Hogyan lehet védeni a feszültségingadozásoktól?

Egy egyszerű eszköz leírása, amely leválasztja a terhelést, ha a hálózati feszültség meghaladja az elfogadható határokat.

A háztartási elektronikus és csak elektromos berendezések tápellátásának hálózati feszültsége tűréshatárt plusz vagy mínusz 10%. A háztartási energiaellátási rendszer körülményeiben azonban ezt a követelményt gyakran nem teljesítik.

A feszültség szignifikánsan túl magas vagy sokkal alacsonyabb lehet a normálnál, ami a berendezés meghibásodásához vezethet. Annak elkerülése érdekében, hogy ez megtörténjen, a cikk egy egyszerű eszközt ír le, amely időben szétkapcsolja a terhelést, mielőtt ideje lenne az égésnek.

Egy meglehetősen egyszerű védőeszköz diagramját az 1. ábra mutatja.

A cselekvés elve. Az áramkör leírása

A terhelés leválasztása a hálózatról akkor fordul elő, ha a feszültség meghaladja a 242 V-ot vagy 170 V-ra csökken. Egy erős relé az eszköz kimenetén lehetővé teszi a tíz amper áramerősség átkapcsolását, amely lehetővé teszi akár két kilovatt teljesítményű terhelés csatlakoztatását.

A kezdeti állapotban a reléérintkezők az ábrán látható helyzetben vannak. A K1.3 kapcsolóérintkező csatlakoztatja a HL1 LED-et a hálózathoz, jelezve, hogy a terhelés ki van kapcsolva, és hogy a hálózatban feszültség van. A terhelés az SB1 "Start" gombjának rövid megnyomásával kapcsolódik a hálózathoz.

1. ábra Védelem a feszültségingadozások ellen

A hálózati feszültséget a C1 oltó kondenzátor és az R10 ellenállás továbbítja a VD9, VD10 egyenirányító diódákhoz, és feltölti a C3 kondenzátort. Ezen a kondenzátoron a feszültséget egy VD11 Zener dióda stabilizálja. Ebből az egyenirányítóból kis teljesítményű K2 jelfogót szállítanak, amely vezérli egy erőteljes K1 relét, amely maga a terhelést kapcsolja be.

A VD2 diódán keresztül a hálózati feszültséget a K2 relé kapcsolóegységére táplálják. Ha a hálózat feszültsége meghaladja a 170 V-ot, akkor kinyílik a VD7 Zener-dióda, amely lehetővé teszi, hogy a C2 kondenzátort olyan feszültségre töltsék fel, amely elegendő a VT1 tranzisztor megnyitásához, amely bekapcsolja a K2 kis teljesítményű relét. (A VD8 dióda a K2 relé tekercsével párhuzamosan csatlakozik. Ennek célja a tranzisztor védelme az önindukciós EMF-től, amely a K2 relé kikapcsolásakor következik be.)

Ez a relé a K2.1 érintkezővel bekapcsolja a nagyteljesítményű K1 relét, és érintkezőivel K1.1 ... K1.4 biztosítja a hálózati feszültséget a terheléshez. A "Start" gomb elengedhető, a készülék üzemmódba lépett. Ugyanakkor a HL2 LED kigyullad, jelezve az eszköz normál működését. A HL1 LED kialszik, az eszköz üzemmódba vált.

Túlfeszültség-védelem

Ha a hálózati feszültség kevesebb, mint 170 V, akkor a VD7 Zener dióda bezáródik, és a C2 kondenzátor töltése leáll. Ez ahhoz vezet, hogy a C2 kondenzátor az R8 ellenálláson és a VT1 tranzisztor átmeneti bázis-emitterén keresztül ürül. A tranzisztor bezáródik és közbenső relé A K2 leválasztódik, és a K2.1 érintkezővel kikapcsolja a K1 nagyteljesítményű relét - a terhelés kikapcsol.

Túlfeszültség-védelem

A túlfeszültség-védő szerelvényt a VS1 tirisztorra szereljük. A következőképpen működik.

