כיצד להגן מפני תנודות מתח

תיאור מכשיר פשוט המנתק את העומס אם מתח החשמל חורג מגבולות מקובלים.

הסבילות למתח החשמל להפעלת ציוד אלקטרוני ביתי ופשוט לציוד חשמלי היא פלוס מינוס 10%. אך בתנאים של מערכת אספקת האנרגיה המקומית, לרוב לא נדרש דרישה זו.

המתח יכול להיות גבוה מדי או נמוך בהרבה מהרגיל, מה שעלול להוביל לכישלון בציוד. כדי למנוע זאת, המאמר מתאר מכשיר פשוט אשר ינתק את העומס בזמן לפני שיהיה לו זמן לשרוף.

תרשים של התקן הגנה פשוט למדי מוצג באיור 1.

עקרון הפעולה. תיאור המעגל

ניתוק העומס מהרשת מתרחש כאשר המתח עולה על 242 V או הופך להיות נמוך מ- 170 V. ממסר עוצמתי ביציאה של המכשיר מאפשר החלפת זרמים של עד עשרה אמפר, המאפשר לחבר עומס בהספק של עד שני קילוואט.

במצב ההתחלתי, אנשי הקשר ממסר נמצאים במצב המצוין בתרשים. אישור מיתוג K1.3 מחבר את נורית ה- HL1 לרשת, מסמל כי העומס כבוי וכי יש מתח ברשת. העומס מחובר לרשת על ידי לחיצה קצרה על כפתור ה- SB1 "התחל".

איור 1. הגנה מפני תנודות מתח

מתח החשמל דרך הקבל המרווה C1 והנגד R10 מועבר למיישר בדיודות VD9, VD10, ומטעין את הקבל C3. המתח על קבל זה מיוצב על ידי דיודה זנר VD11. מיישר זה מספק כוח לממסר K2 בעל עוצמה נמוכה, השולט על פעולתו של ממסר K1 עוצמתי, המעביר את העומס עצמו.

דרך הדיודה VD2, מתח החשמל מועבר ליחידת המיתוג של הממסר K2. אם המתח ברשת עולה על 170 וולט, דיודת זנר VD7 תיפתח, שתאפשר לטעון את הקבל C2 למתח המספיק לפתיחת הטרנזיסטור VT1, אשר יפעיל את ממסר ההספק K2. (דיודה VD8 מחוברת במקביל לסליל של ממסר K2. מטרתה להגן על הטרנזיסטור מפני EMF ההשראה העצמית המתרחשת כאשר הממסר K2 נכבה.)

ממסר זה עם מגע K2.1 שלו יפעיל את הממסר K1 העוצמתי, ועם מגעיו K1.1 ... K1.4 הוא יספק את מתח החשמל לעומס. כעת ניתן לשחרר את כפתור "התחל", המכשיר נכנס למצב ההפעלה. במקביל, נורית ה- HL2 נדלקת ומסמנת את פעולתו הרגילה של המכשיר. נורית HL1 תכבה, המכשיר נכנס למצב ההפעלה.

הגנת תת-מתח

אם מתח החשמל הופך להיות פחות מ -170 וולט, דיודת זנר VD7 תיסגר והטעינה של הקבל C2 תיפסק. זה יביא לכך שהקבל C2 מוזרם דרך הנגן R8 ובסיס המעבר - פולט הטרנזיסטור VT1. הטרנזיסטור ייסגר ממסר ביניים K2 יכבה ויצירת קשר עם K2.1 תכבה את הממסר החזק K1 - העומס יופעל ללא אנרגיה.

הגנת מתח יתר

מכלול ההגנה מפני מתח מתח מורכב על התיריסטור VS1. זה עובד כדלקמן.

מתח החשמל, או ליתר דיוק חצי הגל החיובי שלו, מועבר דרך הדיודה VD2 לדיודות הזנר VD3 ... VD6 המחוברות בסדרה, ודרכן לנגדים R2 ו- R3 המחוברים בסדרה. אם מתח החשמל עולה מעל 242 V, דיודות הזנר נפתחות ונפילת מתח מופיעה על הנגד R3, שערכו יספיק לפתיחת התיריסטור VS1.

טיריסטור פתוח דרך נגן R5 "יכניס" את המתח לרוחב הקבל C3. (מכיוון שהיישר המספק קבלים זה מורכב על פי המעגל עם קבל מרווה, הוא לא חושש אפילו ממעגלים קצרים.התנגדות R4 נדרשת רק כדי שהתיריסטור VS1 לא יישרף על ידי פריקת הקבל C3.) מתח זה לא יספיק בכדי להחזיק ממסר K2, הוא יכבה, והממסר K1 יכבה איתו והעומס ינותק. המכשיר עצמו יופעל גם הוא ללא אנרגיה, למעט השרשראות R1, VD1, HL1.

אפשר להפעיל מחדש את העומס רק על ידי לחיצה על כפתור "התחל". במקרה זה, אסור למהר, אלא להמתין זמן מה, מכיוון שלפעמים, כששוחזר הכוח, מתרחשות טיפות גדולות למדי, אפשר אפילו לומר נחשולי מתח, מתח.

כמה מילים על הפרטים

כמעט כל חלקי המכשיר מותקנים על גבי מעגל מודפס עשוי פיברגלס נייר כסף בעובי של 1.5 ... 2 מ"מ. הטופולוגיה של הלוח כל כך פשוטה שאתה יכול פשוט לחתוך אותה עם סכין חדה. כמעט כל הפרטים נמצאים על הלוח. הלוח עם החלקים הממוקמים עליו מוצג באיור 2.

איור 2. תכנון לוח המעגל של מכשיר ההגנה מפני נחשולי מתח

יש למקם את המכשיר כולו בתוך בית עשוי מחומר בידוד. אותם חלקים שלא נכנסו ללוח מותקנים בתוך המארז בשיטת ההרכבה על פני השטח. אם לממסר העוצמתי יהיו ממדים משמעותיים, אז יש למקם אותו גם מחוץ ללוח.

כממסר K1 חזק, אפשר להשתמש בממסרים מסוגים MKU-48, RPU-2 או דומה עם סליל למתח מתח לסירוגין של 220 V. כמאמר K2, אתה יכול להשתמש בממסרים RES-6, RES-22 או סוג אחר עם מתח תגובה של כ- 50 וולט ו זרם סליל לא יותר מ- 15 mA. לממסר זה יכול להיות איש קשר אחד בלבד.

בעת התקנת המכשיר, ניתן להחיל את סוגי החלקים הבאים: נגדים קבועים מסוג MLT, נגדית זמירה מסוג SP3-3 או SP3-19. קבל C1 מסוג K73-17 עבור מתח פעולה שאינו נמוך ממצוין בתרשים, קבלים תחמוצת מסוג K50-35 או מיובאים. כדיודות VD1, VD2, VD8 ... VD10, כל דיודות בעלות הספק נמוך עם מתח הפוך של לפחות 400 וולט, כמו גם סוג מיובא 1N4007, מתאימות.

ניתן להחליף טרנזיסטור VT1 על ידי KT817G, KT603A, B או KT630D.

המתח המוגבר של הרשת בו מבוצעת הכיבוי נקבע על ידי מתח הייצוב של דיודות זנר VD3 ... VD6, שבמקום אלה המצוינות בתרשים ניתן להשתמש בדיודות זנר KS600A, KS620A, KS630A, KS650A, KS680A.

בעזרתם, מתבצעת התאמה גסה של סף הכיבוי, ונעשית חלקה יותר על ידי בחירת נגן R3. הכי קל להקים נגד משתנה עם התנגדות של כ -10 קילוגרם במקום זה, ובסוף ההגדרה יש להחליף אותו בקבוע, השווה להתנגדות של חלק הקלט של הנגד המשתנה.

הסף התחתון (מתח מינימלי) מוגדר באמצעות נגן הגוזם R7.

