Schutzblock gegen Spannungsschwankungen im Netz. Schema, Beschreibung

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Schutzblock gegen Spannungsschwankungen im Netz. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

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Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Schutz der Ausrüstung vor dem Notbetrieb des Netzwerks

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Moderne elektronische Geräte mit Schaltnetzteilen können in einem sehr weiten Bereich der Netzspannungsinstabilität betrieben werden. Gleichzeitig stellen Geräte wie Kühlschrank, Klimaanlage, Waschmaschine höhere Anforderungen an die Stromversorgung. Eine Abweichung der Netzspannung von der Norm selbst um 10 % ist für einige von ihnen höchst unerwünscht. Und das gilt nicht nur für die Erhöhung der Spannung, sondern auch für deren Senkung. Wenn beispielsweise die Versorgungsspannung niedrig ist, stoppt möglicherweise der Kompressormotor des Kühlschranks.

In diesem Fall steigt der Strom durch die Wicklung stark an, was sogar zu einem Brand führen kann. Äußerst unerwünschte und übermäßige Spannung sowie deren starke Schwankungen.

Die Abbildung zeigt ein Diagramm eines Schutzgeräts, das den Spannungspegel im Netzwerk überwacht. Wenn sein Wert die bei der Konfiguration angegebenen Grenzwerte überschreitet, trennt der Stromkreis die Last.

Spannungsschwankungsschutz im Netz

Bemerkenswert ist, dass die Last nicht sofort nach Rückkehr der Netzspannung zum Normalzustand eingeschaltet wird, sondern einige Sekunden danach. Diese Verzögerung verhindert, dass im Netzwerk auftretende Transienten negative Auswirkungen auf die Geräte haben.

Der Stromkreis wird unabhängig von Spannungsschwankungen ständig vom Stromnetz gespeist. Das Ein- und Ausschalten der Last erfolgt über ein relativ leistungsstarkes Relais K1. Die Stromversorgung der Elektronik und Relais erfolgt über ein Transformatornetzteil an T1. Die Versorgungsspannung des D1-Chips wird mithilfe des A5-Stabilisators stabil auf 1 V gehalten. Der Gleichrichter an VD4 und C3 sowie R1 ... R4 dient als Sensor für die Höhe der Netzspannung.

Es mag seltsam erscheinen, dass der gesamte Stromkreis von einem Transformator gespeist wird und die Steuerspannung direkt aus dem Netzwerk entnommen wird. Diese Entscheidung musste nach dem Test der ersten Version der Schaltung getroffen werden, bei der die Steuerspannung aus der Sekundärwicklung des Transformators entnommen wurde.

Der Grund für den Fehler war, dass beim Ein- und Ausschalten des Relais eine erhebliche Spannungsänderung am Ausgang eines Transformators und Gleichrichters mit geringer Leistung auftritt. Dies ist auf den relativ hohen Stromverbrauch dieser Rübenart zurückzuführen. Beim Einschalten des Relais sinkt die Spannung am Ausgang T1, beim Ausschalten des Relais steigt sie an.

Auch wenn Sie das Relais über den Stabilisator speisen, ändert dies nichts am Wesen der Sache, da die Spannung am Relais stabil bleibt und sich die Spannung am Sekundärgleichrichter ändert. Daher ist der Spannungspegelsensor direkt an das Netzwerk angeschlossen.

Der Sensor funktioniert wie folgt. VD4-C3 ist ein Gleichrichter. Sein Ausgang wird eine konstante Spannung sein, die proportional zur Wechselspannung im Netzwerk ist. Die Widerstände R1-R4 sind zwei einstellbare Spannungsteiler. Die Elemente des D2-Chips bilden eine Art Sensorsignalverstärker.

Die Elemente der Mikroschaltung K561LA7 enthalten keine Schmitt-Trigger, daher liegen ihre Schwellenwerte an der Spitze von Null und an der Unterseite von Eins, fast auf dem Niveau einer Spannung. Elemente des K561TL1-Chips mit Schmitt-Triggern. und die Schwellenwerte von Null und Eins sind sehr unterschiedlich. Der Widerstand R4 legt die untere Schwelle für die Netzspannung fest, der Widerstand R3 die obere. Wenn die Spannung im Netzwerk unter dem eingestellten Schwellenwert liegt, gleitet die Spannung am Eingang D2.1 in Richtung logischer Null. Die Spannung am Ausgang D2.1 beginnt anzusteigen und das Element D1.1 schaltet am Ausgang in den Nullzustand. Dadurch wechselt Element D1.2 in einen Einzelzustand. Der Kondensator C4 wird über VD5 und R5 schnell aufgeladen. Am Ausgang von D1.3 tritt Null auf. Die Transistoren VT1, VT2 schalten ab und das Relais K1 trennt die Last. Wenn die Spannung wieder normal ist, erfolgt der umgekehrte Vorgang und am Ausgang D1.2 wird Null gesetzt. In diesem Fall erfolgt die Entladung des Kondensators C4 über einen relativ großen Widerstand R8, sodass das Einschalten der Last mehrere Sekunden dauert (bis C4 bis zur logischen Nullschwelle entladen ist).

Überschreitet die Spannung im Netzwerk den durch Widerstand R3 eingestellten Maximalgrenzwert, wird Element D2.2 aktiviert. An seinem Ausgang sinkt die Spannung und dies führt dazu, dass das Schaltelement D1.2 am Ausgang den Zustand Eins einnimmt. Dann ist alles wie beim Absenken der Spannung.

Bei der Einrichtung müssen Sie einen Spartransformator vom Typ LATR oder einen ähnlichen Typ verwenden, mit dem Sie die Wechselspannung anpassen können. Mit seiner Hilfe wird die Spannung auf die erforderlichen Grenzwerte abgesenkt und erhöht und die Betätigungspunkte durch die Widerstände R3 und R4 entsprechend angepasst.

Einzelheiten. Kondensator C4 muss für eine Spannung von mindestens 360 V ausgelegt sein. Die übrigen Kondensatoren müssen für eine Spannung von mindestens 16 V ausgelegt sein. Transformator T1 ist chinesisch mit einer Primärwicklung von 220/110 V (der Abgriff wird nicht verwendet) und einer Sekundärwicklung Wicklung von 9 + 9 V und einem Strom von 300 mA.

Der Typ des Relais K1 hängt von der maximalen Lastleistung ab. Mit einer Leistung von bis zu 200 W können Sie das KUTs-1-Relais von alten Haushaltsfernsehern verwenden. In dieser Schaltung kommt ein HJQ-13F-Relais mit einer 12-V-Wicklung zum Einsatz. Bei diesem Relais beträgt die maximale Lastleistung 2600 W.

Autor: Merzlyakov A.K.

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