Hur man skyddar mot spänningsfluktuationer

Beskrivning av en enkel enhet som kopplar bort lasten om nätspänningen går över acceptabla gränser.

Toleransen för nätspänningen för att driva hushållens elektronisk och bara elektrisk utrustning är plus eller minus 10%. Men under villkoren för det inhemska energiförsörjningssystemet uppfylls ofta inte detta krav.

Spänningen kan vara betydligt för hög eller mycket lägre än normalt, vilket kan leda till utrustningsfel. För att förhindra att detta sker, beskriver artikeln en enkel enhet som kommer att koppla bort lasten i tid innan den har tid att bränna ut.

Ett diagram över en ganska enkel skyddsanordning visas i figur 1.

Handlingsprincip. Kretsbeskrivning

Att koppla bort lasten från nätverket inträffar när spänningen överstiger 242 V eller blir lägre än 170 V. Ett kraftfullt relä vid enhetens utgång gör det möjligt att växla strömmar upp till tio ampere, vilket gör att du kan ansluta en last med en kapacitet på upp till två kilowatt.

I det initiala tillståndet är reläkontakterna i det läge som visas i diagrammet. Omkopplingskontakt K1.3 ansluter HL1-LED till nätverket, signalerar att lasten är av och att det finns spänning i nätverket. Lasten är ansluten till nätverket genom att trycka kort på SB1 "Start" -knappen.

Bild 1. Skydd mot spänningsfluktuationer

Huvudspänning genom kylningskondensatorn C1 och motståndet R10 matas till likriktningsdioderna VD9, VD10 och laddar kondensatorn C3. Spänningen på denna kondensator stabiliseras av en Zener-diod VD11. Från denna likriktare levereras ett lågeffektrelä K2, som styr driften av ett kraftfullt relä K1, som växlar lasten själv.

Genom dioden VD2 matas nätspänningen till reläets K2 kopplingsenhet. Om spänningen i nätverket är mer än 170 V, kommer Zener-dioden VD7 att öppnas, vilket gör att kondensatorn C2 laddas till en spänning som är tillräcklig för att öppna transistorn VT1, vilket kommer att slå på lågeffektrelä K2. (En VD8-diod är ansluten parallellt med spolen för relä K2. Syftet är att skydda transistorn från den självinducerande EMF som uppstår när relä K2 stängs av.)

Detta relä med sin kontakt K2.1 slår på det kraftfulla reläet K1 och med sina kontakter K1.1 ... K1.4 kommer det att mata nätspänningen till lasten. "Start" -knappen kan nu släppas, enheten har gått in i driftläge. Samtidigt tänds HL2-lysdioden, vilket signalerar enhetens normala drift. HL1 LED slocknar, enheten har gått in i driftsläge.

Underspänningsskydd

Om nätspänningen blir mindre än 170 V stängs Zener-dioden VD7 och laddningen av kondensatorn C2 kommer att stanna. Detta kommer att leda till det faktum att kondensatorn C2 tappas ut genom motståndet R8 och transistorns VT1 övergångsbasemitter. Transistorn stängs och mellanrelä K2 kommer att kopplas ur och kontakten K2.1 stänger av det kraftfulla reläet K1 - lasten kommer att slås av.

Överspänningsskydd

Överspänningsskyddsaggregatet monteras på tyristorn VS1. Det fungerar enligt följande.

Nätspänningen, eller snarare dess positiva halvvåg, tillförs via VD2-dioden till Zener-dioderna VD3 ... VD6 anslutna i serie, och genom dem till motstånden R2 och R3 anslutna i serie. Om nätspänningen stiger över 242 V öppnar zenerdioderna och ett spänningsfall visas på motståndet R3, vars värde kommer att vara tillräckligt för att öppna tyristorn VS1.

En öppen tyristor genom ett motstånd R5 "sätter" spänningen över kondensatorn C3. (Eftersom likriktaren som tillhandahåller denna kondensator är monterad enligt kretsen med en kylningskondensator är den inte rädd för ens kortslutningar.Motstånd R4 behövs endast så att tyristorn VS1 inte bränns av urladdningen av kondensatorn C3.) Denna spänning räcker inte för att hålla relä K2, det kommer att stängas av och relä K1 stängs av med det, och lasten kommer att kopplas bort. Enheten i sig kommer också att slås av, med undantag för kedjorna R1, VD1, HL1.

