Как да се предпазим от колебания на напрежението

Описание на просто устройство, което изключва натоварването, ако мрежовото напрежение надхвърли допустимите граници.

Допустимото отклонение от мрежовото напрежение за захранване на домакинското електронно и само електрическо оборудване е плюс или минус 10%. Но в условията на вътрешната система за енергоснабдяване това изискване често не се спазва.

Напрежението може да бъде значително високо или много по-ниско от нормалното, което може да доведе до повреда на оборудването. За да предотвратите това да се случи, в статията се описва просто устройство, което ще изключи товара навреме, преди да може да изгори.

Диаграма на доста просто устройство за защита е показана на фигура 1.

Принцип на действие. Описание на веригата

Изключването на товара от мрежата се случва, когато напрежението надвишава 242 V или става по-ниско от 170 V. Мощно реле на изхода на устройството позволява превключване на токове до десет ампера, което ви позволява да свържете товар с капацитет до два киловата.

В първоначалното състояние контактите на релето са в положението, посочено на диаграмата. Превключващият контакт K1.3 свързва светодиода HL1 към мрежата, сигнализирайки, че натоварването е изключено и че има напрежение в мрежата. Товарът е свързан към мрежата чрез кратко натискане на бутона "Старт" SB1.

Фигура 1. Защита срещу колебания на напрежението

Основното напрежение през загасващия кондензатор С1 и резистора R10 се подава към токоизправителя на диодите VD9, VD10 и зарежда кондензатора С3. Напрежението на този кондензатор се стабилизира от диод на Зенер VD11. От този токоизправител се доставя реле с ниска мощност K2, което контролира работата на мощно реле K1, което превключва самия товар.

Чрез диода VD2 мрежовото напрежение се подава към комутационния блок на релето K2. Ако напрежението в мрежата е повече от 170 V, ще се отвори Zener диод VD7, което ще позволи на кондензатора C2 да се зарежда до напрежение, достатъчно за отваряне на транзистора VT1, който ще включи релето с ниска мощност K2. (Диод VD8 е свързан успоредно с намотката на реле К2. Целта му е да предпази транзистора от самоиндукционната ЕРС, възникваща при изключване на реле К2.)

Това реле със своя контакт K2.1 ще включи мощното реле K1, а със своите контакти K1.1 ... K1.4 ще захранва мрежовото напрежение към товара. Бутонът "Старт" вече може да бъде пуснат, устройството е влязло в режим на работа. В същото време светодиодът HL2 светва, сигнализирайки за нормалната работа на устройството. Светодиодът HL1 ще се изключи, устройството е влязло в режим на работа.

Защита от напрежение

Ако напрежението на мрежата стане по-малко от 170 V, диодът на Зенер VD7 ще се затвори и зареждането на кондензатора C2 ще спре. Това ще доведе до факта, че кондензаторът С2 се разтоварва през резистора R8 и преходната основа - емитер на транзистора VT1. Транзисторът ще се затвори и междинно реле K2 ще се прекъсне и контактът K2.1 ще изключи мощното реле K1 - натоварването ще се дезактивира.

Защита от напрежение

Устройството за защита от пренапрежение е монтирано на тиристор VS1. Работи по следния начин.

Основното напрежение, или по-скоро неговата положителна полувълна, се подава през диода VD2 към зенеровите диоди VD3 ... VD6, свързани последователно, и през тях към резисторите R2 и R3, свързани последователно. Ако напрежението на мрежата се повиши над 242 V, станеровите диоди ще се отворят и ще се създаде спад на напрежението върху резистор R3, чиято стойност ще бъде достатъчна за отваряне на тиристора VS1.

Отворен тиристор през резистор R5 ще "постави" напрежението през кондензатора С3. (Тъй като токоизправителят, доставящ този кондензатор, е сглобен според схемата с загасващ кондензатор, той не се страхува от дори късо съединение.Резистор R4 е необходим само така, че тиристорът VS1 да не бъде изгорен от разряда на кондензатор С3.) Това напрежение няма да е достатъчно за задържане на реле К2, то ще се изключи и релето К1 ще се изключи с него, а товарът ще бъде изключен. Самото устройство също ще бъде обезвъздушено, с изключение на веригите R1, VD1, HL1.

