Innovatie op het gebied van overspanningsbeveiliging - ONS-apparaat

Overzicht van ontwikkeling

Het model van een synchrone spanningsbegrenzer is speciaal ontworpen en gemonteerd voor apparaten met een laag vermogen die zonder veel vertraging automatisch stroomterugwinning vereisen. ExperimenteelIk ben aan het werk en de belangrijkste tests zijn zojuist voltooid (thermische tests zijn in voorbereiding). ONS (zie onderstaande foto) kan worden opgenomen in de opening van de bestaande voedingslijn of rechtstreeks op het stopcontact met de belasting aangesloten via de stopcontacten.

De spanningsbegrenzer is ontworpen voor een vermogen tot 250 watt. Het is samengesteld op basis van standaard distributiede eerste dozen van de firma "Tyco electronics", - 75x75 mm. Opgemerkt moet worden dat het ballastregelschema hetzelfde is voor alle vermogensniveaus, alleen de ballast zelf (klassieke) veranderingen - een brug, een transistor en een koelradiator. Er is hier geen sprake van circuitoplossingen, aangezien het apparaat een knowhowobject is en een serieuze bedrijfsaudit verwacht in het kader van contractueel werk. We kunnen alleen zeggen dat het circuit analoog is en dat het elementen gebruikt die alleen op grote schaal worden gebruikt. ONS is ontworpen voor regelmatige ingangsspanningslimieten tot 255-260 V, wat het meest waarschijnlijke niveau is, en op korte termijn - tot 275 V, met belastingsstroom tot 1A. Ter bescherming tegen oververhitting is een miniatuur thermo-automaat op de radiator gemonteerd. De volgende functionele eigenschappen van de synchrone limiter worden bereikt:

1. De mogelijkheid van een stationaire verbinding in het stroomcircuit, dat wil zeggen het inschakelen van de stroom naar de belasting met een inschakelstroom (voor het schakelen van voedingen) en spanningsbeperking, of het uitschakelen van de stroom wanneer er een te hoge overspanning in het netwerk is.
2. De onmiddellijke reactie van de limiter in een breed scala van impulsen en krampachtige overspanningen, alleen afhankelijk van de frequentie-eigenschappen van de bedieningselementen en ballast (tot ongeveer 3 MHz - voor normaal elementen van wijdverbreid gebruik).
3. Mogelijkheid tot testen in de bedrijfsmodus voor maximale spanningsbeperking (ballastcontrole) en ontkoppeling van de belasting (via microknoppen).
4. Onmiddellijk afschakelen, alleen afhankelijk van de responstijd van het relais (enkele ms).
5. Automatisch herstel van het stroomcircuit met een vertraging van enkele seconden, op voorwaarde dat de spanning daalt tot een acceptabel niveau (minder dan 250 V).

Opgemerkt moet worden dat in verband met de kenmerken van de belasting, het doel ervan, twee wijzigingen van de ONS raadzaam zijn - met automatisch stroomherstel en alleen handmatig herstel. Het apparaat van de tweede wijziging van de limiter is veel eenvoudiger, omdat in plaats van het relais en de bijbehorende elementen een typische, wijdverbreide thermo-automaat (breker) wordt gebruikt, gemoderniseerddoor de ontwikkelaar om te zorgen voor automatische reset vanuit het beveiligingscircuit (zie vorig artikel -nieuwe overspanningsbeveiliging) Deze machine behoudt de eigenschap van bescherming tegen overbelasting.

In een minimale versie van het ontwerp wordt de ballastradiator convectief gekoeld door de gaten in de doos (beschermd door een gaas). Om een ​​groter beschermingsvermogen te bieden (warmteafvoer), kunt u een extra doos gebruiken waarin u een koeler met een stroomtransformator en een thermische onderbreker kunt plaatsentomaat. Het is handig om de dozen op de lagere vlakken aan te sluiten, omdat er eerder ramen of gaten zijn gemaakt om de radiator te blazen (dit principe is ook handig voor andere modules die in vergelijkbare dozen zijn geplaatst en die moeten worden gekoeld).

Wat is het grote voordeel van ONS?

In een vorig artikel merkte de ontwikkelaar al op dat alle consumenten in het netwerk 230 V, 50/60 Hz zijn (de nominale spanning van een enkelfasig netwerk volgens de nieuwe GOST, met een tolerantie van +/- 10%), met schakelende voedingen (met hun eigen stabilisatie) vereisen een speciale aanpak om overspanningsbeveiliging. Ze hebben allemaal niet alleen bescherming nodig tegen een verhoogd niveau, maar ook bescherming tegen een breed scala aan overspanningen en overspanningen. De moderne markt is extreem verzadigd met filters en volt-automaten (spanningsrelais), die beschermingselementen bevatten tegen impulsruis in het microseconde bereik. Wat betreft langere pulsen en pieken, sprongen, moet worden opgemerkt dat deze apparaten een zekere afvlakking (filtering) hebben voor het gevoelige element van de machine (om de eigenaren niet te ergeren bij veelvuldig gebruik). Dat wil zeggen dat ze een deel van de impulsen doorgeven. Het instelpunt voor bedrijf mag niet hoger zijn dan 250 volt. Veel "spanningsrelais" hebben een externe instelling van het setpoint, maar dit moet eerder als een nadeel dan als een deugd worden beschouwd. Het werd geïntroduceerd om niet te ergeren aan frequente shutdowns. Maar een spanning van meer dan 250 volt is erg gevaarlijk voor elektronische apparatuur.

Zoals reeds vermeld in het vorige artikel, is het niet voor alle fabrikanten winstgevend om hun producten een grote "veiligheidsmarge" te bieden. De gehele massa van passieve filter- en relaisbeveiligingsapparatuur is dus alleen geschikt voor spanningsstabiele en storingsnetwerken, dat wil zeggen dat het is ontworpen voor zeldzame, onbedoelde overspanning (tijdens onweer of netwerkongeval). Velen van hen "drijven" de eigenaren niettemin naar "witgloeiend", tot een beslissende vervanging door een stabilisator. Moderne stabilisatoren, hoewel ze eruit zien als perfecte apparaten (inclusief advertentiekenmerken, vooral voor een eenvoudige koper), hebben nog steeds een aantal belangrijke nadelen die alleen kunnen worden geïdentificeerd door geschikte technische tests in een speciaal laboratorium. Op internet zijn er maar heel weinig artikelen over dit onderwerp en ze bevatten slechts een controle van de inhoud en het beperken van stationaire modi.

Wat is het belangrijkste, fundamentele verschil tussen de nieuwe aanpak? Het bestaat uit:

• synchrone limiter (ONS) bewaakt elke halve golf van spanning en "synchroon" de amplitude ervan tot een acceptabel niveau, gebaseerd op de berekening van de toegestane effectieve spanning van minder dan 250 volt;
• de grootte van het afgesneden deel wordt alleen bepaald door de grensspanning van de ballasttransistor en een geschikte beperking van de warmteontwikkeling - voor een stabiel netwerk kan het extreem groot zijn, bijvoorbeeld tot 100 volt (dan zal de ballast pulsen van deze omvang afsnijden zonder de belasting te ontkoppelen);
• het hele spectrum van pulsen wordt afgesneden, alleen afhankelijk van de frequentie-eigenschappen van de ballast en zijn controles;
• het nadeel van de warmteafvoer van ballast is niet zo groot als het lijkt omdat ze opvallen impulsen, waarvan de inschakelduur het toegewezen vermogen proportioneel vermindert, bijvoorbeeld in het bereik van 245 - 250 volt van de uitgangsspanning bij een ingangsspanning van 245 - 275, is de maximale warmteontwikkeling ongeveer zes keer minder dan bij continue spanning (de inschakelduur wordt berekend aan de hand van de sinushoeken aan de grens van de sinusgolf).

Met belastingen van meer dan 0,5 kW in een netwerk met frequente spanningspieken, is het noodzakelijk om een ​​synchrone begrenzer uit te rusten met een ventilator (koeler), wat raadzaam is om te worden gevoed door een miniatuurstroomtransformator (op basis van een step-down transformator). Beginnend met een vermogen van 1-2 kW, is het raadzaam om de tandem - "STAB - ONS" - te gebruiken om de eigenschappen van deze apparaten effectief te combineren. De stabilisator biedt statische modus en ONS dynamisch en actief filteralgemeen, met minimale warmteafgifte.

Opgemerkt moet worden dat het gebruik van moderne autotransformatHet is in principe niet rationeel voor stabilisatoren met een laag vermogen, omdat de transformator zelf een aanzienlijk verbruik heeft. Deze stabilisatoren zijn ontworpen voor een groep consumenten en vanwege hun totale vermogen bijna nominaal, voor continu gebruik zonder een significante vermindering van het energieverbruik. Alleen in dit geval wordt een bevredigend resultaat bereikte efficiëntie. De voorgestelde ONS lijkt dus een praktisch noodzakelijke en succesvolle toevoeging aan moderne stabilisatoren en hun effectieve vervanging voor apparatuur met een laag vermogen, die steeds meer wordt (met behoud en verhoging van de kosten en waarde voor de eigenaar).

Tip voor ontwikkelaars

De bron van verhoogde spanning mag niet LATR zijn, maar een conventionele step-down transformator met verschillende secundaire wikkelingen en kabels van de primaire, zodat wanneer de secundaire wikkelingen in fase zijn verbonden met de primaire en met behulp van bepaalde primaire kabels, een hoge spanning kan worden verkregen, bijvoorbeeld tot 270- 275 volt. Deze spanning moet via een variabele weerstand van 10-20 kΩ aan het elektronische besturingsgedeelte van de beveiligingsinrichting worden geleverd. Het verbruik van besturingselektronica is meestal (en zou) niet meer dan 10-15 mA moeten zijn. En het voedingsgedeelte moet rechtstreeks op het netwerk worden aangesloten, rekening houdend met de fase. Met dit energieschema kunt u de spanning soepeler en nauwkeuriger instellen en een ideale sprong vormen door de volledige variabele weerstand of extra te sluiten.

Het zal interessant zijn om te lezen:

• Instructies voor het aansluiten van een spanningsbewakingsrelais
• Hoe huisbedrading beschermen met een spanningsstabilisator?
• Waarom werkt een aardlekschakelaar en wat te doen in dit geval?