se. Sada ga dovršim ... Imamo kvara do 110, nazovite ga kupljenim, što neće isključiti opterećenje? Nazovite da je kupio da na naponu od 160 V ima snagu 5 kW i košta do 10 tr?

Osim toga, biti pouzdan i ekonomičan. I da budem precizan.

komentari:

# 4 napisao: | [Cite]

bolje sastaviti na tiristoru, a ne na releju - veća brzina

komentari:

# 5 napisao: | [Cite]

Prvo, ne radi se o stabilizatorima, već samo o isključenju napona. Ovaj uređaj ne stabilizira napon u mreži, već jednostavno nadzire njegovu vrijednost i kada prijeđe granice dopuštenog odstupanja, jednostavno isključuje opterećenje. Mislim da su i shema i opis principa rada dati na takav način "za opći razvoj", a nikako za ponavljanje sheme. Nadalje, opisana konstrukcija nije bez nedostataka. Prije svega, uključivanjem uređaja tipkom Start bilo bi lijepo znati trenutačnu razinu napona u mreži, a nije jako zgodno kontrolirati napon testerom. A onda, ne znajući stvarnu razinu napona u mreži i pritiskom na tipku "Start", s kontaktima ove tipke odmah napajamo opterećenje opasno visokim naponom, a ako držimo ovu tipku pritisnuto neko vrijeme, imamo priliku uspješno paliti zaštićeni uređaj , Uz to, čak i s normalnom razinom napona u mreži, u prvom trenutku, sve dok automatika ne radi i oba se releja ne uključe, struja opterećenja proći će kroz prilično slabe kontakte gumba "Start", a ako je struja opterećenja prilično velika, tada gumb neće dugo trajati , Pa, i drugo, najvažnije. Industrija je već odgovorila na zahtjeve tržišta i danas je u prodaji ogroman broj različitih isključenih modela, poput onih koji su priključeni i imaju vlastite utičnice za spajanje tereta ili koji su montirani na DIN šini. Ali zajednička značajka svih prekida je da su svi napravljeni na mikrokontroleru, imaju naznaku napona u mreži i organima programiranja. I još jedna stvar: svi ti prekidi prilično su jeftini u usporedbi sa stabilizatorima napona. Iako, osobno, nisam zagovornik široke uporabe presjeka. U mojoj praksi mnogi su klijenti prvo htjeli staviti cijelu dvokatnu kućicu na prorez, a zatim, kad je dama počela treptati, poput božićnog drvca, sami su je uklonili i bacili. Mislim da danas čak i u ruralnim područjima sa svim "čarima" nadzemnog napajanja ima smisla kupiti uređaje za široku potrošnju elektronike koji, prema najavama proizvođača, mogu raditi u uvjetima velikih fluktuacija mrežnog napona: od 100 do 400 volti. I sasvim je stvarno.

komentari:

# 6 napisao: | [Cite]

To je razlog zašto izumiti kotač. Postoji širok raspon uređaja koje industrija proizvodi. Uređaj koji isključuje opterećenje ako naponski napon nadilazi postavljenu vrijednost jeftiniji je od dijelova za ovaj krug. Evo primjera, nedavno sam kupio RN-111M za 1.400 r, tako da postoji podešavanje donjeg praga, postavka gornjeg praga, tajmer i digitalni voltmetar. I ustaje na din željeznici. Čvrsti plusevi.

komentari:

# 7 napisao: MaksimovM | [Cite]

Ruslan, Mislim da je gubljenje novca za kupnju regulatora napona velike snage, na primjer, 5 kW, kao što ste naveli. Kupnjom takvog stabilizatora zarađujete prodavača takve opreme, bacajući pristojan novac za ovaj uređaj, to je sve. Imate smisla staviti stabilizator na čitav stan? Zašto stabilizirati napon za električni grijač vode, električni grijač, pećnicu, pećnicu? Preporučljivo je instalirati stabilizator na onaj dio ožičenja koji opskrbljuje kućanske uređaje koji su osjetljivi na naponske prenapone. Ako se vodite ovim principom odabira snage stabilizatora, ispada da je umjesto stabilizatora potrebno 5 kW za samo 1-2 kW, što je puno jeftinije. Uostalom, u stvari, ogroman dio tereta u stanu čine oni električni uređaji koji nisu osjetljivi ili, u najmanju ruku, manje osjetljivi na naponske napone.

Također smatram prikladnijim koristiti naponske releje modularnog dizajna za zaštitu električnog ožičenja, koji imaju brojne prednosti: dovoljno su pouzdani, karakteriziraju se velikom brzinom i točnošću radnih postavki, imaju dodatnu kontaktnu skupinu, s kojom se relej može koristiti za implementaciju različitih automatiziranih krugova. Modularni naponski releji su prilično kompaktni: postoje releji koji zauzimaju jedan položaj na DIN šini (veličine jednofaznog prekidača).

komentari:

# 8 napisao: | [Cite]

Sve je odavno izumljeno, uređaji za zaštitu (digitalni naponski releji) ASP. Od jeftinog do skupog, za sve prigode.