Καινοτομία στον τομέα της προστασίας από υπερτάσεις - συσκευή ONS

Επισκόπηση ανάπτυξης

Το μοντέλο ενός συγχρονιστή περιορισμού τάσης έχει σχεδιαστεί και συναρμολογηθεί μόνο για εξοπλισμό χαμηλής ισχύος που απαιτεί αυτόματη ανάκτηση ισχύος χωρίς πολύ καθυστέρηση. ΠειραματικόΔουλεύω και οι κύριες δοκιμές του μόλις ολοκληρώθηκαν (οι θερμικές δοκιμές είναι μπροστά). Το ONS (δείτε την παρακάτω φωτογραφία) μπορεί να συμπεριληφθεί στο κενό της υπάρχουσας γραμμής τροφοδοσίας ή απευθείας στην πρίζα με το φορτίο συνδεδεμένο μέσω των πριζών.

Ο περιοριστής τάσης έχει σχεδιαστεί για ισχύ έως 250 watt. Συναρμολογείται με βάση την τυπική διανομήτα πρώτα κουτιά της εταιρείας "Tyco electronics", - 75x75 mm. Πρέπει να σημειωθεί ότι το σχήμα ελέγχου έρματος είναι το ίδιο για όλα τα επίπεδα ισχύος, αλλάζει μόνο το ίδιο το έρμα (κλασικό) - μια γέφυρα, ένα τρανζίστορ και ένα ψυγείο ψύξης. Δεν υπάρχει τρόπος να μιλήσουμε για λύσεις κυκλώματος εδώ, καθώς η συσκευή είναι αντικείμενο τεχνογνωσίας και αναμένει σοβαρό επιχειρηματικό έλεγχο στο πλαίσιο συμβατικών εργασιών. Μπορούμε μόνο να πούμε ότι το κύκλωμα είναι αναλογικό και χρησιμοποιεί στοιχεία μόνο ευρείας χρήσης. Το ONS έχει σχεδιαστεί για κανονική τάση εισόδου που περιορίζει έως 255 - 260 V, το οποίο είναι το πιο πιθανό επίπεδο και βραχυπρόθεσμα - έως και 275 V, με ρεύμα φορτίου έως 1A. Για προστασία από την υπερθέρμανση, ένα μικροσκοπικό θερμο-αυτόματο στερεώνεται στο ψυγείο. Επιτυγχάνονται οι ακόλουθες λειτουργικές ιδιότητες του συγχρονισμένου περιοριστή:

1. Η δυνατότητα στατικής σύνδεσης στο κύκλωμα ισχύος, δηλαδή, ενεργοποίηση της ισχύος φορτίου με ρεύμα εκκίνησης (για εναλλαγή τροφοδοτικών) και περιορισμό τάσης ή απενεργοποίηση της ισχύος όταν υπάρχει υπερβολική υπέρταση στο δίκτυο.
2. Η στιγμιαία απόκριση του περιοριστή σε ένα ευρύ φάσμα παλμών και σπασμωδικών υπερτάσεων, ανάλογα μόνο με τις ιδιότητες συχνότητας των χειριστηρίων και του έρματος (έως περίπου 3 MHz - για συνηθισμένα στοιχεία ευρείας χρήσης).
3. Δυνατότητα δοκιμών σε τρόπο λειτουργίας για μέγιστο περιορισμό τάσης (έλεγχος έρματος) και αποσύνδεση φορτίου (μέσω μικροφώνων).
4. Άμεση απόρριψη φορτίου, εξαρτάται μόνο από το χρόνο απόκρισης του ρελέ (αρκετά ms).
5. Αυτόματη αποκατάσταση του κυκλώματος ισχύος με καθυστέρηση αρκετών δευτερολέπτων, υπό την προϋπόθεση ότι η τάση μειώνεται σε αποδεκτό επίπεδο (μικρότερο από 250 V).

Πρέπει να σημειωθεί ότι λόγω των χαρακτηριστικών του φορτίου, του σκοπού του, συνιστώνται δύο τροποποιήσεις του ONS - με αυτόματη ανάκτηση ισχύος και μόνο χειροκίνητη ανάκτηση. Η συσκευή της δεύτερης τροποποίησης του περιοριστή είναι πολύ απλούστερη, επειδή αντί του ρελέ και των σχετικών στοιχείων χρησιμοποιείται ένας τυπικός, διαδεδομένος θερμικός διακόπτης (διακόπτης), εκσυγχρονισμένοςαπό τον προγραμματιστή για να εξασφαλίσει αυτόματη επαναφορά από το κύκλωμα προστασίας (βλ. προηγούμενο άρθρο -νέα συσκευή προστασίας από υπέρταση) Αυτό το μηχάνημα διατηρεί την ιδιότητα προστασίας από υπερφόρτωση.

