Aparatele electrocasnice sunt susceptibile la supratensiuni: se uzează mai repede și se defectează. Și în rețea, tensiunea sare adesea, cade sau se întrerupe cu totul: acest lucru se datorează distanței de la sursă și imperfecțiunii liniilor electrice.
Pentru alimentarea dispozitivelor cu curent cu caracteristici stabile, în apartamente se folosesc stabilizatoare de tensiune. Indiferent de parametrii curentului introduși în dispozitiv, acesta va avea parametri aproape neschimbați la ieșire.
Puteți cumpăra un dispozitiv de egalizare a curentului alegând dintr-o gamă largă (diferențe de putere, principiu de funcționare, control și parametru de tensiune de ieșire). Dar articolul nostru este dedicat modului de a face un stabilizator de tensiune cu propriile mâini. Este justificat de casă în acest caz?
Un stabilizator de casă are trei avantaje:
- Ieftinătate. Toate piesele sunt achiziționate separat, iar acest lucru este rentabil în comparație cu aceleași piese, dar deja asamblate într-un singur dispozitiv - un egalizator de curent;
- Posibilitate de auto-reparare. Dacă unul dintre elementele stabilizatorului achiziționat nu este în funcțiune, este puțin probabil să îl puteți înlocui, chiar dacă înțelegeți ingineria electrică. Pur și simplu nu veți găsi cum să înlocuiți o piesă uzată. Cu un dispozitiv de casă, totul este mai simplu: ați cumpărat inițial toate elementele din magazin. Rămâne doar să mergi din nou acolo și să cumperi ce este spart;
- Reparație ușoară. Dacă ați asamblat singur un convertor de tensiune, atunci îl știți 100%. Și înțelegerea dispozitivului și a acțiunii vă va ajuta să identificați rapid cauza defecțiunii stabilizatorului. După ce v-ați dat seama, puteți repara cu ușurință o unitate de casă.
Stabilizatorul propriei sale producții are trei dezavantaje serioase:
- Fiabilitate scăzută. La întreprinderile specializate, dispozitivele sunt mai fiabile, deoarece dezvoltarea lor se bazează pe citirile instrumentelor de înaltă precizie, care nu pot fi găsite în viața de zi cu zi;
- Gamă largă de tensiune de ieșire. Dacă stabilizatorii industriali pot produce o tensiune relativ constantă (de exemplu, 215-220V), atunci analogii de casă pot avea o gamă de 2-5 ori mai mare, ceea ce poate fi critic pentru tehnologia care este super sensibilă la schimbările curente;
- Configurare complexă. Dacă cumpărați un stabilizator, atunci pasul de configurare este ocolit, trebuie doar să conectați dispozitivul și să controlați funcționarea acestuia. Dacă ești creatorul egalizatorului curent, atunci îl poți și configura. Acest lucru este dificil, chiar dacă ați făcut cel mai simplu regulator de tensiune cu propriile mâini.
Egalizator de curent de casă: caracteristici
Stabilizatorul este caracterizat de doi parametri:
- Domeniul de tensiune de intrare admisibil (Uin);
- Domeniul permis al tensiunii de ieșire (Uout).
Acest articol se concentrează pe convertorul de curent triac, deoarece are o eficiență ridicată. Pentru el, Uin este 130-270V, iar Uout este 205-230V. Dacă un interval mare de tensiune de intrare este un avantaj, atunci pentru o tensiune de ieșire este un dezavantaj.
Cu toate acestea, pentru aparatele de uz casnic, acest interval rămâne valabil. Acest lucru este ușor de verificat, deoarece fluctuațiile de tensiune admisibile sunt salturi și căderi de cel mult 10%. Și acesta este 22,2 volți în sus sau în jos. Aceasta înseamnă că o modificare a tensiunii de la 197,8 la 242,2 volți este acceptabilă. În comparație cu această gamă, curentul pe stabilizatorul nostru triac este și mai fluid.
Dispozitivul este potrivit pentru conectarea la o linie cu o sarcină de cel mult 6 kW. Comutarea sa se efectuează în 0,01 secunde.
Proiectarea dispozitivului de stabilizare a curentului
Un stabilizator de tensiune de casă 220V, al cărui circuit este prezentat mai sus, include următoarele elemente:
- unitate de putere. A folosit drive-urile C2 și C5, un transformator de tensiune T1, precum și un comparator (dispozitiv de comparație) DA1 și LED VD1;
- nodul, amânarea începerii încărcăturii. Pentru a-l asambla, veți avea nevoie de rezistențe de la R1 la R5, tranzistoare de la VT1 la VT3, precum și unitatea C1;
- Redresor, măsurând valoarea salturilor și căderilor de tensiune. Designul său include un LED VD2 cu o diodă zener cu același nume, o unitate C2, un rezistor R14 și R13;
- Comparator. Va avea nevoie de rezistențe de la R15 la R39 și compararea dispozitivelor DA2 cu DA3;
- Controler boolean. Are nevoie de cipuri DD de la 1 la 5;
- Amplificatoare. Vor avea nevoie de rezistență pentru a limita curentul R40-R48, precum și de tranzistoare de la VT4 la VT12;
- LED-uri, jucand rolul unui indicator - HL de la 1 la 9;
- Chei optocupler(7) cu triacuri VS 1 până la 7, rezistențe R 6 până la 12 și triacuri optocupler U 1 până la 7;
- comutator automat cu siguranta QF1;
- Autotransformator T2.
Cum va funcționa acest dispozitiv?
După ce unitatea nodului cu sarcină amânată (C1) este conectată la rețea, aceasta este încă descărcată. Tranzistorul VT1 pornește, iar 2 și 3 se închid. Prin acesta din urmă, curentul va merge ulterior către LED-uri și triac-urile optocuplerului. Dar în timp ce tranzistorul este închis, diodele nu dau semnal, iar triacurile sunt încă închise: nu există sarcină. Dar curentul trece deja prin primul rezistor către unitate, care începe să stocheze energie.
