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:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Процессор Intel Core i9-13900KS 15.01.2023 Компания Intel представила новый процессор Core i9-13900KS. Самый быстрый процессор Raptor Lake-S будет стоить 699 долларов, - на 110 долларов больше, чем Core i9-13900K. Чип включает 24 ядра (8 производительных ядер и 16 эффективных ядер), 32 потока, 36 МБ Intel Smart Cache и 20 линий PCIe (16 линий PCIe 5.0 и четыре линии PCIe 4.0). Он поддерживает память до DDR5 5600 МТ/с или до DDR4 3200 МТ/с. Core i9-13900KS развивает до 6,0 ГГц с технологией Intel Thermal Velocity Boost. Базовая частота также была увеличена с 3,0 до 3,2 ГГц (частоты относятся только к ядрам Performance). В процессор встроена графика UHD 770, вариант без графического ядра отсутствует. Максимальная мощность процессора по сравнению с Core i9-13900K не изменилась и осталась на уровне 253 Вт. При этом i9-13900KS поддерживает новый режим питания под названием Extreme Config, который увеличивает как PL1 (PBP), так и PL2 (MTB) до 320 Вт. Intel Core i9-13900K уже поступил в продажу. Intel установила цену в 699 долларов, что делает его самым дорогим процессором Raptor Lake для настольных ПК. Процессор также будет доступен у торговых партнеров и OEM-партнеров Intel в готовых системах.

Другие интересные новости:

▪ Домашняя уборка способствует релаксу

▪ Миниатюрная модульная камера Mokacam

▪ Капсула для возврата с Марса

▪ Новый химический элемент, обладающий магнитными свойствами

▪ DC/DC-преобразователи OPTIREG Switcher TLS412xD0x

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта ВЧ усилители мощности. Подборка статей

▪ статья Материаловедение. Шпаргалка

▪ статья Что такое философия? Подробный ответ

▪ статья Егерь (старший егерь). Должностная инструкция

▪ статья Январь-4. Неисправности датчика положения дроссельной заслонки. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Наружное освещение. Питание установок наружного освещения. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026