Σε μια ελάχιστη εκδοχή του σχεδιασμού, το ψυγείο έρματος ψύχεται μεταγωγικά, μέσω των οπών στο κουτί (προστατευμένο από ένα πλέγμα). Για να παρέχετε μεγαλύτερη ισχύ προστασίας (απαγωγή θερμότητας), μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ένα επιπλέον κουτί για να τοποθετήσετε ένα ψυγείο με έναν μετασχηματιστή ρεύματος και έναν θερμικό διακόπτηντομάτα. Είναι βολικό να συνδέσετε τα κιβώτια με τα κάτω επίπεδα, έχοντας προηγουμένως φτιάξει παράθυρα ή τρύπες για την εμφύσηση του ψυγείου (αυτή η αρχή είναι επίσης κατάλληλη για άλλες μονάδες τοποθετημένες σε παρόμοια κουτιά και απαιτούν ψύξη).

Ποιο είναι το σημαντικό πλεονέκτημα του ONS;

Σε ένα προηγούμενο άρθρο, ο προγραμματιστής ήδη σημείωσε ότι όλοι οι καταναλωτές στο δίκτυο είναι 230 V, 50/60 Hz (η ονομαστική τάση ενός μονοφασικού δικτύου σύμφωνα με το νέο GOST, με ανοχή +/- 10%), έχοντας εναλλαγή τροφοδοτικών (με τη δική τους σταθεροποίηση) απαιτούν μια ειδική προσέγγιση προστασία από υπέρταση. Όλοι τους δεν χρειάζονται μόνο προστασία από ένα αυξημένο επίπεδο, αλλά προστασία από ένα ευρύ φάσμα υπερτάσεων και υπερτάσεων. Η σύγχρονη αγορά είναι εξαιρετικά κορεσμένη με φίλτρα και volt-automata (ρελέ τάσης), τα οποία περιλαμβάνουν στοιχεία προστασίας από τον παλμικό θόρυβο στην περιοχή μικροδευτερολέπτων. Όσο για μεγαλύτερους παλμούς και κύματα, άλματα, πρέπει να σημειωθεί ότι αυτές οι συσκευές έχουν ένα ορισμένο εξομάλυνση (φιλτράρισμα) μπροστά από το ευαίσθητο στοιχείο του μηχανήματος (ώστε να μην ενοχλούν τους ιδιοκτήτες με συχνή λειτουργία). Δηλαδή, περνούν ένα μέρος των παλμών. Όσον αφορά το σημείο ρύθμισης λειτουργίας, δεν πρέπει να είναι υψηλότερο από 250 βολτ. Πολλά "ρελέ τάσης" έχουν εξωτερική ρύθμιση ρύθμισης σημείου, αλλά αυτό πρέπει να θεωρείται μειονέκτημα και όχι αρετή. Παρουσιάστηκε μόνο για να μην ενοχλήσει με συχνές διακοπές λειτουργίας. Όμως, μια τάση άνω των 250 βολτ είναι πολύ επικίνδυνη για οποιονδήποτε ηλεκτρονικό εξοπλισμό.

Όπως ήδη αναφέρθηκε στο προηγούμενο άρθρο, δεν είναι επικερδές για όλους τους κατασκευαστές να παρέχουν ένα μεγάλο "περιθώριο ασφάλειας" σε τάση για τα προϊόντα τους. Έτσι, ολόκληρη η μάζα των συσκευών παθητικού φιλτραρίσματος και προστασίας ρελέ είναι κατάλληλη μόνο για δίκτυα σταθερής τάσης και διαταραχών, δηλαδή έχει σχεδιαστεί για σπάνια, τυχαία υπέρταση (κατά τη διάρκεια καταιγίδας ή ατυχήματος δικτύου). Ωστόσο, πολλοί από αυτούς "οδηγούν" τους ιδιοκτήτες σε "λευκό-ζεστό", σε μια αποφασιστική αντικατάσταση με έναν σταθεροποιητή. Ωστόσο, οι σύγχρονοι σταθεροποιητές, παρόλο που μοιάζουν με τέλειες συσκευές (συμπεριλαμβανομένων των διαφημιστικών χαρακτηριστικών, ειδικά για έναν απλό αγοραστή), εξακολουθούν να έχουν ορισμένα σημαντικά μειονεκτήματα που μπορούν να εντοπιστούν μόνο με κατάλληλες τεχνικές δοκιμές σε ένα ειδικό εργαστήριο. Στο Διαδίκτυο υπάρχουν πολύ λίγα άρθρα σχετικά με αυτό το θέμα και περιέχουν μόνο έλεγχο του περιεχομένου και περιοριστικές στάσιμες λειτουργίες.