Procesul descris mai sus durează 3 secunde, după care declanșează declanșatorul Schmitt, bazat pe tranzistoarele VT 1 și 2, după care se pornește tranzistorul 3. Acum sarcina poate fi considerată deschisă.
Tensiunea de ieșire de la a treia înfășurare a transformatorului de pe sursa de alimentare este egalizată de a doua diodă și condensator. Apoi curentul este trimis la R13, trece prin R14. În momentul de față, tensiunea este proporțională cu tensiunea din rețea. Apoi, curentul este furnizat comparatoarelor neinversoare. Imediat, un curent deja egalizat intră în dispozitivele de comparare inversoare, care se aplică rezistențelor de la 15 la 23. Apoi este conectat un controler care procesează semnalele de intrare pe dispozitive pentru comparare.
Nuanțele de stabilizare în funcție de tensiunea aplicată la intrare
Dacă este introdusă o tensiune de până la 130 de volți, atunci nivelul logic (LU) al tensiunii scăzute este indicat la bornele comparatoarelor. Cel de-al patrulea tranzistor este deschis, iar LED-ul 1 clipește și indică că există o scădere puternică în linie. Trebuie să înțelegeți că stabilizatorul nu este capabil să dea tensiunea valorii dorite. Prin urmare, toate triacurile sunt închise și nu există nicio sarcină.
Dacă tensiunea de intrare este de 130-150 volți, atunci se observă un LU ridicat pe semnalele 1 și A, dar pentru alte semnale este încă scăzut. Al cincilea tranzistor se aprinde, a doua diodă se aprinde. Optocupler triac U1.2 și triac VS2 deschis. Sarcina va merge de-a lungul acestuia din urmă și va ajunge la ieșirea înfășurării celui de-al doilea autotransformator de sus.
Cu o tensiune de intrare de 150-170 Volți, se observă un LU ridicat pe semnalele 1, 2 și V, în rest este încă scăzut. Apoi al șaselea tranzistor pornește și a treia diodă se pornește, VS2 se pornește și curentul este furnizat la a doua ieșire (dacă numărați de sus) a înfășurării celui de-al doilea autotransformator.
În mod similar, funcționarea stabilizatorului este descrisă pentru intervalele de tensiune de 170-190V, 190-210V, 210-230V, 230-250V.
Fabricarea PCB-urilor
Pentru un convertor de curent triac, este necesară o placă de circuit imprimat pe care vor fi amplasate toate elementele. Dimensiunea sa: 11,5 pe 9 cm.Pentru fabricarea sa veti avea nevoie de fibra de sticla, acoperita cu folie pe o parte.
Tabla poate fi imprimată pe o imprimantă de tip laser, după care va fi folosit fierul de călcat. Este convenabil să faci singur o tablă folosind programul Sprint Loyout. Și aspectul elementelor de pe el este prezentat mai jos.
Cum se fac transformatoare T1 și T2?
Primul transformator T1 cu o putere de 3 kW este fabricat folosind un circuit magnetic cu o suprafață în secțiune transversală (CPS) de 187 mp. mm. Și trei fire PEV-2:
- Pentru prima ambalare a PPS, doar 0,003 mp. mm. Număr de ture - 8669;
- Pentru a doua și a treia înfășurare a PPS, doar 0,027 mp. mm. Numărul de ture este de 522 pentru fiecare.
Dacă nu doriți să înfășurați firul, atunci puteți achiziționa două transformatoare TPK-2-2 × 12V și le puteți conecta în serie, ca în figura de mai jos.
Pentru a realiza un autotransformator cu o a doua putere de 6 kW, veți avea nevoie de un circuit magnetic toroidal și de un fir PEV-2, din care se va face o răsucire de 455 de spire. Și aici avem nevoie de robinete (7 bucăți):
- Înfășurarea a 1-3 ramuri dintr-un fir cu PPS 7 mp. mm;
- Înfășurarea a 4-7 ramuri din sârmă cu PPS 254 mp. mm.
Ce sa cumpar?
Într-un magazin de inginerie electrică și radio, cumpărați (în paranteze desemnarea de pe diagramă):
- 7 triacuri optocupler MOC3041 sau 3061 (U de la 1 la 7);
- 7 triacuri simple BTA41-800B (VS 1 la 7);
- 2 LED-uri DF005M sau KTS407A (VD 1 si 2);
- 3 rezistențe SP5-2, poate 5-3 (R 13, 14, 25);
- Element de curent de egalizare KR1158EN6A sau B (DA1);
- 2 dispozitive de comparație LM339N sau K1401CA1 (DA 1 și 2);
- Întrerupător de siguranță;
- 4 condensatoare cu peliculă sau ceramică (C 4, 6, 7, 8);
- 4 condensatoare de oxid (C 1, 2, 3, 5);
- 7 rezistențe pentru limitarea curentului, la bornele acestora trebuie să fie egal cu 16 mA (R de la 41 la 47);
- 30 de rezistențe (oricare) cu o toleranță de 5%;
- 7 rezistente C2-23 cu o toleranta de 1% (R de la 16 la 22).
Caracteristici ale ansamblului dispozitivului pentru egalizarea tensiunii
Microcircuitul dispozitivului de stabilizare a curentului este montat pe un radiator, pentru care este potrivită o placă de aluminiu. Suprafața sa nu trebuie să fie mai mică de 15 metri pătrați. cm.
Un radiator cu o suprafață de răcire este, de asemenea, necesar pentru triacuri. Pentru toate cele 7 elemente, un radiator cu o suprafață de cel puțin 16 metri pătrați este suficient. dm.
