So schützen Sie sich vor Spannungsschwankungen

Beschreibung eines einfachen Geräts, das die Last abschaltet, wenn die Netzspannung akzeptable Grenzen überschreitet.

Die Toleranz für die Netzspannung zur Stromversorgung von elektronischen Haushaltsgeräten und nur elektrischen Geräten beträgt plus oder minus 10%. Unter den Bedingungen des heimischen Energieversorgungssystems wird diese Anforderung jedoch häufig nicht erfüllt.

Die Spannung kann erheblich zu hoch oder viel niedriger als normal sein, was zu einem Geräteausfall führen kann. Um dies zu verhindern, beschreibt der Artikel ein einfaches Gerät, das die Last rechtzeitig trennt, bevor es Zeit zum Ausbrennen hat.

Ein Diagramm einer ziemlich einfachen Schutzvorrichtung ist in Abbildung 1 dargestellt.

Handlungsprinzip. Schaltungsbeschreibung

Das Trennen der Last vom Netzwerk erfolgt, wenn die Spannung 242 V überschreitet oder unter 170 V fällt. Ein leistungsstarkes Relais am Ausgang des Geräts ermöglicht das Schalten von Strömen bis zu zehn Ampere, sodass Sie eine Last mit einer Leistung von bis zu zwei Kilowatt anschließen können.

Im Ausgangszustand befinden sich die Relaiskontakte in der im Diagramm angegebenen Position. Der Schaltkontakt K1.3 verbindet die HL1-LED mit dem Netzwerk und signalisiert, dass die Last ausgeschaltet ist und im Netzwerk Spannung anliegt. Die Last wird durch kurzes Drücken der SB1-Taste "Start" mit dem Netzwerk verbunden.

Abbildung 1. Schutz vor Spannungsschwankungen

Die Netzspannung über den Löschkondensator C1 und den Widerstand R10 wird den Gleichrichterdioden VD9, VD10 zugeführt und lädt den Kondensator C3 auf. Die Spannung an diesem Kondensator wird durch eine Zenerdiode VD11 stabilisiert. Von diesem Gleichrichter wird ein Relais K2 mit geringer Leistung geliefert, das den Betrieb eines leistungsstarken Relais K1 steuert, das die Last selbst schaltet.

Über die Diode VD2 wird die Netzspannung der Schalteinheit des Relais K2 zugeführt. Wenn die Spannung im Netzwerk mehr als 170 V beträgt, öffnet sich die Zenerdiode VD7, wodurch der Kondensator C2 auf eine Spannung aufgeladen werden kann, die ausreicht, um den Transistor VT1 zu öffnen, wodurch das Niedrigleistungsrelais K2 eingeschaltet wird. (Eine VD8-Diode ist parallel zur Spule des Relais K2 geschaltet. Sie dient dazu, den Transistor vor der Selbstinduktions-EMK zu schützen, die beim Ausschalten des Relais K2 auftritt.)

Dieses Relais mit seinem Kontakt K2.1 schaltet das leistungsstarke Relais K1 ein und liefert mit seinen Kontakten K1.1 ... K1.4 die Netzspannung an die Last. Die Taste "Start" kann nun losgelassen werden, das Gerät ist in den Betriebsmodus übergegangen. Gleichzeitig leuchtet die HL2-LED auf und signalisiert den normalen Betrieb des Geräts. Die HL1-LED erlischt, das Gerät ist in den Betriebsmodus eingetreten.

Unterspannungsschutz

Wenn die Netzspannung weniger als 170 V beträgt, schließt die Zenerdiode VD7 und der Ladevorgang des Kondensators C2 stoppt. Dies führt dazu, dass der Kondensator C2 über den Widerstand R8 und den Übergangsbasis-Emitter des Transistors VT1 entladen wird. Der Transistor schließt und Zwischenrelais K2 schaltet sich aus und Kontakt K2.1 schaltet das leistungsstarke Relais K1 aus - die Last wird abgeschaltet.

Überspannungsschutz

Die Überspannungsschutzbaugruppe ist am Thyristor VS1 montiert. Es funktioniert wie folgt.

Die Netzspannung bzw. deren positive Halbwelle wird über die VD2-Diode an die in Reihe geschalteten Zenerdioden VD3 ... VD6 und über diese an die in Reihe geschalteten Widerstände R2 und R3 geliefert. Wenn die Netzspannung über 242 V ansteigt, öffnen sich die Zenerdioden und es entsteht ein Spannungsabfall am Widerstand R3, dessen Wert ausreicht, um den Thyristor VS1 zu öffnen.

Ein offener Thyristor durch einen Widerstand R5 "legt" die Spannung über den Kondensator C3. (Da der Gleichrichter, der diesen Kondensator versorgt, gemäß der Schaltung mit einem Löschkondensator zusammengebaut ist, hat er keine Angst vor Kurzschlüssen.Der Widerstand R4 wird nur benötigt, damit der Thyristor VS1 nicht durch die Entladung des Kondensators C3 verbrannt wird.) Diese Spannung reicht nicht aus, um das Relais K2 zu halten, es wird ausgeschaltet und das Relais K1 wird damit ausgeschaltet und die Last wird getrennt. Das Gerät selbst wird mit Ausnahme der Ketten R1, VD1, HL1 ebenfalls stromlos.

Das erneute Aktivieren des Ladevorgangs kann nur durch Drücken der Taste "Start" erfolgen. In diesem Fall sollte man nicht eilen, sondern eine Weile warten, denn manchmal, wenn die Stromversorgung wiederhergestellt ist, treten ziemlich große Abfälle auf, man kann sogar Überspannungen und Spannungen sagen.

Ein paar Worte zu den Details

Fast alle Teile des Gerätes sind auf einer Leiterplatte aus Folienglas mit einer Dicke von 1,5 ... 2 mm montiert. Die Topologie der Platte ist so einfach, dass Sie sie einfach mit einem scharfen Messer schneiden können. Fast alle Details befinden sich auf der Tafel. Die Platine mit den darauf befindlichen Teilen ist in Abbildung 2 dargestellt.

Abbildung 2. Aufbau der Leiterplatte des Überspannungsschutzgeräts

Das gesamte Gerät muss in einem Gehäuse aus Isoliermaterial untergebracht werden. Die Teile, die nicht auf die Platine passten, werden durch Oberflächenmontage in das Gehäuse eingebaut. Wenn ein leistungsstarkes Relais erhebliche Abmessungen aufweist, sollte es auch außerhalb der Platine platziert werden.

Als leistungsstarkes Relais K1 können Relais der Typen MKU-48, RPU-2 oder ähnliches mit einer Spule für eine Wechselspannung von 220 V verwendet werden. Als Relais K2 können Sie Relais RES-6, RES-22 oder einen anderen Typ mit einer Antwortspannung von ca. 50 V und verwenden Spulenstrom nicht mehr als 15 mA. Dieses Relais kann nur einen Kontakt haben.

Bei der Installation des Geräts können Sie die folgenden Arten von Teilen anwenden: Festwiderstände vom Typ MLT, Trimmwiderstände vom Typ SP3-3 oder SP3-19. Kondensator C1 vom Typ K73-17 für Betriebsspannung nicht niedriger als in der Abbildung angegeben, Oxidkondensatoren vom Typ K50-35 oder importiert. Als Dioden VD1, VD2, VD8 ... VD10 sind alle Dioden mit geringer Leistung und einer Sperrspannung von mindestens 400 V sowie der importierte Typ 1N4007 geeignet.

Der Transistor VT1 kann durch KT817G, KT603A, B oder KT630D ersetzt werden.

Die erhöhte Spannung des Netzwerks, in dem die Abschaltung durchgeführt wird, wird durch die Stabilisierungsspannung der Zenerdioden VD3 ... VD6 bestimmt, die anstelle der im Diagramm angegebenen Zenerdioden KS600A, KS620A, KS630A, KS650A, KS680A verwendet werden können.

Mit ihrer Hilfe wird eine grobe Einstellung der Abschaltschwelle vorgenommen und eine glattere durch Auswahl eines Widerstands R3 durchgeführt. Es ist am einfachsten, stattdessen einen variablen Widerstand mit einem Widerstand von etwa 10 Kilogramm einzurichten und ihn am Ende der Einstellung durch eine Konstante zu ersetzen, die dem Widerstand des Eingangsteils des variablen Widerstands entspricht.

Die untere Schwelle (Mindestspannung) wird mit dem Trimmerwiderstand R7 eingestellt.