הגדרת מכשיר מתבצעת בקלות רבה ביותר באמצעות LATR. תחילה הגדר את הסף העליון. לשם כך, חבר את המכשיר ל- LATR, והגדיל בהדרגה את המתח, כמובן, שליטה עליו באמצעות מד מתח. על ידי בחירת דיודות זנר VD3 ... VD6 והנגד R3, לכיבוי המכשיר במתח של 242 V. המכשיר - הצרכן, כמובן, לא צריך להיות מחובר. כדי למנוע את הפעלת המכשיר על הסף התחתון, הגדר את המנוע של נגן הכוונון R7 למצב העליון בהתאם לתכנית.

לאחר קביעת הסף העליון, עליכם להשתמש בנגד R7 בכדי לכבות את המכשיר כאשר המתח מופחת ל -170 V.

אם נדרשת האפשרות לכיבוי מאולץ של המכשיר, אז ניתן להגדיר כפתור עם מגע פתוח בסדרה עם איש הקשר הממסר K2.1.

הערות בטיחות

לעיצוב אין בידוד גלווני עם רשת האספקה, לכן, בעת הקמתו יש להקפיד ולהיזהר ביותר, להקפיד על כל כללי הבטיחות בעבודה במתקנים חשמליים. עדיף להשתמש בשנאי בטיחות להזמנה: יש לחבר את LATR אחריו.ואז ניתן לבצע את ההגדרה ללא שום חשש.

בוריס אלאדישקין

Comments

[#1 גרגורי]

שלום. סליחה על השאלה הלא צנועה. מדוע להמציא את הגלגל מחדש? כעת בעיית מתח החשמל באיכות נמוכה היא חריפה למדי, ולכן התעשייה שלנו וה"לא שלנו "מייצרת מגוון עצום של מייצבי מתח, החל מהזול ביותר ליקר למדי. רובם בנויים על העיקרון שתיארת. אפשר להזכיר גם את האפשרות להשתמש במייצבי רשת ותא המטען. מייצבי מתח תא המטען מציעים פיתרון מקיף של אספקת חשמל איכותית ויעילה לבית קיץ, בית, קוטג 'או דירה, כל מקום למגורים ולא למגורים, ולכן המייצב אינו מותרות, אלא צורך שאסור לבנות, אלא לרכוש.

[#2 אלכסנדר]

גרגוריזה לא מייצב, אלא רק מכשיר זרם שיורי. זה הרבה יותר זול ממייצבים "זולים". לרוב האנשים בבית יש מעט מאוד מכשירים שעבורם כיבוי פתאומי מסוכן. ולגבי האחרון, כדאי להשתמש ב- UPS, ללא קשר לנוכחות או להיעדר הן של RCD והן של מייצב.

[#3 רוסלן]

עומד לרכוש - אני לא מסכים. עכשיו אני מסיים את זה ... יש לנו תקלות של עד 110, תתקשר לזה שנרכש, שלא יכבה את העומס? תקראו לזה שנרכש כי במתח של 160 וולט יש לו הספק של 5 קילוואט ועולה עד 10 טרסט?

בנוסף, להיות אמין וחסכוני. וכדי לדייק.

[#4]

עדיף להרכיב על טיריסטור ולא על ממסר - מהירות גבוהה יותר

[#5]