Pentru ca convertorul de tensiune AC fabricat de noi să funcționeze, aveți nevoie de un microcontroler. Cipul KR1554LP5 face o treabă excelentă cu rolul său.
Știți deja că 9 diode intermitente pot fi găsite în circuit. Toate sunt amplasate pe el, astfel încât să cadă în găurile care se află pe panoul frontal al dispozitivului. Și dacă corpul stabilizatorului nu permite amplasarea lor, ca în diagramă, atunci îl puteți modifica astfel încât LED-urile să meargă în partea care vă este convenabilă.
Pot fi folosite LED-uri care nu clipesc în loc de LED-uri intermitente. Dar în acest caz, trebuie să luați diode cu o strălucire roșie strălucitoare. Elemente adecvate ale mărcilor: AL307KM și L1543SRC-E.
Acum știi cum să faci un regulator de tensiune pentru 220 de volți. Și dacă ați fost deja nevoit să faceți ceva similar înainte, atunci această muncă nu vă va fi dificilă. Ca rezultat, puteți economisi câteva mii de ruble la achiziționarea unui stabilizator industrial.
Articolul ia în considerare posibilitatea comutării fără întreruperi a circuitelor de curent alternativ folosind relee electromecanice. Este prezentată posibilitatea reducerii eroziunii contactelor releului și, ca urmare, creșterea durabilității și reducerea interferențelor de la lucru. pe exemplul unui stabilizator de tensiune pentru un apartament.
Idee
Am întâlnit o reclamă pe internet pe site-ul OOO „Pribor”, Chelyabinsk:Stabilizatorii de tensiune cu seleniu fabricați de compania noastră se bazează pe principiul reglării tensiunii în trepte prin comutarea fără sudură a înfășurărilor autotransformatorului (brevet de invenție nr. 2356082). Ca chei sunt folosite relee puternice de mare viteză.
Sunt afișate imagini de comutare (în stânga este „Seleniu”, în dreapta - cu caracteristici normale)
Această informație m-a interesat, mi-am amintit că în schimbătorul de film „Ucraina” a existat și o comutare continuă a tensiunii - acolo, pentru timpul comutării între contactele adiacente ale comutatorului, a fost conectat un rezistor de fir. Am început să caut pe internet ceva util despre asta. Nu am putut face cunoștință cu invenția nr. 2356082.
Am reușit să găsesc un articol „Tipuri de stabilizatoare de tensiune”, în care se vorbea despre posibilitatea conectării unei diode la contactele releului în momentul comutării. Ideea este de a comuta tensiunea alternativă în timpul semiciclului pozitiv. În acest caz, este posibil să conectați o diodă în paralel cu contactele releului pe durata comutării.
Ce oferă o astfel de metodă? Comutarea la 220V se schimbă la comutarea doar la 20V și, deoarece nu există nicio întrerupere a curentului de sarcină, practic nu există arc. În plus, la tensiuni joase, arcul practic nu are loc. Nu există arc - contactele nu ard și nu se uzează, fiabilitatea crește de 10 sau de mai multe ori. Durabilitatea contactelor va fi determinată doar de uzura mecanică și este de 10 milioane de comutări.
Pe baza acestui articol, au fost luate cele mai comune relee și au fost măsurate timpul de oprire, timpul în stare deschisă și timpul de pornire. În timpul măsurătorilor, am văzut pe osciloscop o săritură de contacte, care a provocat multe scântei și erodare a contactelor, ceea ce reduce drastic durata de viață a releului.
Pentru a implementa și a testa această idee, a fost asamblat un stabilizator de releu AC de 2 kW pentru a alimenta apartamentul. Releele auxiliare conectează dioda numai pentru timpul în care releul principal comută în timpul semiciclului pozitiv. S-a dovedit că releele au timpi de întârziere și de respingere semnificativi, dar, cu toate acestea, operația de comutare ar putea fi strânsă într-o jumătate de ciclu.
schema circuitului
Este format dintr-un autotransformator comutat atat la intrare cat si la iesire prin intermediul unui releu.
Circuitul folosește măsurarea directă a tensiunii alternative de către un microcontroler. Tensiune de ieșire printr-un divizor R13, R14, R15, R16 intră la intrarea microcontrolerului printr-un condensator C10.
Releele și microcircuitele sunt alimentate printr-o diodă D3 si microcip U1. Buton SB1împreună cu un rezistor R1 folosit pentru calibrarea stabilizatorului. tranzistoare Q1-Q4- amplificatoare pentru relee.
Releele P1 și P2 sunt releele principale, iar releele P1a și P2a, împreună cu diodele D1 și D5, închid circuitul în timpul comutării releelor principale. Pentru a reduce timpul de oprire a releului în amplificatoarele cu relee, se folosesc tranzistori BF422 iar infasurarile releului sunt manevrate de diode 1N4007și diode Zener de 150 volți conectate spate în spate.
Pentru a reduce zgomotul de impuls provenit din rețea, condensatoarele C1 și C11 sunt instalate la intrarea și ieșirea stabilizatorului.
Un LED cu trei culori indică nivelurile de tensiune la intrarea stabilizatorului: roșu - scăzut, verde - normal, albastru - ridicat.
Program
Programul este scris în limbaj C (mikroC PRO pentru PIC), împărțit în blocuri și prevăzut cu comentarii. Programul folosește măsurarea directă a tensiunii AC de către un microcontroler, ceea ce a făcut posibilă simplificarea circuitului. Microprocesor aplicat PIC16F676.Bloc de program zero așteaptă să aibă loc o trecere cu zero în scădere
Conform acestei căderi, fie are loc măsurarea mărimii tensiunii alternative, fie releul începe să comute.
