Setting96.ru

Строительный журнал
2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как происходит стабилизация напряжения

Как происходит стабилизация напряжения?

Стабилизация напряжения в регулирующих устройствах, как стабилизаторы сети, происходит двумя способами:

  • плавно;
  • ступенчато;

Оба метода не лишены нюансов.

Плавная регулировка осуществляется с помощью латера – электромеханического устройства. Сам метод не плох, но, латеры используемые в недорогой технике, как Китайская, ОЧЕНЬ плохого качества. Поэтому рекомендовать к покупке китайские стабилизаторы напряжения нет смысла, потому что прослужат они максимум полгода, а то и меньше, как повезет.

Российские стабилизаторы напряжения, хорошего качества и, прежде всего, долговечные, выполнены, вторым, ступенчатым методом регулировки, потому что этот метод предполагает долговечные и износостойкие компоненты, как реле и контакторы, а так же чуть менее «надежные» тиристоры.

У каждого элемента ступенчатой базы есть свои особенности.

Реле дают очень высокую надежность и долговечность, но, создавать на них стабилизаторы с высокой точностью смысла не имеет, потому что получится трещетка, а не стабилизатор. Зато проработает такой аппарат 10-15 лет свободно и хорошо тянет нагрузку, и работает при минусовой температуре, и еще очень очень много плюсов. Реле и контакторы – это рабочая лошадь всего машиностроения. Все наиболее надежные устройства выполнены на этой элементной базе. Для установки в дома и коттеджи, для бытовой техники и 90% профессиональной техники, именно релейные стабилизаторы дадут все, что требуется- надежность, долговечность и приемлемую цену за киловатт мощности, дешевый и быстрый ремонт.

Тиристоры – это относительно новые компоненты и делать на них силовую технику начали сравнительно недавно. Что хорошего в тиристорах и почему, многие производители перешли на них?

Первый плюс, при массовом производстве, штамповать продукцию на тиристорах на много быстрее. Сборка на реле в 3-4 раза медленнее.

Второй плюс, на тиристорах можно сделать любую точность, а значит, можно просить более высокую цену, обуславливая в ракламных компаниях НЕОБХОДИМОСТЬ высокой точности. На самом деле высокая точность для бытовой аппаратуры не нужна, достаточно средних ГОСТ показателей (реле в этом смысле подходят идеально).

Первый минус, тиристоры – очень «нежные» и сильно греющиеся компоненты. Поэтому вероятность отказа очень высока.

Второй минус, не могут работать при минусовых температурах. Нельзя устанавливать в не отапливаемых помещениях.

Третий минус, боятся перегрузок. При перегрузках тиристоры гроздями «вылетают».

Четвертый минус, ОЧЕНЬ дорогой ремонт. Тиристоры дорогие компоненты и устанавливается их довольно много для высокой точности. Ремонт такого стабилизатора влетает в копеечку.

Метод переключающих ступеней при стабилизации напряжения

Сколько ступеней хорошо, а сколько плохо и есть ли вообще лимит на количество?

Неразбериха с количеством переключающих ступеней не такая уж и запутанная.

Переключающие ступени стабилизатора. Кто больше? или Кто Меньше?

Чем больше, тем лучше? Или чем меньше, тем лучше?

По поводу количества переключающих ступеней развели шумиху, в общем-то, на пустом месте.

Всех заклинило, что чем больше переключающих ступеней, тем лучше. А заклинило потому, что это постоянно внушается производителями, выпускающими тиристорную продукцию.

Если переключающих ступеней много, то тут существуют сомнительные в своей необходимости плюсы и очень ощутимые минусы.

Плюс в том, что напряжение поддерживается более точно

С помощью большого числа повышающих ступеней поддерживаются те самые пресловутые ± 3%. Необходимость поддержания Uвых в этом диапазоне, в общем-то, не имеет под собой никаких оснований. Это больше рекламный трюк для создания ажиотажа у потребителя. И возможность для производителя извлечения большей прибыли. Только и всего.

Постоянно внушается нужность этих трех процентов или пяти, или одного -) . кто во что горазд. Необходимость внушается только затем, чтобы отличаться от себе подобных хоть чем-нибудь и создавать образ более качественного продукта, за который можно просить больше ВАШИХ КРОВНЫХ ДЕНЕГ.

Вся бытовая техника прекрасно работает в диапазоне 220±10%. Господа, не забивайте себе голову этой чепухой про проценты отличные от ГОСТ стандарта, а именно 220±10%.

± 3% и выше может понадобиться крайне редко, для прецизионной техники, измерительных приборов, отладочной техники. Если Вы не проводите никаких лабораторных испытаний(тестов), не подключаете особо чувствительную измерительную технику и у Вас нет медицинских приборов (у которых в паспорте изделия написан рабочий диапазон отличный от 220±10%) или любых других приборов, у которых в паспорте требования отличные от 220±10%, абсолютно перестаньте на эту тему беспокоиться.

Если вдруг у Вас есть прибор, который требует для своей работы ± 3% (в паспорте у него так написано), то Вы можете на весь дом поставить стабилизатор 220± 10%, а конкретно для него взять стабилизатор ± 3% который требуется для устройства. Тем СОХРАНИТЕ СВОЙ КОШЕЛЕК ОТ НЕНУЖНЫХ ТРАТ . Так как стабилизаторы с точностью ± 3% и выше производители продают гораздо дороже, а если он будет еще и большой мощности – это еще дороже.

Минус полностью перекрывает этот неважный в общем-то плюс :

Много повышающих ступеней характеризуется большим количеством переключающих обмоток коммутации.

Каждая коммутация обмотки — это всплеск, скачек напряжения, помехи в потребительской сети на выходе стабилизатора. И чем больше повышающих ступеней (много переключающих обмоток коммутации), тем больше генерируется помехи, всплески и скачки в сети потребителя.

Что очень плохо для любой аппаратуры. Особенно для телевизионной и аудио техники, не терпящей искажений в сети.

С таким "шумящим" стабилизатором, к примеру, " нежная " аудио аппаратура высокого класса начинает звучать и работать, как самая посредственная, а телевизионные приемники начинают принимать программы с помехами.

Большое количество ступеней в первую очередь вызывает такой негативный эффект, как частое моргание лампочек в доме. Это происходит в связи с тем, что стабилизатор пытается все время поддерживать Uвых в заданном диапазоне ± 3% и выше. При каждом переключении коммутирующих обмоток происходит размыкание цепи и обрыв фазы.

Так же, что не маловажно, точность стабилизации приводит к существенному удорожанию изделия.

Итог про повышающие ступени:

Большое количество переключающих ступеней дает незначительный, сомнительный в своей необходимости плюс ( точность стабилизации ) и очень ощутимые, весомые минусы:

Значительно возрастает стоимость стабилизатора напряжения.
По сети распространяются различные "шумы" – помехи, всплески и скачки. Из-за "шумов" на качественную работу дорогой, чувствительной аудио-видео техники можно не рассчитывать. Корректная работа этих устройств будет искажена. Звук и видео оставляют желать лучшего.
Из-за большого количества ступеней очень часто происходит обрыв фазы. Из-за обрыва фазы мерцают лампочки. В целом это очень плохо сказывается на работоспособности любой аппаратуры, а не только аудио-видео. Качественные характеристики ее могут быть искажены, срок службы уменьшается.

Все пытаются "шумливость" избежать, но почему-то некоторые производители бравируют количеством ступеней и стремятся поставить все с ног на голову. Что это? Расчет на мало понимающих в этом вопросе потребителей? Вероятно…

К слову сказать, чтобы избавиться от этих скачков, прикручивают еще много разной дополнительной электроники. Делают просто неимоверное количество этих ступеней с малым шагом, а что в итоге? В итоге это все напоминает снежный ком. И цена наматывается прямо пропорционально усилиям.

В итоге, чтобы получить что-то одно незначительное (точность стабилизации ) и потом использовать это в рекламных целях, для извлечения большей прибыли, прилагается большой объем усилий, чтобы погасить издержки…

Так не лучше ли сразу всего этого избежать? Вопрос риторический….

Все эти дополнения (лампочки, стрелочки, вольтметры, дорогие корпуса, количество ступеней, микросхемы вместо дискретных элементов) увеличивают себестоимость стабилизатора напряжения. Но это даже не главное.

Они снижают процент отказоустойчивости. Повышают процент различных сбоев.

Если сгорят лампочки или сломается встроенный вольтметр, или сложная световая индикация перестанет работать, или нежный микропроцессор даст сбой, Вы понесете в ремонт стабилизатор.

Чем меньше всего второстепенного, чем схемное решение проще и изящней, тем надежней изделие в целом – это аксиома.

Читать еще:  Регулировка яркости экрана линукс минт

Это Вам подтвердит любой разбирающийся в вопросе человек.

Лучше, если стабилизатор будет выполнять только свои прямые обязанности и на отлично.

Все факторы, которые могут повлиять на надежность лучше исключить.

Такая техника, как правило, ставиться всего раз и надолго. Принес, установил и забыл про него.

Все эти мелочи приятны, но не более. Не нужно на них так заострять внимание во всех обзорах. Все это не столь важно, как алгоритмы, по которым работает стабилизатор .

Как можно регулировать обороты асинхронного двигателя: обзор способов

Благодаря надежности и простоте конструкции асинхронные двигатели (АД) получили широкое распространение. В большинстве станков, промышленном и бытовом оборудовании применяются электродвигатели такого типа. Изменение скорости вращения АД производится механически (дополнительной нагрузкой на валу, балластом, передаточными механизмами, редукторами и т.д.) или электрическими способами. Электрическое регулирование более сложное, но и гораздо более удобное и универсальное.

Способы регулировки АД

Для многих агрегатов применяется именно электрическое управление. Оно обеспечивает точное и плавное регулирование пуска и работы двигателя. Электрическое управление производится за счет:

  • изменения частоты тока;
  • силы тока;
  • уровня напряжения.

В этой статье мы рассмотрим популярные способы, как может осуществляться регулировка оборотов асинхронного двигателя на 220 и 380В.

Изменение скорости АД с короткозамкнутым ротором

Существует несколько способов:

  1. Управление вращением за счет изменения электромагнитного поля статора: частотное регулирование и изменение числа пар полюсов.
  1. Изменение скольжения электромотора за счет уменьшения или увеличения напряжения (может применяться для АД с фазным ротором).

Частотное регулирование

В данном случае регулировка производится с помощью подключенного к двигателю устройства для преобразования частоты. Для этого применяются мощные тиристорные преобразователи. Процесс частотного регулирования можно рассмотреть на примере формулы ЭДС трансформатора:

Данное выражение означает, что для сохранения постоянного магнитного потока, означающего сохранение перегрузочной способности электромотора, следует одновременно с преобразованием частоты корректировать и уровень питающего напряжения. Если сохраняется выражение, вычисленное по формуле:

то это означает, что критический момент не изменен. А механические характеристики соответствуют рисунку ниже, если вы не понимаете, что значат эти характеристики, то в этом случае регулировка происходит без потери мощности и момента.

Механические характеристики электромотора при регулировании частоты

Достоинствами данного метода являются:

  • плавное регулирование;
  • изменение скорости вращения ротора в большую и меньшую сторону;
  • жесткие механические характеристики;
  • экономичность.

Недостаток один — необходимость в частотном преобразователе, т.е. увеличение стоимости механизма. К слову, на современном рынке представлены модели с однофазным и трёхфазным входом, стоимость которых при мощности 2-3 кВт лежит в диапазоне 100-150 долларов, что не слишком дорого для полноценной регулировки привода станков в частной мастерской.

Переключение числа пар полюсов

Данный метод применяется для многоскоростных двигателей со сложной обмоткой, позволяющей изменять число пар ее полюсов. Самое широкое применение получили двухскоростные, трехскоростные и четырехскоростные АД. Принцип регулировки проще всего рассмотреть на основе двухскоростного АД. В такой машине обмотка каждой фазы состоит из двух полуобмоток. Скорость вращения изменяется при подключении их последовательно или параллельно.

Варианты параллельного и последовательного соединения полуобмоток

В четырехскоростном электродвигателе обмотка выполнена в виде двух независимых друг от друга частей. При изменении числа пар полюсов первой обмотки производится изменение скорости работы электромотора с 3000 до 1500 оборотов в минуту. При помощи второй обмотки производится регулировка вращения 1000 и 500 оборотов в минуту.

При изменении числа пар полюсов происходит и изменение критического момента. Для его сохранения неизменным, требуется одновременно с изменением числа пар полюсов регулировать и питающее напряжение, например, переключением схемы звезда-треугольник и их вариациями.

Достоинства данного метода:

  • жесткие механические характеристики двигателя;
  • высокий КПД.
  • ступенчатая регулировка;
  • большой вес и габаритные размеры;
  • высокая стоимость электромотора.

Способы управления скоростью АД с фазным ротором

Изменение скорости вращения АД с фазным ротором производится путем изменения скольжения. Рассмотрим основные варианты и способы.

Изменение питающего напряжения

Этот способ также применяется для АД с КЗ ротором. Асинхронный двигатель подключается через автотрансформатор или ЛАТР. Если уменьшать напряжение питания, частота вращения двигателя снизится.

Схема подключения 3-х фазного АД через реостат или ЛАТР

Но такой режим уменьшает перегрузочную способность двигателя. Этот способ применяется для регулирования в пределах напряжения не выше номинального, так как увеличение номинального напряжения приведет к выходу электродвигателя из строя.

