|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ Elektryczne urządzenie zabezpieczające konsumenta. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Ochrona urządzeń przed awaryjną pracą sieci, zasilaczami awaryjnymi Kwestia ochrony zasilanych urządzeń przed niedopuszczalnymi odchyleniami napięcia zasilania pozostaje aktualna. Urządzenie opisane w [1] jest proste, ale nie zapewnia napięcia zasilania po ustaniu sytuacji awaryjnej w sieci. Urządzenie opisane w [2] nie ma tej wady, jednak zawarty w nim przekaźnik sterujący triakiem wymaga transformatora do zasilania urządzenia. Utrudnia to powtórzenie projektu w kilku egzemplarzach, a zastosowany sposób sterowania triakiem nie pozwala na podłączenie np. sprzętu odtwarzającego dźwięk, gdyż przy częstotliwości sieciowej mogą pojawiać się szumy tła. Oferuję urządzenie wykonane bez przekaźników elektromagnetycznych i zespołów uzwojeniowych. Zapewnia odłączenie obciążenia od sieci, gdy napięcie zasilania przekroczy 220-240 V oraz gdy napięcie spadnie poniżej ustawionego 160-220 V. Urządzenie zostało opracowane w celu ochrony dość mocnych odbiorników (telewizor, lodówka, elektronarzędzia itp.). ), o mocy do 2 kW. Schemat urządzenia pokazano na rys. 1.
Urządzenie zasilane jest poprzez obwód gaszący C1, C2, R1 z prostownika VD1, VD2 i stabilizatora VD4, VD5. Obwody mocy obwodu sterującego i elektrody sterującej (CE) triaka VS1 są oddzielone diodą VD6, aby zmniejszyć wpływ tej ostatniej na obwód sterujący. Ponieważ urządzenie zasilane jest przez obwód gaszący, napięcie na kondensatorze C3 po podłączeniu do sieci rośnie znacznie wolniej niż na przykład w źródle zasilania z wejściem transformatora. Okoliczność ta powoduje, że w mikroukładzie DD2 pojawia się tryb przełączania tyrystora z utrwaleniem stanu [3, s. 243, 244]. Aby wyeliminować ten efekt, mikroukład DD2 jest zasilany przez rezystor ograniczający prąd R17. Elementy DD1.1, DD1.2 i DD1.3, DD1.4 zawierają wyzwalacze Schmitta (TS), elementy DD2.3, DD2.4 zawierają generator impulsów, elementy DD2.1, DD2.2 zawierają pojedynczy wibrator, który ustawia opóźnienie włączenia. Tranzystory VT1 i VT2 są wzmacniaczami wejściowymi. Kaskada na VT1 i TS DD1.1, DD1.2 tworzy kanał do monitorowania minimalnego limitu napięcia, VT2 i TS DD1.3, DD1.4, VT3 - kanał do monitorowania maksymalnego limitu napięcia. Poprzez diodę VD3 i rezystory R2-R5 ujemne półcykle napięcia sieciowego są dostarczane na wejścia kanałów kontroli napięcia. Są wzmacniane przez kaskady na VT1 i VT2. W kaskadzie na VT1 wzmocnione napięcie jest wygładzane przez kondensator C6. Przy normalnym napięciu sieciowym, którego wartość mieści się pomiędzy dolną a górną ustawioną granicą, napięcie na kolektorze VT1 jest wyższe niż próg zadziałania TS DD1.1, DD1.2, dlatego na pinie 3 występuje wysoki poziom DD1.2 i nie ma wpływu na pracę monowibratora. Na pinach 8,9 DD2.1 i na pinach 11 DD2.2 są wysokie poziomy. Poziom logiczny „1” na pinie 2 DD2.3 umożliwia pracę generatora DD2.3, DD2.4. Generator wytwarza krótkie impulsy o częstotliwości 10 kHz, które są podawane przez wzmacniacz na VT4 do UE triaka VS1. W tym przypadku prąd przepływa przez triak do obciążenia. Zastosowanie zewnętrznego generatora do sterowania triakiem pozwoliło zmniejszyć poziom zakłóceń występujących przy jego otwieraniu. W zależności od wielkości napięcia sieciowego na kolektorze VT2 występują (lub nie występują) dodatnie półfale. Jeżeli ich amplituda nie jest wystarczająca do wyzwolenia TC