Bloc de program izm_U măsoară amplitudinile semiciclurilor negative și pozitive
În programul principal, rezultatele măsurătorilor sunt procesate și, dacă este necesar, este dată o comandă de comutare a releului.
Pentru fiecare grup de relee sunt scrise programe separate pentru pornire și oprire, ținând cont de întârzierile necesare R2on, R2off, R1onȘi R1off.
Al 5-lea bit al portului C este folosit în program pentru a trimite un impuls de ceas către osciloscop, astfel încât să puteți privi rezultatele experimentului.
Specificații
Când tensiunea de intrare se modifică în intervalul 195-245 volți, tensiunea de ieșire este menținută cu o precizie de 7%. Când tensiunea de intrare se modifică în intervalul 185-255 volți, tensiunea de ieșire este menținută cu o precizie de 10%Curent de ieșire în modul continuu 9 A.
Detalii si constructie
Transformator folosit la asamblare CCI 320-220-50 200 W. Înfășurările sale sunt conectate la 240 de volți, ceea ce a făcut posibilă reducerea curentului fără sarcină. Relee principale TIANBO HJQ-15F-1, și auxiliar CALARE JZC-22F.Toate piesele sunt montate pe o placă de circuit imprimat atașată la transformator. Diodele D1 și D5 trebuie să reziste la un curent de 30-50A pentru timpul de comutare (5-10ms).
Aparatul este atârnat pe perete și acoperit cu o carcasă din tablă
Setare
Stabilirea dispozitivului constă în verificarea comutării neîntrerupte și setarea tensiunii nominale la 220 volți cu ajutorul rezistenței de construcție R15 și a butonului SB1.Este necesar să aplicați tensiune la intrarea de la LATR „și printr-o lampă incandescentă cu o putere de 100 - 150 W, setați tensiunea la 220 volți și, în timp ce apăsați butonul, obțineți o strălucire verde prin rotirea rezistenței de construcție.
După aceea, eliberați butonul, conectați voltmetrul la ieșirea dispozitivului și rotiți LATR-ul pentru a verifica pragurile de comutare: 207 volți inferior și 232 volți superior. În același timp, lampa incandescentă nu ar trebui să clipească sau să strălucească în timpul comutării, ceea ce indică funcționarea corectă. De asemenea, funcționarea comutării fără transfer poate fi văzută pe osciloscop, pentru aceasta trebuie să conectați un declanșator extern la portul RC5 și să observați tensiunea de ieșire a regulatorului prin schimbarea tensiunii de intrare. În momentele comutării, sinusoidul de la ieșire nu ar trebui să fie rupt.
Când tensiunea de ieșire este mai mică de 187 V, dioda roșie este pornită, iar cea verde clipește.
Când tensiunea de ieșire este mai mare de 242 V, dioda albastră este aprinsă, iar cea verde clipește.
Stabilizatorul a funcționat pentru mine de a 3-a lună și s-a arătat foarte bine. Înainte de asta, stabilizatorul dezvoltării anterioare a funcționat pentru mine. A funcționat bine, dar uneori, în momentul comutării, sursa de alimentare neîntreruptibilă a computerului a funcționat. Cu noul stabilizator, această problemă a dispărut pentru totdeauna.
Având în vedere că eroziunea contactului a scăzut brusc în releu (practic nu există scântei), ar fi posibil să se utilizeze relee mai puțin puternice (LIMING JZC - 22F) ca principale.
Deficiențe observate
A fost destul de dificil să alegi timpul de întârziere al releului în program.Pentru o astfel de includere, este de dorit să folosiți relee mai rapide.
concluzii
a) Comutarea fără întreruperi a circuitelor AC folosind relee este o sarcină foarte reală și rezolvabilă.b) Puteți utiliza un tiristor sau un triac ca releu auxiliar, atunci nu va exista nicio cădere de tensiune pe releu, iar triacul nu va avea timp să se încălzească în 10 ms.
c) În acest mod, scânteia contactelor este redusă brusc, iar durabilitatea crește, iar interferența de la comutarea releului este redusă
Surse folosite
1. pe site-ul „Economia de energie în Ucraina”2. Site-ul oficial al întreprinderii OOO „Pribor”, Chelyabinsk
3. Fișe tehnice pe piese
Fișiere
Schemă, desen PCB și program cu firmware▼ 🕗 12/08/12 ⚖️ 211,09 Kb ⇣ 165 Salut cititorule! Mă numesc Igor, am 45 de ani, sunt siberian și inginer electronist amator pasionat. Am venit cu, am creat și întrețin acest minunat site din 2006.
De mai bine de 10 ani, revista noastră există doar pe cheltuiala mea.
Bun! Freebie-ul s-a terminat. Dacă vrei fișiere și articole utile - ajută-mă!
Vă vom trimite materialul prin e-mail
Consumul de energie electrică este în creștere odată cu apariția unui număr mare de dispozitive care facilitează viața omului. Locuitorii mega-orașelor sunt norocoși în acest sens: nu suferă de pene de curent. În orașele mari, există oportunități de a menține rețelele electrice în stare bună. Dar toți ceilalți trebuie adesea să se confrunte cu supratensiuni. Este bine dacă totul este despre lumini intermitente, dar adesea întreruperile duc la defecțiunea dispozitivelor scumpe. Cum să alegi un stabilizator de tensiune de 220v pentru casă pentru a uita o dată pentru totdeauna de această problemă?
Acest dispozitiv compact vă va ajuta să faceți față întreruperilor de curent
Stabilizator de tensiune 220v: pe care să-l alegi pentru locuință, avantaje și principiu de funcționare
Se știe că organizațiile care furnizează energie electrică caselor consumatorilor cresc adesea tensiunea în rețelele proiectate pentru 220 - 380 de volți cu zece procente, sau chiar mai mult. Rezultatul este nu numai creșterea plății pentru energie, ci și defecțiunea dispozitivelor sensibile, pierderea de date valoroase și defecțiuni în sistemele umane vitale.