A hálózati feszültséget, vagy inkább pozitív félhullámát a VD2 diódán keresztül a sorosan csatlakoztatott VD3 ... VD6 Zener diódákra, ezen keresztül pedig sorosan csatlakoztatott R2 és R3 ellenállásokra táplálják. Ha a hálózati feszültség 242 V fölé emelkedik, akkor a Zener diódák kinyílnak, és feszültségcsökkenés jön létre az R3 ellenálláson, amelynek értéke elegendő a VS1 tirisztor megnyitásához.

Az R5 ellenálláson keresztül nyitott tirisztor "feszíti" a feszültséget a C3 kondenzátoron. (Mivel az ezt a kondenzátort tápláló egyenirányítót az áramkörnek megfelelően összeszerelték egy kondenzátorral, nem fél a rövidzárlattól is).Az R4 ellenállásra csak akkor van szükség, hogy a VS1 tirisztor ne égesse el a C3 kondenzátor kisülésekor.) Ez a feszültség nem lesz elegendő a K2 relé tartásához, kikapcsol, a K1 relé pedig vele kikapcsol, és a terhelés leválasztásra kerül. Maga az eszköz is kikapcsol, kivéve az R1, VD1, HL1 láncokat.

A terhelés újraindítását csak a „Start” gomb megnyomásával lehet megtenni. Ebben az esetben nem szabad rohanni, hanem várni egy kicsit, mert néha, amikor az energia helyreáll, elég nagy esések fordulnak elő, akár mondhatjuk, hogy túlfeszültség, feszültség.

Néhány szó a részletekről

Az eszköz szinte minden részét 1,5 ... 2 mm vastagságú fóliaszál üvegből készült nyomtatott áramköri táblára szerelik. A tábla topológiája annyira egyszerű, hogy éles késsel vághatja le. Szinte az összes részlet a táblán található. A táblát a rajta található alkatrészekkel a 2. ábra mutatja.

2. ábra: A túlfeszültség-védő eszköz áramköri rajza

Az egész készüléket egészében szigetelő anyagból készült házba kell helyezni. Azokat az alkatrészeket, amelyek nem illeszkedtek a táblára, a burkolat belsejébe kell felszerelni a felületre történő felszerelés módszerével. Ha egy erős relé jelentős méretekkel rendelkezik, akkor azt is a táblán kívül kell elhelyezni.

Nagyteljesítményű K1 reléként MKU-48, RPU-2 vagy hasonló reléket lehet használni tekercsel, 220 V váltakozó feszültségre. A K2 reléként RES-6, RES-22 vagy más típusú reléket használhat, kb. 50 V válaszfeszültséggel, és tekercsáram legfeljebb 15 mA. Ennek a reléknek csak egy érintkezője lehet.

Az eszköz telepítésekor az alábbi típusú alkatrészeket lehet alkalmazni: rögzített ellenállások MLT típusú, ellenállási ellenállás típusa SP3-3 vagy SP3-19. A K73-17 típusú C1 kondenzátor az ábrán feltüntetettnél alacsonyabb üzemi feszültségre, K50-35 típusú vagy importált oxidkondenzátorok. A VD1, VD2, VD8 ... VD10 diódákként bármilyen, legalább 400 V fordított feszültségű, valamint az 1N4007 típusú importált alacsony fogyasztású diódák alkalmasak.

A VT1 tranzisztor helyébe a KT817G, KT603A, B vagy a KT630D léphet.

A hálózat megnövekedett feszültségét, amelyen a kikapcsolást végrehajtják, a VD3 ... VD6 Zener diódák stabilizációs feszültsége határozza meg, amely az ábrán feltüntetett helyett a KS600A, KS620A, KS630A, KS650A, KS680A Zener diódákat is használhatja.

Ezek segítségével nagyjából beállítják a leállási küszöböt, és egyenletesebbé teszik az R3 ellenállás kiválasztásával. A legegyszerűbb körülbelül 10 kg ellenállású változó ellenállást beállítani, és a beállítás végén egy állandóval cserélni, amely megegyezik a változó ellenállás bemeneti részének ellenállásával.

Az alsó küszöböt (minimális feszültséget) az R7 trimmer ellenállással kell beállítani.

