Κύκλωμα σταθεροποιητή τάσης 220. Σχηματικά διαγράμματα σταθεροποιητών τάσης

"Συγχαρητήρια στη γάτα ως άνθρωπο 2010"

Παρά το γεγονός ότι στον 21ο αιώνα υπάρχουν ακόμα μέρη όπου η τάση ποικίλλει ευρέως ανάλογα με την ώρα της ημέρας και το συνδεδεμένο φορτίο. Αυτός ο σταθεροποιητής προορίζεται για τέτοια μέρη.
Η αρχή λειτουργίας ενός σταθεροποιητή ρελέ βασίζεται στην προσθήκη πρόσθετης τάσης στην έξοδο χρησιμοποιώντας έναν μετασχηματιστή (αυτομετασχηματιστή). Πότε επίσης υψηλή τάσηΑντίθετα, είναι απαραίτητο να αφαιρέσετε την περίσσεια. Ο σταθεροποιητής μπορεί να εφαρμοστεί ως αυτομετασχηματιστής με μία έξοδο και πολλές εισόδους. Ανάλογα με την τάση εισόδου, ένα ρελέ αλλάζει την τάση εισόδου μεταξύ των εισόδων του αυτομετασχηματιστή.

Το κύκλωμα βάσει του οποίου αποφασίστηκε να αναπτυχθεί η συσκευή περιείχε συγκριτές για να αποφασίσουν εάν θα ενεργοποιηθεί το ρελέ. Αλλά για να αυξηθούν οι δυνατότητες εξυπηρέτησης, αποφασίστηκε να δημιουργηθεί η συσκευή χρησιμοποιώντας έναν μικροελεγκτή. Οι ελεγκτές Atmel μπορούν να θεωρηθούν οι πιο ευρέως χρησιμοποιούμενοι ελεγκτές στον μετασοβιετικό χώρο. Από αυτά επιλέχθηκε το πιο κοινό atmega8.
Χρησιμοποιώντας το ενσωματωμένο ADC, μετρά την τάση εισόδου και αποφασίζει εάν θα ενεργοποιήσει το απαιτούμενο ρελέ. Η βάση ελήφθη από το έργο ενός βολτόμετρου rms στον σύνδεσμο http://arv.radioliga.com/component/option,com_remository/Itemid,27/func,fileinfo/id,85/. Το καθεστώς έπρεπε να τροποποιηθεί σημαντικά.
Πρώτον, για να διασφαλιστεί η ασφάλεια της συσκευής, η τάση που μετράται πρέπει να παρέχεται στην είσοδο της συσκευής χρησιμοποιώντας μετασχηματιστή. Για ακριβή μέτρηση τάσης μετά από μετασχηματιστή, μια συμβατική γέφυρα διόδου δεν είναι κατάλληλη λόγω της πτώσης 0,6 volt σε κάθε δίοδο. Επομένως, ο ανορθωτής έπρεπε να χρησιμοποιηθεί χωρίς σφάλμα.
Δεύτερον, ήταν απαραίτητο να τροποποιηθεί το κύκλωμα για πρόσθετες εξόδους για τον έλεγχο του ρελέ.
Και τέλος, τρίτον, ήταν απαραίτητο να αναπτυχθεί εκ νέου ένα πρόγραμμα για τη μέτρηση της τάσης (δεν υπήρχαν πηγές στο αρχικό έργο) και να ληφθεί απόφαση για το αν θα ενεργοποιηθεί ένα συγκεκριμένο ρελέ.
Αρχικά, το κύκλωμα σχεδιάστηκε σε έναν προσομοιωτή για να δοκιμαστεί η λειτουργικότητα της ιδέας:

Περιγραφή του συστήματος
Η μετρούμενη τάση τροφοδοτείται μέσω του μετασχηματιστή TR1 στον ενεργό ανορθωτή στον λειτουργικό ενισχυτή LM358 (U2). Ο ενεργός ανορθωτής λειτουργεί ως εξής. Με ένα θετικό κύμα, η τάση εφαρμόζεται σε ένα διαχωριστικό που αποτελείται από μια σειριακή σύνδεση των R1, R2 και R3. Εφαρμόζεται θετική τάση στην είσοδο αναστροφής του op-amp. Ενισχυτής op σε κορεσμό. Η έξοδος ενισχυτή op είναι κοντά στο επίπεδο του εδάφους. Σε αρνητική τάση μισού κύματος, το op-amp λειτουργεί ως ενισχυτής αναστροφής με κέρδος R2/R1. Η αντίσταση R3 λειτουργεί ως πρόσθετο φορτίο op-amp. Για συμμετρική ανόρθωση και αντιστοίχιση τάσης με το εύρος εισόδου ADC, οι τιμές αντίστασης πρέπει να ρυθμιστούν με ακρίβεια και να συμμορφώνονται με τους ακόλουθους τύπους:
R1 = R2*Uout*1024/Uin/2,5
R3 = (R1 + R2)/(R1/R2 - 1)
Μετά τον ενεργό ανορθωτή, μέσω του φίλτρου R5-C2, το οποίο αφαιρεί τις παρεμβολές υψηλής συχνότητας, η διορθωμένη τάση τροφοδοτείται στην είσοδο ADC του ελεγκτή PC0. Η διορθωμένη τιμή τάσης εμφανίζεται στην ένδειξη LED. Υπάρχουν 3 κουμπιά για έλεγχο. Για τον έλεγχο του ρελέ χρησιμοποιούνται 4 έξοδοι μικροελεγκτή. Τρεις από αυτές διακόπτουν την τάση και το τέταρτο απενεργοποιεί το φορτίο σε περίπτωση υπέρτασης ή πολύ χαμηλής τάσης.

