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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Automatischer Netzspannungsregler. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Regler für Strom, Spannung, Leistung Starke Spannungsschwankungen im häuslichen Stromnetz führen in der Regel zum Ausfall teurer Haushaltsgeräte. Ein Versuch, dieses Problem mit dem von A. Kagan in [1] vorgeschlagenen Gerät zu lösen, scheiterte aufgrund einiger Ungenauigkeiten im Schaltplan und der geringen Leistung der angeschlossenen Last. Der vorgeschlagene automatische Netzspannungsregler (ARSN) weist meiner Meinung nach diese Mängel nicht auf und ist eine „funktionierende“ Version [1]. Technische Eigenschaften:
Das schematische Diagramm von ARSN ist in Fig. 1 gezeigt.
Eine Besonderheit des vorgeschlagenen Geräts ist eine zusätzliche fünfte Regelungsstufe, ein leistungsstärkerer Transformator und elektronische Schalter auf Basis von Verbundtransistoren. Die Schaltung wird durch eine Ausgangsspannungsanzeige auf der VD2-LED ergänzt. Das Funktionsprinzip unterscheidet sich nicht von dem in [1] beschriebenen. Details und Design Die Leistung des Spannungserhöhungstransformators Tp wird aus den folgenden Überlegungen ermittelt. Um den Kühlschrank zu starten, wird Strom benötigt: Sn=InUn, wo In - Anlaufstrom 10 A; Unbewertete Netzspannung 220 V. Sn=10 Ah220 V=2200 VA. Die erforderliche Boost-Spannung beim Anschluss an ein Netzwerk bis 140 V wird anhand der minimal zulässigen Spannung am Eingang des elektrischen Empfängers (Kühlschranks) von 198 V bestimmt: Uvd=198 Vx140 V=58 V. In diesem Fall ist die Leistung des Hochspannungstransformators gleich Str=58 Vx10 A=580 VA. Da der Startmodus kurzzeitig ist, kann Str im Bereich von 400...600 VA gewählt werden. Der Transformator besteht aus Elektroband, das zu einem Ringkern mit folgenden Abmessungen gewickelt ist: Außendurchmesser 176 mm, Innendurchmesser 120 mm, Kernhöhe 90 mm, wirksamer Querschnitt des Magnetkreises ca. 25 cm2. Die Wicklungen 1-2 enthalten 370 Drahtwindungen D0,71 mm; 3-4 55 Drahtwindungen D1,12 mm; 4-5 und 5-6 - 49 Drahtwindungen D1,12 mm. Alle Wicklungen sind mit PETV-2- oder PEV-2-Draht gewickelt. Der Durchmesser des Magnetkerns ist so gewählt, dass die Netzwicklung (1-2) in eine Lage passt, die restlichen Wicklungen werden Windung für Windung auf das Netz gewickelt. Die Isolierung zwischen den Wicklungen erfolgt mit einer einzigen Lage lackiertem Stoff oder gummiertem Isolierband. Als Transformator Tr können Sie einen Industrietransformator vom Typ TBS 3-0,4UZ verwenden, während die Wicklungen 1-2 390 Drahtwindungen D0,63 mm enthalten; 3-4 - 58 Windungen und 4-5-6 - 53 Windungen jeweils mit Draht D1,09...1,12 mm. Der Drahttyp ist derselbe. Als Tr können Sie zwei parallel geschaltete TV-Transformatoren TS-250 verwenden. In diesem Fall bleiben die Netzwerkwicklungen gleich und die Wicklungen 3-4-5-6 werden gemäß dem in Abb. 2 gezeigten Schema auf Halbspulen gewickelt, die in zwei Hälften geteilt sind.
Die Windungszahl wird nach dem Aufwickeln der Steuerwicklung ermittelt. Der Durchmesser des Drahtes für die Sekundärwicklungen beträgt 1,0...1,03 mm. In jedem Fall sollte die Spannung an Wicklung 3-4 32,5 V betragen, an Wicklung 4-5, 5-6 - jeweils 29,5 V. Eine Abweichung von ±0,5 V ist zulässig. Relais K1, K3 Typ RP-2M003UHL4B, mit 3 Schaltkontaktgruppen, Wicklungswiderstand 300 Ohm, Spannung 24 V. Relais K2 Typ RP21M-UHL4, mit 4 Schaltkontaktgruppen mit einem Wicklungswiderstand von 250 Ohm, Spannung ebenfalls 24 V. Zur Erhöhung der Schaltleistung sind alle Kontakte parallel geschaltet (Abb. 3). Vor dem Einbau werden die Relaiskontakte so eingestellt, dass ein synchrones Schalten gewährleistet ist.
Die Leiterplatte wird auf beliebige Weise hergestellt (Abb. 4), die Anordnung der Elemente ist in Abb. 5 dargestellt.
Eine Möglichkeit zum Zusammenbau des Designs ist in Abb. 6 dargestellt, wobei die Gruppen der Zenerdioden VD5, VD7, VD9, VD10 nicht auf der Platine verbaut sind.
