Устройство ограничения пускового тока электроприбора. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Защита аппаратуры от аварийных режимов работы сети

 Комментарии к статье

Схема ограничителя показана на рис. 1. Он представляет собой переработку ранее разработанного и описанного в [1] устройства. Применение более современной элементной базы и несколько иной подход к проблеме позволили увеличить мощность защищаемой нагрузки, значительно уменьшить энергетические потери, повысить надежность и уменьшить габариты прибора.

Рис. 1

При замыкании контактов выключателя SA1 конденсатор С2 быстро заряжается через резисторы R1, R2 и диоды VD1, VD2. Напряжение на этом конденсаторе ограничено стабилитроном VD3 до 15 В. Полевой транзистор VT1 открывается. Как только пропорциональное току нагрузки падение напряжения на резисторах R4 и R5 достигнет (с учетом сглаживающего действия конденсатора С4, цепи R6C3 и положения движка подстроечного резистора R7) значения, достаточного для открывания тринистора VS1, последний откроется. Это приведет к резкому уменьшению напряжения на затворе полевого транзистора VT1, он закроется, обесточив нагрузку.

Однако в конце текущего и начале следующего полупериода сетевого напряжения ток через тринистор прекратится и он закроется, предоставив конденсатору С2 зарядиться вновь, а транзистору VT1 - открыться. Далее процесс повторяется, однако в каждом следующем полупериоде сопротивление разогревающейся или разгоняющейся нагрузки становится больше, чем в предыдущем, и время, необходимое для достижения порога открывания тринистора, увеличивается. В конце концов, амплитуда импульсов напряжения на резисторах R4, R5 становится недостаточной для открывания тринистора, и он остается закрытым постоянно. Это установившийся режим работы ограничителя, при котором транзистор VT1 все время открыт, а нагрузка работает в номинальном режиме. Варистор RU1 защищает транзистор от повреждения импульсами высокого напряжения, источником которых могут быть как сеть питания, так и индуктивная нагрузка, например, обмотка трансформатора.

В отличие от некоторых других устройств [2] предлагаемое не может быть включено в разрыв одного из проводов питания нагрузки. Я не считаю это недостатком, поскольку вместо того, чтобы устанавливать защитное устройство рядом с выключателем, где доступ ко второму сетевому проводу затруднен, его легко можно смонтировать там, где присутствуют оба провода: в основании люстры, в корпусе светильника или другого защищаемого электроприбора.

Поскольку в ограничителе отсутствуют инерционные элементы (времязадающие конденсаторы, терморезисторы), оно готово к повторному плавному включению нагрузки сразу же после выключения. Другая особенность - работа полевого транзистора VT1 в ключевом режиме как во время пуска, так и в установившемся режиме работы нагрузки. Поэтому рассеиваемая этим транзистором мощность невелика, что значительно повышает надежность устройства.

При указанных на схеме номиналах резисторов R4, R5 ограничитель работает с лампами накаливания суммарной мощностью 25... 120 Вт в качестве нагрузки.

Рис. 2

Все детали смонтированы навесным способом на круглой плате диаметром 50 мм (рис. 2). Ее можно легко разместить в большинстве подвесных и настенных светильников. Полевой транзистор IRF840 можно заменить, например, BUZ40B, IRFP4S2, IRF450, TSD2M450V или другими n-канальными полевыми транзисторами с предельным напряжением сток-исток не менее 500 В и сопротивлением открытого канала не более 1 Ом. Между платой и расположенным параллельно ей корпусом транзистора необходим воздушный зазор 2...3 мм для циркуляции воздуха. Вместо тринистора КУ112А подойдет другой маломощный из серий КУ107, MCR100, а вместо диодов 1N4006 - любые на ток не менее 1 А и напряжение более 400 В, например, КД243Ж, КД247Г, КД258В. Стабилитрон может быть не только 1N4744A, но и КС215Ж, КС515Г, TZMC-15, BZX/BZV55C15 или другой на 15 В.

В качестве С1 автор использовал малогабаритный импортный конденсатор на напряжение 250 В переменного тока. Оксидный конденсатор С4 - малогабаритный для поверхностного монтажа, но допустимо установить здесь и оксидный конденсатор обычной конструкции. Остальные - малогабаритные пленочные или керамические с малым ТКЕ. Подстроечный резистор R7 - импортный закрытой конструкции. Часто используемые радиолюбителями подстроечные резисторы СПЗ-38 непригодны, их надежность слишком низка. Варистор TNR10G561 можно заменить другим с классификационным напряжением 560 В -FNR-10K561, FNR-14K561.