Az eszköz beállítását a LATR segítségével lehet a legkönnyebben elvégezni. Először állítsa be a felső küszöböt. Ehhez csatlakoztassa az eszközt a LATR-hez, és fokozatosan növelje a feszültséget, természetesen egy voltmérővel ellenőrizve. A VD3 ... VD6 Zener diódák és az R3 ellenállás kiválasztásával a készüléket 242 V feszültséggel ki kell kapcsolni. A készüléket - a fogyasztót természetesen nem szabad csatlakoztatni. Annak érdekében, hogy az eszköz ne induljon el az alsó küszöbön, állítsa az R7 hangolási ellenállás motorját a felső helyzetbe a séma szerint.

A felső küszöbérték beállítása után az R7 ellenállást kell használni az eszköz kikapcsolásához, amikor a feszültség 170 V-ra csökken.

Ha az eszköz kényszerített leállítására van szükség, akkor egy nyitott érintkezőjű gombot sorba lehet állítani a K2.1 reléérintkezővel.

Biztonsági tudnivalók

A kialakításnak nincs galvanikus szigetelése az ellátóhálózattal, ezért annak felállításakor rendkívül óvatosnak és körültekintőnek kell lennie, az elektromos berendezésekben végzett munka során be kell tartania az összes biztonsági előírást. Az üzembe helyezéshez legjobb a transzformátor használata: a LATR-t csatlakoztatni kell utána.Ezután a beállítást félelem nélkül el lehet végezni.

Boris Aladyshkin

Comments

[#1 Gregory]

Helló Elnézést a szörnyű kérdésért. Miért találta fel újra a kereket? Most az alacsony minőségű hálózati feszültség problémája meglehetősen akut, ezért az iparunk és a "nem mi" iparág számos különféle feszültségszabályozót gyárt, kezdve a legolcsóbbtól egészen drágaig. Legtöbbjük az Ön által leírt elven épül. Megemlíthetjük a hálózati és csomagtartó-stabilizátorok használatának lehetőségét is. A törzsfeszültség-stabilizátorok kiváló minőségű és hatékony áramellátás átfogó megoldását kínálják nyaralókhoz, házakhoz, házakhoz vagy lakásokhoz, bármilyen lakó- és nem lakóépülethez, tehát a stabilizátor nem luxus, hanem olyan igény, amelyet nem szabad építeni, hanem megvásárolni.

[#2 Alexander]

GregoryEz nem egy stabilizátor, hanem csak egy maradékáramú eszköz. Sokkal olcsóbb, mint az "olcsó" stabilizátorok. A legtöbb otthoni embernek nagyon kevés készüléke van, amelyeknél a hirtelen leállás veszélyes. És az utóbbi esetében érdemes egy UPS-t használni, függetlenül attól, hogy van-e vagy sem RCD, sem egy stabilizátor.

[#3 Ruslan]

A beszerzésről - nem értek egyet. Most befejezem ... 110-es hibáink vannak, hívjuk megvásároltnak, amely nem kapcsolja ki a terhet? Hívja vásárolni, hogy 160 V feszültségnél 5 kW teljesítményű és 10 tr-ig terjed?

Ezen felül, hogy megbízható és gazdaságos. És hogy pontos legyen.

[#4]

jobb, ha tirisztorra, és nem relére szereljük - nagyobb sebesség

[#5]