Återaktivera lasten kan endast göras genom att trycka på "Start" -knappen. I detta fall bör man inte rusa, men vänta ett tag, för ibland, när kraften återställs, inträffar ganska stora droppar, kan man till och med säga överspänningar, spänning.

Några ord om detaljerna

Nästan alla delar av enheten är monterade på ett tryckt kretskort tillverkat av foliefiberglas med en tjocklek av 1,5 ... 2 mm. Kortets topologi är så enkel att du bara kan klippa den med en vass kniv. Nästan alla detaljer finns på brädet. Kortet med de delar som finns på det visas i figur 2.

Figur 2. Design av kretskortet på överspänningsskyddsanordningen

Hela enheten som helhet måste placeras i ett hölje av isolerande material. De delar som inte passade på kortet installeras i höljet med metoden för ytmontering. Om ett kraftfullt relä har betydande dimensioner, bör det också placeras utanför kortet.

Som ett kraftfullt relä K1 är det möjligt att använda reläer av typen MKU-48, RPU-2 eller liknande med en spole för en växelspänning på 220 V. Som relä K2 kan du använda reläer RES-6, RES-22 eller annan typ med en svarsspänning på cirka 50 V och spolström högst 15 mA. Detta relä kan endast ha en kontakt.

När du installerar enheten kan du använda följande typer av delar: fasta motstånd typ MLT, trimning av motstånd typ SP3-3 eller SP3-19. Kondensator C1 av typ K73-17 för driftspänning som inte är lägre än anges på diagrammet, oxidkondensatorer av typ K50-35 eller importerade. Som dioder VD1, VD2, VD8 ... VD10 är alla lågeffektsdioder med en backspänning på minst 400 V samt importerad typ 1N4007 lämpliga.

Transistor VT1 kan ersättas av KT817G, KT603A, B eller KT630D.

Den ökade spänningen hos nätverket vid vilket avstängningen utförs bestäms av stabiliseringsspänningen för Zener-dioderna VD3 ... VD6, som istället för de som anges på diagrammet är det möjligt att använda Zener-dioder KS600A, KS620A, KS630A, KS650A, KS680A.

Med deras hjälp görs en grov justering av avstängningströskeln, och en jämnare utförs genom att välja ett motstånd R3. Det är lättast att ställa in ett variabelt motstånd med ett motstånd på cirka 10 kilogram istället för det, och i slutet av inställningen, byt ut det med ett konstant, lika med motståndet för ingångsdelen av det variabla motståndet.

Den lägre tröskeln (minsta spänning) ställs in med trimmermotståndet R7.

Installera en enhet görs lättast med LATR. Ställ först in den övre tröskeln. För att göra detta ansluter du enheten till LATR och ökar spänningen gradvis, naturligtvis, styr den med en voltmeter. Genom att välja Zener-dioderna VD3 ... VD6 och motståndet R3, måste enheten stängas av vid en spänning på 242 V. Enheten - konsumenten bör naturligtvis inte vara ansluten. För att förhindra att enheten utlöses på det lägre tröskelvärdet, ställ in motorn i inställningsmotståndet R7 i det övre läget enligt schemat.

När du har ställt in den övre tröskeln ska du använda motståndet R7 för att stänga av enheten när spänningen reduceras till 170 V.

Om möjligheten till tvångsstängning av enheten krävs, kan en knapp med en öppen kontakt ställas i serie med reläkontakten K2.1.

Säkerhetsanmärkningar

Konstruktionen har inte galvanisk isolering med försörjningsnätet, därför måste man, när man installerar det, vara extremt försiktig och noggrann, följ alla säkerhetsregler när man arbetar i elektriska installationer. Det är bäst att använda en säkerhetstransformator för idrifttagning: LATR ska anslutas efter det.Då kan inställningen göras utan rädsla.

Boris Aladyshkin