DD1.3, DD1.4, na pinie 4 DD1.4 pojawi się poziom logu równy „0”, tranzystor VT3 jest zamknięty i nie wpływa na działanie jednego- strzał. Gdy napięcie sieciowe przekroczy ustawiony próg, poziom impulsów na kolektorze VT2 osiąga próg zadziałania TS DD1.3, DD1.4. Z półfal powstają impulsy dodatnie, które działają na monowibrator poprzez VT3. Każdy impuls uruchamia ponownie urządzenie jednorazowe. Podczas gdy jednoetapowe DD2.1, DD2.2 oblicza opóźnienie włączenia, które zależy od pojemności kondensatora C10, na pinie 11 DD2.2 występuje log „0”, który uniemożliwia działanie generatora, impulsy nie docierają do UE VS1, a obciążenie jest odłączone od sieci. Gdy napięcie w sieci oscyluje wokół maksymalnego limitu, amplituda impulsów na kolektorze VT2 może być niestabilna, dlatego na wyjściu TS DD1.3, DD1.4 częstotliwość impulsów jest również niestabilna, nawet pojedyncza możliwe są impulsy. W tym przypadku obciążenie pozostaje odłączone od sieci, ponieważ nawet pojedynczy impuls, który pojawi się w czasie opóźnienia włączenia ustawionym przez jednostrzałowy, ponownie uruchamia jednostrzałowy i opóźnienie zostaje utworzone ponownie. Gdy napięcie sieciowe spadnie poniżej minimalnego limitu, poziom napięcia na kolektorze VT1 spadnie poniżej progu odpowiedzi TS DD1.1, DD1.2, a na pinie 3 DD1.2 pojawi się poziom logu „0”, co wyzwala one-shot, generator przestaje działać, a obciążenie zostaje odłączone od sieci. Ponieważ na monostabilność nie wpływają impulsy, ale stały poziom (log „0”), tworzenie czasu opóźnienia rozpoczyna się po przekroczeniu przez napięcie sieciowe minimalnego progu granicznego. Następnie TS DD1.2, DD1.3 przechodzi w stan dziennika „1” i rozpoczyna się tworzenie czasu opóźnienia włączenia, po którym obciążenie zostaje podłączone do sieci. Kondensator C6 nieco zmniejsza szybkość reakcji urządzenia na spadek napięcia, ale zmniejszenie napięcia dla obciążenia jest mniej niebezpieczne niż jego zwiększenie. Gdy urządzenie jest podłączone do sieci, obciążenie zostaje załączone z opóźnieniem ustawionym przez urządzenie one-shot. Pierwsze uruchomienie urządzenia one-shot zapewniają oba kanały sterujące. Przy napięciu bliskim minimum, ale przekraczającym je, rozruch pojedynczego wibratora zapewniają kondensatory C6 i C8. W tym przypadku na pinie 3 DD1.2 początkowo znajduje się poziom logu równy „0” i pojedynczy impuls opóźnia naliczanie przerwy. Gdy napięcie na C6 i C8 osiągnie próg odpowiedzi TS DD1.1, DD1.2, ten ostatni przełącza się do stanu log „1” i rozpoczyna się tworzenie czasu opóźnienia włączenia przez jednostkę jednostrzałową. Przy wyższym napięciu kondensator C6 ładuje się szybko, ponieważ VT2 działa już w trybie nasycenia, więc kondensator C8 służy do utrzymywania TC DD1.1, DD1.2 w stanie zerowym aż do końca wzrostu napięcia zasilania (na C3) . Gdy napięcie sieciowe jest bliskie minimum, czas załączenia obciążenia do sieci nieznacznie się wydłuża ze względu na wolniejsze rozładowywanie kondensatora C6. Przy wyższym napięciu sieciowym impulsy pojawiają się już na kolektorze VT2. W momencie, gdy napięcie zasilania urządzenia (na C3) nie osiągnęło jeszcze wartości nominalnej, próg przełączania TS jest niższy niż w stanie ustalonym, dlatego z impulsów TS DD2 i DD1.3 powstają impulsy na kolektorze VT1.4, a jednostka jednostrzałowa jest uruchamiana równolegle z TS DD1.1, DD1.2. Gdy napięcie zasilania wzrośnie, po podłączeniu urządzenia do sieci, jeszcze przed rozpoczęciem pracy wibratora pojedynczego, generator DD2.3, DD2.4 może wygenerować kilka impulsów, ich amplituda jest mniejsza niż w stanie ustalonym, ale wystarczająca do działania wzmacniacza impulsów VT4 i sterowania triakiem. Aby wyeliminować wpływ tych impulsów po włączeniu, próg włączenia kaskady na VT4 zostaje zwiększony dzięki zastosowaniu diody Zenera VD9. Rozwiązania te pozwoliły wyeliminować nawet krótkotrwałe pojawienie się napięcia na obciążeniu przy włączeniu do sieci przed upływem czasu opóźnienia załączenia w zakresie od minimalnych do maksymalnych ustalonych limitów napięcia sieciowego. Histereza dla obu kanałów sterujących wynosi 2-3 V. W kanale minimalnego limitu przy napięciu 160-170 V histereza wzrasta do 4-5 V. Minimalny kanał ograniczający jest niezbędny głównie w instalacjach zawierających silnik elektryczny, ponieważ urządzenia elektroniczne zawierają, jeśli jest to konieczne do bezawaryjnej pracy, elementy, które wyłączają urządzenie lub jego część, gdy napięcie sieciowe spadnie poniżej ustawionego, np. moduł zasilania telewizorów. W instalacjach zawierających silnik elektryczny należy za pomocą LATR określić minimalne napięcie graniczne, przy którym zapewniony jest jeszcze niezawodny rozruch silnika i nie zatrzymuje się on przy maksymalnym obciążeniu wału. Jeśli nie jest to możliwe, minimalny limit napięcia ustala się na podstawie karty katalogowej instalacji. Określony kanał może być używany z innymi urządzeniami. Jeżeli wyłączenie przy minimalnym napięciu nie jest wymagane, wówczas nie można zainstalować elementów R2, R4, R7, R8, R11, C6, VT1, a zacisk R13, pozostawiony na schemacie, można podłączyć do punktu podłączenia emitera VT1. Ponieważ triak jest sterowany impulsami o wysokiej częstotliwości, do urządzenia można podłączyć jednostki z silnikiem komutatorowym, na przykład wiertarkę elektryczną itp. Parametry obwodów zasilających urządzenia są zaprojektowane tak, aby na wejście urządzenia można było podać napięcie do 380 V. Dlatego nie zaleca się wymiany diod Zenera VD4, VD5 na jedną i muszą one znajdować się w metalowych obudowach. Napięcie robocze kondensatorów C1, C2, C11 wynosi co najmniej 630 V. Mikroukład DD1 można zastąpić K561 LA7. Kondensatory C8, C10 typu K53 lub podobne. Dioda Zenera VD9 może mieć napięcie stabilizacyjne 6,8-8,2 V. Triak VS1 o klasie napięciowej co najmniej 6. Rezystancja rezystora R14 powinna mieścić się w granicach 510 kOhm - 1 MOhm. W tym przypadku nie ma zauważalnego wpływu na próg włączenia/wyłączenia kanału maksymalnego limitu. Rezystory R6, R7 typu SP-5. Kaskada VT4 zapewnia sterowanie triakiem, którego rezystancja pomiędzy UE a pinem 1 jest większa niż 40 omów. Używając triaka o niższej rezystancji (co oznacza większy prąd sterujący), należy zmniejszyć rezystancję rezystora R24 do 150-160 omów. Możliwe jest również zastosowanie innych triaków, których rezystancja wyjściowa 1-UE jest większa niż 40 omów. Ale stosując triaki o rezystancji bliskiej 40 omów, należy również wziąć pod uwagę temperaturę otoczenia, w której urządzenie będzie działać, ponieważ wraz ze spadkiem temperatury wzrasta prąd sterujący i możliwe jest, że triak otworzy się później (w stosunku do początek półcyklu), a dla różnych półfali napięcia proces ten nie jest taki sam. Triak jest zainstalowany na grzejniku o powierzchni S=0,12Rn cm2, gdzie Рн to moc obciążenia, W. Zapewnia to temperaturę grzejnika 69°C przy temperaturze otoczenia 20-25°C. Wariant układu płytki drukowanej pokazano na rys. 2, rozmieszczenie elementów pokazano na ryc. 3.
