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:

Власть является ключевым фактором счастья в отношениях 11.03.2026

Исследования семейных и романтических отношений показывают, что длительное счастье пары зависит не только от привычных факторов, таких как доверие, уважение и преданность, но и от более тонких психологических аспектов. Современные ученые ищут закономерности, которые отличают действительно счастливые пары от остальных, чтобы понять, какие механизмы поддерживают гармонию в отношениях. Группа исследователей из Университета Мартина Лютера в Галле-Виттенберге и Бамбергского университета провела опрос среди 181 пары, которые состояли в совместных отношениях более восьми лет и прожили вместе хотя бы месяц. Участники заполняли анкету, описывая различные аспекты своих отношений, включая распределение обязанностей, эмоциональную поддержку и степень вовлеченности в совместные решения. Анализ данных показал интересный паттерн: пары, где оба партнера ощущали высокий уровень личной власти, оказывались наиболее счастливыми и удовлетворенными. В данном контексте под властью понимается способност ...>>

Защищенная колонка-повербанк Anker Soundcore Boom Go 3i 11.03.2026

Компания Anker представила новую модель линейки Soundcore - колонку Soundcore Boom Go 3i, ориентированную на активное использование на улице. Новинка отличается высокой степенью защиты: корпус соответствует стандарту IP68, что обеспечивает водо- и пыленепроницаемость, а ударопрочный дизайн выдерживает падение с высоты до одного метра. За качество звука отвечает 15-ваттный драйвер, обеспечивающий пик громкости до 92 дБ, а технология BassUp 2.0 усиливает низкие частоты, делая звучание более насыщенным. Колонка обладает автономностью до 24 часов, а LED-индикатор позволяет контролировать уровень заряда батареи. Кроме того, Soundcore Boom Go 3i может выполнять функцию павербанка: согласно внутренним тестам, устройство способно зарядить iPhone 17 с нуля до 40% за один час, что делает его полезным аксессуаром в походах и поездках. Среди функциональных особенностей модели стоит выделить технологию Auracast, которая улучшает подключение и позволяет создавать стереопару из двух колонок ...>>

Раннее воздержание от алкоголя перестраивает мозг и иммунитет 10.03.2026

Алкогольная зависимость - хроническое расстройство с компульсивным употреблением спиртного, которое влияет не только на поведение, но и на функционирование мозга и иммунной системы. Недавние исследования показали, что даже на ранних этапах воздержания организм начинает перестраиваться, открывая новые возможности для терапии зависимости. Ученые сосредоточились на пациентах, находящихся в первые недели абстиненции, и зафиксировали значительные изменения в мозговой активности. С помощью функциональной магнитно-резонансной томографии они выявили перестройку сетей нейронных связей, отвечающих за контроль импульсов и принятие решений. Эти изменения могут быть ключевыми для восстановления самоконтроля и снижения риска рецидива. Одновременно с нейронной перестройкой исследователи наблюдали колебания иммунной системы. В крови повышался уровень цитокинов - сигнальных белков, регулирующих воспалительные процессы. Эти данные свидетельствуют о существовании нейроиммунного взаимодействия, при ...>>

Случайная новость из Архива BlueNRG-1 - новое однокристальное решение Bluetooth Low Energy 31.07.2016 Система на кристалле BlueNRG-1 от STMicroelectronics, позволяет создавать на базе единственного чипа законченное устройство с поддержкой технологии Bluetooh Low Energy. Микросхема отличается чрезвычайно низким потреблением и предлагает 100 кБ Flash-памяти для приложения пользователя, которое выполняется на малопотребляющем ядре Cortex-M0. BlueNRG-1 предназначен для растущих рынков Bluetooth с низким энергопотреблением, включая розничную торговлю, носимые гаджеты, устройства умного дома и для автомобильной, промышленной и медицинской техники. Поддержка новейшей версии спецификации Bluetooth Low Energy ver 4.2 обеспечивает передовую безопасность и конфиденциальность при передаче данных. Способность BlueNRG-1 к быстрому переходу между энергосберегающим и активным режимами продлевает время автономной работы от нескольких месяцев до нескольких лет. Кроме того, выходная мощность чипа увеличена до + 8dBm, чтобы обеспечить четкую и надежную связь даже в условиях большого количества помех в диапазоне 2,4 ГГц. Новые возможности BlueNRG-1 включают специальный вход цифрового микрофона, который упрощает голосовую поддержку приложений и работу при температуре до 105 °C, что очень важно для таких применений как умное освещение и автомобильная электроника. BlueNRG-1 будет доступен в двух типах корпусов - 5 мм х 5 мм QFN-32 (BlueNRG-132) и 2,7 мм х 2,6 мм WLCSP-34 (BlueNRG-134). Особенности BlueNRG-1: Система на кристалле 32MHz ARM Cortex-M0 SoC; Память: 160 кБ Flash и 24 кБ RAM; Работа в режимах Master и Slave; Бюджет радиолинии до 96 dB; Точные показания RSSI для управления мощностью; Быстрое пробуждение и переход в режим сна; Балун для уменьшения количества LC-компонентов; 10-битный ADC, SPI, 2 x I2C, UART, и до 15 GPIO; Встроенный понижающий DC/DC-преобразователь; Максимальный ток потребления 8,2 мА (@ 0 dBm, 3.0 V); Ток 1 мкА в режиме сна (active BLE stack); Рабочее напряжение от 1,7 до 3,6 В. Технология Bluetooth Low Energy идеально подходит для батарейных интеллектуальных датчиков расхода энергии, маяков в системах позиционирования внутри зданий, систем бесключевого доступа, пультов дистанционного управления и автомобильных трекеров. Поставки продукции Интернета вещей с поддержкой Bluetooth Low Energy должны увеличиться на 34% до 2021 года и достигнуть количества 1,4 млрд единиц (согласно исследованиям ABI Research). Проникновению технологии BLE для Интернета вещей способствует широкое распространение BLE-совместимых планшетов и смартфонов, которые обеспечивают удобный пользовательский интерфейс для взаимодействия с устройствами Bluetooth с низким энергопотреблением.

Другие интересные новости:

▪ В просторах космоса обнаружен метил

▪ Бронированный суперкар Aston Martin DB11

▪ Собачья лапа проверит надежность автомобиля

▪ Проектор TLP-T71U от Toshiba

▪ Напитки с кислым вкусом заставляют людей идти на риск

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Радиоприем. Подборка статей

▪ статья Джероламо Кардано. Знаменитые афоризмы

▪ статья За что лошадь лишили почестей? Подробный ответ

▪ статья Гафельный узел. Советы туристу

▪ статья Автомобильный усилитель моноблок на микросхеме TDA7294. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Лампа привидений. Химический опыт

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026