Pentru ce este un stabilizator?
Un exemplu elementar: zece la sută din excesul de tensiune din rețea face ca lampa să ardă cu o treime mai mult și, în același timp, își reduce durata de viață cu aproape jumătate. Și va trebui să plătiți cu douăzeci la sută mai mult pentru funcționarea acestei lămpi.
Cea mai bună ieșire în această situație este să cumpărați un stabilizator de tensiune 220v pentru o casă de 10 kW sau mai mult, puterea va depinde de numărul de dispozitive conectate.
Avantajele utilizării unui dispozitiv de stabilizare:
- economii la costurile cu energia electrică;
- creșterea duratei de viață și a performanței dispozitivelor proiectate pentru tensiunea de rețea normală;
- economii la întreținerea aparatelor electrice prin reducerea numărului de avarii asociate cu supratensiuni în rețea.
Cum funcționează dispozitivul
Cel mai simplu stabilizator constă dintr-o pereche de bobine, izolate unele de altele și înfășurate pe un miez. Sursa de electricitate este conectată la prima bobină, iar consumatorul este conectat la a doua bobină. Inducția magnetică transformă tensiunea. Cel mai simplu dispozitiv poate fi realizat cu propriile mâini, un circuit stabilizator de tensiune de 220 V:
În dispozitivele moderne de stabilizare, înfășurările sunt conectate printr-o metodă galvanică.
Pe lângă transformatorul automat, dispozitivul include:
- un dispozitiv de măsurare a tensiunii de intrare care furnizează informații unității de control;
- unitate de control care reglează curentul;
- dispozitiv de protecție pentru prevenirea scurtcircuitului și suprasarcinii;
- protecție suplimentară împotriva descărcărilor de înaltă tensiune;
- mecanism de alimentare continuă.
Tipuri de stabilizatori
Dispozitivele pentru stabilizarea tensiunii în rețea sunt împărțite în trei tipuri principale:
- stabilizatori electronici.
- Dispozitive servo.
- dispozitive releu.
Stabilizatori electronici
Cel mai modern tip de dispozitive de stabilizare. Au protectie maxima impotriva suprasarcinilor si supratensiunilor datorate cheilor electronice, tiristoarelor sau triac-urilor, cu o rata de raspuns ridicata.
Informații utile! Posibilele abateri la ieșirea dispozitivului electronic nu depășesc trei volți.
Dacă întrebarea este care să alegeți un stabilizator de tensiune de 220v pentru o casă în care există echipamente scumpe de înaltă tehnologie, este mai bine să nu găsiți astfel de dispozitive.Costă mai mult decât alte tipuri de dispozitive care au circuite mecanice.
Servoacționări
Funcționarea acestui dispozitiv se bazează pe o modificare a numărului de spire active în înfășurarea secundară. Glisorul deplasează un servomotor în miniatură de-a lungul virajelor.
Un servodispozitiv costă mult mai puțin decât unul electric, dar este inferior acestuia din urmă în ceea ce privește viteza de reacție la supratensiunile rețelei. În plus, acest dispozitiv emite un zgomot liniștit, dar vizibil. Un astfel de dispozitiv nu va salva echipamente scumpe de la o schimbare bruscă a tensiunii. De obicei, este instalat în căsuțe unde nu există echipamente sensibile.
Dispozitivul servo poate fi realizat manual. Un regulator de tensiune 220v poate fi realizat dintr-un aparat de sudura.
Dispozitive releu
Metoda de stabilizare a transformatorului este cea mai simplă dintre cele date. Se bazează pe o modificare a numărului de spire în înfășurarea unui dispozitiv transformator. Releul reacționează la schimbările de tensiune și se oprește sau pornește numărul necesar de spire. Ieșirea este o tensiune stabilă cu o precizie de reglare de opt procente. Astfel de mecanisme sunt accesibile și au o durată de viață lungă datorită rezistenței la suprasarcină.
Ce stabilizator de tensiune este mai bun: releu sau electromecanic? Este destul de dificil să dai un răspuns clar la această întrebare. Un dispozitiv electronic va proteja aparatele electrocasnice în mod mult mai fiabil, dar durata de viață și costul său se pierde în fața celui mai simplu dispozitiv de releu.
Prezentare generală a schemelor de conectare a stabilizatorului de tensiune într-o casă privată
Vă rugăm să rețineți că, din cauza puterii reactive a unor aparate electrocasnice, apare o sarcină de vârf în momentul pornirii. În funcție de dimensiunea sa, stabilizatorul trebuie numărat. În plus, este important să se țină cont de rapoartele de transformare, care, atunci când tensiunea este redusă și crescută, „mănâncă” puterea dispozitivului.
Tabelul 1. Rapoartele de transformare
| Voltaj | 130 | 150 | 170 | 210 | 220 | 230 | 250 | 270 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Coeficient | 1.77 | 1,55 | 1,35 | 1,10 | 1,05 | 1,10 | 1,35 | 1,55 |
Un dispozitiv de stabilizare comun pentru întreaga casă ar trebui să fie selectat pe baza puterii totale a tuturor aparatelor electrice înmulțită cu 0,7 și a raportului de transformare dat în tabel.
Schema generală de conectare a transformatorului este următoarea.
Dispozitivele de uz casnic sunt sensibile la supratensiuni, se uzează mai repede și apar defecțiuni. În rețeaua electrică, tensiunea se modifică, scade sau crește adesea. Acest lucru este interconectat cu îndepărtarea sursei de energie și liniile electrice de calitate scăzută.
Pentru a conecta dispozitivele la o sursă de alimentare durabilă, stabilizatorii de tensiune sunt utilizați în spațiile rezidențiale. La ieșire, tensiunea are proprietăți stabile. Stabilizatorul poate fi achiziționat de la rețeaua de distribuție, dar un astfel de dispozitiv poate fi realizat manual.
Există toleranțe pentru modificarea tensiunii nu mai mult de 10% din valoarea nominală (220 V). Această abatere trebuie observată atât în sus, cât și în jos. Dar nu există o rețea electrică ideală, iar valoarea tensiunii din rețea se schimbă adesea, agravând astfel funcționarea dispozitivelor conectate la aceasta.
Aparatele electrice reacționează negativ la astfel de capricii ale rețelei și pot eșua rapid, pierzându-și în același timp funcțiile inerente. Pentru a evita astfel de consecințe, oamenii folosesc dispozitive de casă numite stabilizatoare de tensiune. Un stabilizator eficient a fost un dispozitiv realizat pe triacuri. Vom lua în considerare cum să facem un stabilizator de tensiune cu propriile noastre mâini.
Caracteristica stabilizatorului
Acest dispozitiv de stabilizare nu va avea o sensibilitate crescută la modificările tensiunii furnizate prin linia comună. Netezirea tensiunii va fi efectuată dacă tensiunea de intrare este în intervalul de la 130 la 270 de volți.
Dispozitivele conectate la rețea vor fi alimentate cu o tensiune cuprinsă între 205 și 230 de volți. De la un astfel de dispozitiv va fi posibilă alimentarea dispozitivelor electrice, a căror putere totală este de până la 6 kW. Stabilizatorul va comuta sarcina consumatorului în 10 ms.
Dispozitiv stabilizator
Schema dispozitivului de stabilizare.
Stabilizatorul de tensiune conform schemei specificate include următoarele părți:
- Unitatea de alimentare, care include capacități C2, C5, un comparator, un transformator, o diodă termoelectrică.
- Un nod care întârzie conectarea sarcinii consumatorului și constă din rezistențe, tranzistori, capacitate.
- Podul redresor măsoară amplitudinea tensiunii. Redresorul constă dintr-o capacitate, o diodă, o diodă Zener și mai mulți divizoare.
- comparator de tensiune. Componentele sale sunt rezistențele și comparatorii.
- Controler logic pe microcircuite.
- Amplificatoare, pe tranzistoare VT4-12, rezistențe limitatoare de curent.
- LED-uri ca indicatori.
- Taste optronice. Fiecare dintre porecle este furnizată cu triacuri și rezistențe, precum și opto-triacuri.
- Mașină electrică sau siguranță.
- Autotransformator.
Principiul de funcționare
Să vedem cum funcționează.
După ce alimentarea este conectată, capacitatea C1 este într-o stare de descărcare, tranzistorul VT1 este deschis și VT2 este închis. Tranzistorul VT3 rămâne și el închis. Prin intermediul acestuia se furnizează curent la toate LED-urile și un optitron bazat pe triac.
Deoarece acest tranzistor este în stare închisă, LED-urile nu se aprind și fiecare triac este închis, sarcina este oprită. În acest moment, curentul trece prin rezistența R1 și ajunge la C1. Apoi condensatorul începe să se încarce.
Intervalul vitezei de expunere este de trei secunde. În această perioadă, sunt efectuate toate procesele de tranziție. După finalizarea lor, declanșatorul Schmitt este activat pe baza tranzistorilor VT1 și VT2. După aceea, al treilea tranzistor se deschide și sarcina este conectată.
Tensiunea care vine de la a 3-a înfășurare T1 este egalizată de dioda VD2 și capacitatea C2. În continuare, curentul curge către divizor pe rezistențele R13-14. Din rezistența R14, o tensiune, a cărei mărime depinde direct de mărimea tensiunii, este inclusă în fiecare intrare a comparatorului neinversabilă.
Numărul de comparatoare devine 8. Toate sunt realizate pe cipuri DA2 și DA3. Totodată, la intrarea inversată a comparatoarelor este alimentat un curent continuu, alimentat cu ajutorul divizoarelor R15-23. Urmează controlerul, care primește semnalul de intrare al fiecărui comparator.
Stabilizator de tensiune și caracteristicile acestuia
Când tensiunea de intrare scade sub 130 de volți, la ieșirile comparatoarelor apare un nivel logic mic. În acest moment, tranzistorul VT4 este deschis, primul LED clipește. Această indicație indică prezența tensiunii scăzute, ceea ce înseamnă că stabilizatorul reglabil nu își poate îndeplini funcțiile.
Toate triacurile sunt închise și sarcina este oprită. Când tensiunea este în intervalul 130-150 volți, atunci semnalele 1 și A au proprietățile unei valori logice ridicate. Acest nivel este scăzut. În acest caz, tranzistorul VT5 se deschide, iar al doilea LED începe să semnaleze.
Optosimistorul U1.2 se deschide în același mod ca triac VS2. Un curent de sarcină va curge prin triac. Apoi sarcina va intra în ieșirea superioară a bobinei autotransformatorului T2.
Dacă tensiunea de intrare este 150 - 170 V, atunci semnalele 2, 1 și V au o valoare crescută a nivelului logic. Alte semnale sunt scăzute. Cu această tensiune de intrare, tranzistorul VT6 se deschide, al 3-lea LED se aprinde. În acest moment, al 2-lea triac se deschide și curentul curge către a doua ieșire a bobinei T2, care este a 2-a de sus.
Un regulator de tensiune auto-asamblat pentru 220 de volți va conecta înfășurările celui de-al 2-lea transformator dacă nivelul tensiunii de intrare atinge, respectiv: 190, 210, 230, 250 de volți. Pentru a realiza un astfel de stabilizator, aveți nevoie de o placă de circuit imprimat de 115 x 90 mm din folie de fibră de sticlă.
Imaginea plăcii poate fi imprimată pe imprimantă. Apoi, folosind un fier de călcat, această imagine este transferată pe tablă.
Fabricarea transformatoarelor
Puteți face singur transformatoarele T1 și T2. Pentru T1, a cărui putere este de 3 kW, este necesar să utilizați un circuit magnetic cu o secțiune transversală de 1,87 cm 2 și 3 fire de PEV - 2. Primul fir cu un diametru de 0,064 mm. Ei înfășoară prima bobină, cu numărul de spire 8669. Celelalte 2 fire sunt folosite pentru a forma înfășurările rămase. Firele de pe ele trebuie să aibă același diametru 0,185 mm, cu numărul de spire 522.
Pentru a nu produce singur astfel de transformatoare, puteți utiliza versiuni gata făcute de TPK - 2 - 2 x 12 V, conectate în serie.
Pentru a face un transformator T2 pentru 6 kW, se folosește un circuit magnetic toroidal. Înfășurarea este înfășurată cu fir PEV-2 cu numărul de spire 455. Pe transformator trebuie scoase 7 robinete. Primele 3 dintre ele sunt înfășurate cu sârmă de 3 mm. Cele 4 ieșiri rămase sunt înfășurate cu anvelope cu o secțiune transversală de 18 mm 2. Cu această secțiune de fir, transformatorul nu se va încălzi.
Ramurile se execută pe astfel de viraje: 203, 232, 266, 305, 348 și 398. Virajele se numără de la ramura inferioară. În acest caz, curentul electric al rețelei trebuie să curgă prin ieșirea celui de-al 266-lea rând.
Detalii si materiale
Elementele și părțile rămase ale stabilizatorului pentru auto-asamblare sunt achiziționate din rețeaua de distribuție. Să le enumerăm:
- Triacs (optroni) MOS 3041 - 7 buc.
- Triacs BTA 41 - 800 V - 7 buc.
- KP 1158 EN 6A (DA1) stabilizator.
- Comparator LM 339 N (pentru DA2 și DA3) – 2 buc.
- Diode DF 005 M (pentru VD2 și VD1) - 2 buc.
- Rezistoare bobinate SP 5 sau SP 3 (pentru R13, R14 și R25) - 3 buc.
- Rezistoare C2 - 23, cu o toleranță de 1% - 7 buc.
- Rezistoare de orice rating cu o toleranță de 5% - 30 buc.
- Rezistoare limitatoare de curent - 7 buc, pentru trecerea unui curent de 16 miliamperi (pentru R 41 - 47) - 7 buc.
- Condensatoare electrolitice - 4 buc (pentru C5 - 1).
- Condensatoare cu film (C4 - 8).
- Comutator echipat cu o siguranță.
Optocuplele MOS 3041 sunt înlocuite cu MOS 3061. KR 1158 EN 6A stabilizatorul poate fi schimbat cu KP 1158 EN 6B. Comparatorul K 1401 CA 1 poate fi instalat ca un analog al LM 339 N. În loc de diode, puteți utiliza KC 407 A.
Cipul KR 1158 EN 6A trebuie instalat pe radiatorul. Pentru fabricarea acestuia se folosește o placă de aluminiu de 15 cm 2. De asemenea, este necesar să instalați triac-uri pe el. Pentru triacuri, este permisă utilizarea unui radiator comun. Suprafața trebuie să depășească 1600 cm 2 . Stabilizatorul trebuie să fie echipat cu un microcircuit KR 1554 LP 5, care acționează ca un microcontroler. Nouă LED-uri sunt aranjate astfel încât să cadă în găurile de pe panoul frontal al dispozitivului.
Dacă aranjamentul carcasei nu permite instalarea acestora în modul prezentat în diagramă, atunci acestea sunt plasate pe cealaltă parte, unde sunt amplasate pistele imprimate. LED-urile trebuie instalate de tip intermitent, dar pot fi montate și diode care nu intermit, cu condiția ca acestea să strălucească cu o lumină roșie aprinsă. În astfel de scopuri, aplicați AL 307 KM sau L 1543 SRC - E.
Puteți asambla versiuni mai simple de dispozitive, dar acestea vor avea anumite caracteristici.
Avantaje și dezavantaje, diferențe față de modelele din fabrică
Dacă enumerați avantajele stabilizatorilor auto-fabricați, atunci principalul avantaj este costul redus. Producătorii de instrumente umfla adesea prețurile, iar propriul lor asamblare va costa oricum mai puțin.
Un alt avantaj poate fi determinat de un astfel de factor precum posibilitatea unei reparații simple a unui dispozitiv cu bricolaj.La urma urmei, cine, dacă nu tu, cunoaște mai bine un dispozitiv asamblat de tine.
În cazul unei defecțiuni, proprietarul dispozitivului va găsi imediat elementul defect și îl va înlocui cu unul nou. Simpla înlocuire a pieselor este creată de un astfel de factor încât toate piesele au fost achiziționate într-un magazin, astfel încât să poată fi cumpărate cu ușurință din nou în orice magazin.
Dezavantajul unui stabilizator de tensiune auto-asamblat este de a evidenția setarea complexă a acestuia.
Cel mai simplu stabilizator de tensiune făcut de tine
Luați în considerare cum vă puteți face propriul stabilizator de 220 de volți cu propriile mâini, cu câteva piese simple la îndemână. Dacă tensiunea din rețeaua dvs. electrică este redusă semnificativ, atunci un astfel de dispozitiv vă va potrivi exact la timp. Pentru a-l realiza, aveți nevoie de un transformator gata făcut și de câteva piese simple. Este mai bine să luați un astfel de exemplu de dispozitiv ca o notă, deoarece se dovedește un dispozitiv bun cu putere suficientă, de exemplu, pentru un cuptor cu microunde.
