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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Schutz vor Störungen durch Anlaufströme von Elektromotoren. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Die Elektromotoren Wenn elektrische Haushaltsgeräte an das Netzwerk angeschlossen sind, ist auf dem Bildschirm von Fernsehgeräten und Computermonitoren manchmal Impulsrauschen sichtbar, was die Qualität und Stabilität des Bildes verringert. Impulsstörungen, die beim Schließen der Kontakte von Anlaufrelais oder Schaltern von Elektromotoren mit einer Amplitude von mehreren tausend Volt und einem fünffachen Anlaufstrom von mehreren Millisekunden Dauer auftreten, dringen ungehindert in die Stromversorgungskreise elektronischer Geräte ein und setzen diese ab außer Betrieb. Die Eingangsfilter der Unterhaltungsfunkelektronik können die elektronischen Komponenten von Funkgeräten nicht immer schützen. Im Handel sind spezielle Entstörgeräte erhältlich, die mit einer Überspannungsschutzschaltung ausgestattet sind. Diese schützen die Unterhaltungselektronik jedoch nicht immer erfolgreich vor dem Eindringen von Impulsstörungen und Überspannungen. Es ist wünschenswert, ein Hindernis für die Entstehung von Überspannungen bei elektrischen Haushaltsgeräten zu schaffen, die mit leistungsstarken Elektromotoren ausgestattet sind. Bei einer zum Zeitpunkt des Startens des Elektromotors reduzierten Netzspannung sinkt der Anlauflaststrom auf den Betriebszustand, wodurch das Auftreten von Funkstörungen und Überspannungen im Netz verhindert wird. Sie können den Anlaufstrom auf verschiedene Arten reduzieren: Reduzieren Sie die Lastleistung, reduzieren Sie die Spannung an den Kontakten des Anlaufrelais im Moment des Öffnens oder führen Sie die anfängliche Beschleunigung der Motordrehzahl mit einem Strom durch, der unter dem Anlaufstrom liegt, und übertragen Sie ihn Wenn Sie vom statischen in den dynamischen Modus wechseln, ist der Grad der Interferenz unbedeutend. Eine Variante eines elektronischen Geräts zur Reduzierung von Impulsgeräuschen ist in Abb. 1 dargestellt.
Die elektronische Schaltung verfügt über eine Gegenkopplungsschaltung zur Stabilisierung der Ausgangsspannung. Gerätespezifikationen:
Fahren Die Schaltung besteht aus Eingangs- und Ausgangsnetzwerkfiltern, bestehend aus LC-Schaltungen, einem Überspannungsschutz an der HL2-LED, einem programmierbaren Motorstart-Timer DA1 und einem Schlüsselstromregler am Thyristor VS1. Das Gerät arbeitet im Automatikmodus. Der Timer schaltet sich nur in dem Moment ein, in dem die Last an den Klemmen X4, X1 erscheint. Der Netzspannungsabfall an der VD1-Diodenbrücke schaltet den T2-Transformator ein, die von der VD4-Diodenbrücke gleichgerichtete Sekundärspannung fließt durch den Begrenzungswiderstand R 1, um den Timer DA3 mit Strom zu versorgen. Die VD13-Zenerdiode hält eine Spannung von XNUMX V aufrecht. Um die Welligkeit der gleichgerichteten Spannung zu glätten, ist ein Kondensator C5 eingebaut, die HL1-LED zeigt das Vorhandensein einer Versorgungsspannung an. Die Schaltkreise des Optokopplers U1 werden mit unstabilisierter Spannung direkt von der VD2-Diodenbrücke versorgt. Der Betrieb des gesamten Geräts wird durch einen programmierbaren Timer auf einem DA1-Chip vom Typ NE555P gesteuert. Sein Zweck besteht darin: Rechteckimpulse zu erzeugen, um ein Schlüsselgerät auf einem VS1-Thyristor zu steuern, und das Gerät mit einer Zeitverzögerung vom Start an einzuschalten Schließen der Kontakte des Anlauflastrelais und exponentielle Spannungsversorgung mit Anstieg auf den Nennwert, Spannungsstabilisierung unter Last. Der Widerstand R15 stellt bei Bedarf das Tastverhältnis des Impulses und R12 die Einschaltverzögerungszeit ein. Der auf dem DA1-Timer erstellte Rechteckimpulsgenerator erzeugt Rechteckimpulse mit einem variablen Arbeitszyklus, abhängig von den Nennwerten der RC-Schaltung: R14, R15, C8. Kondensator C7, verbunden mit Pin 4 DA1 - Durch Zurücksetzen des Timers kann die Spannung an der Last nach 5 ... 30 ms über den Schlüsseltransistor exponentiell auf den Nennwert erhöht werden, wobei über den Thyristor-Optokoppler U1 die Zündung gesteuert wird Winkel des Leistungsthyristors VS1. Ein sanfter Spannungsanstieg von Null auf den Maximalwert verhindert die Entstehung einer Lichtbogenbelastung an den Kontakten des Startrelais mit anschließender Funkstörung und Überspannung im Netz. Gleichzeitig wird die Spannung am Ausgang 3 DA1 auf Null zurückgesetzt, unabhängig vom Status anderer Ausgänge. Eine Erhöhung der Fehlerspannung, die durch die Erhöhung der Eingangsnetzspannung an der Sekundärwicklung des Transformators T1 entsteht, führt zum Öffnen des Transistors VT2 - Rückkopplung, die Spannung an Pin 5 von DA1 - Änderung der Zeitschaltung nimmt ab, was wirkt sich auf den Arbeitszyklus aus. Die Pulsfrequenz am Ausgang 3 DA1 erhöht sich aufgrund einer Verkürzung der Pausenzeit im Pulsspannungszyklus des Generators. Die Spannung an der Last nimmt leicht ab, was den Anstieg der Eingangsnetzspannung ausgleicht. Netzspannungseinbrüche mit einer Dauer von weniger als 5 ms haben keinen Einfluss auf die Funktion der Stabilisierungsschaltungen. Um eine Anfangsspannung in den Lastkreisen zu erzeugen, öffnet der Transistor VT1, ein wichtiger Spannungsregler, den Thyristor VS1 nicht vom Nullpegel, sondern von einem höheren Wert, der durch den Widerstandswert des Widerstands R9 bestimmt wird – die Basisspannungsvorspannung. Im Stromversorgungskreis der Last ist ein Netzfilter installiert, bestehend aus den Induktivitäten L1, L2 und den Kondensatoren C1, C2, C3, C6, um das Umwandlungsimpulsrauschen beim Eindringen in das Netz zu begrenzen, teilweise zu dämpfen und Überspannungen zu entfernen. Der Lastfilter ist ein T2-Transformator mit antiparallelen Wicklungen und einem Kondensator Sat. Die Sicherungen FU1, FU2 schützen die Stromleitung vor unbeabsichtigten Kurzschlüssen in der Last. Der Kondensator C4 eliminiert Störungen durch die Schaltdioden der VD1-Brücke. Der Widerstand R1 der Parallelschaltung der Netzwerkdiodenbrücke VD1 erleichtert das Schalten des Thyristors VS1 unter Last. Die Begrenzung von Impulsüberspannungen erfolgt, wenn das Impulsrauschen über eine bipolare LED HL2 an den Widerstand R16 abgeleitet wird. Laboruntersuchungen haben gezeigt, dass Überspannungen von 1500...2000 V, die einige Millisekunden andauern, bei Verwendung eines solchen Schutzes um den Faktor 30...40 reduziert werden. Детали Geringfügige Änderungen der Nennwerte der Elemente haben keinen Einfluss auf den Betrieb des Geräts. Es empfiehlt sich, den Thyristor auf einem Heizkörper mit den Maßen 50 * 50 mm zu installieren. Der Leistungstransformator T1 kann über einen Netzwerkadapter mit einer Leistung von bis zu 15 W und einer Sekundärspannung von 13 ... 15 V betrieben werden. Der Netzwerkfilter erfolgt gemäß der Empfehlung in [1]. Spulen L1,12 mit 6 Drahtwindungen mit einem Durchmesser von 0,8 mm, T2 - mit 10 Windungen des gleichen Drahtes auf einer Spule mit einem Durchmesser von 10 mm, Zweiwicklungstransformatoren aus Netzfiltern von Netzteilen für Monitore und Computer geeignet. Das Analogon des integrierten Timers ist die Mikroschaltung KR1006VI1. Widerstände Typ MLT-0,12, R1 -2 W. Elektrolytkondensatoren K50-35 oder TAICON", der Rest - KM. Filterkondensatoren C4, C6 - Hochspannungstyp K73-2 oder K73-17 für eine Spannung von mindestens 600 V. Plätze im Gehäuse können eingebaut werden und KU202N mit ein preisgünstiger Heizkörper.Transformator T1 Typ TP106-202, TP1-112 mit einer Ausgangsspannung von 7 V bei einem Strom von 121 mA. Anpassung Bei der Überprüfung des Geräts können Sie anstelle einer Last eine 220-V-100-W-Elektrolampe anschließen, das Gerät am Netz einschalten und die Spannung an den Klemmen X3 und X4 messen, sie sollte nicht um mehr als unter der Netzspannung liegen 5 V, andernfalls ersetzen Sie den Thyristor oder ändern Sie das Tastverhältnis des Impulses mit einem Trimmwiderstand R15. Tests der Schutzeinrichtung beim Betrieb von Elektrohaushaltsgeräten zeigten, dass sich die Anlaufzeit der Elektromotoren geringfügig um den Bruchteil einer Sekunde erhöhte, dies hatte jedoch keinen Einfluss auf die Betriebsart. Störungen durch den Fernsehbildschirm und den Computermonitor sind vollständig verschwunden, der Netzspannungsabfall durch starke Einschaltströme hat abgenommen. Die Schaltung des Schutzgeräts ist in einem Kunststoffgehäuse vom Typ BP-1 montiert. Auf der oberen Abdeckung sind LEDs und eine Laststeckdose verbaut, der Schaltplan ist auf einer Leiterplatte montiert, ein Teil der Funkkomponenten erfolgt durch Aufputzmontage. Literatur
Autoren: V. Konovalov, A. Vanteev, Irkutsk-43, Postfach 380
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