Автоматический регулятор сетевого напряжения. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Регуляторы тока, напряжения, мощности

 Комментарии к статье

Глубокие колебания напряжения в бытовой электросети вызывают, как правило, выход из строя дорогостоящей бытовой техники. Попытка решить эту проблему с помощью устройства, предложенного А. Каганом в [1], из-за некоторых неточностей в принципиальной схеме и небольшой мощности подключаемой нагрузки не увенчалась успехом.

Предлагаемый автоматический регулятор сетевого напряжения (АРСН), на мой взгляд, лишен этих недостатков и является "рабочей" версией [1].

Технические характеристики:

• Отклонение напряжения на входе АРСН.......140...270 В, 50 Гц
• Напряжение на выходе АРСН.......200...230 В, 50 Гц
• Номинальный ток нагрузки/мощность.......5 А/1,1 кВт
• Пусковой ток/пусковая мощность при длительности пуска 1 мин.......10 А/2,2 кВт
• Режим работы.......Непрерывный
• Защита устройства с нагрузкой.......Плавкий предохранитель на ток 13 А
• Тип подключаемой нагрузки.......Бытовой холодильник

Принципиальная схема АРСН показана на рис.1.

(нажмите для увеличения)

Отличительной особенностью предлагаемого устройства является дополнительная пятая ступень регулирования, более мощный трансформатор и электронные ключи, выполненные на составных транзисторах. Схема дополнена индикатором выходного напряжения, выполненного на светодиоде VD2. Принцип действия не отличается от описанного в [1].

Детали и конструкция

Мощность вольтодобавочного трансформатора Тр определяют из следующих соображений.

Для пуска холодильника необходима мощность:

Sn=InUn,

где In - пусковой ток 10 А; Un - номинальное напряжение сети 220 В.

Sn=10 Ах220 В=2200 ВА.

Необходимое напряжение вольтодобавки при посадке в сети до 140 В определяют исходя из минимально допустимого напряжения на входе электроприемника (холодильника), равного 198 В:

Uвд=198 Вх140 В=58 В.

При этом мощность трансформатора вольтодобавки равна

Sтр=58 Вх10 А=580 ВА.

Учитывая, что пусковой режим является кратковременным, Sтр может быть выбрана в пределах 400...600 ВА.

Трансформатор изготовлен из ленточной электротехнической стали, намотанной в сердечник тороидального типа со следующими габаритами: наружный диаметр 176 мм, внутренний диаметр 120 мм, высота сердечника 90 мм, эффективное сечение магнитопровода примерно 25 см2.

Обмотки 1-2 содержат 370 витков провода D0,71 мм; 3-4 55 витков провода D1,12 мм; 4-5 и 5-6 - по 49 витков провода D1,12 мм. Все обмотки намотаны проводом ПЭТВ-2 или ПЭВ-2.

Диаметр магнитопровода выбран таким, чтобы сетевая обмотка (1-2) уложилась в один слой, остальные обмотки наматывают поверх сетевой виток к витку. Изоляцию между обмотками выполняют лакотканью в один слой или прорезиненной изоляционной лентой.

В качестве трансформатора Тр можно использовать промышленный трансформатор типа ТБС 3-0,4УЗ, при этом обмотки 1-2 содержат 390 витков проводом D0,63 мм; 3-4 - 58 витков, а 4-5-6 - по 53 витка проводом D1,09...1,12 мм. Тип провода тот же.

Можно применить в качестве Тр два включенных в параллель телевизионных трансформатора ТС-250. В этом случае сетевые обмотки остаются прежними, а на полукатушках наматывают обмотки 3-4-5-6 по схеме, показанной на рис.2, которые делят пополам.

Количество витков определяют после намотки контрольной обмотки. Диаметр провода для вторичных обмоток 1,0...1,03 мм. В любом случае напряжение на обмотке 3-4 должно быть 32,5 В, на обмотках 4-5, 5-6 - по 29,5 В. Допускается отклонение ±0,5 В.

Реле К1, К3 типа РП-2М003УХЛ4Б, с 3 группами переключающих контактов, сопротивление обмотки 300 Ом, напряжение 24 В.

Реле К2 типа РП21М-УХЛ4, с 4 группами переключающих кон- тактов с сопротивлением обмотки 250 Ом, напряжением также 24 В.

Все контакты, для увеличения переключающей мощности включены в параллель (рис.3). Перед монтажом контакты реле регулируют для обеспечения синхронности переключения.

Печатную плату изготавливают любым способом (рис.4), расположение элементов показано на рис.5.

Вариант сборки конструкции показан на рис.6, при этом группы стабилитронов VD5, VD7, VD9, VD10 на плату не устанавливают.