Περιγραφή εργασίας
Η τάση εμφανίζεται με ακρίβεια στο πλησιέστερο βολτ σε μια 3ψήφια ένδειξη LED. Οι μετρήσεις ενημερώνονται με συχνότητα περίπου 3 φορές το δευτερόλεπτο. Αυτή η επιβράδυνση έγινε επίτηδες, αφού η ενημέρωση των ενδείξεων κάθε περίοδο οδηγούσε μερικές φορές σε τρεμόπαιγμα τελευταία κατηγορία. Στην κανονική λειτουργία, η ένδειξη εμφανίζει τη μέση τετραγωνική τιμή τάσης που υπολογίζεται κατά μέσο όρο σε 16 περιόδους.
Μετά από κάθε περίοδο, υπολογίζεται η τάση. Αυτή η τάση συγκρίνεται με τα καθορισμένα κατώφλια μεταγωγής ρελέ. Για να εξασφαλιστεί λιγότερο συχνή εναλλαγή ρελέ, χρησιμοποιούνται υστέρηση και φιλτράρισμα λογισμικού. Το φιλτράρισμα συνίσταται στην καθυστέρηση της εναλλαγής για αρκετές περιόδους. Εάν κατά τη διάρκεια αυτού του χρόνου η τάση επανέλθει στο κανονικό, δεν πραγματοποιείται μεταγωγή. Ο χρόνος φιλτραρίσματος προσαρμόζεται γρήγορα από το λογισμικό.
Εάν η τάση εισόδου υπερβεί το καθορισμένο ανώτερο όριο ή πέσει στο κατώτερο όριο, το κύριο ρελέ απενεργοποιείται και το φορτίο απενεργοποιείται. Τα ανώτερα και κατώτερα όρια τερματισμού λειτουργίας μπορούν να αλλάξουν γρήγορα.
Αφού η τάση εισέλθει στο εύρος ρύθμισης του σταθεροποιητή, οι είσοδοι του αυτομετασχηματιστή αλλάζουν όπως απαιτείται και το φορτίο συνδέεται. Αυτή η σύνδεση δεν συμβαίνει αμέσως, αλλά με κάποια καθυστέρηση. Η τιμή καθυστέρησης ρυθμίζεται γρήγορα.
Όλες οι γρήγορα ρυθμιζόμενες παράμετροι (άνω και κάτω κατώφλια, χρόνος φίλτρου, καθυστέρηση ενεργοποίησης) αποθηκεύονται σε μη πτητική μνήμη.
Κάθε φορά που αλλάζει το ρελέ, η στιγμιαία μέση τετραγωνική τιμή της ρίζας (την τελευταία περίοδο πριν από την αλλαγή) εμφανίζεται στην ένδειξη για 2 δευτερόλεπτα. Ένα σημάδι εμφάνισης μιας στιγμιαίας τιμής είναι μια τελική πρόσθετη κουκκίδα. Στο τέλος της στιγμιαίας ένδειξης τάσης, η συσκευή επιστρέφει στην προηγούμενη λειτουργία προβολής.

Έλεγχος συσκευής.
Η συσκευή διαθέτει 2 κύριες λειτουργίες οθόνης: λειτουργία τάσης rms και λειτουργία εμφάνισης συχνότητας δικτύου και 3 κουμπιά: UP, DOWN και ENTER. Η λειτουργία τάσης εμφανίζει την τάση RMS χωρίς δεκαδικά ψηφία. Όταν εμφανίζεται η συχνότητα, ανάβει η υποδιαστολή στο μεσαίο ψηφίο. Η μετάβαση στη λειτουργία μετρητή συχνότητας πραγματοποιείται πατώντας το κουμπί ENTER, πίσω - πατώντας οποιοδήποτε κουμπί. Πατώντας τα πλήκτρα UP, DOWN στη λειτουργία μέτρησης τάσης ενεργοποιείται το μενού ρυθμίσεων. Το μενού έχει 5 ρυθμίσεις, καθεμία από τις οποίες εμφανίζεται με 2 στυλιζαρισμένα γράμματα:
rE - επιστροφή - επιστροφή από τη λειτουργία ρυθμίσεων στη λειτουργία εμφάνισης τάσης
Hi - hight - ανώτερο όριο τερματισμού λειτουργίας
Χαμηλό - χαμηλό - χαμηλότερο όριο διακοπής λειτουργίας
dE - καθυστέρηση - καθυστέρηση εναλλαγής φορτίου (περίοδοι)
Fi - φίλτρο - χρόνος φίλτρου (περίοδοι)
Η μετακίνηση στο μενού πραγματοποιείται κυκλικά χρησιμοποιώντας τα πλήκτρα ΠΑΝΩ, ΚΑΤΩ. Η ρύθμιση ενεργοποιείται πατώντας το πλήκτρο ENTER. Εμφανίζεται η τρέχουσα τιμή της παραμέτρου. Η τιμή μπορεί να αυξηθεί ή να μειωθεί χρησιμοποιώντας τα πλήκτρα UP και DOWN αντίστοιχα. Όταν κρατάτε πατημένο το πλήκτρο μετά από λίγο, η παράμετρος αλλάζει αυτόματα με συχνότητα περίπου 5 φορές ανά δευτερόλεπτο. Η τιμή καθυστέρησης ενεργοποίησης σε αυτήν την περίπτωση αλλάζει σε 10, το υπόλοιπο - σε 1. Το πλήκτρο ENTER αποθηκεύει την τιμή και μετά επιστρέφει στο μενού ρυθμίσεων. Επιπλέον, ένα σύντομο πάτημα κάνει μόνο μια γρήγορη αλλαγή στην παράμετρο. Ένα παρατεταμένο πάτημα αποθηκεύει την παράμετρο σε μη πτητική μνήμη. Μετά την αποθήκευση σε μη πτητική μνήμη, η οθόνη εμφανίζει SA (αποθηκευμένο) για κάποιο χρονικό διάστημα (4 δευτερόλεπτα). Βγείτε από το μενού ρυθμίσεων επιλέγοντας rE (επιστροφή).
Προσοχή! Όταν λειτουργεί σε οποιαδήποτε λειτουργία, μπορεί να εμφανιστεί η τρέχουσα τάση που προκάλεσε τον διακόπτη. Για έως και 2 δευτερόλεπτα μετά από αυτό, γίνεται επεξεργασία των πλήκτρων, αλλά οι αλλαγές ενδέχεται να μην αντικατοπτρίζονται στην ένδειξη. Η επιστροφή στην εμφάνιση της τρέχουσας παραμέτρου γίνεται αυτόματα μετά από 2 δευτερόλεπτα.

