Sinkroni ograničavač napona (ONS)

Pregled razvoja

Model sinkronog ograničavača napona dizajniran je i sastavljen samo za opremu male snage koja zahtijeva automatski oporavak snage bez puno kašnjenja. EksperimentalnoRadim i njegovi glavni testovi su upravo završeni (toplinski testovi su pred nama). ONS (vidi. na slici ispod) može se spojiti na prekid postojećeg dalekovoda, ili izravno na utičnicu s opterećenjem spojenim kroz utičnice.

Graničnik napona je dizajniran za snagu do 250 W. Sastavlja se na temelju standardne distribucijend kutije iz Tyco electronics, - 75x75 mm. Treba napomenuti da je krug upravljanja balastom isti za sve razine snage, samo se mijenja sam balast (klasični) - most, tranzistor i hladnjak za hlađenje. Ovdje se ne može govoriti o sklopnim rješenjima, budući da je uređaj predmet "know-how" i očekuje ozbiljnu provjeru poslovanja u okviru ugovornog rada. Možemo samo reći da je sklop analogan i da se u njemu koriste samo elementi široke uporabe. ONS je dizajniran za način redovitog ograničenja ulaznog napona do 255 - 260 V, - najvjerojatnije razine, i kratkoročno - do 275 V, sa strujom opterećenja do 1A. Za zaštitu od pregrijavanja, minijaturni termoautomatski uređaj pričvršćen je na radijator. Postignuta su sljedeća funkcionalna svojstva sinkronog limitera:

1. Mogućnost trajnog priključenja u strujni krug, odnosno uključivanja napajanja tereta udarnom strujom (za prebacivanje izvora napajanja) i ograničavanje napona, ili isključivanje napajanja u slučaju prekomjernog prenapona mreže.
2. Trenutni odgovor limitera u širokom rasponu prenapona i prenapona, samo ovisno od frekvencijskih svojstava upravljanja i balasta (do oko 3 MHz - za konvencionalne elemente širine aplikacije).
3. Mogućnost ispitivanja u režimu rada za ograničenje maksimalnog napona (test balasta) i isključenje opterećenja (pomoću mikro tipki).
4. Trenutačno isključenje opterećenja, ovisno samo o vremenu odziva releja (nekoliko ms).
5. Automatski oporavak strujnog kruga s odgodom od nekoliko sekundi, pod uvjetom da napon padne na prihvatljivu razinu (manje od 250 V).

Treba napomenuti da su u vezi s karakteristikama opterećenja, njegovom svrhom preporučljive dvije modifikacije ONS-a - s automatskim povratom snage i samo ručnim oporavkom. Uređaj druge modifikacije graničnika mnogo je jednostavniji, jer se umjesto releja i povezanih elemenata koristi tipični, rasprostranjeni termo-automatski stroj (prekidač), moderniziranod strane projektanta kako bi se osiguralo automatsko resetiranje iz zaštitnog kruga (vidi. prethodni članak - novi uređaj za zaštitu od prenapona). Ovaj stroj zadržava svojstvo zaštite i preopterećenja.

U minimalnom dizajnu, balastni radijator se hladi konvektivno kroz rupe u kutiji (zaštićene mrežicom). Za veću zaštitu snage (odvođenje topline) možete koristiti dodatnu kutiju u koju trebate smjestiti hladnjak sa strujnim transformatorom i termoprekidačemrajčica. Prikladno je spojiti kutije s donjim ravninama, nakon što ste prethodno napravili prozore ili rupe za puhanje radijatora (ovaj princip je prikladan za korištenje za druge module smještene u slične kutije i zahtijevaju hlađenje).

Koja je značajna prednost ONS-a?

U prethodnom članku programer je već napomenuo da svi potrošači u mreži od 230 V, 50/60 Hz (nazivni napon jednofazne mreže prema novom GOST-u, s tolerancijom od +/- 10%), koji imaju sklopno napajanje (s vlastitom stabilizacijom) zahtijevaju poseban pristup zaštiti od povećane napon. