Synchronní omezovač napětí (ONS)

Přehled vývoje

Model synchronního omezovače napětí je navržen a sestaven právě pro zařízení s nízkým výkonem, která vyžadují automatické obnovení napájení bez velkého zpoždění. ExperimentálníPracuji a jeho hlavní testy byly právě dokončeny (tepelné testy jsou před námi). ONS (viz. na fotografii níže) lze připojit k přerušení stávajícího elektrického vedení nebo přímo k zásuvce se zátěží připojenou přes zásuvky.

Omezovač napětí je určen pro výkon do 250W. Sestavuje se na základě standardního rozvodund krabice od Tyco electronics, - 75x75 mm. Nutno podotknout, že obvod ovládání předřadníku je pro všechny výkonové stupně stejný, mění se pouze předřadník samotný (klasický) - můstek, tranzistor a chladič. Zde nelze hovořit o obvodových řešeních, protože zařízení je předmětem "know-how" a očekává seriózní obchodní kontrolu v rámci smluvní práce. Můžeme pouze říci, že obvod je analogový a jsou v něm použity pouze prvky rozšířeného použití. ONS je určen pro režim pravidelného omezení vstupního napětí do 255 - 260 V, - nejpravděpodobnější úroveň, a krátkodobé - do 275 V, se zatěžovacím proudem do 1A. K ochraně před přehřátím je na radiátoru upevněno miniaturní termoautomatické zařízení. Bylo dosaženo následujících funkčních vlastností synchronního omezovače:

1. Možnost trvalého zapojení do silového obvodu, tedy zapnutí napájení zátěže nárazovým proudem (např. spínání zdrojů) a omezení napětí nebo vypnutí napájení při nadměrném přepětí sítí.
2. Okamžitá odezva omezovače v širokém rozsahu rázů a rázů, pouze závislá od frekvenčních vlastností ovládacích prvků a předřadníku (do cca 3 MHz - u konvenčních prvků šíř aplikace).
3. Možnost testování v provozním režimu pro omezení maximálního napětí (balastní test) a odpojení zátěže (pomocí mikrotlačítek).
4. Okamžité odpojení zátěže v závislosti pouze na době odezvy relé (několik ms).
5. Automatická obnova napájecího obvodu se zpožděním několika sekund za předpokladu, že napětí klesne na přijatelnou úroveň (méně než 250 V).

Je třeba poznamenat, že v souvislosti s charakteristikou zátěže, jejím účelem, jsou vhodné dvě modifikace ONS - s automatickým obnovením napájení a pouze ručním obnovením. Zařízení druhé modifikace omezovače je mnohem jednodušší, protože místo relé a souvisejících prvků se používá typický, rozšířený termoautomatický stroj (přerušovač), modernizovanýkonstruktérem zajistit automatický reset z ochranného obvodu (viz. předchozí článek - nová přepěťová ochrana). Tento stroj si zachovává vlastnost ochrany a přetížení.

V minimalistickém provedení je předřadník chlazen konvekčně přes otvory ve skříni (chráněné síťkou). Pro větší ochranu výkonu (odvod tepla) můžete použít přídavnou skříň, do které byste měli umístit chladič s proudovým transformátorem a termopřerušovačemrajče. Je vhodné spojit krabice se spodními rovinami, které mají předem vytvořená okna nebo otvory pro foukání chladiče (tento princip je vhodné použít pro jiné moduly umístěné v podobných krabicích a vyžadující chlazení).

Jaká je významná výhoda ONS?

V předchozím článku již vývojář poznamenal, že všichni spotřebitelé v síti 230 V, 50/60 Hz (jmenovité napětí jednofázové sítě podle nové GOST, s tolerancí +/- 10%), které mají spínané zdroje (s vlastní stabilizací) vyžadují speciální přístup k ochraně proti zvýšené Napětí. Všechny potřebují nejen nadúrovňovou ochranu, ale i ochranu proti širokému rozsahu impulsních a přepětí. Moderní trh je extrémně přesycený filtry a automatickými napěťovými spínači (napěťovými relé), jejichž součástí jsou ochranné prvky proti impulsnímu šumu v řádu mikrosekund. Co se týče delších pulzů a rázů, rázů, je třeba si uvědomit, že tato zařízení mají jistou vyhlazování (filtrování) před citlivým prvkem stroje (aby neobtěžovalo majitele častých spouštění). To znamená, že předávají určitou část impulsů. Pokud jde o nastavení snímače, nemělo by být vyšší než 250 voltů. Mnoho "napěťových relé" má externí nastavení požadované hodnoty, ale to by mělo být považováno spíše za nevýhodu než výhodu. Zaveden byl právě proto, aby neobtěžoval častým odpojováním. Ale napětí nad 250 voltů je velmi nebezpečné pro jakékoli elektronické zařízení.

Jak již bylo zmíněno v předchozím článku, pro všechny Výrobce není výhodné poskytovat u svých výrobků velkou „bezpečnostní rezervu“ v napětí. Celá masa pasivních filtračních a reléových ochranných zařízení je tedy vhodná pouze pro hladinově stabilní napětí a rušení sítí, to znamená, že je navržen pro vzácná, náhodná přepětí (během bouřky nebo havárií v síť). Mnoho z nich ještě „přivede“ majitele do „bílého žáru“, k rozhodující výměně za stabilizátor. Moderní stabilizátory, i když vypadají jako dokonalá zařízení (včetně reklamních vlastností, zejména pro běžného kupujícího), ale stále mají řadu významných nedostatků, které lze identifikovat pouze vhodným technickým testováním ve speciální laboratoři. Článků na toto téma je na internetu velmi málo a obsahují pouze ověření obsahu a omezení stacionárních režimů.

Jaký je hlavní, zásadní rozdíl mezi novým přístupem? Skládá se z následujícího:

• synchronní omezovač (ONS) monitoruje každou půlvlnu napětí a synchronně "ořezává" její amplitudu na přijatelnou úroveň na základě povoleného efektivního napětí menšího než 250 voltů;
• velikost odříznuté části je určena pouze hraničním napětím předřadného tranzistoru a účelným omezením uvolňování tepla, - pro stabilní síť, může být extrémně velká, například až 100 voltů (pak předřadník odřízne pulsy této velikosti bez odpojení zatížení);
• celé spektrum pulsů je oříznuto v závislosti pouze na frekvenčních vlastnostech předřadníku a jeho ovládacích prvků;
• nevýhoda odvodu tepla na předřadníku není tak velká, jak se zdá, vzhledem k tomu, že impulsy, jehož pracovní cyklus úměrně snižuje přidělený výkon, - např. v rozsahu 245 - 250 voltů výstupního napětí na vstupu - 245 - 275 V maximální uvolnění tepla je asi šestkrát menší než při trvalém napětí (pracovní cyklus se vypočítá ze sinusových úhlů na hranici cutoff sinusoidy).

Pro zátěže nad 0,5 kW v síti s častým přepětím je nutné vybavit synchronním omezovačem ventilátoru (chladiče), který je vhodné napájet z miniaturního proudového transformátoru (na základě snížení transformátor). Počínaje výkonem 1-2 kW je vhodné použít tandem - "STAB - ONS" - efektivní kombinaci vlastností těchto zařízení. Stabilizátor poskytuje statický režim a ONS poskytuje dynamické a aktivní filtrováníplachý, s minimalizací uvolňování tepla.

Je třeba poznamenat, že použití moderních autotransformátorůrn stabilizátorů pro nízký výkon je v zásadě iracionální, jelikož samotný transformátor má značnou spotřebu. Tyto stabilizátory jsou určeny pro skupinu spotřebitelů a pro jejich celkový výkon, blízký jmenovitému, pro nepřetržitý provoz bez výrazného snížení spotřeby energie. Pouze v tomto případě je to uspokojivéúčinnost. Navržený PND je tedy vnímán jako prakticky nezbytný a úspěšný doplněk moderních stabilizátorů a účinný jejich nahrazení za nízkoenergetická zařízení, kterých je stále více (při zachování a zvýšení ceny a hodnoty majitel).

Tip pro vývojáře

Na závěr A. Vasiliev poradil těm, kteří chtějí otestovat své zakoupené nebo podomácku vyrobené ochranné prostředky. Jako zdroj zvýšeného napětí by neměl být použit LATR, ale konvenční snižovací transformátor s několika sekundárními vinutími a přívody z primárního, tzv. takže fázovým spojením sekundárních vinutí s primárem a použitím určitých vývodů primáru bylo možné získat vysoké napětí např. až 270-275 volt. Toto napětí musí být přivedeno na řídicí elektronickou část ochranného zařízení přes proměnný odpor 10-20 kOhm. Odběr řídicí elektroniky je obvykle (a měl by být) maximálně 10-15 mA. A výkonová část musí být připojena přímo k síti, s přihlédnutím k fázi. S takovým schématem napájení můžete plynuleji a přesněji nastavit napětí a vytvořit ideální skok uzavřením celého proměnného odporu nebo dalšího.

V případě zájmu o synchronní omezovač napětí, který byl zmíněn v tomto článku, kontaktujte pro další informace na e-mailu [email protected] (Alexander Vasiliev, vývojový inženýr).

Bude zajímavé číst:

• Pokyny pro připojení napěťových monitorovacích relé
• Jak ochránit domácí elektroinstalaci stabilizátorem napětí?
• Proč RCD funguje a co dělat v tomto případě?