Kuinka estää ylijäämähäviöt kotiverkossa - uusi kehityskatsaus

<

Jokainen, joka tietää kodinkoneiden, etenkin nykyaikaisten televisioiden ja muiden hienostuneiden laitteiden, korjaamisen hinnan, on jo asentanut vakaajan tai jänniterele virtalähdepaneeliin (jos jännitekatkokset ovat vahingossa ja lyhytaikaisia). Toiset, etenkin tietämättä tapauksen hinnasta, käyttävät rauhallisesti kalliita laitteita, joilla on suurien häviöiden riski ("satunnaisesti"). Kriittisin tässä suhteessa on esikaupunkien (maaseudun) sähköverkkojen tilanne, jossa ukkosmyrskyjen lisäksi yhteisessä syöttömuuntajassa on ”vaihetasapainottomuuksia”, joissa kevyesti kuormitetun vaiheen jännite voi nousta 260–270 voltiin tai enemmän.

Mitä markkinat tarjoavat?

Nykyaikaisilla markkinoilla on runsaasti stabilisaattoreita ja jännitereleitä (adapterin ”pistorasia” tai koko asunnon sähköpaneelin muodossa). Nykyaikaiset johtavat yritykset tuottavat suojalaitteita (pääasiassa paneelimallit), - Internetin ulkoasulla, joka ei kuitenkaan mahdollista suojata kodin kodinkoneita luotettavasti, on tiettyjä toiminnallisia haittoja (ks. Jäljempänä). Näitä tuotteita tuotetaan laajasti ja mainostetaan kirkkaasti, mielestäni yksinkertaisesti teknisen lukutaidottoman kuluttajan perusteella. Markkinatarjousten tarkastelun perusteella (usean vuoden ajan) suurin osa valmistajista on lopettanut tuotteidensa kehittämisen vuosien varrella todennetuilla tekniikan ja rakenteen ratkaisuilla, jotka ovat taloudellisesti edullisia ja ovat ulkoisesti houkuttelevia kuluttajille. Kuitenkin, jos tarkastellaan ongelmaa suojaamiseksi aalto tekniikan näkökulmasta voidaan sanoa, että laadukkaan ”pistorasian” (suojalaitteen) pitäisi vain syöttää korkealaatuista jännitettä, ja tämä ei riipu sen kauniista “kasvoista”, vaan sen “toiminnallisesta mielestä”.

Katsaus teollisuuden suojalaitteisiin teknisestä (tekniikan) näkökulmasta

Ensinnäkin, huomaamme, että kaikki yksinkertaiset lämmityslaitteet eivät pelkää suuria jännitteen poikkeamia normista (poikkeama voi olla jopa +/- 40 volttia). Siksi on epäkäytännöllistä sisällyttää ne vakaajan jälkeen lataamalla sitä tarpeettomasti. Stabilointiainetta tarvitaan pääasiassa jääkaappiin, jos jännitettä alennetaan jatkuvasti 180-190 voltiin.

Kaikissa tapauksissa vakautuskysymysten tai muun suojan ratkaiseminen on pidettävä mielessä, että:

