У статті розглядається можливість безрозривного перемикання ланцюгів змінного струму за допомогою електромеханічних реле. Показано можливість зменшення ерозії контактів реле і, як наслідок підвищення довговічності та зменшення перешкод від роботи на прикладі стабілізатора напруги мережі для квартири.

Ідея

Зустріла в інтернеті рекламу на сайті ТОВ "Прилад", м. Челябінськ:
Стабілізатори напруги марки Селен, що випускаються нашим підприємством, засновані на принципі ступінчастого регулювання напруги шляхом безрозривного перемикання автотрансформатора (патент на винахід № 2356082). Як ключі використовуються потужні швидкодіючі реле.
Наведено картинки перемикань (зліва "Селен", праворуч - зі звичайними характеристиками)

Мене ця інформація зацікавила, я згадав, що в кінопересуванні "Україна" теж було безрозривне перемикання напруги – там, на час перемикання між суміжними контактами перемикача підключався дротяний резистор. Я почав шукати в інтернеті щось корисне з цього приводу. Ознайомитись з винаходом №2356082 я не зміг.

Мені вдалося знайти статтю "Типи стабілізаторів напруги", де розповідалося про можливість підключення діода до контактів реле в момент перемикання. Ідея полягає в тому, щоб у змінній напрузі переключитися під час позитивного напівперіоду. При цьому можна підключити діод паралельно контактам реле під час перемикання.

Що дає такий спосіб? Перемикання 220В змінюється на перемикання всього 20В, так як немає розриву струму навантаження, то й практично немає дуги. Крім того, при малих напругах дуга практично не виникає. Немає дуги - контакти не підгоряють і не зношуються, надійність збільшується в 10 разів. Довговічність контактів визначатиметься лише механічним зношуванням, а він становить 10 мільйонів перемикань.

На базі цієї статті були взяті звичайні реле і виміряно час відключення, час перебування в розірваному стані та час включення. Під час вимірів побачив на осцилографі брязкіт контактів, який викликав велике щирість і ерозію контактів, що різко зменшує ресурс роботи реле.

Для реалізації та перевірки цієї ідеї було зібрано релейний стабілізатор змінного струму потужністю 2 кВт, для живлення квартири. Допоміжні реле підключають діод тільки на час перемикання основного реле під час позитивного напівперіоду. Виявилося, що реле мають значні часи затримки та брязкоту, проте операцію перемикання вдалося вмісити в один напівперіод.

Принципова схема

Складається з автотрансформатора, що перемикається як по входу, так і по виходу за допомогою реле.
У схемі застосовано пряме вимірювання змінної напруги мікроконтролером. Вихідна напруга через дільник R13, R14, R15, R16надходить на вхід мікроконтролера через конденсатор C10.
Живлення реле та мікросхеми здійснюється через діод D3та мікросхему U1. Кнопка SB1спільно з резистором R1служать для калібрування стабілізатора. Транзистори Q1-Q4- Підсилювачі для реле.
Реле Р1 та Р2 – основні, а реле Р1а та Р2а спільно з діодами D1 та D5 та замикають ланцюг під час перемикання основних реле. Для зменшення часу відключення реле в підсилювачах реле, застосовані транзистори BF422та обмотки реле шунтовані діодами 1N4007та діодами Зенера на 150 Вольт, включеними зустрічно.
Для зменшення імпульсних перешкод, що потрапляють із мережі, на вході та виході стабілізатора стоять конденсатори C1 та C11.
Триколірний світлодіод індикує рівні напруги на вході стабілізатора: червоний – низький, зелений – норма, синій – високий.

Програма

Програма написана мовою СІ (mikroC PRO for PIC), розбита на блоки та має коментарі. У програмі застосовано пряме вимірювання змінної напруги мікроконтролером, що дозволило спростити схему. Мікропроцесор застосований PIC16F676.
Блок програми zeroочікує на появу спадаючого переходу через нуль
За цим перепадом відбувається або вимірювання величини змінної напруги, або починається перемикання реле.
Блок програми izm_Uвимірює амплітуди негативного та позитивного напівперіодів

В основній програмі проводиться обробка результатів вимірювань і, якщо необхідно, дається команда на перемикання реле.
Для кожної групи реле написані окремі програми включення та виключення з урахуванням необхідних затримок R2on, R2off, R1onі R1off.
5-й біт порту C задіяний у програмі для подачі імпульсу синхронізації на осцилограф, щоб можна було подивитися на результати експерименту.

Технічні характеристики

При зміні напруги в межах 195-245 Вольт вихідна напруга підтримується з точністю 7%. При зміні напруги в межах 185-255 Вольт вихідна напруга підтримується з точністю 10%
Вихідний струм у тривалому режимі 9 А.

Деталі та конструкція

При збиранні використаний трансформатор ТПП 320-220-50 200 Вт. Обмотки його з'єднані на 240 Вольт, що дозволило зменшити струм холостого ходу. Основні реле TIANBO HJQ-15F-1, а допоміжні LIMING JZC - 22F.
Усі деталі встановлені на друкованій платі, що закріплена на трансформаторі. Діоди D1 і D5 повинні витримувати струм 30-50А протягом перемикання (5-10 мсек).

Прилад повішений на стіні і закритий кожухом із жерсті

Налаштування

Налагодження пристрою полягає у перевірці безперервного перемикання та встановлення номінальної напруги 220 Вольт за допомогою резистора R15 і кнопки SB1.
Необхідно подати на вхід напругу від Латра через лампу розжарювання потужністю 100 - 150 Вт, встановити напругу 220 Вольт і утримуючи кнопку домогтися зеленого світіння, обертаючи будівельний резистор.
Після цього кнопку відпустити, підключити вольтметр до виходу пристрою і обертаючи ЛАТР перевірити пороги перемикання: нижній 207 Вольт і верхній 232 вольта. При цьому лампа розжарювання під час перемикання не повинна спалахувати або світитися, що свідчить про правильну роботу. Також роботу безперервного перемикання можна побачити на осцилографі, для цього треба підключити зовнішній запуск до порту RC5 і спостерігати вихідну напругу стабілізатора, змінюючи вхідну напругу. У моменти перемикання синусоїда на виході не повинна розриватися.
При напрузі на виході менше 187V горить червоний діод, зелений блимає.
При напрузі на виході більше 242V світиться синій діод, а зелений блимає.

Стабілізатор працює у мене 3 місяць і показав себе дуже добре. До цього в мене працював стабілізатор попередньої розробки. Він працював добре, але іноді в момент його перемикання спрацьовував джерело безперебійного живлення комп'ютера. З новим стабілізатором ця проблема зникла безповоротно.

Враховуючи, що в реле різко зменшилася ерозія контактів (практично немає іскріння), можна було б як основні використовувати менш потужні реле (LIMING JZC - 22F).

Помічені недоліки

Досить важко було підібрати в програмі час затримки реле.
Для такого включення бажано застосовувати більш швидкодіючі реле.

Висновки

a) Безперервне перемикання ланцюгів змінного струму за допомогою реле – цілком реальне і вирішуване завдання.
b) Можна як допоміжне реле застосувати тиристор або симистор, тоді на реле не буде падіння напруги, а симистор за 10 мсек не встигне нагрітися.
c) У такому режимі іскріння контактів різко зменшується, а довговічність зростає, і зменшуються перешкоди від перемикань реле

Використані джерела

1. на сайті "Енергозбереження в Україні"
2. Офіційний web-сайт підприємства ТОВ "Прилад", м. Челябінськ
3. Даташити на деталі

Файли

Схема, креслення друкованої плати та програма з прошивкою
▼ 🕗 12/08/12 ⚖️ 211,09 Kb ⇣ 165 Здрастуйте, читачу!Мене звуть Ігор, мені 45, я сибіряк і затятий електронник-аматор. Я вигадав, створив і утримую цей чудовий сайт з 2006 року.
Вже понад 10 років наш журнал існує лише за мої кошти.

Гарний! Халява скінчилася. Хочеш файли та корисні статті - допоможи мені!

Напруга електромережі у споживачів значно відрізняється через втрати в лінії. Зниження напруги може досягати значних величин і викликати збій у роботі приладів та пристроїв. Особливо страждають від нестандартної напруги побутові прилади, оснащені електродвигунами: холодильники, пральні машини, пилососи, водяні насоси та електроінструмент.

Підвищена напруга електромережі веде до інтенсивного нагрівання обмоток електродвигуна та зношування колектора, пробою ізоляції. Знижена напруга не найкраще впливає: не запускаються електродвигуни або включаються ривками, що призводить до передчасного зносу пускорегулюючої апаратури.

Вихід із положення досить простий - встановити вольтододатковий трансформатор, сумарна напруга вторинної обмотки та електромережі стане близькою до стандартної напруги живлення. Негативного впливу на мережу такий пристрій не надає. Наявність пристрою підтримки напруги електромережі дозволяє захистити електроприлади як від підвищеного, і від зниженого значення.

У цьому пристрої силовий трансформатор невеликої потужності використовується для збільшення напруги при незмінній потужності споживання. У реальному пристрої достатньо трохи збільшити напругу електромережі вольтодобавкою, а потім стабілізувати. Різниця вхідної та вихідної напруги використовується на компенсацію при зниженій напрузі, підвищена напруга мережі знижується транзисторним регулятором.

Характеристики приладу:
Напруга електромережі 160-250 Вольт.
Вторинна напруга 220 Вольт.
Потужність навантаження до 2000 Ватт.
Струм навантаження до 5 Ампер.
Вага 2кг.

Ціна приладу переважно складається з ціни силового трансформатора типу ТС180-ТС320 від старих телевізорів і не перевищує 500 рублів. Добре зарекомендували трансформатори типу ТН або ТПП зі струмом вторинних обмоток 6-8 Ампер при загальній напрузі вторинних обмоток 24-36 Вольт. Схема пристрою стабілізації напруги складається з силового трансформатора T1, потужного діодного мосту VD1 силового ланцюга і ключового транзистора VT1.

Ланцюги відстеження напруги помилки складаються з діодного мосту VD2 та підсилювача помилки на паралельному стабілізаторі DA1.

Підвищення напруги в мережі призводить до збільшення напруги у вторинній обмотці силового трансформатора 3Т1, напруга на конденсаторі С3 збільшується, що призводить до відкривання паралельного стабілізатора DA1 і шунтування напруги на резисторі R7. вторинна напруга на клемах ХТ3, ХТ4.

Знижена напруга електромережі призводить до зворотного процесу - зниження напруги на вторинних обмотках трансформатора, закриття паралельного стабілізатора на м/с DA1 та відкриття польового транзистора VT1, що призводить до збільшення напруги на вторинних обмотках.

Налагодження схеми полягає у встановленні меж стабілізації вихідної напруги. Після включення (бажано на активне навантаження у вигляді настільної лампи) резистором R5 виставляється вихідна напруга 225 вольт, підключивши більш потужне навантаження в 1-1,5 кВт (з дотриманням техніки безпеки) - підкоригувати в межах 220 Вольт.