Если работать с нагрузками мощностью менее 75 Вт не предполагается, номиналы резисторов R4 и R5 желательно уменьшить до 1 Ом. Можно установить вместо двух резисторов один вдвое большей мощности. Резисторы еще меньшего номинала и большей мощности придется установить для работы с нагрузкой мощностью более 120 Вт. В этом случае необходима замена более мощными также диодов VD4- VD7 и полевого транзистора VT1. Несколько однотипных полевых транзисторов допускается соединить параллельно, обязательно установив их на общем теплоотводе. Для работы с мощной нагрузкой монтаж устройства следует сделать менее плотным, а плату поместить в корпус с хорошей вентиляцией.

Налаживать ограничитель следует именно с тем электроприбором, для защиты которого его предполагается в дальнейшем использовать, и при номинальном или слегка повышенном напряжении в сети. Если нагрузка - лампа накаливания, она должна быть новой, не подвергавшейся длительной эксплуатации.

Перед первым включением движок подстроечного резистора R7 устанавливают в правое по схеме положение. После включения питания движок очень медленно перемещают, пока лампа не начнет разгораться. При правильной регулировке лампа достигает полной яркости через 2...3 с после включения. Причем более половины этого времени ее свечения видно не будет. Следует заметить, что чем мощнее лампа, тем дольше и плавнее она зажигается.

Если ограничитель настроить на работу с лампой мощностью, например, 100 Вт, а затем подключить параллельно ей еще одну мощностью всего 15 Вт, то при включении обе лампы не зажгутся. Эту особенность можно использовать для предотвращения повреждения светильника при случайной установке в него лампы мощностью больше допустимой. Например, многие настольные светильники рассчитаны лишь на лампы накаливания мощностью не более 60 Вт. Такие же по размеру лампы мощностью 100...150 Вт при установке в подобный светильник перегревают его пластмассовые детали вплоть до плавления и деформации.

Литература

1. Бутов А. Устройство защиты маломощных ламп накаливания. - Радио, 2004, № 2, с. 44, 45.
2. Нечаев И. Автомат плавного включения ламп накаливания. - Радио, 2005, № 1, с. 41.

Автор: А. Бутов, с. Курба Ярославской обл.; Публикация: radioradar.net

Смотрите другие статьи раздела Защита аппаратуры от аварийных режимов работы сети.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Кислотность океана разрушает зубы акул 03.10.2025

Мировые океаны выполняют важнейшую функцию - они поглощают около трети углекислого газа, выбрасываемого в атмосферу. Это помогает замедлять темпы глобального потепления, но имеет и обратную сторону. Растворяясь в воде, CO2 образует угольную кислоту, которая повышает концентрацию водородных ионов и приводит к снижению pH. Вода становится более кислой, а последствия этого процесса уже заметны для морских экосистем. Средний показатель кислотности океана сейчас равен примерно 8,1, тогда как еще недавно за условную норму брали значение 8,2. По прогнозам, к 2300 году уровень может упасть до 7,3 - это сделает океан почти в десять раз кислее нынешнего состояния. Для обитателей морей подобные изменения означают не просто сдвиг химического равновесия, а реальную угрозу физиологическим процессам, начиная от формирования раковин у моллюсков и заканчивая охотничьим поведением акул. Чтобы выяснить, как именно кислотная среда отражается на зубах акул, группа немецких исследователей провела эксп ...>>

Почтовый космический корабль Arc 03.10.2025

Космические технологии становятся частью инфраструктуры, способной повлиять на логистику, медицину и даже военную сферу. Идея использовать орбиту как глобальный склад для срочных поставок звучала еще недавно как научная фантастика, но стартап Inversion пытается превратить ее в практическое решение. Компания Inversion появилась в начале 2021 года благодаря Джастину Фиаскетти и Остину Бриггсу, которые на тот момент были студентами Бостонского университета. Их замысел состоял в том, чтобы сделать возможной доставку грузов не только через спутниковые сети данных, но и в буквальном смысле - физических предметов. В основе лежит простая мысль: если космос обеспечивает доступ к любой точке Земли, то и грузы должны перемещаться тем же маршрутом. Уже за три года работы команда из 25 специалистов успела построить демонстрационный аппарат "Ray". Его запуск состоялся в рамках миссии SpaceX Transporter-12. Устройство весом 90 килограммов проверяло ключевые технологии Inversion, включая двухком ...>>

Лазерное обогащение урана 02.10.2025

Ядерная энергия остается одним из ключевых источников стабильного электричества, особенно для стран с растущими потребностями в энергоснабжении. Однако обеспечение бесперебойных поставок топлива для атомных станций требует современных технологий обогащения урана, которые одновременно эффективны и безопасны. Американская компания Global Laser Enrichment (GLE) делает значительный шаг в этом направлении, завершив масштабное тестирование лазерной технологии обогащения урана. Демонстрационная программа была проведена на объекте в Уилмингтоне, Северная Каролина. Тестирование технологии SILEX (Separation of Isotopes by Laser EXcitation), разработанной австралийской Silex Systems, стартовало в мае 2025 года и продлится до конца года. В ходе экспериментов компания планирует получить сотни фунтов низкообогащенного урана (LEU), который может быть использован в качестве топлива для атомных электростанций. GLE была создана в 2007 году для коммерциализации лазерных методов обогащения урана в С ...>>

Случайная новость из Архива Добыча урана из морской воды 23.09.2012 На недавней конференции Американского химического общества в Филадельфии группа американских ученых представила оригинальный проект по добыче урана из морской воды. Ученые представили свои расчеты по добыче урана с помощью пластикового адсорбента, который может улавливать лишь 2 грамма урана на килограмм пластика. Ископаемые и относительно легкодоступные запасы урана на нашей планете стремительно истощаются. Поэтому ученые обратили внимание на мировой океан, который содержит огромное количество ценного материала - 4,5 млрд метрических тонн. Однако этот уран в морской воде находится в очень малой концентрации - 3,3 части на миллиард. Поэтому привлекательная идея извлечения урана из морской воды на протяжении десятилетий была лишь красивой теорией. К счастью, современные технологии и материалы впервые могут сделать эту идею коммерчески выгодным проектом. Добыча урана с помощью такого материала будет выглядеть следующим образом: на полимерную подложку наносится адсорбент, после чего подложка вплетается в 60-метровую "косу", которую вывозят в океан на лодке. "Косы" крепят к дну океана, сооружая лес искусственных водорослей. После примерно 60 дней лодка возвращается, собирает адсорбент и везет его на берег, где уран элюируют традиционными способами. Адсорбент можно использовать повторно до 6 раз с 5-процентным падением эффективности материала при каждом повторном использовании. Эти параметры уже достигнуты японскими исследователями и являются реальными. В перспективе адсорбент можно будет использовать вдвое большее количество раз, а также снизить его стоимость. Например, диметилформамид, который используется для мытья полимеров перед повторной отправкой в океан, сегодня составляет 10% от общей стоимости всей системы морской добычи урана. Так что перспективы снижения себестоимости процесса большие. Но и при нынешних достижениях подводная добыча позволяет производить уран по цене 1230 долл. за килограмм - примерно в 10 раз дороже, чем при традиционных методах добычи. Пока это кажется слишком высокой ценой, но стоимость урана растет с каждым годом. При этом в будущем стоимость "морского" урана может быть снижена до 300 долл. Однако надо учитывать, что для добычи 5500 килограммов урана в течение года понадобится использовать миллионы тонн пластика в год.

Другие интересные новости:

▪ Компактный Canon imageFormula DR C240

▪ Квантовая телепортация в обычном интернет-кабеле

▪ Бактерии в космосе становятся устойчивее к антибиотикам

▪ Самый быстрый в мире жесткий диск от Seagate

▪ Гибкие датчики

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Заводские технологии на дому. Подборка статей

▪ статья Захват для сбора фруктов с земли. Советы домашнему мастеру

▪ статья Каков усредненный цвет всех источников света во Вселенной? Подробный ответ

▪ статья Водитель шнекороторного снегоочистителя. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Клей для прикрепления бумаги и резины к металлу. Простые рецепты и советы

▪ статья Чувствительный индикатор электромагнитного поля. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025