Das Einrichten eines Geräts erfolgt am einfachsten mit LATR. Stellen Sie zuerst den oberen Schwellenwert ein. Schließen Sie dazu das Gerät an den LATR an und erhöhen Sie die Spannung schrittweise, indem Sie sie mit einem Voltmeter steuern. Durch Auswahl der Zenerdioden VD3 ... VD6 und des Widerstands R3 muss das Gerät bei einer Spannung von 242 V ausgeschaltet werden. Das Gerät - der Verbraucher sollte natürlich nicht angeschlossen werden. Um zu verhindern, dass das Gerät bei der unteren Schwelle auslöst, stellen Sie den Motor des Abstimmwiderstands R7 gemäß dem Schema auf die obere Position.

Nach dem Einstellen der oberen Schwelle sollten Sie das Gerät mit dem Widerstand R7 ausschalten, wenn die Spannung auf 170 V reduziert wird.

Wenn die Möglichkeit einer erzwungenen Abschaltung des Geräts erforderlich ist, kann eine Taste mit offenem Kontakt in Reihe mit dem Relaiskontakt K2.1 geschaltet werden.

Sicherheitshinweise

Die Konstruktion hat keine galvanische Trennung zum Versorgungsnetz. Daher muss beim Einrichten äußerst vorsichtig vorgegangen werden. Beachten Sie beim Arbeiten in elektrischen Anlagen alle Sicherheitsregeln. Für die Inbetriebnahme ist es am besten, einen Sicherheitstransformator zu verwenden: LATR sollte danach angeschlossen werden.Dann kann die Einstellung ohne Angst vorgenommen werden.

Boris Aladyshkin

Comments

[#1 Gregory]

Guten Tag. Entschuldigung für die unbescheidene Frage. Warum das Rad neu erfinden? Jetzt ist das Problem der Netzspannung geringer Qualität ziemlich akut, daher produziert unsere und "nicht unsere" Industrie eine große Vielfalt von Spannungsstabilisatoren, die von den billigsten bis zu den ziemlich teuren reichen. Die meisten von ihnen basieren auf dem von Ihnen beschriebenen Prinzip. Man könnte auch die Möglichkeit der Verwendung von Netzwerk- und Trunk-Stabilisatoren erwähnen. Stammspannungsstabilisatoren bieten eine umfassende Lösung für eine qualitativ hochwertige und effiziente Stromversorgung für ein Sommerhaus, ein Haus, eine Hütte oder eine Wohnung sowie für Wohn- und Nichtwohngebäude. Der Stabilisator ist also kein Luxus, sondern ein Bedarf, der nicht gebaut, sondern gekauft werden muss.

[#2 Alexander]

GregoryDies ist kein Stabilisator, sondern nur ein Fehlerstromschutzschalter. Es ist viel billiger als "billige" Stabilisatoren. Die meisten Menschen zu Hause haben nur sehr wenige Geräte, für die ein plötzliches Herunterfahren gefährlich ist. Und für letztere lohnt es sich, eine USV zu verwenden, unabhängig davon, ob sowohl ein FI als auch ein Stabilisator vorhanden sind oder nicht.

[#3 Ruslan]

Über zu erwerben - ich bin nicht einverstanden. Jetzt beende ich es ... Wir haben Fehler von bis zu 110, nennen wir es gekauft, was wird die Last nicht ausschalten? Nennen wir es gekauft, dass es bei einer Spannung von 160 V eine Leistung von 5 kW hat und bis zu 10 tr kostet?

Darüber hinaus zuverlässig und wirtschaftlich zu sein. Und um genau zu sein.

[#4]

Besser auf einem Thyristor und nicht auf einem Relais montieren - höhere Geschwindigkeit

[#5]

Erstens geht es nicht um Stabilisatoren, sondern nur um eine Spannungsabschaltung. Dieses Gerät stabilisiert nicht die Spannung im Netzwerk, sondern überwacht lediglich den Wert und trennt die Last einfach, wenn die Toleranzgrenzen überschritten werden. Ich denke, dass sowohl das Schema als auch die Beschreibung des Arbeitsprinzips so "für die allgemeine Entwicklung" und überhaupt nicht für die Wiederholung des Schemas gegeben sind. Darüber hinaus ist die beschriebene Konstruktion nicht frei von Nachteilen. Zunächst einmal, einschließlich des Geräts mit der Start-Taste, wäre es schön, den Spannungspegel im Netzwerk im Moment zu kennen, und es ist nicht sehr bequem, diese Spannung mit einem Tester zu steuern. Wenn wir dann den tatsächlichen Spannungspegel im Netzwerk nicht kennen und die Taste "Start" drücken, versorgen wir die Last mit den Kontakten dieser Taste sofort mit einer gefährlich hohen Spannung. Wenn wir diese Taste einige Zeit gedrückt halten, haben wir die Möglichkeit, das geschützte Gerät erfolgreich zu verbrennen . Selbst bei einem normalen Spannungspegel im Netzwerk fließt der Laststrom im ersten Moment, bis die Automatik funktioniert und beide Relais eingeschaltet werden, durch die eher schwachen Kontakte der Schaltfläche "Start". Wenn der Laststrom ziemlich groß ist, hält die Taste nicht lange an . Nun, und zweitens das Wichtigste. Die Branche hat bereits auf die Anforderungen des Marktes reagiert, und heute werden eine Vielzahl verschiedener Trennmodelle zum Verkauf angeboten, z. B. solche, die angeschlossen sind und über eigene Steckdosen zum Anschließen der Last verfügen oder auf einer DIN-Schiene montiert sind. Allen Abschaltungen ist jedoch gemeinsam, dass sie alle auf einem Mikrocontroller hergestellt sind, eine Anzeige der Spannung im Netzwerk und Programmierelemente haben. Und noch etwas: Alle diese Grenzwerte sind im Vergleich zu Spannungsstabilisatoren recht günstig. Obwohl ich persönlich kein Befürworter der weit verbreiteten Verwendung von Cutoffs bin. In meiner Praxis wollten viele Kunden zuerst das gesamte zweistöckige Haus auf die Absperrung stellen, und dann, als die Dame anfing zu blinken, wie ein Weihnachtsbaum, entfernten sie sie selbst und warfen sie weg. Ich denke, dass es heute auch in ländlichen Gebieten mit all den "Reizen" der Freileitung sinnvoll ist, Geräte der Unterhaltungselektronik zu kaufen, die nach Angaben der Hersteller unter Bedingungen großer Schwankungen der Netzspannung arbeiten können: von 100 bis 400 Volt. Und es ist ziemlich real.

[#6]

Das ist wirklich der Grund, warum das Rad neu erfunden wird. Es gibt eine breite Palette von Geräten, die von der Industrie hergestellt werden. Ein Gerät, das die Last abschaltet, wenn die Versorgungsspannung den eingestellten Wert überschreitet, ist billiger als die Teile für diesen Stromkreis. Hier ist ein Beispiel, ich habe kürzlich einen RN-111M für 1400 r gekauft, daher gibt es eine untere Schwellenwerteinstellung, eine obere Schwellenwerteinstellung, einen Timer und ein digitales Voltmeter. Und er steht auf einer Lärmschiene. Solide Pluspunkte.

[#7 MaksimovM]

RuslanIch denke, es ist Geldverschwendung, einen Hochleistungsspannungsregler zu kaufen, zum Beispiel 5 kW, wie Sie angegeben haben. Mit dem Kauf eines solchen Stabilisators erzielen Sie einen Gewinn für den Verkäufer solcher Geräte, indem Sie anständiges Geld für dieses Gerät ausgeben, das ist alles. Lust, die ganze Wohnung mit einem Stabilisator zu versehen? Warum die Spannung für einen elektrischen Warmwasserbereiter, einen elektrischen Heizer, einen Ofen oder einen Ofen stabilisieren? Es ist ratsamer, einen Stabilisator an dem Teil der Verkabelung zu installieren, der Haushaltsgeräte versorgt, die empfindlich gegen Spannungsspitzen sind. Wenn Sie sich von diesem Prinzip der Wahl der Leistung des Stabilisators leiten lassen, stellt sich heraus, dass anstelle des Stabilisators 5 kW für nur 1-2 kW benötigt werden, was viel billiger ist. Tatsächlich besteht der überwiegende Teil der Last in der Wohnung aus Elektrogeräten, die nicht empfindlich oder zumindest weniger empfindlich gegenüber Spannungsspitzen sind.

Ich halte es auch für zweckmäßiger, Spannungsrelais mit modularem Aufbau zum Schutz der elektrischen Verkabelung zu verwenden, die viele Vorteile haben: Sie sind zuverlässig genug, zeichnen sich durch hohe Geschwindigkeit und Genauigkeit der Betriebseinstellungen aus und verfügen über eine zusätzliche Kontaktgruppe, mit der das Relais zur Implementierung verschiedener automatisierter Schaltkreise verwendet werden kann. Modulare Spannungsrelais sind recht kompakt: Es gibt Relais, die eine Position auf einer DIN-Schiene einnehmen (die Größe eines einphasigen Leistungsschalters).

[#8]

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