категории: Препоръчани статии » Практическа електроника
Брой преглеждания: 68633
Коментари към статията: 8

Как да се предпазим от колебания на напрежението

 


Как да се предпазим от колебания на напрежениетоОписание на просто устройство, което изключва натоварването, ако мрежовото напрежение надхвърли допустимите граници.

Допустимото отклонение от мрежовото напрежение за захранване на домакинското електронно и само електрическо оборудване е плюс или минус 10%. Но в условията на вътрешната система за енергоснабдяване това изискване често не се спазва.

Напрежението може да бъде значително високо или много по-ниско от нормалното, което може да доведе до повреда на оборудването. За да предотвратите това да се случи, в статията се описва просто устройство, което ще изключи товара навреме, преди да може да изгори.

Диаграма на доста просто устройство за защита е показана на фигура 1.


Принцип на действие. Описание на веригата

Изключването на товара от мрежата се случва, когато напрежението надвишава 242 V или става по-ниско от 170 V. Мощно реле на изхода на устройството позволява превключване на токове до десет ампера, което ви позволява да свържете товар с капацитет до два киловата.

В първоначалното състояние контактите на релето са в положението, посочено на диаграмата. Превключващият контакт K1.3 свързва светодиода HL1 към мрежата, сигнализирайки, че натоварването е изключено и че има напрежение в мрежата. Товарът е свързан към мрежата чрез кратко натискане на бутона "Старт" SB1.

Устройство за защита от пренапрежение

Фигура 1. Защита срещу колебания на напрежението

Основното напрежение през загасващия кондензатор С1 и резистора R10 се подава към токоизправителя на диодите VD9, VD10 и зарежда кондензатора С3. Напрежението на този кондензатор се стабилизира от диод на Зенер VD11. От този токоизправител се доставя реле с ниска мощност K2, което контролира работата на мощно реле K1, което превключва самия товар.

Чрез диода VD2 мрежовото напрежение се подава към комутационния блок на релето K2. Ако напрежението в мрежата е повече от 170 V, ще се отвори Zener диод VD7, което ще позволи на кондензатора C2 да се зарежда до напрежение, достатъчно за отваряне на транзистора VT1, който ще включи релето с ниска мощност K2. (Диод VD8 е свързан успоредно с намотката на реле К2. Целта му е да предпази транзистора от самоиндукционната ЕРС, възникваща при изключване на реле К2.)

Това реле със своя контакт K2.1 ще включи мощното реле K1, а със своите контакти K1.1 ... K1.4 ще захранва мрежовото напрежение към товара. Бутонът "Старт" вече може да бъде пуснат, устройството е влязло в режим на работа. В същото време светодиодът HL2 светва, сигнализирайки за нормалната работа на устройството. Светодиодът HL1 ще се изключи, устройството е влязло в режим на работа.


Защита от напрежение

Ако напрежението на мрежата стане по-малко от 170 V, диодът на Зенер VD7 ще се затвори и зареждането на кондензатора C2 ще спре. Това ще доведе до факта, че кондензаторът С2 се разтоварва през резистора R8 и преходната основа - емитер на транзистора VT1. Транзисторът ще се затвори и междинно реле K2 ще се прекъсне и контактът K2.1 ще изключи мощното реле K1 - натоварването ще се дезактивира.


Защита от напрежение

Устройството за защита от пренапрежение е монтирано на тиристор VS1. Работи по следния начин.

Основното напрежение, или по-скоро неговата положителна полувълна, се подава през диода VD2 към зенеровите диоди VD3 ... VD6, свързани последователно, и през тях към резисторите R2 и R3, свързани последователно. Ако напрежението на мрежата се повиши над 242 V, станеровите диоди ще се отворят и ще се създаде спад на напрежението върху резистор R3, чиято стойност ще бъде достатъчна за отваряне на тиристора VS1.

Отворен тиристор през резистор R5 ще "постави" напрежението през кондензатора С3. (Тъй като токоизправителят, доставящ този кондензатор, е сглобен според схемата с загасващ кондензатор, той не се страхува от дори късо съединение.Резистор R4 е необходим само така, че тиристорът VS1 да не бъде изгорен от разряда на кондензатор С3.) Това напрежение няма да е достатъчно за задържане на реле К2, то ще се изключи и релето К1 ще се изключи с него, а товарът ще бъде изключен. Самото устройство също ще бъде обезвъздушено, с изключение на веригите R1, VD1, HL1.

Повторното активиране на товара може да стане само с натискане на бутона "Старт". В този случай човек не трябва да бърза, а да изчака известно време, защото понякога, когато захранването се възстанови, се получават доста големи спадове, може дори да се каже, скокове, напрежение.


Няколко думи за детайлите

Почти всички части на устройството са монтирани върху печатна платка, изработена от фолио от фибростъкло с дебелина 1,5 ... 2 мм. Топологията на дъската е толкова проста, че можете просто да я нарежете с остър нож. Почти всички детайли са разположени на дъската. Таблата с частите, разположени върху нея, е показана на фигура 2.

PCB дизайн на устройство за защита от пренапрежение

Фигура 2. Конструкция на платката на устройството за защита от пренапрежение

Цялото устройство като цяло трябва да бъде поставено в корпус, изработен от изолационен материал. Онези части, които не са се побирали върху дъската, са монтирани вътре в кутията по метода на повърхностен монтаж. Ако мощен реле ще има значителни размери, то той също трябва да бъде поставен извън платката.

Като мощно реле K1 е възможно да се използват релета от типове MKU-48, RPU-2 или подобни с намотка за променливо напрежение 220 V. Като реле K2 можете да използвате релета RES-6, RES-22 или друг тип с напрежение на отговор около 50 V и ток на бобината не повече от 15 mA. Това реле може да има само един контакт.

Когато инсталирате устройството, можете да приложите следните видове части: неподвижни резистори тип MLT, подрязващ резистор тип SP3-3 или SP3-19. Кондензатор С1 от тип K73-17 за работно напрежение не по-ниско от посоченото на схемата, оксидни кондензатори от тип K50-35 или внесени. Като диоди VD1, VD2, VD8 ... VD10 са подходящи всякакви диоди с ниска мощност с обратно напрежение поне 400 V, както и внесени тип 1N4007.

Транзистор VT1 може да бъде заменен от KT817G, KT603A, B или KT630D.

Повишеното напрежение на мрежата, в която се извършва изключването, се определя от стабилизационното напрежение на зенеровите диоди VD3 ... VD6, което вместо посочените на схемата е възможно да се използват зенерови диоди KS600A, KS620A, KS630A, KS650A, KS680A.

С тяхна помощ се прави груба настройка на прага на изключване и се извършва по-плавно, като се избере резистор R3. Най-лесно е да настроите променлив резистор със съпротивление около 10 килограма вместо него, а в края на настройката да го замените с постоянно, равно на съпротивлението на входната част на променливия резистор.

Долният праг (минимално напрежение) се задава с помощта на тримерния резистор R7.

Настройката на устройство се извършва най-лесно с помощта на LATR. Първо задайте горния праг. За да направите това, свържете устройството към LATR и постепенно увеличавайте напрежението, разбира се, контролирайки го с волтметър. Чрез избора на зенерови диоди VD3 ... VD6 и резистор R3, устройството трябва да бъде изключено при напрежение 242 V. Устройството - потребителят, разбира се, не трябва да бъде свързано. За да предотвратите задействане на устройството на долния праг, поставете двигателя на настройващия резистор R7 в горното положение според схемата.

След като зададете горния праг, трябва да използвате резистора R7, за да изключите устройството, когато напрежението се намали до 170 V.

Ако е необходима възможност за принудително изключване на устройството, тогава последователно с релейния контакт K2.1 може да се настрои бутон с отворен контакт.


Бележки за безопасност

Дизайнът няма галванична изолация с захранващата мрежа, следователно, когато го настройвате, човек трябва да бъде изключително внимателен и внимателен, да спазва всички правила за безопасност, когато работи в електрически инсталации. Най-добре е да използвате защитен трансформатор за въвеждане в експлоатация: LATR трябва да бъде свързан след него.Тогава настройката може да се извърши без никакъв страх.

Борис Aladyshkin

Вижте също на electrohomepro.com:

  • Стъпка регулатор на напрежението
  • Прост авариен източник на светлина
  • Фоторелейни схеми за управление на осветлението
  • Еднофазно устройство за управление на индукционен двигател
  • Домашно устройство за защита на двигателя от по-фазни условия и ...

  •  
     
    Коментари:

    # 1 написа: Грегъри | [Цитиране]

     
     

    Здравейте Извинявай за нескромния въпрос. Защо да изобретявам колелото? Сега проблемът с нискокачественото мрежово напрежение е доста остър, следователно нашата и "не нашата" индустрия произвежда огромно разнообразие от регулатори на напрежението, вариращи от най-евтините до доста скъпите. Повечето от тях са изградени на принципа, който описахте. Може да се спомене и възможността за използване на мрежови и стабилизатори на багажника. Стабилизаторите на напрежението на багажника предлагат цялостно решение за висококачествено и ефективно захранване за лятна къща, къща, вила или апартамент, всякакви жилищни и нежилищни помещения, така че стабилизаторът не е лукс, а необходимост, която не трябва да бъде изградена, а закупена.

     
    Коментари:

    # 2 написа: Александър | [Цитиране]

     
     

    ГрегъриТова не е стабилизатор, а само устройство с остатъчен ток. Той е много по-евтин от "евтините" стабилизатори. Повечето хора у дома имат много малко уреди, за които внезапното изключване е опасно. И за последното си струва да използвате UPS, независимо от наличието или отсъствието както на RCD, така и на стабилизатор.

     
    Коментари:

    # 3 написа: Руслан | [Цитиране]

     
     

    Предстои да придобия - не съм съгласен. Сега го довършвам ... Имаме повреди до 110, наречете го закупен, което няма да изключи товара? Наречете го закупен, че при напрежение 160 V той има мощност 5 кВт и струва до 10 tr?

    В допълнение, да бъде надежден и икономичен. И за да бъдем точни.

     
    Коментари:

    # 4 написа: | [Цитиране]

     
     

    по-добре да се сглобява на тиристор, а не на реле - по-висока скорост

     
    Коментари:

    # 5 написа: | [Цитиране]

     
     

    Първо, не става въпрос за стабилизатори, а просто за прекъсване на напрежението. Това устройство не стабилизира напрежението в мрежата, а просто следи стойността му и когато тя надхвърли границите на допустимите отклонения, просто изключва натоварването. Мисля, че както схемата, така и описанието на принципа на работа са дадени по такъв начин "за общо развитие", а не за повторение на схемата. Освен това описаната конструкция не е лишена от недостатъци. На първо място, включително устройството с бутона Start, би било хубаво да се знае нивото на напрежение в мрежата в момента и не е много удобно да се контролира това напрежение с тестер. И тогава, не знаейки реалното ниво на напрежение в мрежата и натискайки бутона "Старт", с контактите на този бутон веднага подаваме опасно високо напрежение към товара и ако държим този бутон натиснат известно време, имаме шанс успешно да изгорим защитеното устройство , Освен това, дори при нормално ниво на напрежение в мрежата, в първия момент, докато автоматиката работи и двете релета се включат, токът на натоварване ще премине през доста слабите контакти на бутона "Старт" и ако токът на натоварване е доста голям, тогава бутонът няма да продължи дълго , Е, и второ, най-важното. Индустрията вече е отговорила на изискванията на пазара и днес в продажба има огромен брой различни модели за изключване, като например тези, които са включени и имат собствени електрически контакти за свързване на товара или които са монтирани на DIN шина. Но общата характеристика на всички изключвания е, че всички те са направени на микроконтролер, имат индикация за напрежението в мрежата и програмните елементи. И още нещо: всички тези изключения са доста евтини в сравнение със стабилизаторите на напрежението. Въпреки че, лично аз не съм привърженик на широкото използване на съкращения. В моята практика много клиенти първо искаха да поставят цялата двуетажна къщичка на отсечените места, а след това, когато дамата започна да мига, като коледно дърво, те сами се отстраниха и ги изхвърлиха. Мисля, че днес, дори в селските райони с всичките „прелести“ на надземното захранване, има смисъл да се купуват устройства за потребителска електроника, които според съобщенията на производителите са в състояние да работят в условия на големи колебания в мрежовото напрежение: от 100 до 400 волта. И е съвсем реално.

     
    Коментари:

    # 6 написа: | [Цитиране]

     
     

    Ето защо изобретявайте колелото. Има широка гама от устройства, които индустрията произвежда. Устройство, което изключва товара, ако захранващото напрежение надхвърля зададената стойност е по-евтино от частите за тази верига. Ето един пример, наскоро купих RN-111M за 1400 r, така че има настройка на долния праг, настройка на горния праг, таймер и цифров волтметър. И се качва на релса за дим. Твърди плюсове.

     
    Коментари:

    # 7 написа: MaksimovM | [Цитиране]

     
     

    Руслан, Мисля, че е загуба на пари за закупуване на регулатор на високо мощност, например 5 кВт, както посочихте. Купувайки такъв стабилизатор, вие печелите на продавача на такова оборудване, хвърляте прилични пари за това устройство, това е всичко. Смисъл да поставите стабилизатор на целия апартамент? Защо да стабилизирате напрежението за електрически бойлер, електрически нагревател, фурна, фурна? По-препоръчително е да инсталирате стабилизатор върху онази част от окабеляването, която доставя домакински уреди, които са чувствителни към напрежения. Ако се ръководите от този принцип на избор на мощността на стабилизатора, се оказва, че вместо стабилизатора са необходими 5 кВт само за 1-2 кВт, което е много по-евтино. В края на краищата всъщност преобладаващата част от натоварването в апартамента са онези електрически уреди, които не са чувствителни или, поне, по-малко чувствителни към пренапреженията на тока.

    Също така считам за по-целесъобразно да се използват релета за напрежение от модулен дизайн за защита на електрическото окабеляване, които имат много предимства: те са достатъчно надеждни, се характеризират с висока скорост и точност на настройките на работа, имат допълнителна контактна група, с която релето може да се използва за изпълнение на различни автоматизирани вериги. Модулните релета на напрежението са доста компактни: има релета, които заемат едно положение на DIN шина (размерът на еднофазен прекъсвач).

     
    Коментари:

    # 8 написа: | [Цитиране]

     
     

    Всичко отдавна е измислено, устройства за защита (цифрови релета за напрежение) ASP. От евтини до скъпи, за всички случаи.