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:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Случайная новость из Архива Самый маленький в мире Full HD-дисплей 19.07.2018 Компания Sony анонсировала самый миниатюрный в мире рефлективный дисплей с разрешением Full HD и соответствующий сигнальный процессор. Представленная платформа, если так можно сказать, предназначена для выпуска портативных проекторов. Массовое производство дисплеев SXRD241A (SXRD, Silicon X-Tal (crystal) Reflective Display) и БИС CXD3554GG начнется в августе. Цена комплекта в виде образцов составит примерно $106. Дисплей Sony SXRD241A имеет диагональ 0,37 дюймов. Чтобы удержать разрешение в заданных пределах (Full HD) потребовалось примерно на 30 % уменьшить размеры пикселей. В предыдущих рефлективных дисплеях для микропроекторов размеры пикселей составляли 6 мкм. Новейшая разработка состоит из пикселей размерами 4,25 мкм. Также в новой модели рефлективного экрана компания реализовала технологию экранирования падающего света, который всегда приникал вглубь датчика и своим влиянием на управляющие транзисторы вносил искажения в изображение. Отдельно несколько слов о возможностях сигнального процессора CXD3554GG из нового комплекта. Управляющая электроника процессора позволяет автоматически подстраивать изображение под рельеф экрана. Портативными проекторами на основе новых комплектов Sony можно будет пользоваться как дома, так и в любом другом месте, и не заботиться о рельефе поверхности на которое падает изображение. Оно будет максимально скорректировано для передачи на экран правильных пропорций вне зависимости от кривизны экрана. Также процессор позволяет создать непрерывное для глаза изображение из стоящих рядом нескольких проекторов, автоматически создавая панорамный обзор. В перспективе компания рассчитывает выпустить миниатюрные рефлективные дисплеи и сигнальные процессоры с поддержкой разрешения 4K.

Другие интересные новости:

▪ Умный стайлер Dyson Airwrap

▪ Самая маленькая микроволновка

▪ Дом на воде

▪ Представлена новая батарея для Tesla

▪ Определено рекомендуемое количество шагов в день

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Электрические счетчики. Подборка статей

▪ статья Навесы от солнца. Советы домашнему мастеру

▪ статья Какое село является родиной двух маршалов и двенадцати генералов? Подробный ответ

▪ статья Помощник администратора интернет-кафе. Должностная инструкция

▪ статья Обесцвечивание смол. Простые рецепты и советы

▪ статья Карта прибивается к стене. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025