ראשית, לא מדובר במייצבים, אלא רק בניתוק מתח. מכשיר זה אינו מייצב את המתח ברשת, אלא פשוט עוקב אחר ערכו וכאשר הוא חורג ממגבלות הסובלנות, הוא פשוט מנתק את העומס. אני חושב שגם התוכנית וגם התיאור של עקרון העבודה ניתנים באופן כזה "להתפתחות כללית", וכלל לא לחזרת התוכנית. יתר על כן, הבנייה המתוארת אינה חפה מחסרונות. ראשית, כולל המכשיר עם כפתור התחל, יהיה נחמד לדעת את רמת המתח ברשת כרגע, ולא מאוד נוח לשלוט על מתח זה באמצעות בודק. ואז, בלי לדעת את רמת המתח האמיתית ברשת ולחץ על כפתור "התחל", באמצעות אנשי הקשר של כפתור זה אנו מייד מספקים עומס גבוה בצורה מסוכנת לעומס, ואם נשמור על לחצן זה לחוץ למשך זמן מה, יש לנו סיכוי לשרוף בהצלחה את המכשיר המוגן. . בנוסף, גם עם רמת מתח רגילה ברשת, ברגע הראשון, עד שהאוטומטיקה עובדת ושני הממסרים נדלקים, זרם העומס יעבור דרך המגעים החלשים למדי של כפתור "התחל", ואם זרם העומס גדול למדי, אז הכפתור לא יימשך זמן רב . ובכן, ושנית, הדבר החשוב ביותר. התעשייה כבר נענתה לדרישות השוק, וכיום ישנם מספר עצום של דגמי ניתוק שונים הנמצאים במכירה, כמו אלה המחוברים לחשמל ויש להם שקעי כוח משלהם לחיבור העומס, או המותקנים על מעקה DIN. אך המאפיין המשותף של כל הניתוקים הוא שכולם מיוצרים במיקרו-בקר, יש אינדיקציה למתח ברשת ולרכיבי התכנות. ועוד דבר אחד: כל הקיצוצים האלה זולים למדי בהשוואה למייצבי מתח. אם כי באופן אישי, אינני תומך בשימוש הרחב בקיצוצים. בתרגול שלי, לקוחות רבים רצו תחילה לשים את כל הקוטג 'בן שתי הקומות על הגזרות, ואז, כשהגברת החלה למצמץ, כמו עץ ​​חג המולד, הם עצמם הסירו וזרקו אותם. אני חושב שהיום, אפילו באזורים כפריים עם כל הקסמים של אספקת החשמל התקורה, הגיוני לרכוש מכשירי אלקטרוניקה צרכנית, שעל פי הכרזות היצרנים, מסוגלים לעבוד בתנאים של תנודות גדולות במתח החשמל: 100 עד 400 וולט. וזה די אמיתי.

[#6]

זו באמת הסיבה להמציא את הגלגל מחדש. יש מגוון רחב של מכשירים שהתעשייה מייצרת. התקן המנתק את העומס אם מתח האספקה ​​חורג מהערך שנקבע הוא זול יותר מהחלקים למעגל זה. הנה דוגמה, קניתי לאחרונה RN-111M ב -1,400 r, כך שיש הגדרת סף תחתונה, הגדרת סף עליון, טיימר ומתח דיגיטלי. והוא קם על מסילה. פלוסים מוצקים.

[#7 מקסימוב]

רוסלןאני חושב שחבל על הכסף לרכוש רגולטור מתח מתח גבוה, למשל 5 קילוואט, כפי שציינת. ברכישת מייצב כזה אתה מרוויח למוכר ציוד כזה, זורק כסף הגון למכשיר הזה, זה הכל. חוש לשים מייצב על כל הדירה? מדוע לייצב את המתח עבור דוד מים חשמלי, דוד חשמלי, תנור, תנור? רצוי יותר להתקין מייצב על אותו חלק של החיווט המספק מכשירי חשמל ביתיים הרגישים לביצועי מתח. אם מונחים על ידי עיקרון זה של בחירת כוחו של המייצב, מסתבר שבמקום המייצב, דרוש 5 קילוואט רק 1-2 קילוואט, וזה הרבה יותר זול. אכן, למעשה, החלק המכריע של העומס בדירה הוא מכשירי החשמל שאינם רגישים או, לפחות, פחות רגישים לביצועי חשמל.

אני גם רואה את זה יותר מועיל להשתמש בממסרי מתח של תכנון מודולרי להגנה על חיווט חשמלי, שיש להם יתרונות רבים: הם אמינים מספיק, מאופיינים במהירות גבוהה ודיוק של הגדרות ההפעלה, יש להם קבוצת אנשי קשר נוספת, איתה ניתן להשתמש בממסר ליישום מעגלים אוטומטיים שונים. ממסרי מתח מודולריים הם די קומפקטיים: ישנם ממסרים התופסים תנוחה אחת במעקה DIN (בגודל מפסק חד פאזי).

[#8]

הכל הומצא מזמן, מכשירי הגנה (ממסרי מתח דיגיטליים) ASP. מהזול ליקר, לכל האירועים.