Через 5-10 хвилин роботи пристрій та навантаження відключити від електромережі, перевірити теплові режими всіх радіодеталей, вони не повинні бути гарячими, інакше збільшити радіатор ключового транзистора.

Зважаючи на розкид посилення потужного польового транзистора N-типу, початкове зміщення можна підкоригувати підбором опору резистора R4 -струму затвора. Транзистор закріпити на радіаторі 50*50*20мм через слюдяну прокладку.

Друкований монтаж схеми та трансформатор встановлені у відповідному корпусі розміри якого залежать від габаритів трансформатора Т1. Індикатор роботи пристрою HL1 та вимикач мережі SA1 із запобіжниками FU1, FU2 – розташовані зверху та збоку корпусу.

При використанні металевого корпусу застосуйте вилку з заземлюючим ножем, вивід якого підключити до корпусу.

Радіодеталі пристрою переважно заводського виконання, трансформатор використовується без переробки: вторинна обмотка 2Т1 складається з двох паралельних обмоток на 36 вольт, третя обмотка 3Т1 напругою 6,3 вольта. Резистори типу МЛТ або С29. Підстроювальні типу СП або СПО.

Силові дроти, позначені на схемі більш товстими лініями виконати багатожильним дротом перерізом не менше 4мм., Інші сполуки 0,5 мм.

Список радіоелементів

Позначення	Тип	Номінал	Кількість	Примітка	Магазин	Мій блокнот
DA1	ІВ джерела опорної напруги	TL431	1			До блокноту
VT1	MOSFET-транзистор	IRF840	1			До блокноту
VD1	Діодний міст	RS805	1			До блокноту
VD2	Випрямний діод	RL102	4			До блокноту
VD3	Стабілітрон	КС156Б	1			До блокноту
З 1	Конденсатор	0.1 мкФ 400 В	1			До блокноту
С2		10 мкФ 450 В	1			До блокноту
С3	Електролітичний конденсатор	47 мкФ 25 В	1			До блокноту
С3	Конденсатор	1000 пФ	1			До блокноту
С4	Конденсатор	0.22 мкФ	1			До блокноту
R1	Резистор	56 ком	1	2 Вт		До блокноту
R2	Резистор	2.2 ком	1			До блокноту
R3	Резистор	1.5 ком	1			До блокноту
R4	Резистор	82 ком	1	1 Вт		До блокноту
R5	Змінний резистор	22 ком	1			До блокноту
R6	Резистор	1 ком	1			До блокноту
R7	Резистор

Підбірка радіоаматорських схем та конструкцій стабілізаторів напруги зібраних своїми руками. Частину схем розглядають стабілізатор без захисту від КЗ у навантаженні, в інших закладено можливість плавного регулювання напруги від 0 до 20 Вольт. Ну а відмінною рисою окремих схем є можливість захисту від короткого замикання в навантаженні.

5 дуже простих схем переважно зібраних на транзисторах, одна з них, із захистом від КЗ

Дуже часто буває, коли для живлення вашої новоробної електронної саморобки потрібна стабільна напруга, яка не змінюється від навантаження, наприклад, 5 Вольт або 12 Вольт для живлення автомагнітоли. І щоб сильно не морочитися з конструюванням саморобного блоку живлення на транзисторах, використовуються так звані мікросхеми стабілізатори напруги. На виході такого елемента ми отримаємо напругу, на яку спроектовано цей прилад

Багато радіоаматорів вже неодноразово збирали схеми стабілізаторів напруги на спеціалізованих мікросхемах серій 78хх, 78Мхх, 78Lxx. Наприклад, на мікросхемі KIA7805 можна зібрати саморобну схему розраховану на вихідну напругу +5 В і максимальний струм навантаження 1 А. Але мало хто знає, що є вузько спеціалізовані мікросхеми серії 78Rxx, які порахують у собі стабілізатори напруги позитивної полярності з малою напругою не перевищує 0, 5 при струмі навантаження 1 А. Одну з цих схем ми і розглянемо більш докладно.

Регульований трививідний стабілізатор позитивної напруги LM317 забезпечує струм навантаження 100 мА в діапазоні вихідної напруги від 1.2 до 37 В. Стабілізатор дуже зручний у застосуванні і вимагають лише два зовнішні резистори для забезпечення вихідної напруги. Крім того, нестабільність за напругою та струмом навантаження у стабілізатора LM317L має кращі показники, ніж у традиційних стабілізаторів з фіксованим значенням вихідної напруги.

Для стабілізації напруги постійного струму досить великої потужності серед інших застосовуються компенсаційні стабілізатори безперервної дії. Принцип дії такого стабілізатора полягає у підтримці вихідної напруги на заданому рівні за рахунок зміни падіння напруги на регулюючому елементі. При цьому величина сигналу, що надходить на регулюючий елемент, залежить від різниці між заданим і вихідним напругами стабілізатора.

При стаціонарній експлуатації апаратури, CD та аудіоплеєрів виникають проблеми з БП. Більшість блоків живлення, що випускаються серійно вітчизняним виробником (якщо бути точним) практично всі не можуть задовольнити споживача, оскільки містять спрощені схеми. Якщо говорити про імпортні китайські та їм подібні блоки харчування, то вони, взагалі, представляють цікавий набір деталей "купи і викинь". Ці та багато інших проблем змушують радіоаматорно виготовляти блоки живлення. Але і на цьому етапі любителі стикаються з проблемою вибору: конструкцій опубліковано безліч, але не всі добре працюють. Дана радіоаматорська розробка представлена ​​як варіант нетрадиційного включення операційного підсилювача, раніше опублікованого та незабаром забутого

Майже всі радіоаматорські саморобки та конструкції мають у своєму складі стабілізоване джерело живлення. А якщо ваша конструкція працює від напруги п'ять вольт, то найкращим варіантом буде використання трививідного інтегрального стабілізатора 78L05

Стабілізатор напруги на 220 вольт

Мітки: стабілізатор напруги 220в своїми руками. Стабілізатор напруги 220в для дому своїми руками

Стабілізатор напруги для дому Нотатки електрика

Здрастуйте, шановні читачі сайту http://zametkielectrika.ru.

Тема сьогоднішньої статті відноситься до таких невід'ємних нині пристроїв, як стабілізатори напруги для дому. Зараз я Вам поясню чомусь невід'ємні. Енергопостачальна організація не приділяє належної уваги на якість електроенергії, що поставляється споживачам. Причиною цього може бути відсутність законів та накладення санкцій за невідповідної якості. До того ж не варто забувати, що енергопостачальна організація є монополістом із постачання електричної енергії.

Електроенергія, що поставляється, є товаром. І якщо цей «товар» буде не належної якості, це може призвести до виходу з ладу електрообладнання. Тому кожен споживач повинен подбати про себе сам, застосувавши стабілізатори напруги для будинку, які призначені для підтримки стабільної напруги живлення навантажень побутового та промислового призначення.

Що ж таке якість електричної енергії?

Для цього звернемося до наступних нормативних документів, де регламентуються параметри електричної мережі від джерела живлення до споживача.

У цих ГОСТах представлена ​​розшифровка параметрів та цифрові показники якості електричної енергії, методи їх вимірювання, причини та ймовірності появи того чи іншого відхилення якості.

До речі, скачати ПУЕ 7 видання Ви можете з мого сайту.

Тепер розглянемо основні показники якості електричної енергії, згідно з ГОСТ 13109-97.

Основні показники електричної енергії

1. Відхилення напруги

Існують такі норми відхилень:

• нормально-допустимі (±5%)
• гранично-допустимі (±10%)

Згідно з ГОСТом 21128-83, номінальна діюча напруга однофазної побутової мережі повинна становити 220 (В). Звідси випливає, що межа напруги від 209 - 231 (В) є нормально-допустимим відхиленням, а межа напруги від 198 - 242 (В) - гранично-допустимим відхиленням.

2. Провал напруги

Провал напруги - це зниження напруги нижче, ніж 198 (В) тривалістю більше 30 секунд. Глибина провалу напруги може досягати 100%.

3. Перенапруга

Перенапруга – це перевищення амплітудного значення напруги більше 339 (В).

Нагадую, що амплітудне значення 310 (В) відповідає чинному значенню 220 (В).

Докладніше про причини виникнення перенапруг читайте у моїй статті: види перенапруг та їх небезпека.

То що таке стабілізатор напруги для дому?

Стабілізатор напруги - це автоматичний пристрій, який при зміні вхідної напруги на вихід видає стабільну задану напругу 220 (В). Схематично можна зобразити так:

Розглянемо проблеми, які можуть виникнути з напругою живлення у своїх будинках, котеджах і садах.

Зовнішня електропроводка для більшості дачних селищ була побудована і розрахована ще в минулому столітті, коли норми споживання на кожну оселю приймалися близько 2 (кВт). В даний час тільки один електричний чайник споживає близько 1 (кВт), пральна машинка близько 2 (кВт), не кажучи вже про електричні плити, потужність яких досягає 10 (кВт) і більше.

Через довгий термін експлуатації стан живильних ліній з кожним роком погіршується. Електрики, що обслуговують, приїжджають на лінію тільки за аварійними заявками та викликами. Періодичні перевірки та обслуговування ліній ведеться щонайменше.

Від впливів атмосферних опадів відбувається окислення проводів, що зменшує їх перетин, у місцях з'єднань проводів погіршується електричний контакт, що призводить до додаткових втрат. Також збільшується кількість споживачів на ту саму лінію. Хоча останнім часом у технічних умовах на підключення будинку енергопостачальна організація зобов'язує встановлення обмежувачів потужності.

Що в результаті ми маємо?

Коли лінія не навантажена, то величина напруги живлення не виходить за рамки норм. Як тільки навантаження на лінії починає поступово зростати (люди приходять з роботи), напруга живлення починає зменшуватися. За власним прикладом скажу, що в одному з сіл величина напруги у вечірній час досягала 150 (В). При такій напрузі холодильники виходять з ладу, лампочки світять тьмяно, електричні печі не гріють до номінальної температури тощо.

Як виходить із цієї ситуації енергопостачальна організація?

Дуже просто.

Вони виставляють на живильному трансформаторі за допомогою приводу ПБВ або РПН спочатку підвищений рівень напруги, щоб у години максимального навантаження напруга була в нормі, або майже в нормі. Але ж спочатку виставлений підвищений рівень напруги на трансформаторі живлення призводить до швидкого перегорання лампочок, а також до виходу з ладу побутової апаратури і техніки.

Що ж виходить? Палиця про «два кінці»?

Хто в даному тексті побачив свою проблему, рекомендую Вам подбати про себе самостійно, озброївшись стабілізатором напруги для дому. Нижче я познайомлю Вас із типами стабілізаторів.

Типи стабілізаторів напруги для дому

Розглянемо класифікацію стабілізаторів напруги для дому.

1. Ферорезонансні або магніторезонансні стабілізатори напруги

Це найстародавніші стабілізатори напруги для будинку, які застосовувалися для живлення перших кольорових телевізорів. Пам'ятаєте, таку «коробку»?

Стабілізатор напруги для будинку "Україна-2" потужністю всього 315 (Вт).

А це ще один ферорезонансний стабілізатор напруги.

Принцип їх роботи ґрунтується на явищі магнітного насичення феромагнітних сердечників трансформаторів або дроселів.

У цих стабілізаторів напруги недоліків мабуть набагато більше, ніж переваг. По-перше, вони випускалися невеликою потужністю (до 600 Вт). По-друге, вони дуже сильно спотворюють синусоїдальну форму вихідної напруги. По-третє, вони дуже сильно гудуть, а також у них вузький діапазон стабілізації і вони частенько виходять з ладу при підвищеній напрузі в мережі.

2. Дискретні (ступінчасті) стабілізатори напруги

Наступний тип стабілізаторів напруги для будинку, який ми розглянемо, називають дискретними або ступінчастими.

Принцип їх роботи ґрунтується на ступінчастій корекції напруги, що здійснюється перемиканням відводів обмотки автотрансформатора за допомогою ключів.

Ключі бувають або релейними, або напівпровідниковими (симісторами).

Нижче на малюнку наведено спрощену схему дискретного стабілізатора для дому з прямим включенням 5 ключів. Зазвичай така схема застосовується у найдешевших моделей. Кожен ключ (реле або симистор) налаштований на певний поріг спрацьовування за рівнем вхідної мережі. Досягши цього значення ключ замикає частину обмотки автотрансформатора.

Про переваги таких типів стабілізаторів напруги для будинку можу сказати те, що вони мають високу швидкість реакції на зміну вхідної напруги, що необхідно для рухових навантажень, таких як холодильник, пральна машина, глибинний насос і ін.

Час реакції на зміну вхідної напруги залежить від кількості обмоток та швидкості роботи ключів.

Також у них невелика вага та габарити, відсутні рухомі частини, на відміну від електромеханічних стабілізаторів, а також широкий діапазон вхідних напруг.

З недоліків можна відзначити те, що напруга на виході змінюється поступово і під час процесу регулювання відбувається переривання вихідної напруги.

Наразі ми розглянемо електромеханічні стабілізатори напруги для дому. Їх принцип роботи заснований на регулюванні напруги за рахунок переміщення щітки по обмотці автотрансформатора.

Безперервність фази вихідної напруги забезпечується конструкцією струмознімач, тобто. щіткою. Ширина щітки приблизно дорівнює 2,2 діаметра дроти обмотки автотрансформатора, щоб при переході з одного витка на інший електричний контакт не губився.

Переваги електромеханічного стабілізатора напруги:

• плавне регулювання
• відсутність перешкод під час роботи
• відсутність спотвореної форми напруги
• відсутність електронних ключів, що комутують робочий струм
• висока точність утримання вихідної напруги – 220 ± 3% (на відміну від дискретних – 220 ± 7%)

Недоліки електромеханічного стабілізатора напруги:

• необхідно стежити за зношуванням щітки
• іскріння під час переміщення щітки по обмотці автотрансформатора
• під час роботи двигуна сервоприводу чути гудіння

Висновки

Про необхідність встановлення стабілізаторів напруги для дому я Вам пояснив. Далі вирішувати лише Вам. З типами стабілізаторів я познайомив Вас. Рекомендую Вам купувати тільки дискретні або електромеханічні стабілізатори (сам особисто схиляюся до останніх), про ферорезонансний взагалі забудьте.

P.S. У наступній статті ми навчимося вибирати стабілізатор напруги за потужністю. Покажу Вам приклад розрахунків потужності стабілізатора для своєї квартири. А також поговоримо про місце їх встановлення та кріплення. Щоб не пропустити вихід нових статей – пройдіть процедуру передплати. Форма знаходиться в кінці кожної статті та у правій колонці сайту.

zametkielectrika.ru

стабілізатор напруги 220в своїми руками - Меандр - цікава електроніка

Цифровий вольтметр напруги мережі на мікроконтролері ATTINY26, містить 10-розрядний АЦП, трирозрядний світлодіодний індикатор з динамічною індикацією, лінійний стабілізатор 7805, ну ще кілька струмообмежувальних резисторів. Звісно, ​​більшість розсипухи використовується до роботи безтрансформаторного БП. Нижче наведено схему вольтметра. Деталі: всі діоди у схемі використані типу 1N4007, але підійдуть і будь-які інші з прямим струмом від 0,5А.

У статті наведено опис пристрою, який дозволяє наочно за допомогою двох світлодіодних лінійок відображати поточне значення напруги мережі ~220 В та струму споживання в контрольованій лінії, а також здійснювати звукову сигналізацію при виході рівнів напруги та струму за встановлені межі. Ідея контролювати стан домашньої мережі живлення виникає, думаю, у багатьох, особливо після чергової оплати за …

R1, R2, R3 - дільники напруги в діапазонах 0-1,2В, 0-12В та 0-120В. Вольтметр індикатор зібрано на мікросхемі LM3914. Струм протікає через кожен світлодіод може досягати 30мА. R4 – регулює яскравість світлодіодів. Кожен світлодіод має крок 1,2 (в діапазоні 12). Змінивши значення дільників напруги R1 R2 R3 Ви можете самостійно підібрати необхідний діапазон вимірювання напруги.

Технічні характеристики: Напруга живлення – 10-17 В Крок індикації напруги – 0.5 В Діапазон вимірювання напруги – 10.5-16 В Кількість точок індикації – 12 Максимальний струм споживання – 40 мА Пристрій є універсальним лінійним індикатором напруги на базі КР1003ПП. Сигнал індикується шкалою з 12 світлодіодів, що послідовно загоряються залежно від вхідної напруги. При використанні …

meandr.org

Підключення стабілізатора напруги покрокова інструкція

Залежно від того, який стабілізатор ви вибрали, варто розглянути кілька варіантів підключення. (Меню клікабельно)

Крім того, важливо визначитися з місцем розташування стабілізатора

Найчастіше буває так, що в квартирі (будинку, офісі) є необхідність підключити лише один-два пристрої під стабілізатор, а решта такого не потребують.

Це трапляється тоді, коли вхідна напруга в мережі трохи відрізняється від номінальних 220 вольт і його перепади незначні (+/- 15 вольт).

У таких випадках дійсно немає необхідності підключати повністю весь будинок і достатньо захистити плазмовий телевізор, супутниковий тюнер або комп'ютер.

Для підключення за такою схемою необхідно потурбуватися про те, щоб високоточна техніка (аудіо, відеосистеми, ПК) були додатково підключені через мережевий фільтр. Це необхідно для того, щоб ці джерела не давали перешкоди один на одного, а також щоб фільтрувати стрибки напруги від роботи зварювання у дворі, наприклад.

Варто зазначити, що у разі підключення газового котла необхідно також включити в схему ДБЖ – джерело безперебійного живлення, яке забезпечить коректну роботу обладнання навіть при відключенні електрики.

Безпосередньо до самого випрямляча можна підключати потужні струмоприймачі, такі як насос, холодильник, мікрохвильова піч, електродуховка, пилосос, пароварка, праска. Ці споживачі не вимагають особливої ​​точності у стабілізації та мало залежать від перепадів напруги.

Схема підключення всієї квартири через стабілізатор напруги

Цей спосіб підключення стабілізатора напруги найбільш прийнятний для сучасних квартир та будинків.

Випрямляч в цьому випадку є першим приладом після електролічильника і забезпечує стабільною і рівною напругою всі струмоприймачі квартири, дачі або будинку.

За такого підключення найбільш правильним вважається проведення окремих ліній під різні типи електроприладів. Кожна з ліній повинна обладнатися своїми пакетниками (освітлення, насос, телевізор+аудіосистема, комп'ютер тощо)

Але дуже рідко на етапі будівництва враховується, які електроустановки включатимуться в ту чи іншу розетку, тому виникають ситуації, коли за допомогою подовжувача зручно підключити малопотужну, але точну техніку (телевізор, супутникова антена) в одну розетку з «грубою» (холодильник, пральна) машина, насос, праска).

При цьому груба техніка при включенні буде створювати перешкоди, яку стабілізатор, розташований на вході в будинок, відфільтрувати не в змозі. Тому намагайтеся уникати такого сусідства та підключати такі електроприлади якнайдалі один від одного.

Якщо це неможливо, то перед «точної» технікою повинен обов'язково стояти мережевий фільтр.

Три фази

Нерідко до приміщення заходить не одна, а три фази. У цьому випадку потрібно підключати один трифазний стабілізатор напруги або три однофазні.

Перший з них використовується тільки в тому випадку, якщо застосовуватимуться електроприлади, розраховані на 380 вольт, наприклад потужні електродвигуни, але такі пристрої в побуті зазвичай не використовуються.

Підключення стабілізаторів до трьох фаз

Якщо ж до будинку надходить три фази (380 вольт), то краще використовувати схему з трьох стабілізаторів, яка забезпечить якісною, рівною 220 В електрикою всю електрику в будинку.

Понад те, навіть у промислових масштабах рекомендується використовувати схему із трьох однофазних, т.к. у разі виходу з ладу або просто відключення одного з них, в мережі залишається 220 вольт, що неможливо при використанні трифазного - просто відключає електрику повністю.

Тому, якщо в мережі переважають споживачі по 220 вольт, а не по 380 – слід використовувати схему із трьох стабілізаторів.

Схема підключення показана малюнку.

Трифазний вхід має чотири дроти – один з яких – нуль, є загальним для всіх трьох стабілізаторів у системі, а кожна окрема фаза пропускається через окремий випрямляч.

Побутові пристрої чутливі до стрибків напруги, швидше підлягають зношуванню, і з'являються несправності. В електричній мережі напруга часто змінюється, знижується або зростає. Це взаємопов'язано з віддаленістю джерела енергії та неякісної лінії живлення.

Щоб підключати прилади до стійкого живлення, у житлових приміщеннях застосовують стабілізатори напруги. На його виході напруга має стабільні властивості. Стабілізатор можна придбати у торговельній мережі, однак такий прилад можна виготовити своїми руками.

Є допуски зміну напруги трохи більше 10% від номінального значення (220 У). Це відхилення має бути дотримано як у більшу сторону, так і меншу. Але ідеальної електричної мережі не буває, і величина напруги в мережі часто змінюється, тим самим посилюючи роботу підключених до неї пристроїв.

Електричні прилади негативно реагують на такі примхи мережі і можуть швидко вийти з ладу, втративши свої закладені функції. Щоб уникнути таких наслідків, люди використовують саморобні прилади під назвою стабілізатори напруги. Ефективним стабілізатором став прилад, виконаний на симісторах. Як зробити стабілізатор напруги своїми руками ми розглянемо.

Характеристика стабілізатора

Цей пристрій стабілізації не матиме підвищеної чутливості до змін напруги, що подається за загальною лінією. Згладжування напруги проводитиметься у тому випадку, якщо на вході напруга перебуватиме в межах від 130 до 270 вольт.

Увімкнені в мережу пристрої живляться напругою, що має величину від 205 до 230 вольт. Від такого пристрою можна буде живити електричні пристрої, сумарна потужність яких до 6 кВт. Стабілізатор здійснюватиме перемикання навантаження споживача за 10 мс.

Пристрій стабілізатора

Схема устрою стабілізації.

Стабілізатор напруги за вказаною схемою має у своєму складі такі частини:

1. Живильний блок, який входять ємності С2, С5, компаратор, трансформатор, теплоелектричний діод.
2. Вузол, що затримує підключення навантаження споживача і складається з опорів, транзисторів, ємності.
3. Випрямлювального моста, що вимірює амплітуду напруги. Випрямляч складається з ємності, діода, стабілітрона, кількох дільників.
4. Компаратор напруги. Його складовими частинами є опори та компаратори.
5. Логічний контролер на мікросхемах.
6. Підсилювачі, на транзисторах VТ4-12, резисторів, що обмежують струм.
7. Світлодіодів як індикатори.
8. Оптитронні ключі. Кожен з них забезпечується симісторами і резисторами, а також оптосимісторами.
9. Електричного автомата, або запобіжника.
10. Автотрансформатор.

Принцип дії

Розглянемо, як функціонує .

Після підключення живлення ємність С1 перебуває у стані розряду, транзистор VТ1 відкритий, а VТ2 закритий. VТ3 транзистор також залишається закритим. Через нього надходить струм на всі світлодіоди та оптитрон на основі симісторів.

Так як цей транзистор перебуває в закритому стані, то світлодіоди не горять, а кожен симистор закритий, вимкнено навантаження. У цей момент струм надходить через опір R1 і приходить на С1. Далі конденсатор починає заряджатися.

Діапазон витримки триває три секунди. За цей період провадяться всі процеси переходу. Після закінчення спрацьовує тригер Шмітта з урахуванням транзисторів VТ1 і VТ2. Після цього відкривається 3 транзистор і підключається навантаження.

Напруга, що виходить з 3 обмотки Т1, вирівнюється діодом VD2 і ємністю С2. Далі струм надходить на дільник на опорах R13-14. З опору R14, напруга, величина якого прямо залежить від величини напруги, включена в кожен компараторний вхід, що не інвертує.

Число компараторів стає рівним 8. Усі вони виконані на мікросхемах DА2 і DА3. У той же час на вхід компараторів, що інвертується, підходить постійний струм, що подається за допомогою дільників R15-23. Далі входить у дію контролер, здійснює прийом вхідного сигналу кожного компаратора.

Стабілізатор напруги та її особливості

Коли напруга входу стає менше 130 вольт, то виходах компараторів з'являється логічний рівень малого розміру. У цей момент транзистор VТ4 знаходиться у відкритому вигляді, перший світлодіод блимає. Ця індикація повідомляє про наявність низької напруги, що означає неможливість виконання регульованим стабілізатором своїх функцій.

Усі симістори закритті та навантаження вимкнено. Коли напруга знаходиться в межах 130-150 вольт, сигнали 1 і А мають властивості високого значення логічного рівня. Такий рівень має низьке значення. У такому випадку транзистор VТ5 відкривається і починає сигналізувати другий світлодіод.

Оптосимістор U1.2 відкривається так само, як і симистор VS2. Через симістор протікатиме навантажувальний струм. Потім навантаження зайде у верхній вихід котушки автотрансформатора Т2.

Якщо напруга входу 150 – 170, то сигнали 2, 1 і мають підвищене значення логічного рівня. Інші сигнали мають низький рівень. При такій напрузі входу транзистор VТ6 відкривається, 3 світлодіод включається. У цей момент 2-й симистор відкривається і струм надходить другий висновок котушки Т2, що є 2-м зверху.

Зібраний самостійно стабілізатор напруги на 220 вольт з'єднуватиме обмотки 2-го трансформатора, якщо рівень напруги входу досягне відповідно: 190, 210, 230, 250 вольт. Щоб зробити такий стабілізатор, потрібна друкована плата 115 х 90 мм, виготовлена ​​з фольгованого склотекстоліту.

Зображення плати можна надрукувати на принтері. Потім за допомогою праски переносять це зображення на плату.

Виготовлення трансформаторів

Виготовити трансформатори Т1 та Т2 можна самостійно. Для Т1, потужність якого 3 кВт, необхідно застосувати магнітопровід з поперечним перерізом 1,87 см 2 і 3 дроти ПЕВ - 2. 1-й провід діаметром 0,064 мм. Їм намотують першу котушку, з кількістю витків 8669. Інші 2 дроти застосовуються для утворення інших обмоток. Провід на них повинен бути одного діаметра 0,185 мм, з числом витків 522.

Щоб не виготовляти такі трансформатори, можна застосувати готові варіанти ТПК – 2 – 2 х 12 В, з'єднані послідовно.

Щоб виготовити трансформатор Т2 на 6 кВт, застосовують магнітопровід тороїдальної форми. Обмотку намотують дротом ПЕВ - 2 з числом витків 455. На трансформаторі необхідно вивести 7 відводів. Перші 3 з них намотуються дротом 3 мм. Інші 4 відводи намотуються шинами перетином 18 мм 2 . З таким перетином дроту трансформатор не нагріється.

Відведення виконують на таких витках: 203, 232, 266, 305, 348 і 398. Витки вважають з нижнього відведення. У цьому випадку електричний струм мережі повинен надходити з відведення 266 витка.

Деталі та матеріали

Інші елементи та деталі стабілізатора для самостійного складання купуються у торговій мережі. Перерахуємо їхній перелік:

1. Симистори (відптрони) МОС 3041 - 7 шт.
2. Симистори ВТА 41 - 800 В - 7 шт.
3. КР 1158 ЄН 6А (DА1) стабілізатор.
4. Компаратор LМ 339 N (для DА2 та DА3) – 2 шт.
5. Діоди DF 005 М (для VD2 та VD1) – 2 шт.
6. Резистори дротяні СП 5 або СП 3 (для R13, R14 та R25) – 3 шт.
7. Резистори С2 - 23, з допуском 1% - 7 шт.
8. Резистори будь-якого номіналу з допуском 5% - 30 шт.
9. Резистори струмообмежуючі - 7 шт, для пропускання ними струму 16 міліампер (для R 41 - 47) - 7 шт.
10. Конденсатори електролітичні – 4 шт. (С5 – 1).
11. Конденсатори плівкові (С4 – 8).
12. Вимикач оснащений запобіжником.

Оптрони МОС 3041 замінюються на МОС 3061. КР 1158 ЕН 6А стабілізатор можна змінювати на КП 1158 ЕН 6Б. Компаратор К 1401 СА 1 можна встановити як аналог LM 339 N. Замість діодів можна використовувати КЦ 407 А.

Мікросхему КР 1158 ЕН 6А треба встановлювати на тепловідведення. Для виготовлення застосовують алюмінієву пластинку 15 см 2 . Також на нього необхідно встановити симістори. Для симісторів допускається застосовувати загальне тепловідведення. Площа поверхні має перевищувати 1600 см 2 . Стабілізатор необхідно забезпечити мікросхемою КР 1554 ЛП 5, що виступає в якості мікроконтролера. Дев'ять світлодіодів розташовуються так, що потрапляють до отворів на панелі приладу спереду.

Якщо пристрій корпусу не дає встановити їх таким чином, як на схемі, їх розміщують на іншій стороні, де розташовані друковані доріжки. Світлодіоди необхідно встановлювати миготливого типу, але можна монтувати і немиготливі діоди, за умови, що вони світитимуться яскравим червоним світлом. Для таких цілей застосовують АЛ 307 КМ або L1543 SRC - Е.

Можна виконати складання більш простих виконань приладів, але вони матимуть певні особливості.

Переваги та недоліки, на відміну від заводських моделей

Якщо перераховувати переваги стабілізаторів, виготовлених самостійно, то основною перевагою є низька вартість. Виробники приладів часто завищують ціни, а своє складання у будь-якому випадку обійдеться меншою вартістю.

Іншою перевагою можна визначити такий фактор, як можливість простого ремонту своїми руками пристрою, адже хто, якщо не ви знаєте краще пристрій, зібраний своїми руками.

У разі поломки господар приладу одразу знайде несправний елемент та замінить його на новий. Проста заміна деталей створюється таким фактором, що всі деталі купувалися в магазині, тому їх можна буде легко купити в будь-якому магазині.

Недоліком самостійно зібраного стабілізатора напруги необхідно виділити його складне налаштування.

Найпростіший стабілізатор напруги своїми руками

Розглянемо, як можна виготовити самостійно стабілізатор на 220 вольт власними руками, маючи під рукою кілька простих деталей. Якщо у вашій електричній мережі напруга значно знижена, то такий прилад підійде вам дуже доречно. Щоб його виготовити, знадобиться готовий трансформатор і кілька простих деталей. Краще взяти такий приклад приладу собі на замітку, так як виходить непоганий пристрій, що має достатню потужність, наприклад, для мікрохвильової печі.

Для холодильників та інших побутових пристроїв зниження напруги мережі дуже шкідливо, більше ніж підвищення. Якщо підняти величину напруги мережі, застосовуючи автотрансформатор, під час зменшення напруги мережі на виході приладу напруга буде нормальної величини. А якщо в мережі напруга стане в нормі, то на виході отримаємо підвищене значення напруги. Наприклад, візьмемо трансформатор на 24 В. При напрузі на лінії 190 на виході пристрою вийде 210, при значенні мережі 220 на виході вийде 244 В. Це цілком допустимо і нормально для роботи побутових пристроїв.

Для виготовлення нам знадобиться основна деталь – це звичайний трансформатор, але не електричний. Його можна знайти готовий або змінити дані на вже наявному трансформаторі, наприклад, від зламаного телевізора. Трансформатор з'єднуватимемо за схемою автотрансформатора. Напруга на виході виходитиме приблизно на 11% вище напруги мережі.

При цьому потрібно бути обережним, так як під час значного перепаду напруги в мережі у велику сторону, на виході пристрою вийде напруга, яка значно перевищує допустиму величину.

Автотрансформатор додаватиме до напруги лінії мережі всього 11%. Це означає, що потужність автотрансформатора береться також на 11% потужності споживача. Наприклад, потужність мікрохвильової печі дорівнює 700 Вт, значить трансформатор беремо 80 Вт. Але краще брати потужність із запасом.

Регулятор SA1 дозволяє, якщо необхідно, під'єднувати навантаження споживача без автотрансформатора. Звичайно, це не повноцінний стабілізатор, але для його виготовлення не потрібно великих вкладень і багато часу.