Ποια είναι η κύρια, θεμελιώδης διαφορά μεταξύ της νέας προσέγγισης; Αποτελείται από τα ακόλουθα:

• ο σύγχρονος περιοριστής (ONS) παρακολουθεί κάθε μισό κύμα τάσης και συγχρόνως «κόβει» το πλάτος του σε ένα αποδεκτό επίπεδο, με βάση τον υπολογισμό της επιτρεπόμενης πραγματικής τάσης κάτω των 250 βολτ.
• το μέγεθος του τμήματος αποκοπής καθορίζεται μόνο από την οριακή τάση του τρανζίστορ έρματος και από έναν κατάλληλο περιορισμό της παραγωγής θερμότητας - για ένα σταθερό δίκτυο μπορεί να είναι εξαιρετικά μεγάλο, για παράδειγμα, έως και 100 βολτ (τότε το έρμα θα κόψει παλμούς αυτού του μεγέθους χωρίς να αποσυνδέσει το φορτίο) ·
• ολόκληρο το φάσμα των παλμών διακόπτεται, ανάλογα μόνο με τις ιδιότητες συχνότητας του έρματος και των χειριστηρίων του.
• το μειονέκτημα της απαγωγής θερμότητας έρματος δεν είναι τόσο μεγάλο όσο φαίνεται, επειδή ξεχωρίζουν παρορμήσεις, ο κύκλος λειτουργίας του οποίου μειώνει αναλογικά την κατανεμημένη ισχύ, για παράδειγμα, στην περιοχή από 245 - 250 βολτ της τάσης εξόδου σε τάση εισόδου 245 - 275, η μέγιστη παραγωγή θερμότητας είναι περίπου έξι φορές μικρότερη από ό, τι με τη συνεχή τάση (ο κύκλος λειτουργίας υπολογίζεται από τις ημιτονοειδείς γωνίες στο όριο της κοπής ημιτονοειδούς κύματος).

Με φορτία άνω των 0,5 kW σε ένα δίκτυο με συχνές υπερτάσεις τάσης, είναι απαραίτητο να εφοδιαστεί ένας σύγχρονος περιοριστής με έναν ανεμιστήρα (ψύκτη), ο οποίος συνιστάται να τροφοδοτείται από έναν μετασχηματιστή μικροσκοπικού ρεύματος (με βάση έναν μετασχηματιστή step-down). Ξεκινώντας με ισχύ 1-2 kW, συνιστάται να χρησιμοποιήσετε το tandem - "STAB - ONS" - για να συνδυάσετε αποτελεσματικά τις ιδιότητες αυτών των συσκευών. Ο σταθεροποιητής παρέχει στατική λειτουργία και δυναμικό και ενεργό φίλτρο ONSγενικά, με ελαχιστοποίηση της απελευθέρωσης θερμότητας.

Θα πρέπει να σημειωθεί ότι η χρήση του σύγχρονου αυτόματου μετασχηματισμούΔεν είναι λογικό κατ 'αρχήν για σταθεροποιητές χαμηλής ισχύος, καθώς ο ίδιος ο μετασχηματιστής έχει σημαντική κατανάλωση. Αυτοί οι σταθεροποιητές έχουν σχεδιαστεί για μια ομάδα καταναλωτών και για τη συνολική τους ισχύ κοντά στην ονομαστική, για συνεχή λειτουργία χωρίς σημαντική μείωση της κατανάλωσης ισχύος. Μόνο σε αυτήν την περίπτωση επιτυγχάνεται ικανοποιητικόη αποτελεσματικότητα. Έτσι, το προτεινόμενο ONS φαίνεται να είναι μια πρακτικά απαραίτητη και επιτυχημένη προσθήκη στους σύγχρονους σταθεροποιητές και την αποτελεσματική αντικατάστασή τους για εξοπλισμό χαμηλής ισχύος, ο οποίος γίνεται όλο και περισσότερο (διατηρώντας και αυξάνοντας το κόστος και την αξία του για τον ιδιοκτήτη).

Συμβουλή προγραμματιστή

Η πηγή αυξημένης τάσης δεν θα πρέπει να είναι LATR, αλλά ένας συμβατικός μετασχηματιστής βηματοδότησης με αρκετές δευτερεύουσες περιελίξεις και καλώδια από τον πρωτεύοντα, έτσι ώστε όταν οι δευτερεύουσες περιελίξεις συνδέονται φάση με τον πρωτεύοντα και χρησιμοποιούν συγκεκριμένους πρωτογενείς αγωγούς, μπορεί να επιτευχθεί υψηλή τάση, για παράδειγμα, έως 270- 275 βολτ. Αυτή η τάση πρέπει να παρέχεται στο ηλεκτρονικό τμήμα ελέγχου της συσκευής προστασίας μέσω μεταβλητής αντίστασης 10-20 kOhm. Η κατανάλωση ηλεκτρονικών ελέγχου είναι συνήθως (και θα έπρεπε) να μην υπερβαίνει τα 10-15 mA. Και το τμήμα τροφοδοσίας πρέπει να συνδεθεί απευθείας στο δίκτυο, λαμβάνοντας υπόψη τη φάση. Με αυτό το σχήμα ισχύος, μπορείτε να ορίσετε πιο ομαλά και με ακρίβεια την τάση και να δημιουργήσετε ένα ιδανικό άλμα κλείνοντας ολόκληρη την μεταβλητή αντίσταση ή επιπλέον.

Θα είναι ενδιαφέρον να διαβάσετε:

• Οδηγίες για τη σύνδεση ενός ρελέ παρακολούθησης τάσης
• Πώς να προστατέψετε την οικιακή καλωδίωση με σταθεροποιητή τάσης;
• Γιατί λειτουργεί ένα RCD και τι να κάνουμε σε αυτήν την περίπτωση;