Pentru frigidere și diverse alte dispozitive de uz casnic, o scădere a tensiunii de la rețea este foarte dăunătoare, mai mult decât o creștere. Dacă creșteți valoarea tensiunii de rețea folosind un autotransformator, atunci în timpul scăderii tensiunii de rețea la ieșirea dispozitivului, tensiunea va fi normală. Și dacă tensiunea din rețea devine normală, atunci la ieșire vom obține o valoare crescută a tensiunii. De exemplu, să luăm un transformator pentru 24 V. Cu o tensiune pe linie de 190 V, ieșirea dispozitivului va fi de 210 V, cu o valoare a rețelei de 220 V, ieșirea va fi de 244 V. Acest lucru este destul de acceptabil și normal pentru funcționarea dispozitivelor de uz casnic.
Pentru producție, avem nevoie de partea principală - acesta este un transformator simplu, dar nu electronic. Îl puteți găsi gata făcut sau puteți modifica datele de pe un transformator existent, de exemplu, de la un televizor stricat. Transformatorul va fi conectat conform circuitului autotransformatorului. Tensiunea de ieșire va fi cu aproximativ 11% mai mare decât tensiunea rețelei.
În acest caz, trebuie să aveți grijă, deoarece în timpul unei căderi semnificative de tensiune în rețea în sus, ieșirea dispozitivului va primi o tensiune care depășește semnificativ valoarea admisă.
Autotransformatorul va adăuga doar 11% la tensiunea rețelei. Aceasta înseamnă că puterea autotransformatorului este luată și la 11% din puterea consumatorului. De exemplu, puterea cuptorului cu microunde este de 700 de wați, deci luăm un transformator de 80 de wați. Dar este mai bine să luați puterea cu o marjă.
Regulatorul SA1 face posibilă, dacă este necesar, conectarea sarcinii consumatorului fără un autotransformator. Desigur, acesta nu este un stabilizator cu drepturi depline, dar, pe de altă parte, fabricarea lui nu necesită investiții mari și mult timp.
O selecție de circuite radio amatori și modele de stabilizatoare de tensiune asamblate manual. Unele circuite consideră un stabilizator fără protecție împotriva scurtcircuitului în sarcină, altele au posibilitatea de reglare lină a tensiunii de la 0 la 20 Volți. Ei bine, o caracteristică distinctivă a circuitelor individuale este capacitatea de a proteja împotriva scurtcircuitelor în sarcină.
5 circuite foarte simple asamblate în mare parte cu tranzistori, unul dintre ele cu protecție la scurtcircuit
Se întâmplă adesea când este necesară o tensiune stabilă pentru a alimenta produsul electronic de casă nou fabricat, care nu se schimbă cu sarcina, de exemplu, 5 volți sau 12 volți pentru a alimenta radioul auto. Și pentru a nu deranja prea mult cu proiectarea unei surse de alimentare de casă pe tranzistoare, se folosesc așa-numitele microcircuite stabilizatoare de tensiune. La ieșirea unui astfel de element, vom obține tensiunea pentru care este proiectat acest dispozitiv
Mulți radioamatori au asamblat în mod repetat circuite stabilizatoare de tensiune pe microcircuite specializate din seriile 78xx, 78Mxx, 78Lxx. De exemplu, pe un cip KIA7805, puteți asambla un circuit de casă proiectat pentru o tensiune de ieșire de +5 V și un curent de sarcină maxim de 1 A. Dar puțini oameni știu că există microcircuite foarte specializate din seria 78Rxx, care combinați stabilizatorii de tensiune cu polaritate pozitivă cu o tensiune de saturație scăzută, care nu depășește 0,5 V la un curent de sarcină de 1 A. Vom lua în considerare una dintre aceste scheme mai detaliat.
Regulatorul reglabil de tensiune pozitivă cu trei terminale LM317 oferă un curent de sarcină de 100 mA pe un interval de tensiune de ieșire de la 1,2 V la 37 V. Regulatorul este foarte ușor de utilizat și necesită doar două rezistențe externe pentru a furniza tensiunea de ieșire. În plus, instabilitatea de tensiune și curent a stabilizatorului LM317L are performanțe mai bune decât stabilizatoarele tradiționale cu o valoare fixă a tensiunii de ieșire.
Pentru a stabiliza tensiunea DC a unei puteri suficient de mare, printre altele, se folosesc stabilizatori de compensare continuă. Principiul de funcționare al unui astfel de stabilizator este menținerea tensiunii de ieșire la un nivel dat prin modificarea căderii de tensiune pe elementul de reglare. În acest caz, mărimea semnalului de control furnizat elementului de reglare depinde de diferența dintre tensiunile date și de ieșire ale stabilizatorului.
În funcționarea staționară a echipamentelor, a CD-urilor și a playerelor audio, există probleme cu PSU. Majoritatea surselor de alimentare produse în serie de un producător autohton, (mai precis) aproape toate nu pot satisface consumatorul, deoarece conțin circuite simplificate. Dacă vorbim despre surse de alimentare chinezești importate și similare, atunci acestea reprezintă, în general, un set interesant de piese „cumpărați și aruncați”. Acestea și multe alte probleme obligă radioamatorii să producă surse de alimentare. Dar chiar și în această etapă, amatorii se confruntă cu problema alegerii: multe modele au fost publicate, dar nu toate funcționează bine. Această dezvoltare radioamator este prezentată ca o variantă a includerii netradiționale a unui amplificator operațional, publicat anterior și uitat curând.
Aproape toate produsele și modelele de casă pentru radioamatori încorporează o sursă de energie stabilizată. Și dacă designul dvs. funcționează la o tensiune de cinci volți, atunci cea mai bună opțiune ar fi să utilizați un stabilizator integral cu trei terminale 78L05
Stabilizator de tensiune pentru 220 volți |