Защита от помех пусковых токов электродвигателей. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Электродвигатели

 Комментарии к статье

При включении в сеть бытовых электроприборов на экране телевизоров и мониторов компьютеров иногда просматриваются импульсные помехи, снижающие качество и устойчивость изображения.

Импульсные помехи, возникающие в момент замыкания контактов пусковых реле или выключателей электродвигателей, амплитудой в несколько тысяч вольт, при пятикратным пусковым токе длительностью в несколько миллисекунд, беспрепятственно проникают в цепи питания радиоэлектронной аппаратуры, выводя их из строя. Входные фильтры бытовой радиоэлектроники не всегда могут защитить электронные компоненты радиоаппаратуры.

В продаже имеются специальные ограничители, оснащенные схемой защиты от импульсных помех, но и они не всегда успешно защищают бытовую радиоэлектронику от проникновения импульсных помех и перенапряжений. Желательно создать препятствие для выхода импульсных перенапряжений из бытовых электроприборов, оснащенных мощными электродвигателями. При пониженном, в момент запуска электродвигателя, сетевом напряжении пусковой ток нагрузки снизится до рабочего состояния, что предотвратит возникновение радиопомех и перенапряжений в электросети. Убавить пусковой ток можно несколькими методами: понизить мощность нагрузки, уменьшить напряжение на контактах пускового реле в момент размыкания, или выполнить начальный разгон оборотов электродвигателя током меньше пускового, перевести его из статического в динамический режим - уровень помех будет незначительным. Вариант электронного устройства по снижению импульсных помех выполнен на рис.1.

(нажмите для увеличения)

Электронная схема имеет цепи отрицательной обратной связи для стабилизации выходного напряжения.

Характеристики устройства:

• Напряжение электросети, В ........ 190...230
• Мощность нагрузки, Вт ............... 1000
• Время пуска, мс ......................... 5...30
• Потребляемая мощность, Вт ........ 10
• Уровень помех, % ..................... 5
• Амплитуда помех макс.т В .......... 50
• Напряжение на нагрузке, В ........ 210...220

Схема

Схема состоит из входного и выходного сетевых фильтров, состоящих из LC-цепей, ограничителя импульсных перенапряжений на светодиоде HL2, программируемом таймере пуска электродвигателя DA1 и ключевом регуляторе тока на тиристоре VS1. Устройство работает в автоматическом режиме.

Таймер включается только в момент появления нагрузки на выводах ХЗ, Х4. Падение сетевого напряжения на диодном мосте VD1 включит в работу трансформатор Т1, выпрямленное диодным мостом VD2 вторичное напряжение поступит через ограничительный резистор R 4 на питание таймера DA1 .Стабилитрон VD3 поддерживает напряжение на уровне 13 В.

Для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения установлен конденсатор С5, светодиод HL1 указывают на наличие питающего напряжения.

Питание цепей оптопары U1 выполнено нестабилизированным напряжением непосредственно с диодного моста VD2.

Работой всего устройства управляет программируемый таймер на микросхеме DA1 типа NE555P, назначение его: генерирование прямоугольных импульсов управления ключевым устройством на тиристоре VS1, включение устройства с задержкой времени от начала замыкания контактов пускового реле нагрузки и подача напряжения по экспоненте с повышением до номинального значения, стабилизация напряжения на нагрузке. Резистором R15 устанавливается при необходимости скважность импульса, а R12 - время задержки включения. Генератор прямоугольных импульсов, созданный на таймере DA1, выдает прямоугольные импульсы с изменяемой скважностью в зависимости от номиналов RC-цепи: R14, R15, С8. Конденсатор С7, подключенный к выводу 4 DA1 - сброса таймера, позволяет через 5...30 мс поднять напряжение на нагрузке, через ключевой транзистор, по экспоненте, до номинального значения, управляя через тиристорную оптопару U1, углом отпирания силового тиристора VS1.

Плавный рост напряжения от нулевого до максимального значения устраняет возможность создания на контактах пускового реле нагрузки электродуги с последующими радиопомехами и перенапряжениями в электросети. В то же время происходит сброс напряжения на выходе 3 DA1 в нулевое состояние, независимо от состояния других выходов. Повышение напряжения ошибки, созданной при повышении входного сетевого напряжения на вторичной обмотке трансформатора Т1, приводит к открытию транзистора VT2 - обратной связи, напряжение на выводе 5 DA1 - модификации схемы таймера уменьшается, что повлияет на скважность. Частота импульсов на выходе 3 DA1 возрастет из-за уменьшения время паузы в цикле импульсного напряжения генератора. Напряжение на нагрузке несколько снизится, что компенсирует повышение входного сетевого напряжения. Провалы сетевого напряжения длительностью менее 5 мс не повлияют на работу цепей стабилизации.

Для создания начального напряжения в цепях нагрузки транзистор VT1 - ключевого регулятора напряжения, открывает тиристор VS1 не с нулевого уровня, а с большего значения, определяемого значением сопротивления резистором R9 - смещения напряжения базы. В силовой цепи питания нагрузки установлен сетевой фильтр, состоящий из индуктивностей L1, L2 и конденсаторов С1, С2, C3, С6 для ограничения импульсных помех преобразования от проникновения в сеть, их частичного гашения и снятия импульсных перенапряжений. Фильтр нагрузки представляет собой трансформатор Т2 со встречно- параллельными обмотками и конденсатором Сб. Предохранители FU1, FU2 защищают линию электросети от случайных коротких замыканий в нагрузке. Конденсатор С4 устраняет помехи от переключений диодов моста VD1. Резистор R1 параллельной цепи сетевого диодного моста VD1 облегчает переключение тиристора VS1 под нагрузкой. Ограничение импульсных перенапряжений происходит при разрядке импульсной помехи через двухполярный светодиод HL2 на резистор R16. Лабораторные исследования показали, что импульсные перенапряжения величиной в 1500...2000 В, длительностью несколько миллисекунд, снижаются в 30.. .40 раз, при использовании такой защиты.

Детали

Незначительные изменения номиналов элементов не влияют на работу устройства. Тиристор желательно установить на радиатор размером 50*50 мм. Силовой трансформатор Т1 может применен от сетевого адаптера мощностью до 15 Вт, со вторичным напряжением 13...15В. Сетевой фильтр выполнен по рекомендации в [1 ]. Катушки L1,12 по 6 витков провода диаметром 0,8 мм, Т2 - по 10 витков того же провода на катушке диаметром 10 мм, подходят двухобмоточные трансформаторы из сетевых фильтров блоков питания мониторов и компьютеров. Аналогом интегрального таймера является микросхема КР1006ВИ1. Резисторы типа МЛТ-0,12, R1 -2 Вт. Электролитические конденсаторы К50-35 или TAICON", остальные - КМ. Конденсаторы фильтра С4, С6 - высоковольтные типа К73-2 или К73-17 на напряжение не ниже 600 В. Тиристор установлен плоского исполнения типа КУ202Е1, MCR-106, но при наличии свободного места в корпусе можно установить и КУ202Н с бюджетным радиатором. Трансформатор Т1 типа ТП112-7, ТП121-7 с выходным напряжением 12,6 В при токе 500 мА.

Регулировка

При проверке устройства вместо нагрузки можно подключить электролампу 220 В 100 Вт, включить блок в электросеть и замерить напряжение на выводах Х3 и Х4, оно не должно быть ниже сетевого более чем на 5 В, в ином случае заменить тиристор или изменить скважность импульса подстроечным резистором R15. Испытания защитного устройства при работе бытовых электроприборов показали, что время пуска электродвигателей несколько увеличилось на доли секунды, но на рабочий режим это не отразилось. Помехи с экрана телевизора и монитора компьютера полностью исчезли, уменьшилось падение сетевого напряжения от мощных пусковых токов. Схема устройства защиты смонтирована в пластмассовом корпусе типа БП-1. На верхней крышке установлены светодиоды и гнездо для нагрузки, принципиальная схема собрана на печатной плате, часть радиокомпонентов установлены навесным монтажом.

Литература

1. А.Кашкаров. Сетевой фильтр не только для ПК. - Радиомир, №7/2003.
2. И.Попович. Устройство включения освещения в салоне. - Радиомир, №2/2005.
3. В.Коновалов. Защита от импульсных помех холодильника. - Радиомир, №5/2007.

Авторы: В.Коновалов, А.Вантеев, г.Иркутск-43, а/я 380

Смотрите другие статьи раздела Электродвигатели.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Чувства кота, ожидаюшего возвращения хозяина 16.07.2026

Многие владельцы кошек уверены, что их питомцы совершенно равнодушны к уходу человека из дома. Считается, что кошки - независимые существа, которые спокойно переносят одиночество и даже радуются, оставаясь одни. Однако испанские специалисты по поведению животных считают, что реальность гораздо сложнее. Реакция кошки на отсутствие хозяина зависит от ее индивидуального характера, степени привязанности к человеку и привычного распорядка дня. Кошки хорошо запоминают ежедневные ритуалы своих владельцев. Они способны связывать определенные звуки - звон ключей, шаги у двери или звук закрывающегося замка - с предстоящим уходом человека. Для одних животных эти сигналы означают возможность спокойно лечь спать, а для других становятся причиной беспокойства и длительного ожидания возвращения хозяина. Таким образом, кошка не просто "не замечает" уход, а активно реагирует на связанные с ним изменения в окружающей обстановке. Исследования поведения кошек показывают, что некоторые из них действи ...>>

Целесообразность приема пробиотиков после курса антибиотиков 16.07.2026

Антибиотики остаются одним из самых мощных инструментов современной медицины в борьбе с бактериальными инфекциями. Однако их действие не ограничивается уничтожением только вредных микроорганизмов. Эти препараты способны существенно влиять на состав кишечной микрофлоры, что часто вызывает вопросы у пациентов: насколько серьезны эти изменения, как долго они сохраняются и нужно ли после курса антибиотиков принимать пробиотики для восстановления. На эти вопросы попытались ответить исследователи, проанализировав имеющиеся научные данные. Во время приема антибиотиков многие люди сталкиваются с неприятными симптомами со стороны пищеварительной системы: тошнотой, болями или спазмами в животе, а также диареей. Такие реакции возникают потому, что препараты воздействуют не только на возбудителей инфекции, но и на полезные бактерии, которые населяют кишечник и участвуют в пищеварении, синтезе витаминов и поддержании иммунитета. Некоторые антибиотики, например азитромицин, могут напрямую влия ...>>

Резкое похудение и возврат веса могут навредить сердцу 15.07.2026

Многие люди, желая быстро избавиться от лишних килограммов, прибегают к строгим диетам с резким ограничением калорий. Достигнув желаемого результата, они часто постепенно или быстро возвращаются к прежнему рациону и прежнему весу. На первый взгляд это кажется лишь вопросом внешнего вида, однако ученые предупреждают: постоянные колебания массы тела могут оказывать негативное влияние на сердечно-сосудистую систему и обмен веществ. Так называемый эффект йо-йо, когда периоды активного похудения сменяются повторным набором веса, становится все более распространенным явлением. Новые исследования указывают на возможную связь между такими циклами и ухудшением работы сердца. Организм способен адаптироваться к изменениям питания, но постоянное повторение резких переходов между ограничением калорий и перееданием создает дополнительную нагрузку на различные системы. В одном из экспериментов на лабораторных животных исследователи моделировали эффект йо-йо, периодически снижая калорийность рац ...>>

Случайная новость из Архива Емкость литиево-ионных аккумуляторов увеличится на треть 13.04.2013 Новая технология позволяет на 30% повысить емкость литиево-ионных аккумуляторов. Компания-разработчик рассчитывает, что технология будет интересна производителям смартфонов и других гаджетов, так как позволит уменьшить их размеры и вес. Американский стартап EnerG2 приступил к производству электродов из так называемого "твердого углерода". Он позволяет повысить емкость литиево-ионной батареи без существенного изменения конструкции и внедрения новых производственных процессов, сообщает Technology Review. По словам представителей EnerG2, углеродный электрод (в данном случае - анод, положительный электрод в элементе питания) позволяет повысить емкость батареи максимум на 30%. Электрод EnerG2 изготовлен из углерода с аморфной структурой, в котором атомы не упорядочены в отличие от графита с его кристаллической структурой, традиционного материала для изготовления анодов. Такой материал может хранить на 50% больше энергии на единице своей поверхности, чем графит. Первыми продуктами, в которых была применена новая технология, стали свинцово-кислотные аккумуляторы и детали конденсаторов. Однако оба изделия представляют собой относительно узкие сегменты по сравнению с рынком литиево-ионных батарей. По словам генерального директора EnerG2 Рика Луэбе (Rick Luebbe), недостаток описанного материала заключается в том, что при первой зарядке аккумулятора он теряет свою емкость. Стартапу удалось снизить размер этой потери до значения, приемлемого для изготовления коммерческой продукции. Стоит учесть, что стоимость анода из твердого углерода примерно на 20% выше по сравнению с графитом. По этой причине данную технологию вряд ли смогут себе позволить производители аккумуляторов для электромобилей, считают аналитики. Что же касается производителей электронных гаджетов, то они вполне могут доплатить за то, чтобы сделать устройства более тонкими и легкими. Помимо аккумуляторных батарей, EnerG2 изучает другие варианты применения твердого углерода, в том числе для хранения природного газа при более низком давлении. В 2010 г. компания получила грант от государства в размере $21 млн, на которые был, в том числе, построен завод. Изготовление электродов из твердого углерода - это один из возможных способов повысить емкость батарей. Например, компании Envia Systems и Amprius, финансируемые венчурными фондами, предложили использовать в электродах кремний, что также привело к повышению емкости. Однако, по словам представителей EnerG2, электроды из кремния предлагают меньшее число циклов перезарядки и требуют конструктивных изменений.

Другие интересные новости:

▪ Энергоэффективный LTE-модем со скоростью до 450 Мбит/с

▪ Сверчки Юрского периода пели басом

▪ Google запатентовала часы с дополненной реальностью

▪ В одной наночастице синтезировано восемь элементов

▪ Организм человека содержит 30 триллионов клеток

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Узлы радиолюбительской техники. Подборка статей

▪ статья Говорить на разных языках. Крылатое выражение

▪ статья Как классифицировал науки Эрнест Резерфорд? Подробный ответ

▪ статья Цитрус уншиу. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Схема электрооборудования автомобиля ВАЗ-2110. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Стереодекодер сигналов с пилот-тоном. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026