Konfiguracja urządzenia sprowadza się do ustawienia wymaganych progów wyłączenia obciążenia oraz czasu opóźnienia załączenia. Stan początkowy rezystora R6 to rezystancja minimalna, R7 to maksymalna. Podczas konfiguracji pojemność kondensatora C10 wybiera się w zakresie 10-22 μF, a zamiast obciążenia włącza się lampę żarową. Podczas konfiguracji należy wziąć pod uwagę, że urządzenie jest galwanicznie podłączone do sieci. Aby wybrać próg wyłączenia w kanale limitu minimalnego, należy ustawić minimalne napięcie (dla używanego obciążenia) na wyjściu urządzenia za pomocą LATR i wyregulować R7, aby odłączyć obciążenie od sieci. Musisz powoli obracać R7, ponieważ ze względu na obecność kondensatorów C6 i C8, jeśli szybko obrócisz R7, możesz uzyskać zawyżony próg odpowiedzi. Podczas regulacji maksymalnego kanału granicznego ustawia się wymagane maksymalne napięcie wejściowe, a regulując R6, obciążenie zostaje wyłączone. Następnie sprawdzają działanie urządzenia przy zmianie napięcia wejściowego. W razie potrzeby dostosuj progi wyłączenia w kanałach. Wraz ze wzrostem rezystancji rezystorów R6 i R7 obciążenie jest odłączane przy niższych napięciach wejściowych. Zmieniając pojemność C10, wybiera się wymagany czas opóźnienia włączenia. Przybliżony czas opóźnienia (s) t=R18С10, gdzie R18 to rezystancja (w omach); C10 - pojemność (w F). Przy R18=270 kOhm, C10=220 µF, czas opóźnienia wynosi około 1 minuty. W przypadku stosowania jako obciążenia silników komutatorowych należy sprawdzić stabilność urządzenia w warunkach zakłóceń generowanych przez silnik. Jeśli nastąpi odłączenie od zakłóceń (przy normalnym napięciu sieciowym), konieczne jest zwiększenie C7 o 200-1000 pF (ustalone empirycznie). Nie należy nadmiernie zwiększać pojemności kondensatora C7, ponieważ wpłynie to na czas wyłączenia, gdy napięcie sieciowe gwałtownie wzrośnie. W przypadku braku LATR napięcie z regulatora można podać na wejście urządzenia (rys. 4). W tym przypadku obciążenie nie jest podłączone do gniazda XS1, a kontrola podczas konfiguracji odbywa się za pomocą woltomierza lub oscyloskopu na pinie 11 DD2. Poziom „0” odpowiada odłączeniu, a poziom „1” odpowiada włączeniu obciążenia do sieci. W przypadku korzystania z oscyloskopu monitorowanie można również przeprowadzić poprzez obecność impulsów sterujących na kolektorze VT4. Metoda konfiguracji nie różni się od opisanej powyżej.
W obwodzie na ryc. 4 transformator T1 ma dowolne napięcie 220 V z uzwojeniem wtórnym dla napięcia UII = 30 + ΔUI, gdzie UII jest napięciem uzwojenia wtórnego T1; ΔUI - minimalny spadek napięcia na uzwojeniu pierwotnym T2 przy R=0. Transformator T1 musi mieć kilka uzwojeń wtórnych, wówczas podczas regulacji urządzenia można dokładniej ustawić napięcie, w tym wymaganą liczbę uzwojeń, i wymagany będzie rezystor R o mniejszym zakresie rezystancji. Transformator T2 może mieć napięcie 220 V, ale lepiej jest mieć uzwojenie sieciowe z odczepem 110-127 V. Napięcie na uzwojeniu wtórnym wynosi 20-30 V. Rezystor R jest uzwojony drutem o mocy 25-50 W i rezystancji 20-50 omów. Lampa VL1 o mocy 25-40 W. Przy dużych mocach lampy wymagana jest także większa moc rezystora R. Konkretne parametry elementów obwodu są wyjaśniane eksperymentalnie w zależności od dostępnych. Obecność transformatora T4 zapewnia galwaniczną izolację rezystora R od sieci i bezpieczeństwo podczas regulacji. Gdy do urządzenia podłączone jest obciążenie, a triak jest zamknięty, obciążenie pozostaje podłączone do sieci poprzez obwód C11R21. Jest to szczególnie niepożądane przy podłączaniu transformatora małej mocy, ponieważ indukcyjność uzwojenia i obwód C11R21 tworzą obwód szeregowy. To w pewnych warunkach (przy minimalnym obciążeniu transformatora lub gdy na wejście urządzenia dotrze zwiększone napięcie z sieci) może doprowadzić do przekroczenia napięcia roboczego uzwojenia sieci transformatora. Dlatego możliwość podłączenia do urządzenia obciążenia małej mocy należy określić eksperymentalnie. Aby to zrobić, obciążenie małej mocy jest podłączane do sieci przez kondensator o pojemności 0,1 μF i mierzone jest na nim napięcie. Pomnóż zmierzoną wartość przez 1,7. Jeżeli powstałe napięcie nie jest niebezpieczne, a obniżone napięcie (przy zasilaniu przez kondensator) nie stwarza niepożądanych warunków dla obciążenia, to takie obciążenie można podłączyć do urządzenia. Jeżeli obciążenie zawiera transformator mocy, wówczas jest on podłączony do sieci naprzemiennie poprzez kondensator o pojemności 0,01; 0,05; 0,1 µF, aby na skutek rezonansu napięcie na uzwojeniu transformatora nie przekroczyło maksymalnego dopuszczalnego przy napięciu sieciowym 220 V. Jeśli tak się nie stanie, wówczas określa się możliwość zabezpieczenia urządzenia, jak opisano powyżej . Opisane urządzenie zostało przetestowane podczas współpracy z lodówką, stacjonarnym telewizorem i kompleksem odtwarzającym dźwięk. Telewizor posiada zasilacz impulsowy (nie posiada transformatora standby) i był testowany w trybie normalnym i standby; w zespole odtwarzania dźwięku dowolne ze źródeł zostało włączone razem ze wzmacniaczem. Nie wykryto żadnych zmian w działaniu chronionych urządzeń. Literatura:
Autor: A.N. Karakurczi
Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach
02.05.2024 Zaawansowany mikroskop na podczerwień
02.05.2024 Pułapka powietrzna na owady
01.05.2024
▪ Podróżuj szybciej z telefonem komórkowym ▪ Przenośny dysk twardy Toshiba Canvio Basics
▪ sekcja witryny Wzmacniacze mocy. Wybór artykułów ▪ artykuł Fala uderzeniowa. Podstawy bezpiecznego życia ▪ artykuł Czy astronauci mogą płakać? Szczegółowa odpowiedź ▪ Urządzenie do topienia bitumu. Standardowe instrukcje dotyczące ochrony pracy ▪ artykuł Jak uzyskać 5 woltów z portu RS-232. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki ▪ artykuł Zasilanie radia CB. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn
www.diagram.com.ua |
Zobacz inne artykuły Sekcja 
Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:
Wszystkie języki tej strony