Наладка Вход АРСН подключают к 9-амперному ЛАТРу, дополнительно на вход и выход АРСН подключают вольтметры переменного тока со шкалой 0...300 В, классом точности 0,5 или 1,0. Вольтметры лучше применять со стрелочной шкалой. Впаивают в схему первую группу стабилитронов (VD5) в составе КС527А + КД521 (последний включают в прямом направлении). Напряжение на ЛАТРе поднимают с нуля. При напряжении на входе АРСН 140 В на выходе должно быть не ниже 198 В. При дальнейшем повышении напряжения на входе АРСН (примерно 162 В) должен пробиться стабилитрон VD5, вызвав срабатывание реле К1. При этом напряжение на выходе до момента срабатывания реле К1 должно быть 230 В, после срабатывания - не менее 200 В. Откорректировать эти значения можно включая в 1-ю группу стабилитронов кремниевые диоды в прямом направлении. После этого набор VD5 закрепляют на плате.

Впаивают в схему 2-ю группу стабилитронов (VD9) в составе КС527А + КС133А. Поднимают напряжение на ЛАТРе до срабатывания реле К1, затем реле К3. Проверяют напряжения: до момента срабатывания реле К3 напряжение на выходе должно быть 230 В, после срабатывания не менее 200 В. Эти значения корректируют аналогично 1-й группе.

Впаивают в схему 3-ю группу стабилитронов (VD7) в составе КС527А + КС175А + КД521. Поднимая напряжение на ЛАТРе, добиваются срабатывания последовательно К1, К3, затем К2 (при срабатывании К2 реле К3 должно отключиться). При срабатывании К2 напряжение на выходе АРСН должно изменяться аналогично реле К3.

В последнюю очередь впаивают 4-ю группу стабилитронов (VD10) в составе КС527А + Д814Д + КД521. Поднимая напряжение на ЛАТРе с нуля, проверяют последовательность срабатывания реле К1, К3, К2 (К3 отключается). Повторное срабатывание К3 должно произойти при напряжении на выходе АРСН 236...240 В, после срабатывания - 200 В. Подгонку осуществляют аналогично выше изложенному.

Примерные напряжения на входе АРСН, вызывающие срабатывания реле, и соответствующие им группы стабилитронов: 162,4 В - К1, VD5; 181,4 В - К3,VD9; 202,8 В - К2, К3, VD7; 236 В - K3, VD10.

Проверяют работоспособность АРСН под нагрузкой. Нагрузкой может быть стандартный электронагревательный прибор мощностью 1,25 кВт. Напряжение изменяют на входе тем же ЛАТРом (ток нагрузки 5,7 А). Отклонение напряжения под нагрузкой по сравнению с наладочным не должно превышать 3% (для трансформатора с тороидальным сердечником).

Детали и их возможные замены Предохранитель . - используется типа ДВП-4, из плавкой вставки (любого номинала) извлекают существующий проводник, взамен впаивают медную проволоку D0,25 мм. Ток срабатывания такого предохранителя должен быть 13 А. Остальные детали могут быть любого типа в соответствии со следующими требованиями: VD1 - Iпр=0,5...1 А, UбР=500 В; VD2 - светодиод любого типа, цвет свечения по выбору; VDЗ, VD4 - Iпр=0,5...1 А, Uбр=100 В; VD6, VD8, VD11 - импульсные КД509А, КД510А, КД513А.

Для подгонки групп стабилитронов VD5, VD7, VD9, VD10 можно использовать любые типы кремниевых диодов.

Корпус изготавливают из листовой стали или алюминия толщиной 1,5...2 мм. Для подключения нагрузки используют розетку для скрытой проводки (рис.6).

При включении необходимо соблюдать последовательность: вначале включают АРСН, а затем к нему подключают нагрузку. Кроме этого, желательно сделать ревизию подводящей электросети - для подключения АРСН лучше установить "евророзетку", а сечение подводящих проводников должно быть не менее 2,5 мм2.

Литература:

1. Каган А. Электронно-релейный стабилизатор напряжения//Радио. - 1991. №8. - С.35.

Автор: Д.Г. Богадица

Смотрите другие статьи раздела Регуляторы тока, напряжения, мощности.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Хорошо управляемые луга могут компенсировать выбросы от скота 15.02.2026

Животноводство, особенно разведение крупного рогатого скота, часто обвиняют в значительном вкладе в глобальное потепление из-за мощного парникового газа - метана, который выделяется при пищеварении у жвачных животных. Это вызывает острые политические споры и призывы к сокращению потребления мяса. Однако ученые напоминают, что полная картина климатического воздействия отрасли не ограничивается только выбросами от животных: огромную роль играет окружающая экосистема - пастбища, почва и растительность, которые способны активно поглощать углекислый газ из атмосферы. Исследователи из Университета Небраски-Линкольна решили глубже изучить этот баланс. Группа под руководством профессора Галена Эриксона сосредоточилась на том, как правильно организованные пастбища накапливают углерод в растениях и грунте благодаря естественным процессам, стимулируемым выпасом скота. Ученые подчеркивают, что при достаточном уровне осадков и грамотном управлении такие луга превращаются в мощные природные погло ...>>

NASA тестирует инновационную технологию крыла 15.02.2026

Коммерческая авиация ежегодно расходует колоссальные объемы керосина, что сказывается не только на бюджете авиакомпаний, но и на состоянии окружающей среды. В 2024 году глобальные затраты на авиационное топливо достигли 291 миллиарда долларов, и эта сумма продолжает расти. Чтобы справиться с этими вызовами, NASA активно работает над технологиями, способными заметно повысить аэродинамическую эффективность самолетов. Одним из самых перспективных направлений стало создание специальной конструкции крыла, которая максимизирует естественный ламинарный поток воздуха и минимизирует сопротивление. В январе 2026 года специалисты NASA Armstrong Flight Research Center успешно провели важный этап наземных испытаний концепции Crossflow Attenuated Natural Laminar Flow (CATNLF). Для эксперимента под фюзеляж исследовательского самолета F-15B закрепили вертикально ориентированную масштабную модель высотой около 0,9 м (3 фута), напоминающую узкий киль. Такая компоновка позволила подвергнуть прототип р ...>>

Забота о внуках очень полезна для здоровья мозга 14.02.2026

Общение между поколениями приносит радость всей семье, но мало кто задумывается, насколько активно бабушки и дедушки, заботящиеся о внуках, поддерживают свою умственную форму. Регулярное взаимодействие с детьми стимулирует мозг пожилых людей, помогая сохранять память, скорость мышления и общую когнитивную активность. Новые научные данные подтверждают, что такая добровольная помощь не только важна для общества, но и может замедлять возрастные изменения в мозге. Исследователи из Тилбургского университета в Нидерландах провели анализ, чтобы понять, приносит ли уход за внуками реальную пользу здоровью пожилых людей. Ведущий автор работы Флавия Черечес отметила, что многие бабушки и дедушки регулярно присматривают за детьми, и оставался открытым вопрос, насколько это положительно сказывается на их собственном благополучии, особенно в плане когнитивных функций. Ученые поставили цель выяснить, способен ли регулярный уход за внуками замедлить снижение памяти и других умственных способ ...>>

Случайная новость из Архива Апельсиновые корки для переработки литиевых аккумуляторов 25.08.2020 Повторное использование редких металлов, которые никуда не деваются из отработанных литийсодержащих аккумуляторов, становится все более и более насущным вопросом. Серьезным минусом в переработке б/у батарей остаются крайне вредные техпроцессы, в ходе которых выделяется масса токсичных веществ. Удивительно, но всю вредную химию можно заменить высушенными апельсиновыми корками, что доказали ученые из Сингапура. Традиционный техпроцесс переработки отработанных литиевых батарей предполагает нагрев и плавление при температуре свыше 500 °C. Это требует высочайших энергетических затрат и сопровождается выбросом токсичных газов. В качестве замены ему предложена более чистая технология. Она заключается в измельчении батарей и последующем осаждении металлов в жидкой среде - в подогретой смеси кислот и перекиси водорода. Это называется гидрометаллургия, и она пока находится в стадии экспериментов. В предложенном виде гидрометаллургия тоже не сахар. Особенно в промышленных масштабах, если до такого дойдет. Другое дело, если кислоты заменить чем-то экологически чистым. Чем? Например, апельсиновыми корками, в которых содержатся сахара и кислоты, необходимые для реакции с осаждением металлов. Использовать апельсиновые корки в качестве реагента предложили ученые из Сингапурского технологического университета Наньян. Кожура этих цитрусовых сушилась и затем измельчалась в порошок. На основе порошка была создана смесь для осаждения металлов в сочетании с лимонной кислотой также извлеченной из цитрусовых. Плюс перекись водорода. Ученые извлекли из бывших в употреблении аккумуляторов около 90 % лития, кобальта, никеля и марганца. Это примерно столько же, сколько этих материалов извлекается в процессе традиционной "токсичной" переработки. Только после "цитрусовой" переработки отходы были нетоксичны. Из полученных в процессе переработки б/у-батарей металлов ученые сделали новый аккумулятор, который по характеристикам не уступал обычным новым литийионным аккумуляторам. В настоящее время проводятся дальнейшие испытания, чтобы убедиться, что новые батареи прослужат сопоставимое количество циклов зарядки/разрядки.

Другие интересные новости:

▪ Создан гибрид человека и овцы

▪ Руки помогают музыканту запомнить мелодию

▪ Не только потеплеет, но и день увеличится

▪ Nissan xStorage: бытовые аккумуляторные блоки для домохозяйств

▪ Определено самое долгоживущее позвоночное

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Автомобиль. Подборка статей

▪ статья Экономная автомойка. Советы домашнему мастеру

▪ статья Что такое радиоастрономия? Подробный ответ

▪ статья Шенандоа. Чудо природы

▪ статья Когда нет стабилитрона. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Простой импульсный стабилизатор. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026