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:

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 Революционный смартфон от Nokia 01.04.2012 Nokia постепенно пытается наверстать упущенное и найти новое место на рынке со своими смартфонами серии Lumia. Помимо расширения ассортимента, компания собирается делать ставку на инновационные решения. Как заявил в своем недавнем интервью финской газете Kauppalehti глава дизайнерского подразделения Nokia Марко Ахтисаари (Marko Ahtisaari), в настоящий момент компания работает над созданием нового революционного смартфона, который не оставит конкурентам ни единого шанса. Главный дизайнер Nokia заявил, что пользовательский интерфейс Apple iOS на iPhone слишком слаб и запутан. "Дорога с кухни в столовую всегда пролегает через парадный вход", - отозвался он о продукте одного из крупнейших конкурентов. Вместе с тем, операционные системы вроде Symbian и Android он описал как "кукольные домики" с мебелью, которую можно взять и переставить. А интерфейс Windows Phone, как и следовало ожидать, господин Ахтисаари описал как наиболее естественный. Новый революционный смартфон отправит эту систему еще дальше в будущее. Подробностей относительно нового устройства он пока не приводит, однако на основе интервью можно сделать некоторые предположения: управлять смартфоном можно будет, не изгибая его корпуса и даже не касаясь дисплея. Вероятнее всего, имеются в виду некие аналоги контроллера движения MS Kinect и голосового интерфейса Apple Siri. Конкретные планы по выводу технологий на рынок и появления основанного на них продукта пока не уточняются.

Другие интересные новости:

▪ Карьерные самосвалы Vale на этаноле

▪ Натуральный экологически чистый клей

▪ Искусственная матка

▪ Процессоры с двойным ядром

▪ Низкопрофильные SSD H6201 от BIWIN

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Биографии великих ученых. Подборка статей

▪ статья Джалаледдин Руми. Знаменитые афоризмы

▪ статья Где и когда продавались видеопроигрыватели пластинок? Подробный ответ

▪ статья Грипп и острые респираторные вирусные заболевания (ОРЗ). Медицинская помощь

▪ статья Стеклоткань. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Акустический фазоинвертор. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025