Inovație în domeniul protecției împotriva supratensiunilor - dispozitiv ONS

Prezentare generală a dezvoltării

Modelul unui limitator de tensiune sincron este proiectat și asamblat doar pentru echipamente cu consum redus care necesită recuperare automată a energiei fără prea multă întârziere. ExperimentalEu lucrez și testele principale ale acestuia tocmai au fost finalizate (testele termice sunt înainte). ONS (vezi fotografia de mai jos) poate fi inclus în golul liniei de alimentare existente sau direct la priză cu încărcarea conectată prin prize.

Limitatorul de tensiune este proiectat pentru o putere de până la 250 de wați. Este asamblat pe baza distribuției standardprimele cutii ale companiei „Tyco electronics”, - 75x75 mm. Trebuie remarcat faptul că schema de control al balastului este aceeași pentru toate nivelurile de putere, doar balastul în sine (clasic) se schimbă - un pod, un tranzistor și un radiator de răcire. Nu există nicio modalitate de a vorbi despre soluții de circuit aici, deoarece dispozitivul este un obiect de cunoștințe și se așteaptă la un audit serios de afaceri în cadrul activității contractuale. Putem spune doar că circuitul este analog și folosește elemente de utilizare doar pe scară largă. ONS este proiectat pentru tensiunea de intrare obișnuită care limitează până la 255 - 260 V, care este cel mai probabil nivel, iar pe termen scurt - până la 275 V, cu un curent de sarcină de până la 1A. Pentru a vă proteja împotriva supraîncălzirii, este instalat un radiator automat în miniatură. Se obțin următoarele proprietăți funcționale ale limitatorului sincron:

1. Posibilitatea unei conexiuni staționare în circuitul de alimentare, adică pornirea puterii de încărcare cu un curent de pornire (pentru comutarea surselor de alimentare) și limitarea tensiunii sau oprirea alimentării atunci când există o supratensiune excesivă în rețea.
2. Răspunsul instantaneu al limitatorului într-o gamă largă de impulsuri și supratensiuni spasmodice, în funcție de proprietățile de frecvență ale comenzilor și ale balastului (până la aproximativ 3 MHz - pentru elementele obișnuite de utilizare pe scară largă).
3. Posibilitatea testării în modul de funcționare pentru limitarea maximă a tensiunii (control balast) și deconectarea încărcăturii (prin intermediul micro butoanelor).
4. Vărsare instantanee de încărcare, dependentă doar de timpul de răspuns al releului (mai mulți ms).
5. Restaurarea automată a circuitului de putere cu o întârziere de câteva secunde, cu condiția ca tensiunea să scadă la un nivel acceptabil (mai puțin de 250 V).

Trebuie menționat că, datorită caracteristicilor încărcării, scopul acesteia este recomandabilă două modificări ale ONS - cu recuperare automată a puterii și numai recuperare manuală. Dispozitivul celei de-a doua modificări a limitatorului este mult mai simplu, deoarece în locul releului și al elementelor sale asociate, se utilizează un sistem termo-automat (întreruptor), răspândit, modernizatde către dezvoltator pentru a asigura resetarea automată din circuitul de protecție (a se vedea articolul precedent -nou dispozitiv de protecție la supratensiune) Această mașină menține proprietatea protecției împotriva supraîncărcărilor.

Într-o versiune minimă a proiectării, radiatorul de balast este răcit convectiv, prin găurile din cutie (protejate de o plasă). Pentru a asigura o putere de protecție mai mare (disiparea căldurii), puteți utiliza o cutie suplimentară în care să puneți un răcor cu un transformator de curent și un întreruptor termicroșie. Este convenabil să conectați casetele la planurile inferioare, făcând anterior ferestre sau orificii pentru a sufla radiatorul (acest principiu este convenabil și pentru alte module plasate în cutii similare și care necesită răcire).

Care este avantajul semnificativ al ONS?

Într-un articol anterior, dezvoltatorul a menționat deja că toți consumatorii din rețea sunt de 230 V, 50/60 Hz (tensiunea nominală a unei rețele monofazate conform noului GOST, cu o toleranță de +/-10%), având surse de comutare (cu stabilizare proprie) necesită o abordare specială a protectie de supravoltaj. Toți aceștia nu necesită doar o protecție împotriva unui nivel crescut, ci și o protecție împotriva unei game largi de supra-tensiuni și creșteri. Piața modernă este extrem de saturată cu filtre și volt-automat (relee de tensiune), care includ elemente de protecție împotriva zgomotului de impuls din gama microsecundelor. În ceea ce privește impulsurile și surplusurile mai lungi, salturile, trebuie menționat faptul că aceste dispozitive au o anumită netezire (filtrare) în fața elementului sensibil al mașinii (pentru a nu enerva proprietarii cu funcționare frecventă). Adică trec o parte din impulsuri. În ceea ce privește valoarea de referință pentru funcționare, aceasta nu trebuie să fie mai mare de 250 de volți. Multe „relee de tensiune” au o reglare externă a valorii de referință, dar aceasta ar trebui considerată un dezavantaj decât o virtute. A fost introdus tocmai pentru a nu se enerva cu oprirea frecventă. Dar, o tensiune mai mare de 250 volți este foarte periculoasă pentru orice echipament electronic.

Așa cum am menționat deja în articolul precedent, nu este rentabil pentru toți producătorii să ofere o mare „marjă de siguranță” în tensiune pentru produsele lor. Astfel, întreaga masă a dispozitivelor de filtrare pasivă și de protecție a releului este potrivită numai pentru rețelele stabile din punct de vedere al tensiunii și perturbațiilor, adică sunt concepute pentru supratensiuni rare, accidentale (în timpul furtunii sau furtului de rețea). Cu toate acestea, mulți dintre ei „conduc” proprietarii către „alb-cald”, spre o înlocuire decisivă cu un stabilizator. Cu toate acestea, stabilizatorii moderni, deși arată ca niște dispozitive perfecte (inclusiv caracteristicile publicitare, în special pentru un simplu cumpărător), au încă o serie de dezavantaje semnificative care nu pot fi identificate decât prin testări tehnice adecvate într-un laborator special. Pe Internet există foarte puține articole pe acest subiect și conțin doar o verificare a conținutului și limitarea modurilor staționare.

Care este diferența principală și fundamentală între noua abordare? Este format din următoarele:

• un limitator sincron (ONS) monitorizează fiecare jumătate de undă de tensiune și își „taie” sincron amplitudinea la un nivel acceptabil, - pe baza tensiunii efective admise mai puțin de 250 de volți;
• dimensiunea părții decupate este determinată numai de tensiunea de limitare a tranzistorului de balast și de o limitare corespunzătoare a generarii de căldură - pentru o rețea stabilă poate fi extrem de mare, de exemplu, până la 100 de volți (atunci balastul va tăia impulsuri de această mărime fără a deconecta sarcina);
• întregul spectru de impulsuri este întrerupt, depinzând doar de proprietățile de frecvență ale balastului și de controlurile acestuia;
• dezavantajul disipării căldurii balastului nu este atât de mare pe cât pare din cauza faptului că ies în evidență impulsuri, al cărui ciclu de funcționare reduce proporțional puterea alocată, de exemplu, în intervalul de 245 - 250 volți din tensiunea de ieșire la o tensiune de intrare de 245 - 275, generația maximă de căldură este de aproximativ șase ori mai mică decât cu tensiunea continuă (ciclul de serviciu este calculat prin unghiurile sinusoidale la limita tăierii undelor sinusoidale).

Cu sarcini mai mari de 0,5 kW într-o rețea cu tensiuni frecvente, este necesar să se echipeze un limitator sincron cu un ventilator (răcitor), care este recomandat să fie alimentat de la un transformator de curent în miniatură (bazat pe un transformator descendent). Începând cu o putere de 1–2 kW, este indicat să folosiți tandemul - „STAB - ONS” - ​​pentru a combina eficient proprietățile acestor dispozitive. Stabilizatorul asigură modul static și filtru ONS dinamic și activgeneral, cu minimizarea eliberării de căldură.

Trebuie menționat că utilizarea autotransformatului modernÎn principiu, nu este rațional pentru stabilizatorii de putere mică, deoarece transformatorul în sine are un consum semnificativ. Aceste stabilizatoare sunt concepute pentru un grup de consumatori și pentru puterea lor totală aproape de nominal, pentru funcționare continuă fără o reducere semnificativă a consumului de energie. Numai în acest caz este atins satisfăcătoreficiența a treia. Astfel, ONS propus pare a fi o completare practic necesară și de succes la stabilizatorii moderni și înlocuirea lor eficientă pentru echipamentele cu putere redusă, care devine din ce în ce mai mare (menținând și crescând costul și valoarea pentru proprietar).

Sfat pentru dezvoltator

Sursa de tensiune crescută nu ar trebui să fie LATR, ci un transformator de coborâre convențional, cu mai multe înfășurări secundare și conduc de la primar, astfel încât atunci când înfășurările secundare sunt conectate în fază cu primarul și folosind anumite conductoare primare, se poate obține o tensiune ridicată, de exemplu, până la 270- 275 volți. Această tensiune trebuie furnizată părții electronice de control a dispozitivului de protecție printr-o rezistență variabilă de 10-20 kOhm. Consumul de electronice de control este de obicei (și ar trebui să fie) nu mai mult de 10-15 mA. Iar partea de alimentare trebuie conectată direct la rețea, luând în considerare faza. Cu această schemă de putere, puteți seta mai corect și mai precis tensiunea și puteți forma un salt ideal prin închiderea întregii rezistențe variabile sau suplimentare.

Va fi interesant de citit:

• Instrucțiuni pentru conectarea unui releu de monitorizare a tensiunii
• Cum să protejați cablurile casnice cu un stabilizator de tensiune?
• De ce funcționează un RCD și ce trebuie făcut în acest caz?