Активное сопротивление в цепи ротора

При использовании данного метода в цепь ротора подключается реостат или набор постоянных резисторов большой мощности. Данное устройство предназначено для плавного увеличения сопротивления.

Подключение реостата к кольцам ротора АД с фазным ротором

Скольжение растет пропорционально увеличению сопротивления, а скорость вращения вала электромотора при этом снижается.

Механическая характеристика при изменении активного сопротивления ротора

  • большой диапазон регулирования в сторону понижения скорости вращения.
  • снижение КПД;
  • увеличение потерь;
  • ухудшение механических характеристик.

Асинхронный вентильный каскад и машины двойного питания

Изменение скорости работы асинхронных электромоторов в данных случаях выполняется путем изменения скольжения. При этом скорость вращения электромагнитного поля неизменна. Напряжение подается напрямую на обмотки статора. Регулировка происходит за счет использования мощности скольжения, которая трансформируется в цепь ротора, и образует добавочную ЭДС. Такие методы используются только в специальных машинах и крупных промышленных устройствах.

Асинхронно-вентильный каскад

Плавный пуск асинхронных электродвигателей

АД кроме безусловных преимуществ, обладают существенными недостатками. Это рывок на старте и большие пусковые токи, в 7 раз превышающие номинальные. Для мягкого старта электродвигателя используются следующие методы:

  • переключение обмоток по схеме звезда – треугольник;
  • включение электродвигателя через автотрансформатор;
  • использование специализированных устройств для плавного пуска.

В большинстве частотных регуляторов есть функция плавного пуска двигателя. Это не только снижает пусковые токи, но и уменьшает нагрузки на исполнительные механизмы. Поэтому регулирование частоты и плавный пуск довольно сильно связаны между собой.

Как сделать устройство для изменения скорости вращения электродвигателя своими руками

Для регулировки маломощных однофазных АД можно использовать диммеры. Однако этот способ ненадежен и обладает серьезными недостатками: снижением КПД, серьезным перегревом устройства и опасностью повреждения двигателя.

Для надежного и качественного регулирования оборотов электродвигателей на 220В, лучше всего подходит частотное регулирование.

Приведенная ниже схема позволяет собрать частотное устройство для регулировки электромоторов мощностью до 500 Вт. Изменение скорости вращения производится в границах от 1000 до 4000 оборотов в минуту.

Устройство состоит из задающего генератора с изменяемой частотой, состоящего из мультивибратора, собранного на микросхеме К561ЛА7, счетчика на микросхеме К561ИЕ8, полумоста регулятора. Выходной трансформатор Т1 выполняет развязку верхнего и нижнего транзисторов полумоста.

Схема частотного регулятора скорости АД

Демпфирующая цепь С4, R7 гасит всплески напряжения опасные для силовых транзисторов VT3, VT4. Выпрямитель, удвоитель напряжения питающей сети, включает в себя диодный мост VD9, с конденсатором фильтра на которых происходит удвоение напряжения питания полумоста.

Напряжение первичной обмотки: 2х12В, вторичной обмотки 12В. Первичная обмотка трансформатора управления ключами, состоит из 120 витков медного провода сечением 0,7мм, с отводом от середины. Вторичная – две обмотки, каждая по 60 витков повода сечением 0,7 мм.

Вторичные обмотки необходимо максимально надежно заизолировать друг от друга, так как разница потенциалов между ними доходит до 640 В. Подключение выходных обмоток к затворам ключей производится в противофазе.

Вот мы и рассмотрели способы регулировки оборотов асинхронных двигателей. Если возникли вопросы, задавайте их в комментариях под статьей!

Справочник по интегральным стабилизаторам напряжения

Устройство и принцип действия электронного стабилизатора

Электронный стабилизатор обычно состоит из следующих компонентов:

  • измерителей входного и выходного напряжения;
  • управляющей микросхемы, которая анализирует данные от измерителей и при необходимости включает процесс преобразования напряжения;
  • трансформатора с возможностью переключения обмоток для регулировки напряжения;
  • блока электронных ключей (тиристоров или симисторов), который управляет переключением обмоток.

Принцип действия электронного стабилизатора может быть описан следующим образом:

при изменении напряжения в питающей сети фиксируется разница между фактическим и номинальным его значением. Управляющий микропроцессор подает сигнал на включение определенного силового ключа, коммутирующего именно ту секцию обмотки трансформатора, коэффициент трансформации которой обеспечит наиболее приближенное к номиналу значение выходного напряжения.

Читать еще:  Регулировка напряжения на выходе трансформатора

Принцип действия электронных стабилизаторов во многом схож с работой устройств релейного типа. Если в последних коммутация необходимых обмоток автотрансформатора осуществляется при помощи электромеханических реле, то в электронных устройствах вместо них используются отличающиеся гораздо более высоким быстродействием силовые полупроводниковые ключи – тиристоры или симисторы.

Также конструкция электронного стабилизатора предусматривает работу в режиме «байпас» – когда сетевое напряжение находится в пределах нормы, электричество направляется в обход трансформатора и непосредственно подается потребителю.

Таким образом, питание электроприборов через электронный стабилизатор напряжения осуществляется следующим образом:

  1. Если параметры электротока соответствуют нормативным, он проходит через байпас, не нагружая основные цепи стабилизатора.
  2. Если происходит падение или возрастание напряжения, измеритель на входе стабилизатора фиксирует это изменение.
  3. Управляющая микросхема стабилизатора отдает соответствующую команду и срабатывает блок электронных ключей.
  4. В цепь включаются обмотки трансформатора, которые осуществляют преобразование напряжений до нужного уровня.

Плюсы и минусы

К достоинствам интегральных линейных стабилизаторов напряжения можно отнести:

  1. высокий стабилизирующий коэффициэнт;
  2. высокий коэффициэнт сглаживания значения напряжения на нагрузке;
  3. низкое значение выходного сопротивление;
  4. не производят собственных помех.

Однако коэффициэнт полезного действия таких стабилизаторов невысок и снижается при малых значениях выходных напряжений. Увеличение КПД возможно за счёт прибавки размеров и габаритов устройства, что не всегда является удобным и выгодным вариантом.

В чем разница между симисторным и тиристорным стабилизатором?

Электронные стабилизаторы могут строиться на основе тиристоров или симисторов.

Главное отличие от тиристора заключается в том, что симистор пропускает ток в двух направлениях. Поэтому в симисторном стабилизаторе при тех же параметрах можно использовать в два раза меньше электронных компонентов. Это делает его более компактным и надежным.

AMS1117 внутренняя структура

Интересно, что стабилизаторы с фиксированным напряжением отличаются от «подстраевымых» только наличием двух дополнительных резисторов определяющих напряжение. Судя по рисунку структуры стабилизатора из документации задающие резисторы присутствуют на кристалле, а выбор того на какое напряжение будет запрограммирован стабилизатор определяется перемычками.

Достоинства и недостатки электронных стабилизаторов

Ниже представлены основные достоинства и недостатки электронных стабилизаторов по сравнению с релейными приборами. Они обусловлены, в первую очередь, строением и особенностями метода преобразования напряжения электронных стабилизаторов.

  1. Не имеют механических элементов, поэтому издают меньше шума при работе и считаются в целом более надежными.
  2. Реагируют на изменения параметров электросети быстрее.
  3. Имеют меньший шаг изменения при регулировке напряжения, что позволяет добиться более высокой точности стабилизации – от 5 до 10%.
  4. Электронные ключи, в отличие от реле, весьма компактны, а значит, их количество можно увеличить без существенного увеличения размеров устройства.
  1. Выходное напряжение имеет форму, отличную от синусоидальной (трапециевидную или с другими искажениями, в зависимости от конкретной модели стабилизатора).
  2. Точности, которую дает ступенчатая регулировка напряжения, может оказаться недостаточно для питания устройств, чувствительных к качеству электроснабжения.
  3. Более высокая стоимость в сравнении с релейными моделями.

Подбор сопротивления для стабилизатора LM317

Для точной работы микросхемы суммарная величина сопротивлений R1…R3 должна создавать ток приблизительно 8 мА при требуемом выходном напряжении (Vo), то есть:

R1 + R2 + R3 = Vo / 0,008

Данное значение следует воспринимать как идеальное. В процессе подбора сопротивлений допускается небольшое отклонение (8…10 мА).

Величина сопротивления переменного резистора R2 напрямую связана с диапазоном напряжения на выходе. Обычно его сопротивление должно быть примерно 10…15 % от суммарного сопротивления оставшихся резисторов (R1 и R2) либо же можно подобрать его сопротивление экспериментально.

Расположение резисторов на плате может быть произвольным, но желательно для лучше стабильности располагать подальше от радиатора микросхемы LM317.

Сферы применения электронных стабилизаторов напряжения

Такие преимущества электронных стабилизаторов перед релейными устройствами, как более высокая скорость и точность регулирования напряжения, бесшумность в работе, надежность и длительность ресурса работы, благодаря отсутствию механических элементов коммутации, обеспечивают их широкое применение в домашних условиях для защиты бытовой нагрузки, не имеющей в своем составе электромоторов, например, телевизионной и кухонной техники, а также приборов освещения.

Серьезным ограничением области применения электронных стабилизаторов является отличие формы выходного напряжения от синусоидальной, а также недостаточно высокая точность стабилизации.

Крайне не рекомендуется подключать высокоточное чувствительное оборудование к электронным стабилизаторам. Например, определенные проблемы могут возникнуть при работе c:

  • устройствами, в составе которых есть электродвигатель (насосами, системами отопления) – выходное напряжение стабилизатора, имеющее неправильную форму кривой, может привести к выходу двигателя из строя;
  • профессиональным аудио- и видеооборудованием – помехи, создаваемые при ступенчатом переключении, отрицательно скажутся на качестве картинки и звука;
  • компьютерной техникой – точности, которую дает ступенчатая регулировка напряжения, может оказаться недостаточно.

Таким образом, полностью обеспечить электропитание загородного дома или коттеджа с помощью электронного стабилизатора не получится, поскольку через него нельзя будет запитать часть чувствительного оборудования с электродвигателями, например, насосы системы водоснабжения.

AMS1117 описание характеристик

  • Максимальный выходной ток – 1 А
    ;
  • Максимальное входное напряжение – 15 В
    ;
  • Температурный диапазон работы T = -20 .. +125°С
    ;
  • Максимальная рассеиваемая мощность для корпуса SOT-223 – Pmax = 0,8 Вт
    ;
  • Максимальная рассеиваемая мощность для корпуса TO-252 – Pmax = 1,5 Вт
    ;
  • Тепловое сопротивление кристалл-корпус для корпуса SOT-223 – Rt = 15°С/Вт
    ;
  • Тепловое сопротивление кристалл-корпус для корпуса TO-252 – Rt = 3°С/Вт
    ;
  • Выключение при перегреве кристалла – T = 155°С
    ;
  • Тепловой гистерезис – ΔT = 25°С
    .

Критерии выбора электронного стабилизатора

При выборе электронного стабилизатора следует руководствоваться следующими техническими характеристиками устройства.

  • навесные – с креплением на стену;
  • стоечные – предназначенные для установки в стандартные 19-дюймовые шкафы или стойки;
  • напольные – устанавливаемые на горизонтальную поверхность.

Интегральные стабилизаторы положительного напряжения Интегральные стабилизаторы положительного напряжения Интегральные стабилизаторы положительного напряжения Интегральные стабилизаторы положительного напряжения

Важные моменты

Используя интегральные стабилизаторы напряжения импортные, стоит учитывать некоторые особенности:

  • на вход и выход устройства следует подключать конденсатор с ёмкостью 47 – 220 нФ для предупреждения самовозбуждения;
  • при большой ёмкости подключенного на выход конденсатора и малом токе нагрузки между входом и выходом должен быть включен диод. Это обеспечит быстрое уменьшение выходного напряжения до значения входного;
  • для стабильной работы устройства значение входного напряжения должно быть выбрано выше выходного как минимум на 3В;
  • устройства линейки «law-drop», характеризующиеся небольшим перепадом напряжений от входа до выхода, для устойчивой стабилизации должны быть обеспечены входным напряжением, которое превышает выходное на 0,1 – 0,5 В.

Инверторный стабилизатор напряжения как альтернатива электронным

В связи с описанными выше недостатками электронные стабилизаторы постепенно уходят в прошлое. Они стоят дороже, чем релейные приборы, но при этом все равно не обеспечивают достаточной точности и качества выходного напряжения. В качестве альтернативы для бытового применения многие все чаще используют инверторные стабилизаторы. Они построены на основе более современного метода преобразования, который позволяет избавиться от недостатков, свойственных устройствам на симисторах и тиристорах. В инверторном стабилизаторе напряжение, поступающее на вход, преобразуется в постоянное, а затем снова в переменное, но уже с нужными параметрами. Благодаря этому обеспечивается форма идеальной синусоиды и достигается высокая точность стабилизации (2%).

Инверторные стабилизаторы работают практически бесшумно и имеют полный набор защит – от перегрузок, перегрева, коротких замыканий, аварий в сети. Они являются оптимальным вариантом, если нужно обеспечить питание дорогостоящих устройств, чувствительных к перебоям в электропитании – компьютерной техники, систем отопления, котлов с электронным управлением, систем безопасности загородного дома.

Купив инверторный стабилизатор, вы сможете обеспечить надежную подачу электроэнергии на все электроприборы, которые используются в доме – от мелкой бытовой техники до систем водоснабжения и отопления. Технические особенности инверторного стабилизатора делают его сферу применения намного шире, чем у электронных моделей.

Как настроить реле напряжения

Узнаем какие бывают функции, для чего они нужны и как их настроить. Зачем эти крутилки и переключатели, почему производители реле такие глупые и не могут сами всё настроить.

Читать еще:  Как отрегулировать двери на шкафу двери гармошка

Как настроить реле напряжения

Реле с фиксированными уставками

Реле напряжения отличают друг от друга количеством контролируемых параметров, числом сигнальных контактов, напряжением питания. Также реле напряжения бывают с фиксированными или регулируемыми настройками. Чем больше контролируемых и настраиваемых параметров, тем дороже реле.

Однофазное реле с фиксированными настройками EZ9C1240 производства Schneider контролирует только уровень напряжения. Если напряжение сети выйдет за пределы 160…265 В, то реле отключит нагрузку. Особенностью данного реле является мощный силовой контакт 40 А, позволяющий управлять нагрузкой напрямую без использования контактора. Другой пример — реле 711182300010 производства Finder, которое имеет фиксированную уставку 172…276В, а также задержку включения 5 или 10 мин на выбор. Задержка позволят избежать частных включений и отключений нагрузки, что особенно актуально для компрессоров в холодильнике.

Реле напряжения без настроек 711182300010.JPG
Реле напряжения 711182300010

Реле напряжения без настроек EZ9C1240.JPG
Реле напряжения EZ9C1240

Заводские настройки реле

Реле разных производителей часто имеют разные диапазоны настройки, что иногда продиктовано особенностями их применения, а иногда желанием сделать реле более универсальным.

Чем руководствуется производитель, задавая диапазоны реле, ничего не зная о вашей нагрузке? Нередко в таких случаях используют кривую ITIC (CBEMA), описывающую способность оборудования выдерживать отклонения от номинального напряжения в зависимости от продолжительности этого отклонения.

Кривая ITIC — кривая совета индустрии информационных технологий. Ранее кривая была известная как CBEMA. CBEMA — Ассоциация производителей компьютеров и бизнес-оборудования. Кривая описывает способность оборудования выдерживать отклонения напряжения в зависимости от времени действия этого напряжения. Часть этой кривой была отражена в международном стандарте IEEE446 в качестве требований к способности оборудования выдерживать отклонения напряжения от рабочего. Требования кривой более точно сформулированы и не противоречат ГОСТ 32144–2013 пункт 4.2.2 Медленные изменения напряжения: «Медленные изменения напряжения электропитания (продолжительностью более 1 мин) обусловлены обычно изменениями нагрузки электрической сети. …… при этом положительные и отрицательные отклонения напряжения в точке передачи электрической энергии не должны превышать 10% номинального…»

График CBEMA.png

График CBEMA

Импульсные перенапряжения — особый случай
Кратковременное перенапряжение, к примеру 1150 В, согласно тому же графику должно быть отключено за 10 микросекунд. Такие перенапряжения с высоким напряжением возникают при ударе молнии рядом с линией электропередач или при коммутации. Реле в таких случаях не успеет сработать — исполнительный механизм реле действуют с задержкой. Это особенность в той или иной мере присуща любому реле напряжения и тут ничего не поделать. Чтобы защитить сеть от грозовых и других импульсных перенапряжений необходимо использовать устройства УЗИП — устройства защиты от импульсных перенапряжений, о которых мы расскажем отдельно в следующей статье.

Реле с регулируемыми диапазонами

На примере многофункционального реле напряжения РНПП-311М давайте рассмотрим, какие бывают функции и уставки у реле напряжения. РНПП-311М контролирует трёхфазное напряжение.

Реле контроля напряжения РНПП-311М.jpg
Реле контроля напряжения РНПП-311М

Контроль повышенного и пониженного напряжения
Переключателем выбираем напряжение 380 или 400В. Выбранное напряжение реле будет считать нормальным. С помощью поворотного переключателей задаём максимальное и минимальное значение напряжения. Уровень напряжения задаётся в процентах от номинального — того, что мы выбрали переключателем. С помощью переключателей Umin и Umax контроль повышенного и пониженного напряжения можно совсем отключить.

Выбор диапазона регулирования зависит от типа нагрузки. Например, общепромышленные трехфазные электродвигатели серии АИР производства ELDIN допускают длительное отклонение напряжения не боле ±5% от номинального. Для большинства других устройств отклонение ±5% это тоже наиболее безопасное отклонение.

В отдалённой деревне или на участке сети, которая работает с перегрузкой, напряжение может существенно отличаться от допустимого в течении длительного времени: дни, недели, а иногда — всегда. Для защиты сетей, где действующее напряжение уже существенно отличается от нормативного, используют реле с регулируемым диапазоном питающего напряжения. В этом случае вы можете установить как очень низкие, так и высокое диапазоны срабатывания. Например, импульсные блоки питания современной электроники могут работать и при 150 В без какого-либо ущерба для себя. Будут работать и электрические нагреватели, но они не будут развивать номинальную мощность. При этом такое напряжение будет неприемлемо для электродвигателя. Зато с регулируемыми реле вы сами можете решать, в зависимости от типа нагрузки, какие установить пределы регулирования.

Unom.jpg

Обнаружение обрыва фазы
Реле постоянно следит за тем, чтобы на нагрузку подавались все три фазы. Если произойдет, обрыв одной из фаз — реле отключит нагрузку. Функция предназначена в первую очередь для защиты трехфазных двигателей. Обрыв хотя бы одной фазы приведет к сгоранию обмотки статора. Функция обнаружения обрыва фазы не требует настройки.

Контроль чередования фаз
Реле распознает, когда нарушен порядок подключения фаз и подает сигнал на отключение нагрузки. Соблюдение чередования фаз также важно именно для электродвигателей. Если нарушить чередование фаз, двигатель начнет вращаться в обратную сторону. Порядок подключения фаз заложен в реле и так же не требует настройки.

ЧФ.jpg

Контроль асимметрии фаз
Асимметрия фаз — это когда фазы трехфазной сети нагружены неравномерно, вследствие чего на одной фазе возникает повышенное напряжение, а на другой пониженное.

Ассиметрия фаз.png

При равномерном распределении нагрузки на всех фазах напряжение остается одинаковым и не выходит за пределы допустимых. На рисунке справа фаза С нагружена больше других, из-за чего напряжение на ней «просело». Из-за просадки напряжения на фазе С напряжение на других фазах стало выше.

Функция схожа с контролем повышенного и пониженного напряжения, но считает уже разность напряжения между фазами. Будет незаменима, если пределы контроля напряжения выставлены грубо, а к сети подключена нагрузка чувствительная к перекосам. Например, при контроле напряжения ±20% перекос может достигать 40%, в таком случае будет уместно контролировать перекос отдельно от напряжения.

Недопустимый перекос напряжений по фазам в двигателях вызывает магнитное поле, вращающееся встречно вращению ротора. Вращающееся магнитное поле из кругового превращается в эллиптическое, из-за этого появляются вибрации разрушающие подшипники. Возникает перекос по току, двигатель перегревается. Длительная работа на пределах коэффициентов при нагрузке меньше номинальной снижает срок службы на 10…15%, при номинальной нагрузке — вдвое. Если перекос составляет 50%, срок службы снижается в 5…10 раз.

У реле РНПП-311М уставка по асимметрии фиксированная. Если на одной из фаз напряжение выйдет за пределы ±20% от номинала, то реле сработает. Кстати, примерно такие же пределы по напряжению у однофазного реле EZ9C1240, о котором мы упоминали в начале статьи. У некоторых реле уставка по асимметрии регулируемая, как правило в пределах 4…20% от номинала.

ПФ.jpg

Задержка срабатывания
Если задержка не равна нулю, то сигнальные контакты реле срабатывают через выбранный промежуток времени. Данная функция позволяет исключить ложные отключения нагрузки в случае кратковременного выхода параметров из заданного диапазона. Срабатывание контактов произойдёт после выбранного времени задержки. Чем меньше время задержки, тем выше уровень защиты, но равная нулю задержка не всегда возможна из-за частых отклонений в питающей сети.

тср.jpg

Задержка на включение
Повторное включение реле возможно только по истечению заданного времени. Применяется для электрооборудования с ограниченным числом пусков за определенный промежуток времени. К такому электрооборудованию в первую очередь относятся электродвигатели. Так, например, в руководстве по эксплуатации двигателя АИР указано: «Двигатели допускают два последовательных пуска с остановкой из холодного состояния, с интервалом между пусками 3…5 мин или один пуск из горячего состояния через 1 ч после остановки агрегата». Ограничение числа пуска связано с тем, что повышенный пусковой ток вызывает нагрев обмотки. Поэтому двигателю нужно дать время остыть прежде, чем запустить его снова. Кроме того, коммутационная аппаратура тоже имеет ограничения по числу пусков, но эти ограничения связаны с ресурсом силовых контактов. Соответственно задержка на включение выставляется больше, чем значение, указанное производителем оборудования.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector