Sfera-perm.ru

Сфера Пермь
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Стабилизатор напряжения с ограничением по току схема

Регулируемый стабилизатор напряжения и тока с защитой от КЗ

Принципиальная электрическая схема является синтезом с максимально возможным использованием схемотехники и входящих элементов стабилизатора напряжения и стабилизатора тока.

  1. Стабилизатор напряжения постоянного тока
  2. Недостатком стабилизатора напряжения
  3. Настройка стабилизатора напряжения
  4. Настройку стабилизатора тока
  5. Стабилизатор собран в коробчатом корпусе

Стабилизатор напряжения постоянного тока

Стабилизатор имеет следующие параметры:

  1. Предел изменения.
  2. Напряжения: 3,3-12,6В.
  3. Предел изменения тока: 0,02-1А.

Стабилизатор напряжения изображен на сайте собран на транзисторах VT1-VT3 различной проводимости и не имеет специальных элементов РЭА, предназначенных для работы в схеме защиты от короткого замыкания. Защита обеспечивается схемотехникой – наличием триггерного эффекта при коротком замыкании в цепи нагрузки, и как результат – ограничение тока через VT1 до безопасного уровня.

Величина тока срабатывания защиты прямо пропорциональна току через VD5 и устанавливается резистором R3 в пределах тока стабилизации VD5. Конденсатор С2 улучшает запуск стабилизатора при емкостном характере нагрузки.

Недостатком стабилизатора напряжения

является изменение (уменьшение) тока срабатывания защиты при уменьшении резистором R7 выходного напряжения. Как показала эксплуатация стабилизатора с различными видами нагрузок в течение 2 лет, этот недостаток оказался несущественным.

При переключении переключателя SA1 в режим «Ток» изменяются место и схема подключения опорного напряжения, в результате чего стабилизатор напряжения преобразуется в источник тока с высоким внутренним сопротивлением, не боящийся перегрузок.

Настройка стабилизатора напряжения

Заключается в подборе сопротивления резистора R6 до получения верхнего предела изменения напряжения с одновременным контролем тока через VD5. Ток через VD5 не должен превышать 60 мА без нагрузки при выходном напряжении 12,6 В. Тогда ток срабатывания защиты будет около 1,2 А.

Настройку стабилизатора тока

Надо проводить в следующей последовательности. Установите R7 в нижнее (по схеме) положение. К выходным клеммам подключите амперметр. Медленно вращая ручку R7, увеличивайте ток. Ток через амперметр при верхнем (по схеме) положении движка R7 не должен превышать 1 А В противном случае подберите сопротивление R6, которое является общим для обоих стабилизаторов и определяет верхний предел изменения напряжения и тока. При этом ток через VD5 должен быть на 5-10 мА больше тока срабатывания реле (в авторском варианте 25 мА).

Если алгоритм 12 В – 1А не удовлетворяет, введите резистор R6-1 и коммутируйте дополнительными контактами подключение R6 или R6-1 к катоду VD5 в зависимости от алгоритма. В авторском варианте максимальный ток определялся током через VD1-VD4, максимальной электрической мощностью VT1, реальной конвекцией тепла от примененного радиатора. Эти параметры позволяют получить надежность параметров при долговременной эксплуатации.

Стабилизатор собран в коробчатом корпусе

Размер корпуса 65x95x150 мм. Задней стенкой служит радиатор VT1, укрепленный на шасси без изолирующих прокладок и определяющий высоту корпуса. Длина зависит от примененных трансформатора и конденсаторов C1, СЗ Резистор R7 и выходные клеммы размещены на передней стенке. Материал корпуса оцинкованная сталь.

К деталям особых требований не предъявляется. В авторском варианте применены детали, имевшиеся в наличии. Сопротивление R1 намотано проводом из манганина диаметром 0,5 мм, R2, R4, R5, R6 типа МЛТ-05, R3 – МЛТ1, R7 – СП 1-1. Конденсаторы С1, СЗ типа К50-12, С2 – К50-6. Радиатор VT1 литой – от выходного каскада кадровой развертки телевизора УЛПЦТИ-59.

Транзисторы VT2, VT3 кремниевые, поскольку германиевые обладают значительным начальным током коллектора, что ухудшает работу стабилизатора. Диодная сборка – КЦ402, переключатель SA1 типа ТП-1-2, трансформатор – мощностью 50 Вт, обеспечивающий на вторичной обмотке напряжение 15В при токе 1,5А. Реле – РЭС6 (РФ0452103).

Подключение однофазного стабилизатора на весь дом

Подключение мощного стабилизатора для защиты всего дома – сложный процесс, который требует осуществления большего количества операций. Выполнить такое подключение при наличии аккуратности и некоторой технической грамотности можно и самостоятельно.

В нашей статье приведены требования и рекомендаций, соблюдение которых поможет вам при решении данной задачи.

Содержание

  • Особенности подключения мощного однофазного стабилизатора
  • Что потребуется для подключения мощного однофазного стабилизатора?
  • Силовые кабели
  • Наконечники для обжима кабелей
  • Алгоритм подключения однофазного стабилизатора напряжения на весь дом

    Особенности подключения мощного однофазного стабилизатора

    Если подключение однофазного стабилизатора малой мощности обычно не вызывает трудностей и сводится к двум простейшим операциям (включение вилки стабилизатора в сетевую розетку и включение вилки нагрузки в розетку стабилизатора), то подключение мощного стабилизатора сложнее и требует выполнения большего количества операций.

    Дело в том, что стабилизаторы с мощностями от 5 кВА и выше, часто используемые для централизованной защиты электросети сразу всего дома, коттеджа, квартиры, офиса или дачи, рассчитаны на присоединение питающей сети и нагрузки не через штепсельные соединения (розетка-вилка), а через клеммную колодку (в технической документации встречаются обозначения «клеммные зажимы» или «выводы»).

    Процесс подключения с помощью клеммной колодки, в отличие от знакомого всем с детства использования пары: розетка и вилка, требует определённых знаний и умений, поэтому данную работу предпочтительнее доверить профессионалу. Однако выполнить подключение можно и самостоятельно, но только при соблюдении приведённых в данной статье требований и рекомендаций, а также при наличии аккуратности и некоторой технической грамотности.

    Итак, начнём. Первое и самое главное – работы по подключению стабилизатора должны проводиться только в обесточенной сети! Отключив перед началом работ вводной автоматический выключатель или рубильник, необходимо обязательно удостоверится в фактическом отсутствии сетевого напряжения.

    Клеммная колодка у современных стабилизаторов размещается на тыльной или боковой части корпуса и помимо разъёмов для присоединения входного и выходного напряжения содержит разъём для проводника защитного заземления.

    Маркировка клемм, входящих в колодку, единообразна у большинства производителей и выполняется с использованием буквенных символов:

    • L – клемма для фазного провода («фаза»);
    • N – клемма для нейтрального провода («ноль»);
    • PE – клемма для провода защитного заземления («земля»). Иногда вместо надписи «PE» используется общепринятый знак заземления, показанный на рисунке справа.

    Кроме того, на колодке или рядом с колодкой делаются дополнительные надписи, позволяющие понять какие из клемм предназначены для питающей сети, а какие – для нагрузки (обычно либо слова «Вход» и «Выход», либо сокращения «Вх» и «Вых»).

    Клеммные колодки, соответствующие различным однофазным стабилизаторам «Штиль», представлены на рисунках 2, 3 и 4.

    При подключении стабилизатора следует проявить особую внимательность и заводить провода питающей сети, нагрузки и заземления строго в соответствующие им клеммы. Ошибка приведёт, в лучшем случае, к некорректной работе устройства, а в худшем – к поломке.

    Что потребуется для подключения мощного однофазного стабилизатора?

    Силовые кабели

    Если стабилизатор планируется использовать как средство централизованной защиты всей домашней (офисной) электросети, то для его подключения понадобятся два трехжильных силовых кабеля. Длина первого определяется расстоянием между клеммной колодкой и точкой подключения к питающей сети, второго – между клеммной колодкой и точкой, от которой организуется электропитание потребителей (в обоих случаях рекомендуется взять длину с запасом в 10-20%).

    Читайте так же:
    Стабилизатор напряжения с защитой по току схема

    Сечение кабелей следует выбирать исходя из тока, соответствующего максимально возможной мощности нагрузки. Для выбора сечения кабеля можно руководствоваться следующей таблицей.

    Сечение жилы, кв. ммТок, АМощность, кВт
    1,5194,1
    2,5275,9
    4388,3
    64610,1
    107015,4
    168518,7
    2511525,3
    3513529,7
    5017538,5
    7021547,3
    9526057,2
    12030066

    Рекомендуем отнестись к выбору сечения максимально ответственно – это очень важный параметр, напрямую влияющий на надежность и безопасность всей системы электроснабжения (лучше взять сечение с небольшим запасом и ни в коем случае не брать кабель с сечением меньшим необходимого).

    Для подключения стабилизатора подойдут медные кабели как с монолитными (моножильными) проводниками, так и с проводниками многопроволочной – гибкой конструкции. Что касается марок, то из моножильных кабелей хорошо себя зарекомендовали и пользуются популярностью ВВГ и его зарубежный аналог NYM, а из многопроволочных – КГ и КПГ, в ряде случаев может быть использован и провод ПВС (существуют и другие не менее достойные образцы кабельной продукции, поэтому при выборе кабеля советуем проконсультироваться со специалистами).

    Наконечники для обжима кабелей

    Стоит отметить, что гибкие кабели легко меняют форму и выдерживают искривления значительных радиусов, соответственно, их удобнее прокладывать и монтировать. Кроме того, использование таких кабелей упрощает возможное перемещение стабилизатора. Однако жилы гибких кабелей требуют обязательного оконцевания, то есть обжима специальными наконечниками. Для этого используют наконечники штыревые втулочные НШВ (рисунок 5а), наконечники штыревые втулочные изолированные НШВИ (рисунок 5б), наконечники кольцевые изолированные НКИ (рисунок 6а) или наконечники медные луженые ТМЛ (рисунок 6б).

    Тип наконечника с одной стороны кабеля зависит от клеммной колодки стабилизатора (рисунки 2 и 4 – концевой, рисунок 3 – штыревой), с другой стороны – от разъёма на месте его подключения.

    Алгоритм действий при обжиме гибкого медного кабеля:

    1. Снять с жил кабеля изоляцию на длину металлической контактной части наконечника. В принципе подойдёт любой нож, но лучше использовать специальный инструмент – стриппер, который снижает вероятность повреждения токопроводящих жил.

    1. Завести каждую из оголённых жил в отдельный наконечник (в случае НШВИ и НКИ со стороны изолированного фланца) и убедиться в том, что они достигли конца металлической контактной части. В рассматриваемом случае не допускается объединение нескольких жил под один наконечник: три проводника – три независимых наконечника.
    2. Вставить контактную часть (для штыревого наконечника) и хвостовик (для кольцевого наконечника) в соответствующий по диаметру паз пресс-клещей, после чего сжать рукоятки инструмента (до упора).

    Алгоритм подключения однофазного стабилизатора напряжения на весь дом

    В состав типовой, однофазной схемы электроснабжения квартиры или частного дома входят: двухполюсный вводной автомат, счетчик потребляемой электроэнергии, группа нагрузочных автоматов, а также общая шина для земляных проводников и общая шина для нейтральных проводников. Кроме того, к перечисленному обычно добавляются дополнительные защитные устройства (УЗО или дифференциальные автоматы).

    Практическое подключение стабилизатора, используемого для централизованной защиты всей домашней электросети, рассмотрим на примере электропроводки с конфигурацией, представленной на рисунке ниже:

    В данном случае алгоритм действий следующий:

    1. Обесточить сеть путём отключения вводного автомата.
    2. Проверить отсутствие напряжения в щитке, для этого можно воспользоваться либо индикаторной отверткой (рисунок 10), либо мультиметром (рисунок 11). При необходимости подробные инструкции по применению данных изделий можно найти в интернете.

    1. Используя первый кабель:
      • входную клемму L клеммной колодки стабилизатора соединить с выходом автомата защиты УЗО и нагрузок;
      • входную клемму N клеммной колодки стабилизатора соединить с соответствующими выходным разъёмом счетчика электроэнергии;
      • клемму PE клеммной колодки стабилизатора соединить с общей шиной заземления распределительного щита.
    2. Используя второй кабель:
      • выходные клеммы L и N клеммной колодки стабилизатора соединить с соответствующими входными разъёмами УЗО;
      • клемму PE клеммной колодки стабилизатора соединить с общей шиной заземления распределительного щита.

    Схема правильно выполненного подключения для электропроводки рассматриваемой конфигурации представлена ниже:

    Ознакомиться с полным ассортиментом инверторных стабилизаторов напряжения для дома можно, перейдя по ссылке:
    Инверторные стабилизаторы напряжения для дома от ГК «Штиль».

    Схема стабилизатора напряжения

    В электрических цепях постоянно возникает необходимость в стабилизации тех или иных параметров. С этой целью применяются специальные схемы управления и слежения за ними. Точность стабилизирующих действий зависит от так называемого эталона, с которым и сравнивается конкретный параметр, например, напряжение. То есть, когда значение параметра будет ниже эталона, схема стабилизатора напряжения включит управление и отдаст команду на его увеличение. В случае необходимости выполняется обратное действие – на уменьшение.

    Данный принцип работы лежит в основе автоматического управления всеми известными устройствами и системами. Точно так же действуют и стабилизаторы напряжения, несмотря на разнообразие схем и элементов, используемых для их создания.

    1. Схема стабилизатора напряжения 220в своими руками
    2. Схемы стабилизаторов напряжения на транзисторах
    3. Схема линейного стабилизатора напряжения 12в
    4. Регулируемый стабилизатор напряжения схема
    5. Схема симисторного стабилизатора напряжения 220в
    6. Стабилизатор напряжения с защитой по току схема
    7. Схема релейного стабилизатора напряжения 220
    8. Стабилизатор напряжения и тока на LM2576

    Схема стабилизатора напряжения 220в своими руками

    При идеальной работе электрических сетей, значение напряжения должно изменяться не более чем на 10% от номинала в сторону увеличения или уменьшения. Однако на практике перепады напряжения достигают гораздо больших значений, что крайне отрицательно сказывается на электрооборудовании, вплоть до его выхода из строя.

    Защититься от подобных неприятностей поможет специальное стабилизирующее оборудование. Однако из-за высокой стоимости, его применение в бытовых условиях во многих случаях экономически невыгодно. Наилучшим выходом из положения становится самодельный стабилизатор напряжения 220в, схема которого достаточно простая и недорогая.

    За основу можно взять промышленную конструкцию, чтобы выяснить, из каких деталей она состоит. В состав каждого стабилизатора входят трансформатор, резисторы, конденсаторы, соединительные и подключающие кабели. Самым простым считается стабилизатор переменного напряжения, схема которого действует по принципу реостата, повышая или понижая сопротивление в соответствии с силой тока. В современных моделях дополнительно присутствует множество других функций, обеспечивающих защиту бытовой техники от скачков напряжения.

    Среди самодельных конструкций наиболее эффективными считаются симисторные устройства, поэтому в качестве примера будет рассматриваться именно эта модель. Выравнивание тока этим прибором будет возможно при входном напряжении в диапазоне 130-270 вольт. Перед началом сборки необходимо приобрести определенный набор элементов и комплектующих. Он состоит из блока питания, выпрямителя, контроллера, компаратора, усилителей, светодиодов, автотрансформатора, узла задержки включения нагрузки, оптронных ключей, выключателя-предохранителя. Основными рабочими инструментами служат пинцет и паяльник.

    Для сборки стабилизатора на 220 вольт в первую очередь потребуется печатная плата размером 11,5х9,0 см, которую нужно заранее подготовить. В качестве материала рекомендуется использовать фольгированный стеклотекстолит. Схема размещения деталей распечатывается на принтере и переносится на плату с помощью утюга.

    Трансформаторы для схемы можно взять уже готовые или собрать самостоятельно. Готовые трансформаторы должны иметь марку ТПК-2-2 12В и соединяться последовательно между собой. Для создания первого трансформатора своими руками потребуется магнитопровод сечением 1,87 см² и 3 кабеля ПЭВ-2. Первый кабель применяется в одной обмотке. Его диаметр составит 0,064 мм, а количество витков – 8669. Оставшиеся провода используются в других обмотках. Их диаметр будет уже 0,185 мм, а число витков составит 522.

    Второй трансформатор изготавливается на основе тороидального магнитопровода. Его обмотка выполняется из такого же провода, как и в первом случае, но количество витков будет другим и составит 455. Во втором устройстве делаются отводы в количестве семи. Первые три изготавливаются из провода диаметром 3 мм, а остальные из шин, сечением 18 мм². За счет этого предотвращается нагрев трансформатора во время работы.

    Все остальные комплектующие рекомендуется приобретать в готовом виде, в специализированных магазинах. Основой сборки является принципиальная схема стабилизатора напряжения, заводского изготовления. Вначале устанавливается микросхема, выполняющая функцию контроллера для теплоотвода. Для ее изготовления используется алюминиевая пластина площадью свыше 15 см². На эту же плату производится монтаж симисторов. Теплоотвод, предназначенный для монтажа, должен быть с охлаждающей поверхностью.

    После этого сюда же устанавливаются светодиоды в соответствии со схемой или со стороны печатных проводников. Собранная таким образом конструкция, не может сравниваться с заводскими моделями ни по надежности, ни по качеству работы. Такие стабилизаторы используются с бытовыми приборами, не требующими точных параметров тока и напряжения.

    Схемы стабилизаторов напряжения на транзисторах

    Качественные трансформаторы, применяемые в электрической цепи, эффективно справляются даже с большими помехами. Они надежно защищают бытовую технику и оборудование, установленные в доме. Настроенная система фильтрации позволяет бороться с любыми скачками напряжения. За счет контроля над напряжением происходят изменения величины тока. Предельная частота на входе увеличивается, а на выходе – уменьшается. Таким образом, ток в цепи преобразуется в течение двух этапов.

    В начале на входе задействуют транзистор с фильтром. Далее происходит включение в работу диодного моста. Для завершения преобразования тока в схеме применяется усилитель, чаще всего устанавливаемый между резисторами. За счет этого в устройстве поддерживается необходимый уровень температуры.

    Схема выпрямления действует следующим образом. Выпрямление переменного напряжения с вторичной обмотки трансформатора происходит с помощью диодного моста (VD1-VD4). Сглаживание напряжения выполняет конденсатор С1, после чего оно попадает в систему компенсационного стабилизатора. Действие резистора R1 задает стабилизирующий ток на стабилитроне VD5. Резистор R2 является нагрузочным. При участии конденсаторов С2 и С3 происходит фильтрация питающего напряжения.

    Значение выходного напряжения стабилизатора будет зависеть от элементов VD5 и R1 для выбора которых существует специальная таблица. Транзистор VT1 устанавливается на радиаторе, у которого площадь охлаждающей поверхности должна быть не менее 50 см2. Отечественный транзистор КТ829А может быть заменен зарубежным аналогом BDX53 от компании Моторола. Остальные элементы имеют маркировку: конденсаторы – К50-35, резисторы – МЛТ-0,5.

    Схема линейного стабилизатора напряжения 12в

    В линейных стабилизаторах используются микросхемы КРЕН, а также LM7805, LM1117 и LM350. Следует отметить, что символика КРЕН не является аббревиатурой. Это сокращение полного названия микросхемы стабилизатора, обозначаемой как КР142ЕН5А. Таким же образом обозначаются и другие микросхемы этого типа. После сокращения такое название выглядит по-другому – КРЕН142.

    Линейные стабилизаторы или стабилизаторы напряжения постоянного тока схемы получили наибольшее распространение. Их единственным недостатком считается невозможность работы при напряжении, которое будет ниже заявленного выходного напряжения.

    Например, если на выходе LM7805 нужно получить напряжение в 5 вольт, то входное напряжение должно быть, как минимум 6,5 вольт. При подаче на вход менее 6,5В, наступит так называемая просадка напряжения, и на выходе уже не будет заявленных 5-ти вольт. Кроме того, линейные стабилизаторы очень сильно нагреваются под нагрузкой. Это свойство лежит в основе принципа их работы. То есть, напряжение, выше стабилизируемого, преобразуется в тепло. Например, при подаче на вход микросхемы LM7805 напряжения 12В, то в этом случае 7 из них уйдут для нагрева корпуса, и лишь необходимые 5В поступят потребителю. В процессе трансформации происходит настолько сильный нагрев, что данная микросхема просто сгорит при отсутствии охлаждающего радиатора.

    Регулируемый стабилизатор напряжения схема

    Нередко возникают ситуации, когда напряжение, выдаваемое стабилизатором, необходимо отрегулировать. На рисунке представлена простая схема регулируемого стабилизатора напряжения и тока, позволяющая не только стабилизировать, но и регулировать напряжение. Ее можно легко собрать даже при наличии лишь первоначальных познаний в электронике. Например, входное напряжение составляет 50В, а на выходе получается любое значение, в пределах 27 вольт.

    В качестве основной детали стабилизатора используется полевой транзистор IRLZ24/32/44 и другие аналогичные модели. Данные транзисторы оборудуются тремя выводами – стоком, истоком и затвором. Структура каждого из них состоит из металла-диэлектрика (диоксида кремния) – полупроводника. В корпусе расположена микросхема-стабилизатор TL431, с помощью которой и настраивается выходное электрическое напряжение. Сам транзистор может оставаться на радиаторе и соединяться с платой проводниками.

    Данная схема может работать с входным напряжением в диапазоне от 6 до 50В. Выходное напряжение получается в пределах от 3 до 27В и может быть отрегулировано с помощью подстрочного резистора. В зависимости от конструкции радиатора, выходной ток достигает 10А. Емкость сглаживающих конденсаторов С1 и С2 составляет 10-22 мкФ, а С3 – 4,7 мкФ. Схема сможет работать и без них, однако качество стабилизации будет снижено. Электролитические конденсаторы на входе и выходе рассчитываются примерно на 50В. Мощность, рассеиваемая таким стабилизатором, не превышает 50 Вт.

    Схема симисторного стабилизатора напряжения 220в

    Симисторные стабилизаторы работают по аналогии с релейными устройствами. Существенным отличием является наличие узла, переключающего обмотки трансформатора. Вместо реле используются мощные симисторы, работающие под управлением контроллеров.

    Управление обмотками с помощью симисторов – бесконтактное, поэтому при переключениях нет характерных щелчков. Для намотки автотрансформатора используется медный провод. Симисторные стабилизаторы могут работать при пониженном напряжении от 90 вольт и высоком – до 300 вольт. Регулировка напряжения осуществляется с точностью до 2%, отчего лампы совершенно не моргают. Однако во время переключений возникает ЭДС самоиндукции, как и в релейных устройствах.

    Симисторные ключи обладают повышенной чувствительностью к перегрузкам, в связи с чем они должны иметь запас по мощности. Данный тип стабилизаторов отличается очень сложным температурным режимом. Поэтому установка симисторов осуществляется на радиаторы с принудительным вентиляторным охлаждением. Точно так же работает схема тиристорного стабилизатора напряжения 220В своими руками.

    Существуют устройства с повышенной точностью, работающие по двухступенчатой системе. На первой ступени выполняется грубая регулировка выходного напряжения, а на второй ступени этот процесс осуществляется значительно точнее. Таким образом, управление двумя ступенями выполняется с помощью одного контроллера, что фактически означает наличие двух стабилизаторов в едином корпусе. Обе ступени имеют обмотки, намотанные в общем трансформаторе. При наличии 12 ключей, эти две ступени позволяют регулировать выходное напряжение в 36 уровнях, чем и обеспечивается его высокая точность.

    Стабилизатор напряжения с защитой по току схема

    Данные устройства обеспечивают питание преимущественно для низковольтных устройств. Такой стабилизатор тока и напряжения схема отличается простотой конструкции, доступной элементной базой, возможностью плавных регулировок не только выходного напряжения, но и тока, при котором срабатывает защита. Основой схемы является параллельный стабилизатор или регулируемый стабилитрон, а также биполярный транзистор с высокой мощностью. С помощью так называемого измерительного резистора контролируется ток, потребляемый нагрузкой.

    Иногда на выходе стабилизатора возникает короткое замыкание или ток нагрузки превышает установленное значение. В этом случае на резисторе R2 падает напряжение, а транзистор VT2 открывается. Происходит и одновременное открытие транзистора VT3, шунтирующего источник опорного напряжения. В результате, значение выходного напряжения снижается практически до нулевого уровня, и регулирующий транзистор оказывается защищенным от перегрузок по току. Для того чтобы установить точный порог срабатывания токовой защиты, применяется подстроечный резистор R3, включаемый параллельно с резистором R2. Красный цвет светодиода LED1 указывает на срабатывание защиты, а зеленый LED2 – на выходное напряжение.

    После правильно выполненной сборки схемы мощных стабилизаторов напряжения сразу же включаются в работу, достаточно всего лишь выставить необходимое значение выходного напряжения. После загрузки устройства реостатом выставляется ток, при котором срабатывает защита. Если защита должна срабатывать при меньшем токе, для этого необходимо увеличить номинал резистора R2. Например, при R2 равном 0,1 Ом, минимальный ток срабатывания защиты будет составлять около 8А. Если же нужно, наоборот, увеличить ток нагрузки, следует параллельно включить два и более транзисторов, в эмиттерах которых имеются выравнивающие резисторы.

    Схема релейного стабилизатора напряжения 220

    С помощью релейного стабилизатора обеспечивается надежная защита приборов и других электронных устройств, для которых стандартный уровень напряжения составляет 220В. Данный стабилизатор напряжения 220В, схема которого всем известна. Пользуется широкой популярностью, благодаря простоте своей конструкции.

    Для того чтобы правильно эксплуатировать это устройство, необходимо изучить его устройство и принцип действия. Каждый релейный стабилизатор состоит из автоматического трансформатора и электронной схемы, управляющей его работой. Кроме того, имеется реле, помещенное в надежный корпус. Данный прибор относится к категории вольтодобавочных, то есть с его помощью лишь добавляется ток в случае низкого напряжения.

    Добавление необходимого количества вольт осуществляется путем подключения обмотки трансформатора. Обычно для работы используется 4 обмотки. В случае слишком высокого тока в электрической сети, трансформатор автоматически уменьшает напряжение до нужного значения. Конструкция может быть дополнена и другими элементами, например, дисплеем.

    Таким образом, релейный стабилизатор напряжения имеет очень простой принцип работы. Ток измеряется электронной схемой, затем, после получения результатов, он сравнивается с выходным током. Полученная разница в напряжении регулируется самостоятельно путем подбора необходимой обмотки. Далее, подключается реле и напряжение выходит на необходимый уровень.

    Скачки напряжения – не беда, если в щиток вмонтирована надежная защита

    Конструктивное несовершенство электрических сетей является основной причиной резких скачков напряжения. Предугадать время очередного перепада невозможно. Единственное, что мы можем сделать для предотвращения неприятных последствий – это заранее обезопасить электрических потребителей в своем доме. В этой статье мы расскажем, как и чем защитить сеть квартиры и дома.

    Что спасет от скачка напряжения

    Защита от перепадов напряжения возможна при помощи разных типов защитных устройств. Мы поговорим о самых распространенных. Это реле контроля напряжения (РН) и бытовые стабилизаторы.

    Реле защиты от скачков напряжения

    Защита дома от скачков напряжения с помощью РН рекомендуется в тех случаях, когда напряжение в сети устойчиво, а его заметные скачки редки. РН представляет собой устройство, способное считывать параметры электрического тока и разрывать электрическую цепь в тот момент, когда показатели выйдут за пределы заданного диапазона. После того, как показетели в общей сети нормализуются, устройство автоматически замкнет цепь и возобновит питание потребителей. Функция возобновления питания через заданный промежуток времени (с задержкой), встроенная в реле напряжения 220в для дома, помогает продлить срок службы некоторых бытовых устройств, холодильников и т.п.

    РН обладают небольшими габаритами, сравнительно низкой стоимостью и хорошим быстродействием. К недостаткам РН можно отнести их неспособность сглаживать колебания электрической энергии. Для максимальной защиты всех потребителей потребуется установить сразу несколько устройств.

    Современные модели РН бывают трех типов:

    1. Стационарное реле, встраиваемое в электрический щиток дома или квартиры.

    2. Реле для индивидуальной защиты одного потребителя.

    3. Реле индивидуальной защиты нескольких потребителей.

    Если с эксплуатацией реле второго и третьего типа все практически ясно, то РН первого типа имеет более сложную конструкцию, а его установка требует определенных знаний. Подобные устройства монтируются на входе в помещение, так выполняется защита от скачков напряжения в сети всего домашнего электрооборудования.

    Выбор РН

    Выбирая реле, чтобы защитить домашнюю сеть, достаточно знать номинал электрического тока, который способен пропускать через себя вводной автоматический выключатель. Если, к примеру, пропускная способность выключателя равна 25А (что соответствует потребляемой мощности – 5,5 кВт), то рабочие характеристики РН должны быть на ступень выше – 32А (7 кВт). Если выключатель рассчитан на 32А, то реле должно выдерживать ток в 40 – 50А.

    Я для такого случая взял реле на 40 А, при вводном автомате 25/32 (стоит первый, но уставка увеличится).

    Некоторые люди выбирают марку РН, опираясь на суммарную потребляемую мощность. Это не совсем правильно. Ведь реле, способное выдерживать ток в 32А, может спокойно работать как при нагрузке в 7 кВт, так и при гораздо большей мощности потребления. Только во втором случае в рабочую схему РН необходимо встраивать специальный магнитный контактор. Но об этом в следующем разделе.

    Установка РН

    Стандартная схема установки РН в распределительный щиток показана на рисунке. Это наиболее простая защита от скачка напряжения.

    Как видим, все просто: реле контроля устанавливается сразу после электрического счетчика и подключается к фазному проводу, через который осуществляется электроснабжение всего дома. При скачке за пределы выставленного (регулируемого) диапазона реле отсоединяет внешнюю питающую сеть от внутренней электропроводки, и выполняется защита от скачков напряжения в квартире и в доме.

    РН, вмонтированное в панель щитка, занимает минимум пространства на DIN-рейке.

    Если мощность потребителей домашней сети даст в сумме 7 кВт и более, производители настоятельно рекомендуют встраивать в рабочую схему РН дополнительный электромагнитный контактор. Хотя, надежный контактор в общей схеме никогда не станет лишней деталью, смотрим следующий комментарий:

    К любому реле лучше ставить контактор, хоть производители и пишут, что РН выдерживает большие токи. Контактор имеет большие контакты и меньшее сопротивление.

    Это устройство помогает разгрузить контакты РН, самостоятельно разъединяя силовую линию от общей сети бытовых потребителей. Реле контроля, в момент недопустимого перенапряжения, лишь подает команду на отключение. После этого электромагнитная катушка контактора разъединяет силовые контакты, соединяющие внешнюю и внутреннюю сети. Схема подключения в этом случае будет следующей:

    Защита от скачков напряжения 220в

    Для того чтобы РН смогло принести пользу своему владельцу, его рабочие параметры (пределы допустимых напряжений и время задержки возобновления питания) необходимо правильно отрегулировать. Если в рабочей схеме используется одно РН, то устанавливать пределы допустимых значений следует, ориентируясь на характеристики бытовой техники, чувствительной к перепадам. Наиболее чувствительным и дорогостоящим оборудованием является аудио- и видеотехника. Диапазон допустимых значений напряжения для нее составляет 200 – 230В.

    Никто и не говорит, что надо при плюс-минус 15В выключаться. Есть диапазон предельно допустимых отклонений в 10%, его большинство приборов должно выдерживать. Ставить нужно, исходя из этого, примерно 190В-250В. Хотя, с нашим состоянием сетей, особенно в частном секторе ожидаемо все. Так что разумная осторожность не повредит.

    Для того чтобы обеспечить максимально надежную защиту всех потребителей, следует использовать электрическую схему с несколькими реле. Рабочая схема защиты, включающая несколько РН, позволяет разбить потребителей по группам – в соответствии с их чувствительностью к перенапряжению:

    1. К первой группе относится аудио- и видеотехника (допускаемые значения напряжения – 200 – 230В);
    2. Ко второй можно отнести бытовую технику, оснащенную электрическим двигателем: холодильники, кондиционеры, стиральные машины и т. д. (допускаемые значения – 190 – 235В);
    3. Третья группа – это простые нагревательные приборы и освещение (допускаемые значения – 170 – 250В).

    Каждая группа потребителей подключается к своему РН. В такой схеме рабочие параметры каждого реле настраиваются индивидуально.

    Время задержки возобновления питания должно соответствовать эксплуатационным требованиям, предъявляемым к бытовой технике. Для некоторых холодильников, к примеру, рекомендуемая задержка равняется 10 минутам.

    Защита трехфазной сети с помощью РН

    Если электроснабжение вашего дома осуществляется через трехфазную систему, то на каждую фазу целесообразно устанавливать отдельное реле контроля.

    Стабилизаторы напряжения

    Если в вашем доме наблюдаются постоянные скачки напряжения, то РН будет срабатывать несколько раз в сутки, обесточивая весь дом. Поэтому в таких случаях рекомендуется менее простой, более дорогой, но и более практичный способ защиты домашней электроники. Состоит он в применении стабилизаторов – устройств, сглаживающих скачки напряжения во внешней сети, выдавая на выходе постоянный показатель 220В.

    По типу подключения различают два вида стабилизаторов: локальные (которые подключаются к розетке, защищая от одного до нескольких потребителей) и стационарные (подключаемые к вводному силовому кабелю и осуществляющие защиту всех потребителей домашней сети). Локальные стабилизаторы следует использовать для защиты наиболее чувствительной бытовой техники. Их можно эксплуатировать в комплекте со стационарным РН.
    Стационарные стабилизаторы представляют собой сложные устройства, которые не только сглаживают перепады напряжения во всей бытовой сети, но и способны спасти дорогую технику, автоматически отключая питание потребителей при перегрузке и достижении критических значений.

    Устанавливать стационарные стабилизаторы крайне рекомендуется, если значение напряжения несколько раз в сутки выходит за пределы 205…235В (это можно определить с помощью обыкновенного тестера).

    Как выбирать стабилизатор

    Выбирать стабилизатор следует, исходя из суммарной мощности домашних потребителей. Устройство обязательно должно обладать приличным запасом мощности.

    Запас по мощности должен быть в 2 раза больше, чем существующие потребности. То есть стабилизатор мощностью 10 кВт рассчитан на половину реальной нагрузки (5кВт) при минимальном внешнем напряжении – 150 вольт (т.е. при большом падении). Это следует учитывать при выборе.

    Стабилизатор напряжения в щиток: установка

    Устанавливать стабилизатор рекомендуется вблизи силового щитка в соответствии со следующей схемой.

    Защита трехфазных сетей с помощью стабилизатора

    Сразу скажем, что трехфазные стабилизаторы призваны защитить исключительно трехфазные потребители. Если же к вашему дому подходит трехфазное питание, то для создания устойчивого напряжения во внутренней сети целесообразно устанавливать на каждую фазу отдельный однофазный стабилизатор.

    Подобный подход позволит существенно снизить ваши затраты (3 стабилизатора мощностью 5, 7 и 10 кВт всегда дешевле одного устройства, рассчитанного на 30 кВт). К тому же, при просадке напряжения на одной из фаз, трехфазное устройство обесточит весь дом. Это конструктивная особенность стабилизатора, ориентированного на защиту трехфазных электродвигателей.

    Обсудить особенности выбора и эксплуатации стационарных стабилизаторов вы можете, посетив соответствующий раздел нашего форума. Если вам интересно поделиться личным опытом установки реле контроля напряжения в паре с контактором, то на этот случай у нас тоже найдется подходящая тема. А видео, подробно описывающее монтаж щитка и распределительной коробки, поможет вам подключить квартиру к системе электроснабжения в соответствии с общепринятыми правилами электромонтажных работ.

    Мощный стабилизатор напряжения своими руками: принципиальные схемы + поэтапная инструкция сборки

    Изготовление самодельных стабилизаторов напряжения – практика довольно частая. Однако по большей части создаются стабилизирующие электронные схемы, рассчитанные на относительно малые выходные напряжения (5-36 вольт) и относительно невысокие мощности. Устройства используются в составе бытовой аппаратуры, не более того.

    Мы расскажем, как сделать мощный стабилизатор напряжения своими руками. В предложенной нами статье описан процесс изготовления устройства для работы с напряжением сети 220 вольт. С учетом наших советов вы без проблем самостоятельно справитесь со сборкой.

    Стабилизация напряжения бытовой сети

    Стремления обеспечить стабилизированное напряжение бытовой сети – явление очевидное. Такой подход обеспечивает сохранность эксплуатируемой техники, зачастую дорогостоящей, постоянно необходимой в хозяйстве. Да и в целом, фактор стабилизации – это залог повышенной безопасности эксплуатации электрических сетей.

    Для бытовых целей чаще всего приобретают стабилизатор для газового котла, автоматика которого требует подключения к электропитанию, для холодильника, насосного оборудования, сплит систем и подобных потребителей.

    Решить подобную задачу можно разными способами, самый простой из которых – купить мощный стабилизатор напряжения, изготовленный промышленным способом.

    Предложений стабилизаторов напряжения на коммерческом рынке масса. Однако нередко возможности приобретения ограничиваются стоимостью устройств или другими моментами. Соответственно, альтернативой покупке становится сборка стабилизатора напряжения своими руками из доступных электронных компонентов.

    При условии обладания соответствующими навыками и знаниями электромонтажа, теории электротехники (электроники), разводки схем и пайки элементов самодельный стабилизатор напряжения можно реализовать и успешно применять на практике. Такие примеры есть.

    Схемные решения стабилизации электросети 220В

    Рассматривая возможные схемные решения под стабилизацию напряжения с учётом относительно высокой мощности (не менее 1-2 кВт), следует иметь в виду разнообразие технологий.

    Существует несколько схемных решений, которыми определяются технологические способности приборов:

    • феррорезонансные;
    • сервоприводные;
    • электронные;
    • инверторные.

    Какой вариант выбрать, зависит от ваших предпочтения, имеющихся материалов для сборки и навыков работы с электротехническим оборудованием.

    Вариант #1 – феррорезонансная схема

    Для самостоятельного изготовления самым простым вариантом схемы видится первый пункт списка – феррорезонансная схема. Она работает на использовании эффекта магнитного резонанса.

    Конструкцию достаточно мощного феррорезонансного стабилизатора допустимо собрать всего на трёх элементах:

    1. Дроссель 1.
    2. Дроссель 2.
    3. Конденсатор.

    Однако простота в данном варианте сопровождается массой неудобств. Конструкция мощного стабилизатора, собранная по феррорезонансной схеме, получается массивной, громоздкой, тяжелой.

    Вариант #2 – автотрансформатор или сервопривод

    Фактически речь идет о схеме, где используется принцип автотрансформатора. Трансформация напряжения автоматически осуществляется за счет управления реостатом, ползунок которого перемещает сервопривод.

    В свою очередь сервопривод управляется сигналом, получаемым, к примеру, от датчика уровня напряжения.

    Примерно по такой же схеме действует устройство релейного типа с той лишь разницей, что коэффициент трансформации меняется, в случае надобности, подключением или отключением соответствующих обмоток с помощью реле.

    Схемы подобного рода выглядят уже более сложными технически, но при этом не обеспечивают достаточной линейности изменения напряжения. Собрать вручную прибор релейный или на сервоприводе допустимо. Однако разумнее выбрать электронный вариант. Затраты сил и средств практически одинаковые.

    Вариант #3 – электронная схема

    Сборка мощного стабилизатора по схеме электронного управления при обширном ассортименте радиодеталей в продаже становится вполне возможной. Как правило, такие схемы собираются на электронных компонентах – симисторах (тиристорах, транзисторах).

    Также разработан целый ряд схем стабилизаторов напряжения, где в качестве ключей используются силовые полевые транзисторы.

    Изготовить мощный аппарат полностью под электронным управлением руками неспециалиста достаточно сложно, лучше купить готовое устройство. В этом деле без опыта и знаний в сфере электротехники не обойтись.

    Под самостоятельное производство рассматривать этот вариант целесообразно, если имеется сильное желание построить стабилизатор, плюс наработанный опыт электронщика. Далее в статье рассмотрим конструкцию электронного исполнения, пригодную для изготовления своими руками.

    Подробные инструкции по сборке

    Рассматриваемая под самостоятельное изготовление схема, скорее является гибридным вариантом, так как предполагает использование силового трансформатора совместно с электроникой. Трансформатор в данном случае применяется из числа тех, что устанавливались в телевизорах старых моделей.

    Правда в ТВ приёмниках, как правило, ставились трансформаторы ТС-180, тогда как для стабилизатора требуется как минимум ТС-320 чтобы обеспечить выходную нагрузку до 2 кВт.

    Шаг #1 – изготовление корпуса стабилизатора

    Для изготовления корпуса аппарата подойдёт любой подходящий короб на основе изолирующего материала – пластмассы, текстолита и т.п. Главный критерий – достаточность места под размещение силового трансформатора, электронной платы и других компонентов.

    Также корпус допустимо изготовить из листового стеклотекстолита, скрепив отдельные листы с помощью уголков или иным способом.

    Короб стабилизатора необходимо оснастить пазами под установку выключателя, входного и выходного интерфейсов, а также других аксессуаров, предусмотренных схемой в качестве контрольных или коммутационных элементов.

    Под изготовленный корпус нужна плита-основание, на которую «ляжет» электронная плата и будет закреплён трансформатор. Плиту можно сделать из алюминия, но следует предусмотреть изоляторы под крепёж электронной платы.

    Шаг #2 – изготовление печатной платы

    Здесь потребуется изначально спроектировать макет на размещение и связку всех электронных деталей согласно принципиальной схеме, кроме трансформатора. Затем по макету размечают лист фольгированного текстолита и рисуют (отпечатывают) на стороне фольги созданную трассировку.

    Далее вытравливают плату при помощи соответствующего раствора (электронщикам метод травления плат должен быть знаком).

    Полученный таким способом печатный экземпляр разводки зачищают, облуживают оловом и производят монтаж всех радиодеталей схемы с последующей пайкой. Так выполняется изготовление электронной платы мощного стабилизатора напряжения.

    В принципе, можно воспользоваться сторонними услугами по травлению печатных плат. Этот сервис вполне приемлем по цене, а качество изготовления «печатки» существенно выше, чем в домашнем варианте.

    Шаг #3 – сборка стабилизатора напряжения

    Укомплектованная радиодеталями плата подготавливается для внешней обвязки. В частности, от платы выводятся линии внешней связи (проводники) с другими элементами – трансформатором, выключателем, интерфейсами и т.д.

    На опорную плиту корпуса устанавливают трансформатор, соединяют с трансформатором цепи электронной платы, закрепляют плату на изоляторах.

    Останется только подключить к схеме внешние элементы, смонтированные на корпусе, установить ключевой транзистор на радиатор, после чего корпусом закрывают собранную электронную конструкцию. Стабилизатор напряжения готов. Можно приступать к настройке с дальнейшими испытаниями.

    Принцип работы и тест самоделки

    Регулирующим элементом электронной схемы стабилизации выступает мощный полевой транзистор типа IRF840. Напряжение для обработки (220-250В) проходит первичную обмотку силового трансформатора, выпрямляется диодным мостом VD1 и поступает на сток транзистора IRF840. Исток этого же компонента соединен с минусовым потенциалом диодного моста.

    Часть схемы, в которую включена одна из двух вторичных обмоток трансформатора, образуется диодным выпрямителем (VD2), потенциометром (R5) и другими элементами электронного регулятора. Этой частью схемы формируется управляющий сигнал, который поступает на затвор полевого транзистора IRF840.

    На случай повышения напряжения питающей сети управляющим сигналом понижается напряжение затвора полевого транзистора, что приводит к закрытию ключа. Соответственно, на контактах подключения нагрузки (XT3, XT4) возможное повышение напряжения ограничивается. Обратным вариантом работает схема на случай понижения сетевого напряжения.

    Настройка прибора особой сложностью не отличается. Здесь потребуется обычная лампа накаливания (200-250 Вт), которую следует включить на клеммы выхода прибора (X3, X4). Далее вращением потенциометра (R5) напряжение на отмеченных клеммах доводят до уровня 220-225 вольт.

    Выключают стабилизатор, отключают лампу накаливания и включают прибор уже с полноценной нагрузкой (не выше 2 кВт).

    После 15-20 минут работы вновь отключают аппарат и производят контроль температуры радиатора ключевого транзистора (IRF840). Если нагрев радиатора существенный (более 75º), следует подобрать более мощный теплоотводящий радиатор.

    Если процесс изготовления стабилизатора показался вам слишком сложным и нерациональным с практической точки зрения, без особых проблем можно найти и приобрести устройство заводского исполнения. Правила и критерии выбора стабилизатора на 220 В приведены в рекомендуемой нами статье.

    Выводы и полезное видео по теме

    В видеоролике ниже рассматривается одна из возможных конструкций стабилизатора домашнего изготовления.

    В принципе, можно взять на заметку этот вариант самодельного аппарата стабилизации:

    Сборка блока, стабилизирующего сетевое напряжение, своими руками возможна. Это подтверждается многочисленными примерами, когда радиолюбители с небольшим опытом вполне успешно разрабатывают (или применяют существующую), готовят и собирают схему электроники.

    Трудностей с приобретением деталей для изготовления стабилизатора-самоделки обычно не отмечается. Расходы на производство невысоки и естественным образом окупаются, когда стабилизатор вводят в эксплуатацию.

    Оставляйте, пожалуйста, комментарии, задавайте вопросы, публикуйте фото по теме статьи в находящемся ниже блоке. Расскажите о том, как собрали стабилизатор напряжения собственными руками. Поделитесь полезной информацией, которая может пригодиться посещающим сайт начинающим электротехникам.

    голоса
    Рейтинг статьи
  • Ссылка на основную публикацию
    Adblock
    detector