Először is, ez nem a stabilizátorokra vonatkozik, hanem csak a feszültség lekapcsolásáról. Ez az eszköz nem stabilizálja a hálózat feszültségét, hanem egyszerűen figyeli annak értékét, és amikor túllépi a tűréshatárokat, egyszerűen leválasztja a terhelést. Úgy gondolom, hogy mind a rendszer, mind a munka elv leírása úgy van megadva, hogy "az általános fejlesztés érdekében", és egyáltalán nem a rendszer megismétlésére. Sőt, a leírt konstrukció nem mentes hátrányoktól. Először is, ideértve a Start gombbal rendelkező készüléket is, jó lenne megismerni a hálózat feszültségszintjét jelenleg, és nem túl kényelmes ezt a feszültséget teszterrel irányítani. És akkor, amikor nem ismeri a hálózatban a valódi feszültségszintet, és megnyomja a "Start" gombot, ennek a gombnak az érintkezőivel azonnal veszélyesen magas feszültséget adunk a rakományhoz, és ha ezt a gombot egy ideig nyomva tartjuk, akkor van esélyünk a védett eszköz sikeres elégetésére. . Ezen túlmenően, még a hálózat normál feszültségszintjénél is, az első pillanatban, amíg az automatika működni nem kezd, és a két relé be nem kapcsol, a terhelési áram áthalad a "Start" gomb meglehetősen gyenge érintkezőin, és ha a terhelési áram elég nagy, akkor a gomb nem tart sokáig. . Nos, és másodszor, a legfontosabb dolog. Az ipar már reagált a piaci igényekre, és manapság nagyon sok különféle cut-off modell eladó, például olyan, amely dugaszolva van, és rendelkezik saját tápcsatlakozóval a rakomány csatlakoztatásához, vagy egy DIN sínre van felszerelve. De az összes leválasztás közös vonása az, hogy mindegyik mikrokontrollerrel készül, jelzik a hálózat feszültségét és a programozó elemeket. És még egy dolog: ezek a kivágások meglehetősen olcsók a feszültségstabilizátorokhoz képest. Bár személy szerint nem támogatom a levágások széles körű alkalmazását. Gyakorlatomban sok ügyfél először a teljes kétszintes házat akarta a kivágásokra tenni, majd amikor a hölgy villogni kezdett, mint egy karácsonyfa, maguk eltávolították és eldobták őket. Úgy gondolom, hogy ma is a vidéki területeken, ahol a hálózati tápellátás minden „varázsa” van, ésszerű vásárolni olyan fogyasztói elektronikai eszközöket, amelyek a gyártók bejelentései szerint képesek a hálózati feszültség nagy ingadozásainál működni: 100 és 400 V között. És ez nagyon valóságos.

[#6]

Valójában ezért találja fel újra a kereket. Az ipar által gyártott eszközök széles skálája található. Az a készülék, amely leválasztja a terhelést, ha a tápfeszültség meghaladja a beállított értéket, olcsóbb, mint az áramkör alkatrészei. Itt van egy példa, nemrégiben vettem egy RN-111M-et 1400 r-re, tehát van egy alsó küszöbérték, egy felső küszöbérték, egy időzítő és egy digitális voltmérő. És feláll egy din sínen. Szilárd pluszok.

[#7 MaksimovM]

Ruslan, Szerintem pénz pazarlás vesz egy nagy teljesítményű feszültségszabályozó vásárlását, például 5 kW, amint azt jelezted. Ha megvásárol egy ilyen stabilizátort, haszonnal jár az ilyen berendezések eladója számára, tisztességes pénzt dob ​​az eszközért, ennyi. Érdemes stabilizátort helyezni az egész lakásra? Miért stabilizálja az elektromos vízmelegítő, elektromos fűtés, sütő, sütő feszültségét? Célszerűbb stabilizátort felszerelni a vezetékek azon részére, amely háztartási készülékeket szolgáltat, amelyek érzékenyek a feszültség-túlfeszültségekre. Ha ezt a stabilizátor teljesítményének megválasztásának az elvét vezeti, akkor kiderül, hogy a stabilizátor helyett 5 kW-ra van szükség csupán 1-2 kW-ra, ami sokkal olcsóbb. Végül is, valójában a lakásban a terhelés túlnyomó része azoknak az elektromos készülékeknek az alkatrészei, amelyek nem érzékenyek, vagy legalábbis kevésbé érzékenyek a túlfeszültségre.

Célszerűbbnek tartom a moduláris kialakítású feszültségrelék használatát az elektromos vezetékek védelmére, amelyeknek számos előnye van: elég megbízhatóak, nagy sebességűek és pontosan kezelik a működési beállításokat, további érintkezőcsoporttal rendelkeznek, amellyel a relék különböző automatizált áramkörök megvalósításához használhatóak. A moduláris feszültség relék meglehetősen kompaktak: vannak olyan relék, amelyek egy helyet foglalnak el a DIN sínen (egyfázisú megszakító mérete).

[#8]

Mindent régóta feltaláltak, védelmi eszközök (digitális feszültségrelék) ASP. Az olcsóktól a drágaig minden alkalomra.