Σχέδιο
Μετά από επιτυχή δοκιμή των βασικών αρχών στον προσομοιωτή, η συσκευή συναρμολογήθηκε σύμφωνα με το ακόλουθο σχήμα.

Έχουν γίνει κάποιες αλλαγές σε σύγκριση με τον προσομοιωτή. Ο ρόλος των μετατροπέων εκτελείται από τρανζίστορ, έχει προστεθεί ένας σύνδεσμος προγραμματισμού και ένας σταθεροποιητής ισχύος.
Σε αυτό το κύκλωμα, το σήμα μέτρησης από τον μετασχηματιστή παρέχεται στην είσοδο Uin. Η πραγματική τιμή αυτού του σήματος είναι 1,8 V σε τάση εισόδου 220 V. Οι αντιστάσεις R3 και R6 χρησιμοποιούνται για τη ρύθμιση της εμφανιζόμενης τιμής στην πραγματική τάση εισόδου. Ο σύνδεσμος J2 παρέχει σήματα στη μονάδα ελέγχου ρελέ.

Κατασκευή και λεπτομέρειες
Το κύριο κύκλωμα συναρμολογείται επάνω πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος, τα υπόλοιπα γίνονται με κρεμαστή εγκατάσταση.
Οποιοδήποτε npn χαμηλής ισχύος μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως τρανζίστορ ελέγχου δείκτη. Ως op-amp, οποιοσδήποτε του οποίου το εύρος εισόδου και εξόδου φτάνει στο επίπεδο του εδάφους. Τα τρανζίστορ ελέγχου ρελέ είναι απαραίτητα Darlington. Ο σχεδιασμός του συγγραφέα χρησιμοποιεί KT829 με αντιστάσεις 5,6k στη βάση. Το ρελέ είναι 24 volt με ρεύμα περίπου 70 mA. Ο αυτομετασχηματιστής είναι κατασκευασμένος από LATR με πρόσθετα καλώδια συγκολλημένα σε αυτόν και εξαιρείται η κινούμενη επαφή. Οι βρύσες επιλέγονται με τέτοιο τρόπο ώστε να υπάρχει τάση μεταξύ τους περίπου 22V. Ο ελεγκτής δεν μπορεί να αντικατασταθεί χωρίς να επισκευαστεί το λογισμικό. Οι ασφάλειες έχουν διαμορφωθεί για να λειτουργούν τον ελεγκτή από έναν εσωτερικό ταλαντωτή RC 8 MHz. Ολόκληρη η δομή τοποθετείται σε θήκη υπολογιστή. Η πλακέτα με τον ελεγκτή εισάγεται στη θέση της μονάδας CD και στερεώνεται σε ένα πλαστικό βύσμα.

Ρυθμίσεις
Πρώτα απ 'όλα, πρέπει να ρυθμιστεί ο ενεργός ανορθωτής. Για να το ρυθμίσετε, πρέπει να μετρήσετε την είσοδο και τάση εξόδουμετασχηματιστής οργάνων (αναλογία μετασχηματισμού). Στη συνέχεια, χρησιμοποιώντας τη γνωστή τιμή του R4, σύμφωνα με τους τύπους, υπολογίστε τις τιμές των υπόλοιπων δύο αντιστάσεων. Ρυθμίστε αυτές τις αντιστάσεις χρησιμοποιώντας δομικές αντιστάσεις.
Μετά από αυτό, εφαρμόστε την τάση δικτύου στην είσοδο του μετασχηματιστή και ρυθμίστε την επάνω αντίσταση R3 έτσι ώστε η εμφανιζόμενη τάση να αντιστοιχεί στην πραγματική τάση στο δίκτυο. Στη συνέχεια, αποσυνδέστε τη συσκευή από τον μετασχηματιστή και εφαρμόστε αρνητική τάση στην είσοδο. Θυμηθείτε τις ενδείξεις της συσκευής. Στη συνέχεια, εφαρμόστε μια θετική τάση στην είσοδο και ρυθμίστε τις ενδείξεις χρησιμοποιώντας την κάτω αντίσταση R6 έτσι ώστε να συμπίπτουν με τις αποθηκευμένες. Με αυτόν τον τρόπο ρυθμίζεται η συμμετρία της ανόρθωσης και των δύο ημικυμάτων. Η διαδικασία ρύθμισης πρέπει να επαναληφθεί πολλές φορές έως ότου οι μετρήσεις αντιστοιχούν στην τάση εισόδου.

Επιλογές
Διάστημα τάσης εισόδου σε τάση εξόδου 220V+-20% - 160V - 260V.
Η ανάλυση του βολτόμετρου rms είναι 1V
Εύρος μετρούμενων τάσεων - 0 - 700V
Εύρος συχνοτήτων βολτόμετρου - 0 - 200 Hz
Ανάλυση μετρητή συχνότητας - 0,1 Hz
Εύρος μέτρησης συχνότητας - 38 - 70 Hz
Διάστημα καθυστέρησης ενεργοποίησης - 0 - 32000 περίοδοι (0 - 10 λεπτά)
Χρόνος φιλτραρίσματος - 0 - 999 περίοδοι
Ανώτερο όριο διακοπής λειτουργίας - 220 - 500V
Κατώτερο όριο απενεργοποίησης - 100 - 179 V

Αλγόριθμοι
Ακολουθεί μια περιγραφή της μαθηματικής επεξεργασίας σήματος για να ληφθεί η μέση τετραγωνική τιμή ρίζας. Για απλή επανάληψη του σχεδίου, μπορεί να παραλειφθεί κατά την ανάγνωση. Κατά την ανάπτυξη συσκευών, συνήθως δίνεται λίγη προσοχή στην περιγραφή του αλγορίθμου. Αλλά σε συσκευές που βασίζονται σε ελεγκτές, είναι αυτό που αντιπροσωπεύει την κύρια τιμή.
Ένας μικροελεγκτής με συχνότητα περίπου 9500 Hz (192 δείγματα ανά περίοδο) λαμβάνει δείγματα του σήματος εισόδου. Στον χειριστή διακοπής ADC, κάθε δείγμα τετραγωνίζεται και προστίθεται στην τιμή του τετραγωνικού συσσωρευτή τάσης. Στο τέλος κάθε περιόδου, η τιμή του τετραγωνικού συσσωρευτή μεταφέρεται για επεξεργασία στον κύριο βρόχο του προγράμματος.
Για να βρεθεί το ελάχιστο, χρησιμοποιούνται τα τελευταία 8 δείγματα σήματος. Υπολογίζεται το σταθμισμένο άθροισμά τους. Στην ελάχιστη τιμή του αθροίσματος, ή μάλλον, μόλις αυτή η τιμή αρχίσει να αυξάνεται σε σχέση με την προηγούμενη τιμή, θεωρούμε ότι το σήμα έχει περάσει το ελάχιστο. Δεδομένου ότι μπορεί να υπάρχει κάποια ασυμμετρία κατά τη ρύθμιση του ανορθωτή, η μέτρηση γίνεται ανά περίοδο, αν και θα ήταν πολύ πιθανό να μετρηθεί κάθε μισό κύκλο.
Στον κύριο κύκλο του προγράμματος, ανακαλύπτεται ότι έχει υπολογιστεί το άθροισμα των τετραγώνων των τάσεων κατά την περίοδο και υπολογίζεται η τάση. Για να γίνει αυτό, τα αθροίσματα των τετραγώνων και ο αριθμός των δειγμάτων υπολογίζονται κατά μέσο όρο σε 16 σημεία χρησιμοποιώντας τη μέθοδο κινητού μέσου όρου. Μετά από αυτό, η μέση τιμή του αθροίσματος των τετραγώνων διαιρείται με τη μέση τιμή του αριθμού των δειγμάτων και η ρίζα εξάγεται από το πηλίκο. Η τιμή που προκύπτει κλιμακώνεται και εμφανίζεται στην ένδειξη.
Χρησιμοποιείται για προβολή Ένδειξη LED 3 ψηφία και δυναμική οθόνη. Η ένδειξη ενημερώνεται στον ίδιο χειριστή διακοπών από το ADC.

Επί του παρόντος, οι ακόλουθοι τύποι σταθεροποιητών τάσης είναι πιο διαδεδομένοι: σταθεροποιητές ρελέ, ηλεκτρονικοί σταθεροποιητές, ηλεκτρομηχανικοί σταθεροποιητές.

Η επιλογή του τύπου σταθεροποιητή τάσης καθορίζεται από τις ιδιαιτερότητες του προβλήματος που πρέπει να επιλυθεί. Διάφορα σχήματαΗ κατασκευή ενός σταθεροποιητή τάσης καθορίζει τις βασικές παραμέτρους των συσκευών. Μεταξύ των σημαντικών παραμέτρων των σταθεροποιητών, πρέπει να επισημανθούν τα ακόλουθα: ακρίβεια σταθεροποίησης, ταχύτητα σταθεροποίησης, λειτουργική αξιοπιστία, προστασία από ηλεκτρικές παρεμβολές, διάρκεια ζωής και κόστος του σταθεροποιητή.

Ας εξετάσουμε τις αρχές λειτουργίας των κύριων τύπων σταθεροποιητών τάσης και τα διαγράμματα κυκλωμάτων τους.

Διάγραμμα λειτουργίας σταθεροποιητή ρελέ

Το κύκλωμα λειτουργίας του σταθεροποιητή τάσης ρελέ βασίζεται στη σταδιακή ρύθμιση της τάσης με αυτόματη εναλλαγή τμημάτων της δευτερεύουσας περιέλιξης του μετασχηματιστή. Η εναλλαγή των τμημάτων περιέλιξης πραγματοποιείται χρησιμοποιώντας ρελέ ισχύος, η λειτουργία των οποίων ελέγχεται από μια ηλεκτρονική πλακέτα. Ένας ειδικός επεξεργαστής παρακολουθεί την τάση εισόδου και εξόδου, υπολογίζει τον απαιτούμενο αριθμό μετασχηματισμού και αλλάζει τον απαιτούμενο αριθμό ρελέ ισχύος. Αυτό το κύκλωμα σταθεροποιητή σας επιτρέπει να σταθεροποιήσετε γρήγορα και αποτελεσματικά την τάση στο επιθυμητό εύρος.

Θεμελιώδης ηλεκτρικό διάγραμμασταθεροποιητής τάσης ρελέ.

Σχέδιο λειτουργίας του ηλεκτρονικού σταθεροποιητή

Το κύκλωμα λειτουργίας του ηλεκτρονικού σταθεροποιητή τάσης βασίζεται στη σταδιακή ρύθμιση της τάσης με αυτόματη εναλλαγή τμημάτων της δευτερεύουσας περιέλιξης του μετασχηματιστή. Η εναλλαγή τμημάτων περιέλιξης πραγματοποιείται χρησιμοποιώντας θυρίστορ ισχύος, η λειτουργία των οποίων ελέγχεται από μια ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου. Η τάση στην έξοδο του σταθεροποιητή στην περίπτωση χρήσης κυκλώματος τύπου ενισχυτή καθορίζεται από το άθροισμα της κύριας και της πρόσθετης τάσης. Αυτό το κύκλωμα σταθεροποιητή σάς επιτρέπει να σταθεροποιήσετε γρήγορα και αποτελεσματικά την τάση στο επιθυμητό εύρος, εξασφαλίζοντας υψηλή αξιοπιστία και αθόρυβη λειτουργία.

Σχηματικό διάγραμμα σταθεροποιητή τάσης ρελέ

Σχέδιο λειτουργίας του ηλεκτρομηχανικού σταθεροποιητή

Το κύκλωμα λειτουργίας ενός ηλεκτρομηχανικού σταθεροποιητή τάσης βασίζεται στην ομαλή ρύθμιση τάσης με αυτόματη εναλλαγή ενός επιπλέον αριθμού στροφών της δευτερεύουσας περιέλιξης του μετασχηματιστή. Η εναλλαγή των πρόσθετων στροφών του μετασχηματιστή πραγματοποιείται χρησιμοποιώντας μια κινούμενη επαφή που κινείται από έναν σερβοκινητήρα. Η θέση της κινούμενης επαφής ελέγχεται από ηλεκτρονική ή αναλογική μονάδα ελέγχου. Μόλις η τάση εισόδου γίνει μεγαλύτερη ή μικρότερη από την καθορισμένη, η μονάδα ελέγχου δίνει εντολή να μετακινηθεί η κινούμενη επαφή μέχρι να δημιουργηθεί η σωστή τάση εξόδου. Αυτό το σχήμα λειτουργίας του σταθεροποιητή επιτρέπει την ομαλή και ακριβή αλλαγή της τάσης. Ωστόσο, ο χρόνος σταθεροποίησης τάσης σε ένα τέτοιο κύκλωμα σταθεροποιητή είναι αρκετά μεγάλος. Το μεγάλο μειονέκτημα των σταθεροποιητών που κατασκευάζονται σύμφωνα με αυτό το σχήμα είναι η φυσική φθορά της κινούμενης επαφής

"θα σας πει πώς να επιλέξετε έναν σταθεροποιητή τάσης ρελέ. Σήμερα, πολλοί άνθρωποι χρησιμοποιούν οικιακές συσκευές στο σπίτι τους. Θα χρειαστεί να προστατεύσετε κάθε συσκευή από αλλαγές ηλεκτρικό ρεύμα. Θα χρειαστεί επίσης να εξασφαλίσετε σταθερή τάση. Ένας σταθεροποιητής τάσης ρελέ θα σας βοηθήσει να διασφαλίσετε αξιόπιστη προστασία.

Χάρη σε αυτή τη συσκευή, μπορείτε να εξασφαλίσετε αξιόπιστη προστασία των συσκευών σας. Το τυπικό επίπεδο τάσης πρέπει να είναι 220 Volt. Σταθεροποιητές ρελέ μπορούν να βρεθούν σχεδόν παντού. Θεωρείται αρκετά δημοφιλές και διαδεδομένο. Η δημοτικότητά του οφείλεται στον απλό σχεδιασμό του.

Σταθεροποιητής τάσης ρελέ και ο σχεδιασμός του

Πριν χρησιμοποιήσετε αυτήν τη συσκευή, θα πρέπει να μάθετε πώς λειτουργεί. Ένας σταθεροποιητής τάσης ρελέ έχει έναν αυτόματο μετασχηματιστή και ένα ηλεκτρονικό κύκλωμα που θα ελέγχει τη λειτουργία του. Διαθέτει επίσης ρελέ, το οποίο προστατεύεται από ένα αξιόπιστο περίβλημα. Αυτή η συσκευή θεωρείται ενισχυτής τάσης. Αυτό σημαίνει ότι η συσκευή θα προσθέτει ρεύμα μόνο σε χαμηλή τάση.

Η προσθήκη βολτ θα συμβεί λόγω της σύνδεσης της περιέλιξης. Συνήθως αυτός ο τύπος μετασχηματιστή μπορεί να έχει 4 περιελίξεις. Αν ηλεκτρικό δίκτυοθα παρέχει πάρα πολύ ρεύμα, τότε ο αυτόματος μετασχηματιστής θα μπορεί να αφαιρέσει απαιτούμενη ποσότηταβόλτ. Το κύκλωμα σταθεροποιητή ρελέ περιλαμβάνει:

1. Μετασχηματιστής ενισχυτής τάσης.
2. Αναμετάδοση.
3. Τσιπ ελέγχου.

Αυτά είναι τα κύρια κυκλώματα του σταθεροποιητή ρελέ. Επιπλέον, ο σχεδιασμός μπορεί επίσης να περιλαμβάνει πρόσθετα στοιχεία. Μπορείτε επίσης να βρείτε συσκευές που διαθέτουν οθόνη. Εδώ μπορείτε να διαβάσετε για.

Αρχή λειτουργίας ενός σταθεροποιητή ρελέ

Πολλοί άνθρωποι έχουν μια ερώτηση: πώς λειτουργεί ένας σταθεροποιητής ρελέ; Πραγματοποιείται μέτρηση ρεύματος ηλεκτρονικό κύκλωμα. Μετά τη λήψη των δεδομένων, συγκρίνεται το ρεύμα που πρέπει να βρίσκεται στην έξοδο. Στο τέλος θα υπολογιστεί η διαφορά σε βολτ.

Μετά τη λήψη των δεδομένων, η συσκευή επιλέγει ανεξάρτητα την απαιτούμενη περιέλιξη. Μετά τη σύνδεση του ρελέ, η τάση θα φτάσει στο απαιτούμενο επίπεδο.

Χαρακτηριστικά της εργασίας

Η λειτουργία αυτής της συσκευής θεωρείται αρκετά απλή. Αυτή η συσκευή είναι σε θέση να ρυθμίζει το ρεύμα σε βήματα. Ως αποτέλεσμα, όταν συνδέεται η περιέλιξη, το ρεύμα θα αυξηθεί ή θα μειωθεί κατά ένα ορισμένο ποσό. Μερικές φορές το επίπεδό τους μπορεί να μην αντιστοιχεί στον κανόνα. Μια τέτοια διαδοχική πυροδότηση μπορεί να προκαλέσει πρόσθετες υπερτάσεις.

Εάν μελετήσετε λεπτομερώς τη λειτουργία του, τότε θα καταλάβετε ότι το ρελέ αλλάζει γρήγορα τις περιελίξεις. Ως αποτέλεσμα, οι υπερτάσεις θεωρούνται μικρές. Η ορατότητά τους μπορεί να οφείλεται σε υπερτάσεις του ρεύματος εισόδου. Εάν χρησιμοποιείτε εξοπλισμό υψηλής ακρίβειας, τότε ο εξοπλισμός μπορεί να αποτύχει. Η παροχή σταθερού ρεύματος θα είναι σχεδόν αδύνατη.

Αν κοιτάξετε την τάση και η οθόνη δείχνει 220 Volt, τότε μπορεί να έχετε συναντήσει έναν κακό κατασκευαστή. Οι κατασκευαστές μπορούν να προγραμματίσουν ειδικά τη συσκευή έτσι ώστε να δείχνει συνεχώς 220 βολτ.

Συνήθως, η συσκευή χρειάζεται να αφιερώσει έως και 0,15 δευτερόλεπτα για να σταθεροποιήσει την τάση. Οι ρυθμιστές ρελέ μπορούν επίσης να σταματήσουν το ρεύμα εξόδου. Αυτό μπορεί να συμβεί όταν η είσοδος εμφανίζεται ελάχιστα επιτρεπόμενο ρεύμα. Εάν η τάση σταθεροποιηθεί, τότε ο σταθεροποιητής θα συνεχίσει να λειτουργεί. Η τρέχουσα ανάκτηση πραγματοποιείται εντός 0,6 δευτερολέπτων. Εδώ μπορείτε να διαβάσετε για.

Πλεονεκτήματα ενός σταθεροποιητή ρελέ

Τώρα γνωρίζετε ήδη την αρχή λειτουργίας αυτής της συσκευής. Τώρα θα πρέπει να μάθετε για τα οφέλη αυτής της συσκευής. Τα κύρια πλεονεκτήματα σήμερα περιλαμβάνουν:

1. Μικρά μεγέθη. Αυτή η διαδικασία οφείλεται μόνο στο γεγονός ότι ο μετασχηματιστής ενίσχυσης μπορεί να αντισταθμίσει μόνο τη διαφορά μεταξύ βολτ.
2. Ευρύ φάσμα τάσης.
3. Αρκετά ευρύ φάσμα θερμοκρασία λειτουργίας. Ορισμένα μοντέλα μπορούν να λειτουργήσουν σε θερμοκρασίες από -40 έως +40 βαθμούς.
4. Χαμηλό επίπεδο θορύβου.
5. Χαμηλό επίπεδο ευαισθησίας.
6. Η επιτρεπόμενη μακροχρόνια υπερφόρτωση είναι έως και 110 τοις εκατό.

Επίσης, πολλοί κατασκευαστές αναφέρουν ότι αυτά τα προϊόντα μπορούν να λειτουργήσουν για μεγάλο χρονικό διάστημα.

Μειονεκτήματα ενός σταθεροποιητή ρελέ

Όπως κάθε άλλο προϊόν, οι σταθεροποιητές ρελέ έχουν επίσης ορισμένα μειονεκτήματα. Τα μειονεκτήματα οφείλονται στην αρχή λειτουργίας και στο σχεδιασμό αυτής της συσκευής. Το αδύνατο σημείο του θεωρείται το ρελέ. Ένα ρελέ κακής ποιότητας μπορεί να προκαλέσει πρόωρη αστοχία του ρελέ. Επιπλέον, μπορεί να ακούσετε εξωτερικό θόρυβο κατά την εναλλαγή του ρελέ.

Ένα άλλο σημαντικό μειονέκτημα είναι η αρχή της σταδιακής εξισορρόπησης ρεύματος. Κατά τη μεταγωγή της περιέλιξης, θα προκύψουν σημαντικές υπερτάσεις. ΟΤΑΝ αλλάζετε το ρελέ μπορείτε να δείτε πώς.

Σημαντικό να γνωρίζετε! Εάν θέλετε να αγοράσετε φθηνά προϊόντα, τότε πρέπει να επιλέξετε έναν σταθεροποιητή του οποίου η ισχύς θα υπερβαίνει κατά 30 τοις εκατό την ισχύ όλων των συσκευών του σπιτιού.

Κανόνες λειτουργίας της συσκευής

Εάν σκοπεύετε να επιλέξετε έναν σταθεροποιητή ρελέ, τότε θα χρειαστεί να κάνετε τακτική συντήρηση σε αυτόν. Η συσκευή πρέπει να ελέγχεται κάθε χρόνο. Κατά την επιθεώρηση πρέπει να προσέξετε:

• Επίπεδο αξιοπιστίας όλων των συνδέσεων καλωδίων.
• Επίπεδο κυκλοφορίας αέρα στη λειτουργία του συστήματος.
• Παρουσιάζονται όλες οι ζημιές.
• Σωστή λειτουργία των οργάνων μέτρησης.

Εάν δείτε χαλαρές συνδέσεις ή μόλυνση, τότε θα χρειαστεί να αποσυνδέσετε τον σταθεροποιητή και να διορθώσετε τα προβλήματα. Ο χώρος στον οποίο είναι εγκατεστημένος ο σταθεροποιητής πρέπει να είναι στεγνός. Η υγρασία του αέρα δεν πρέπει να υπερβαίνει το 80 τοις εκατό. Όλα τα ανοίγματα εξαερισμού πρέπει να είναι ανοιχτά κατά τη λειτουργία. Επίσης, πρέπει οπωσδήποτε να ολοκληρώσετε αυτήν τη συσκευή.

ΖΟ σκοπός ενός σταθεροποιητή τάσης είναι να σταθεροποιεί την τάση εισόδου και να καθαρίζει την τάση από διάφορες διακυμάνσεις υψηλής συχνότητας. Ο τύπος του σταθεροποιητή είναι ο τύπος του μηχανισμού λόγω του οποίου τα κάνει όλα αυτά. Στο άρθρο θα εξετάσουμε διάφορα είδησταθεροποιητές τάσης, διαφορές, κυκλώματα, πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα.

1. Τύποι σταθεροποιητών τάσης

Σταθεροποιητές τάσης ρελέ

Οι σταθεροποιητές ρελέ χρησιμοποιούνται ευρέως λόγω της βέλτιστης αναλογίας απαιτούμενες παραμέτρουςκαι τιμές. Έχουν χρόνο απόκρισης από 0,2 έως 0,5 s, ανάλογα με τα ρελέ που χρησιμοποιούνται και το μέγεθος του άλματος της τάσης εισόδου.

Το μειονέκτημα είναι ότι κατά την εναλλαγή του ρελέ, εμφανίζεται ένα κύμα τάσης (5-15 Volt ανάλογα με τον αριθμό των σταδίων μεταγωγής). Αυτό δεν είναι απαραίτητο και ασφαλές για την τεχνολογία, αλλά το φως θα αναβοσβήνει.

Επομένως, κατά την εναλλαγή του σταθεροποιητή, μπορεί να παρατηρηθεί ένα ελαφρύ αναβοσβήσιμο των λαμπτήρων πυρακτώσεως. Το κύκλωμα σταθεροποιητή ρελέ παρουσιάζεται παρακάτω.

Σταθεροποιητής τάσης ρελέ. Λειτουργικό διάγραμμα

Όπως όλοι οι σύγχρονοι σταθεροποιητές τάσης, η βάση του είναι μετασχηματιστής ισχύοςκαι ηλεκτρονική μονάδα. Η ηλεκτρονική μονάδα του σταθεροποιητή τάσης ρελέ είναι ένας μικροελεγκτής στον οποίο αναλύεται η τάση εισόδου και εξόδου και παράγονται σήματα για τον έλεγχο των διακοπτών ή των ρελέ ισχύος του σταθεροποιητή.

Κατά τη δημιουργία της τάσης ελέγχου, ο μικροελεγκτής λαμβάνει υπόψη τον χρόνο απόκρισης των πλήκτρων και των ρελέ ισχύος. Αυτό επιτρέπει την εναλλαγή να γίνεται ουσιαστικά χωρίς διακοπή. Ως αποτέλεσμα, το σχήμα τάσης στην έξοδο του σταθεροποιητή ρελέ επαναλαμβάνει το σχήμα στην είσοδο.

Δηλαδή, η μεταγωγή συμβαίνει όταν το ημιτονοειδές διέρχεται από το μηδέν.

Ηλεκτρομηχανικοί σταθεροποιητές τάσης

Ένα άλλο όνομα είναι σταθεροποιητές με σερβομηχανισμό ή αυτομετασχηματιστή.

Η αρχή της λειτουργίας τους είναι η εξής: ο πίνακας ελέγχου αναλύει την τάση εισόδου και, ανάλογα με την κατάσταση, μεταδίδει ένα σήμα στον σερβοκινητήρα που βρίσκεται μέσα στο σπειροειδές πηνίο και αυτός ο κινητήρας κινεί τη βούρτσα συλλογής ρεύματος τον απαιτούμενο αριθμό στροφών.

Ηλεκτρομηχανικός σταθεροποιητής τάσης. Απλοποιημένο διάγραμμα

Αυτή η αρχή λειτουργίας παρέχει υψηλότερη ακρίβεια σταθεροποίησης (2-3%, σε σύγκριση με το ρελέ 5-8%).

Η ακρίβεια εξαρτάται από τον αριθμό των στροφών του μετασχηματιστή. Το βήμα της αλλαγής θα είναι επομένως ίσο με τον αριθμό των βολτ ανά στροφή.

Όμως η ταχύτητα κίνησης της βούρτσας περιορίζεται από τις δυνατότητες του κινητήρα, τις περισσότερες φορές η ταχύτητα προσθήκης είναι 10-15 Volts/sec. Με υπερτάσεις 30-40 βολτ, οι συσκευές ενδέχεται να βρίσκονται υπό επικίνδυνη τάση για αρκετά δευτερόλεπτα.

Και αξίζει επίσης να προσέξετε ότι για ορισμένους κατασκευαστές, ο ίδιος ο κινητήρας τροφοδοτείται από την τάση εισόδου και επομένως όταν εμφανίζεται μια ισχυρή πτώση τάσης, απλά δεν έχει αρκετή ισχύ και ο σταθεροποιητής "παγώνει". Αλλά για το φως, αυτό βέλτιστη επιλογή, αν και το φως θα «κρεμάει» κατά τη διάρκεια των υπερτάσεων, δεν θα είναι τόσο πολύ όσο αυτό ενός ρελέ και πιο απαλά.

Σταθεροποιητές τάσης Thyristor (triac).

Η αρχή της λειτουργίας τους βασίζεται στην αυτόματη μεταγωγή τμημάτων (περιελίξεων) ενός αυτομετασχηματιστή (ή μετασχηματιστή) χρησιμοποιώντας διακόπτες ισχύος - θυρίστορ. Κατά κάποιο τρόπο, αυτός ο τύπος είναι παρόμοιος με τους σταθεροποιητές ρελέ, αλλά σε αντίθεση με αυτούς δεν έχουν ομάδα επαφής, έχουν πολλά περισσότερα στάδια σταθεροποίησης και μεγαλύτερη ακρίβεια - από 2% έως 5%.

Σταθεροποιητής τάσης Triac. Απλοποιημένο διάγραμμα

Το διάγραμμα δείχνει ότι οι βρύσες του μετασχηματιστή αλλάζουν με triac και η τάση εξόδου αλλάζει σχεδόν αμέσως - όχι περισσότερο από 0,1 s.

Η άνεση της χρήσης ενός τέτοιου σταθεροποιητή είναι αμέσως ορατή - η σιωπή στο σπίτι είναι εγγυημένη.

Το μεγαλύτερο μειονέκτημα αυτού του τύπου σταθεροποιητή τάσης είναι η υψηλή τιμή του.

Πρόσθετες λειτουργίες σταθεροποιητών τάσης

Εκτός από την κύρια λειτουργία των σταθεροποιητών τάσης - σταθεροποίηση, υπάρχει επίσης το ακόλουθο ελάχιστο σύνολο λειτουργιών και παραμέτρων:

Ίσως και αυτό να είναι ενδιαφέρον;

1. Ανάλυση τάσης εξόδου. Ο σταθεροποιητής πρέπει να είναι εξοπλισμένος με οθόνη πληροφοριών (ψηφιακή ή δείκτη) που δείχνει την τάση εξόδου. Εάν ο σταθεροποιητής διαθέτει λειτουργία ανάλυσης τάσης εισόδου, αυτό θα είναι πρόσθετες χρήσιμες πληροφορίες.
2. Σε υψηλότερες τιμές (συνήθως από 3000 VA), είναι εγκατεστημένη η λειτουργία "Bypass" - μια λειτουργία σε ηλεκτρονική συσκευή(επεξεργασία σήματος, σταθεροποίηση τάσης κ.λπ.), επιτρέποντάς σας να αλλάξετε το σήμα εισόδου απευθείας στην έξοδο, παρακάμπτοντας όλα τα λειτουργικά μπλοκ. Δηλαδή, η δυνατότητα ενεργοποίησης του δικτύου παρακάμπτοντας τον σταθεροποιητή τάσης. Εάν η τάση έχει επιστρέψει στο κανονικό ή δεν χρειάζεστε σταθεροποιητή τώρα, πιέστε το μοχλό προς τα πάνω και η τάση παρακάμπτει τα μπλοκ σταθεροποίησης.
   

   Απαιτείται επίσης παράκαμψη εάν η τάση έχει πέσει κάτω από το όριο λειτουργίας του σταθεροποιητή και δεν μπορεί πλέον να αντεπεξέλθει και μπορεί να υπερθερμανθεί. Στη συνέχεια, η τάση τροφοδοτείται απευθείας, μέσω του bypass.

3. Τύποι σταθεροποιητών τάσης στερέωσης
   Υπάρχουν δύο τύποι σταθεροποιητών τάσης τοποθέτησης - δάπεδο και έκδοση τοίχου.
   Ο επιδαπέδιος σχεδιασμός σημαίνει ότι ο σταθεροποιητής βρίσκεται στο πάτωμα ή στο ράφι. Αυτή η διάταξη δεν είναι πάντα βολική, επειδή ειδικά μεγάλες ονομαστικές αξίες δεν μπορούν να τοποθετηθούν σε ράφι λόγω του βάρους τους και καταλαμβάνουν αρκετά μεγάλες περιοχές στο πάτωμα.
   Όταν τοποθετούνται, οι σταθεροποιητές γίνονται πιο επίπεδοι για την ευκολία των πελατών. Κατ 'αρχήν, μπορούν να χρησιμοποιηθούν και σε επιδαπέδια έκδοση, μόνο που συχνά το τμήμα πληροφοριών της οθόνης είναι «ανάποδα» προς το χρήστη.
4. Πολλά μοντέλα στην αγορά σταθεροποιητών τάσης χρησιμοποιούν κουμπί καθυστέρησης. Αυτό γίνεται έτσι ώστε εάν η τάση στο δίκτυο εξαφανιστεί ή υπερβεί προσωρινά το εύρος λειτουργίας, ο εξοπλισμός θα έρθει σε θέση ηρεμίας κατά τη διάρκεια αυτού του χρόνου καθυστέρησης πριν από την επόμενη ενεργοποίηση. Σε πολλούς σταθεροποιητές, το κουμπί καθυστέρησης προσφέρεται σε διάφορες περιοχές -6, 90, 120 δευτερόλεπτα. Σε πιο σύγχρονα μοντέλα, η καθυστέρηση έχει ήδη γίνει αυτόματη και όταν είναι ενεργοποιημένη, δείχνει στον καταναλωτή στην οθόνη την ώρα ενεργοποίησης του σταθεροποιητή με τη μορφή αντίστροφης μέτρησης.
   

   Η καθυστέρηση ενεργοποίησης χρειάζεται κυρίως για εξοπλισμό συμπιεστή - ψυγεία κ.λπ.

Βιβλίο "Όλα για τους σταθεροποιητές τάσης"

Το άρθρο γράφτηκε με βάση το βιβλίο "Όλα για τους σταθεροποιητές τάσης". Ο συγγραφέας, Alexander Rumyantsev, έκανε το βιβλίο του διαθέσιμο για δωρεάν λήψη. Το βιβλίο μπορείτε να το κατεβάσετε παρακάτω.

Alexander Rumyantsev – τεχνικός ειδικός της εταιρείας Suntek, εργάζεται στον τομέα της ηλεκτρολογικής μηχανικής για περισσότερα από 10 χρόνια. Μπορείτε να του κάνετε ερωτήσεις στο τέλος του άρθρου.

Κατεβάστε το βιβλίο του συγγραφέα δωρεάν:

/ Θεωρητικές βάσειςμονοφασική και τριφασική παροχή ρεύματος. Τύποι σταθεροποιητών τάσης, σύνδεση και επιλογή., pdf, 1,09 MB, λήψη: 3043 φορές./

Κατεβάστε οδηγίες για σταθεροποιητές τάσης:

/ Διαβατήριο για ηλεκτρομηχανικούς σταθεροποιητές Suntek SNET-550, 1000, 1500, 2000, 3000, 5000, 8500, 11000 τύπος αυτομετασχηματιστή., pdf, 422,48 kB, λήψη: 559 φορές./

/ Εγχειρίδιο λειτουργίας ηλεκτρονικών σταθεροποιητών τάσης (σε ρελέ) SNET-550, 1000, 1500, 2000, 3000, 5000, 8500, 11000, pdf, 224,91 kB, λήψη: 567 φορές./

/ Εγχειρίδιο για σταθεροποιητές τάσης τύπου θυρίστορ SUNTEK TT (έλεγχος με διακόπτες θυρίστορ), pdf, 703,21 kB, λήψη: 470 φορές./

Μπόνους:

Βίντεο σχετικά με τη δοκιμή του σταθεροποιητή Suntek

Στο βίντεο, η οθόνη σταθεροποιητή αναβοσβήνει λόγω του στροβοσκοπικού εφέ (ένα χαρακτηριστικό της λήψης βίντεο)

Λειτουργία του ηλεκτρομηχανικού σταθεροποιητή Suntek

Για την αλλαγή της τάσης εισόδου, χρησιμοποιείται ένας αυτομετασχηματιστής, ο οποίος μπορεί να αλλάξει την τάση εντός των απαιτούμενων ορίων. Σε αυτή την περίπτωση, η τάση στην έξοδο του σταθεροποιητή δεν υπερβαίνει το εύρος λειτουργίας.