Abgleich Der ARCH-Eingang wird an einen 9-Ampere-LATR angeschlossen; zusätzlich werden Wechselspannungsmessgeräte mit einer Skala von 0...300 V, Genauigkeitsklasse 0,5 oder 1,0 an den Ein- und Ausgang des ARCH angeschlossen. Voltmeter werden am besten mit einer Skalenskala verwendet. Die erste Gruppe von Zenerdioden (VD5), bestehend aus KS527A + KD521, ist in den Stromkreis eingelötet (letzterer ist in Durchlassrichtung geschaltet). Die Spannung am LATR wird von Null angehoben. Wenn die Spannung am ARCH-Eingang 140 V beträgt, sollte der Ausgang nicht niedriger als 198 V sein. Bei einem weiteren Anstieg der Spannung am ARCH-Eingang (ca. 162 V) sollte die Zenerdiode VD5 durchbrechen und das Relais K1 ausschalten arbeiten. In diesem Fall sollte die Ausgangsspannung vor dem Auslösen des Relais K1 230 V betragen, nach dem Auslösen mindestens 200 V. Diese Werte können durch Einbeziehung von Siliziumdioden in die 1. Gruppe der Zenerdioden in Durchlassrichtung korrigiert werden . Anschließend wird das VD5-Set auf der Platine befestigt. Die 2. Gruppe Zenerdioden (VD9) bestehend aus KS527A + KS133A sind in den Stromkreis eingelötet. Erhöhen Sie die Spannung am LATR, bis Relais K1 aktiviert wird, dann Relais K3. Überprüfen Sie die Spannungen: Vor dem Auslösen des K3-Relais sollte die Ausgangsspannung 230 V betragen, nach dem Auslösen sollte sie mindestens 200 V betragen. Die Einstellung dieser Werte erfolgt wie bei Gruppe 1. Die 3. Gruppe von Zenerdioden (VD7), bestehend aus KS527A + KS175A + KD521, ist in den Stromkreis eingelötet. Durch Erhöhen der Spannung am LATR werden nacheinander K1, K3 und dann K2 aktiviert (wenn K2 aktiviert ist, sollte sich das Relais K3 ausschalten). Wenn K2 ausgelöst wird, sollte sich die Spannung am ARCH-Ausgang ähnlich wie am Relais K3 ändern. Zuletzt wird die 4. Gruppe der Zenerdioden (VD10) bestehend aus KS527A + D814D + KD521 eingelötet. Erhöhen Sie die Spannung am LATR von Null und überprüfen Sie die Funktionsreihenfolge der Relais K1, K3, K2 (K3 ist ausgeschaltet). Der wiederholte Betrieb von K3 sollte bei einer Spannung am Ausgang von ARCH von 236...240 V erfolgen, nach dem Betrieb bei 200 V. Die Einstellung erfolgt ähnlich wie oben. Ungefähre Spannungen am Eingang des ARCH, die den Betrieb des Relais und der entsprechenden Gruppen von Zenerdioden bewirken: 162,4 V – K1, VD5; 181,4 V - K3, VD9; 202,8 V – K2, K3, VD7; 236 V - K3, VD10. Überprüfen Sie die Leistung des ARCH unter Last. Die Last kann ein handelsüblicher Elektroheizer mit einer Leistung von 1,25 kW sein. Die Spannungsänderung am Eingang erfolgt mit dem gleichen LATR (Laststrom 5,7 A). Die Spannungsabweichung unter Last gegenüber der eingestellten Spannung sollte 3 % nicht überschreiten (bei einem Transformator mit Ringkern). Teile und ihr möglicher Ersatz Sicherung. - Es wird der Typ Fiberboard-4 verwendet, der vorhandene Leiter wird vom Sicherungseinsatz (beliebiger Wert) entfernt und stattdessen Kupferdraht D0,25 mm eingelötet. Der Betriebsstrom einer solchen Sicherung muss 13 A betragen. Die übrigen Teile können beliebiger Art gemäß folgenden Anforderungen sein: VD1 - Ipr = 0,5...1 A, UbP = 500 V; VD2 – LED jeglicher Art, Farbe nach Wahl; VDЗ, VD4 - Ipr=0,5...1 A, Ubr=100 V; VD6, VD8, VD11 – Impuls KD509A, KD510A, KD513A. Zur Anpassung der Zenerdiodengruppen VD5, VD7, VD9, VD10 können Sie beliebige Arten von Siliziumdioden verwenden. Der Korpus besteht aus Stahlblech oder Aluminium mit einer Stärke von 1,5...2 mm. Verwenden Sie zum Anschließen der Last eine Steckdose für verdeckte Verkabelung (Abb. 6). Beim Einschalten müssen Sie die Reihenfolge einhalten: Schalten Sie zuerst den ARCH ein und schließen Sie dann die Last daran an. Darüber hinaus empfiehlt es sich, das Versorgungsnetz zu überarbeiten – zum Anschluss des ARSN ist es besser, eine „Euro-Steckdose“ zu installieren und der Querschnitt der Versorgungsleiter sollte mindestens 2,5 mm2 betragen. Литература:
Autor: D.G. Bogaditsa
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