Повторното активиране на товара може да стане само с натискане на бутона "Старт". В този случай човек не трябва да бърза, а да изчака известно време, защото понякога, когато захранването се възстанови, се получават доста големи спадове, може дори да се каже, скокове, напрежение.

Няколко думи за детайлите

Почти всички части на устройството са монтирани върху печатна платка, изработена от фолио от фибростъкло с дебелина 1,5 ... 2 мм. Топологията на дъската е толкова проста, че можете просто да я нарежете с остър нож. Почти всички детайли са разположени на дъската. Таблата с частите, разположени върху нея, е показана на фигура 2.

Фигура 2. Конструкция на платката на устройството за защита от пренапрежение

Цялото устройство като цяло трябва да бъде поставено в корпус, изработен от изолационен материал. Онези части, които не са се побирали върху дъската, са монтирани вътре в кутията по метода на повърхностен монтаж. Ако мощен реле ще има значителни размери, то той също трябва да бъде поставен извън платката.

Като мощно реле K1 е възможно да се използват релета от типове MKU-48, RPU-2 или подобни с намотка за променливо напрежение 220 V. Като реле K2 можете да използвате релета RES-6, RES-22 или друг тип с напрежение на отговор около 50 V и ток на бобината не повече от 15 mA. Това реле може да има само един контакт.

Когато инсталирате устройството, можете да приложите следните видове части: неподвижни резистори тип MLT, подрязващ резистор тип SP3-3 или SP3-19. Кондензатор С1 от тип K73-17 за работно напрежение не по-ниско от посоченото на схемата, оксидни кондензатори от тип K50-35 или внесени. Като диоди VD1, VD2, VD8 ... VD10 са подходящи всякакви диоди с ниска мощност с обратно напрежение поне 400 V, както и внесени тип 1N4007.

Транзистор VT1 може да бъде заменен от KT817G, KT603A, B или KT630D.

Повишеното напрежение на мрежата, в която се извършва изключването, се определя от стабилизационното напрежение на зенеровите диоди VD3 ... VD6, което вместо посочените на схемата е възможно да се използват зенерови диоди KS600A, KS620A, KS630A, KS650A, KS680A.

С тяхна помощ се прави груба настройка на прага на изключване и се извършва по-плавно, като се избере резистор R3. Най-лесно е да настроите променлив резистор със съпротивление около 10 килограма вместо него, а в края на настройката да го замените с постоянно, равно на съпротивлението на входната част на променливия резистор.

Долният праг (минимално напрежение) се задава с помощта на тримерния резистор R7.

Настройката на устройство се извършва най-лесно с помощта на LATR. Първо задайте горния праг. За да направите това, свържете устройството към LATR и постепенно увеличавайте напрежението, разбира се, контролирайки го с волтметър. Чрез избора на зенерови диоди VD3 ... VD6 и резистор R3, устройството трябва да бъде изключено при напрежение 242 V. Устройството - потребителят, разбира се, не трябва да бъде свързано. За да предотвратите задействане на устройството на долния праг, поставете двигателя на настройващия резистор R7 в горното положение според схемата.

След като зададете горния праг, трябва да използвате резистора R7, за да изключите устройството, когато напрежението се намали до 170 V.

Ако е необходима възможност за принудително изключване на устройството, тогава последователно с релейния контакт K2.1 може да се настрои бутон с отворен контакт.

Бележки за безопасност

Дизайнът няма галванична изолация с захранващата мрежа, следователно, когато го настройвате, човек трябва да бъде изключително внимателен и внимателен, да спазва всички правила за безопасност, когато работи в електрически инсталации. Най-добре е да използвате защитен трансформатор за въвеждане в експлоатация: LATR трябва да бъде свързан след него.Тогава настройката може да се извърши без никакъв страх.

Борис Aladyshkin