• Vakaajilla on ns "avoimen piirin virta" (ilman kuormaa), jota lisätään jatkuvasti kuormavirtaan. Siksi monissa tapauksissa, varsinkin kun syötetään pienitehoisia elektronisia laitteita, kokonaisenergiankulutus on paljon suurempi (vakaaja ei yleensä sammu eikä käynnisty kuorman mukana).Kaikki valmistajat ilmoittavat nimelliskuorman tehokkuuden.
• Suurimmassa osassa stabilisaattoreita ei ole ylijännitesuojalaitteita salaman sattuessa tai nollajohtimen katkeaminen virtalähdeverkossa (tai sinulla on yksinkertaisin, tehdasasetettu). Suojauksen vasteaika on pääsääntöisesti yli puolet jännitejaksosta, mikä on liian vaarallista yli 300 V: n jännitteen nousulle. Olisi pidettävä mielessä, että stabilisaattorin ohjaama jännite, joka aiheuttaa tietyn kytkennän, kasvaa jatkuvasti television tai muun kuluttajan virtalähteessä koko suojaustoiminnan ajan ( kuorman irtoaminen), ja näillä heitöillä (impulsseilla) on usein jyrkkä etuosa.
• Toimintaperiaatteellaan stabilisaattorit lähettävät lyhyitä (useisiin millisekuntiin asti) ylijännitepulsseja, joten lähtöjännitteen laatu määritetään lisäsuodatuksella, mikä saattaa olla riittämätön joillekin elektronisille laitteille.
• Jännitteen vakauttamista verkon laskun aikana ei vaadita nykyaikaisille elektroniikan kuluttajille, heillä on omat vakautuksensa tällä vyöhykkeellä.
• Paneeliin tai pistorasiaan (kuten sovittimeen) asennetuilla jännitereleillä on releasetukset kuorman irrottamiseksi, kun jännite nousee tai laskee asetettujen arvojen yläpuolelle (manuaalisesti säädettävissä). Eli on olemassa erittäin epämiellyttävä kuluttajalle ja jopa haitallinen toiminnallinen ominaisuus. Kaikille, yleensä kalliille laitteille, on ehdottoman välttämätöntä estää yli 250 V: n jännitteet. Samanaikaisesti monissa sähköverkoissa, etenkin kesämökissä, tämä ylitys on erittäin todennäköistä. Siksi television ja kaikkien muiden kuluttajien toistuvat sammutukset tapahtuvat nopeasti, mikä häiritsee nopeasti ja johtaa asetusten yliarviointiin 260 V: n tai suurempaan arvoon, jos käyttäjä on teknisesti lukutaidoton. Laitteiden vaurioitumisriski kasvaa jyrkästi (on tarpeen ottaa huomioon käyttöviiveen suuruus, joka myös säädetään käsin ja voi osoittautua vaarallisesti suureksi). Vähentääkseen usein toistuvien katkoksien psykologisia vaikutuksia kehittäjät palauttivat suojauslaitteen automaattiseen (mukautettavan) viiveellä. Mutta monissa tapauksissa (etenkin tietokoneen kohdalla) tämä ei salli rauhoittaa tekniikan käyttäjiä ja etenkin tietokoneella tehdyn pitkän työn hedelmiä.
• Suurimmalla osalla kaupallisesti saatavissa olevista suojalaitteista, jotka ovat hajottajien tai sovittimien muodossa, ei yleensä ole kirkkaassa pakkauksessa ilmoitettua suojaa. Useimmiten heillä on vain vähän virtaa varistor, joka alkaa jonkin verran sammuttaa jännitettä (sen ominaisuuksissa, mikrosekunnissa) noin 350 V: n jälkeen. Mutta sama jännite kohdistetaan samanaikaisesti minkä tahansa elektronisen laitteen virtalähteen tuloelementteihin suurella todennäköisyydellä niiden rikkoutumisesta ja palamisesta!

Siten tilannetta ylijännitesuojausongelmien ratkaisussa ei pidetä tyydyttävänä kuin myymälähyllyillä ja johtavien valmistajien sivustoilla.

Mahdollinen rationaalinen ratkaisu suojausongelmiin

Oma kokemukseni taloudellisimpien ja mielestäni lupaavimpien suojalaitteiden kehittämisessä on johtanut seuraavaan ratkaisuun (joka on menestyksekkäästi testattu kokeellisissa malleissa, patentoitavissa tai muodostaa tietotaidon aiheen - asiaankuuluvan sopimuksen kanssa kiinnostuneen valmistajan kanssa).

Stabilisaattoreiden ja jännitereleiden haittojen poistamiseksi on suositeltavaa toteuttaa liiallisen jännitteen amplitudin leikkaus tulojännitteen 250–290 voltin alueella (todennäköisimmin ylimäärä) ja hetkellinen katkaisu suuremmalla jännitteellä. Tämä on mahdollista ottamalla aktiivinen liitäntälaite virtapiiriin tehokkaalla Darlington-transistorilla (tai kahdella yksinkertaisella). Kuluttajien sallitun tehon lisäämiseksi on mahdollista asentaa pienimuotoinen tuuletin (12 V) yksinkertaisella laturien virtalähteellä.Tässä tapauksessa 12/5 voltin siirtymä on hyvin yksinkertaista - vaihtamalla ylimääräinen zener-diodi latauspiiriin. Toisin sanoen suojalaite hankkii laturin lisätoiminnon.

Liitäntälaitteen ohjauksen toteuttaminen yllä mainitun periaatteen mukaisesti (synkroninen amplitudiviipale, mukaan lukien kaikki pulssit) ei vaadi minkään ohjaimen käyttöä. Lisäksi äskettäin tehdyssä uudessa piirityötöissä oli mahdollista päästä eroon amplitudinvakautustilan kytkentäreleestä ja vastaavasti elektrolyyttikondensaattorista (niitä ei ole lainkaan) alkuperäisen tasavirta-avaimen kehittämisen ansiosta tyristorissa (hystereesillä), joka osoittautui erittäin menestyväksi käytetyssä piirissä. suojalaitteet (kirjoittajan kokemuksen ja analogien etsinnän perusteella sitä voidaan pitää keksintönä).

Valmiustilassa ohjauskortti kuluttaa vähemmän kuin 0,5 W (jännitteestä riippuen). Välitöntä katkaisua (noin 1 ms) varten kirjoittaja on myös kehittänyt ja onnistuneesti testannut (usean vuoden ajan, eri laitteissa) VK-1-10-tyyppiseen lämpökatkaisijaan perustuvan välitysreitin suunnittelun, jota käytetään laajasti verkkosuodattimissa. Koska amplitudin synkroninen katkaisu on verkkojännitteellä 250 V, jopa 280–290 V: iin, suuremman ylijännitteen todennäköisyys pienenee huomattavasti, joten on järkevää käyttää yksinkertaista sulaketta, jonka voimakas tyristori yksinkertaisesti polttaa (jollain virranrajoituksella) riittävän kauan tälle ylijännitepulssille (ottaen huomioon verkkojännitteen puoliaallon kaatumisen kesto). On myös otettava huomioon, että sulakkeen läpi kulkeva virta (luokkaa 20–40 A) “syöttää” verkkojännitettä (sen vastuksen takia).

Synkronisen amplitudirajoitusjärjestelmän toteutuksen variantit

Alla on kuvia ohjauskortista (viimeisin kehitys, testausmahdollisuus), sekä video laitteen testaamisesta välittömällä katkaisulla (aikaisempi kehitys, kuuntelemaan rajaklikkausta, sinun on lisättävä äänenvoimakkuutta) ja “DC-avaimen” testivideo (idea ensimmäisen testin, jännite 24 V). Viimeksi mainittu tietysti vaatii tiettyjä selityksiä, mutta koska tämä laite on tarkoitus siirtää kiinnostuneille valmistajille ”tietotaidona” (sopimuksen nojalla), tässä on mahdollista esitellä vain korkealaatuiselle (kokeelliselle) I – V -ominaisuudelle ensimmäiselle pienitehoiselle kytkimelle (kytkimen jännite on jo testattu) jopa 400 V, hystereesi ollessa noin 10%).

Video:

Haluaisin puhua myös lisääntyneen jännitteen lähteestä suojalaitteen asettamiseen ja testaamiseen. Tunnetun LATR: n sijasta, jolla on ”karkea” askelominaisuus ja riittävän korkea jännite, on suositeltavaa käyttää erityistä laitetta, joka perustuu kahteen tavanomaiseen muuntajaan, joiden toisiokäämi on 30–40 volttia. Alla on kirjoittajan käyttämä kaavio (jotkin muutokset ovat mahdollisia).

Päämuuntajan teho voi olla 50-100 W ja lisäksi 15-30. Samanaikaisesti suojalaitteita testataan kevyellä kuormalla, jopa 10–15 W: iin saakka (esimerkiksi vastus neonilmaisimella tai hehkulamppu jääkaapille). Liitäntälaitteen voimakkaan kuormituksen testaamiseksi on mahdollista virrata liitäntälaite suoraan pistorasiasta ja ohjauskortista edellä mainitun jännitteen kasvatuslaitteen kautta (voimakkaan kuormituksen painolastikokeet ovat itse asiassa lämpötestit).

Ne, jotka haluavat liittyä uuden elektroniikkalaitteiden suojalaitteen (näyttelymallit) teollisen suunnittelun kehittämiseen, voivat ottaa yhteyttä järjestelmänvalvojaan ehdotuksilla.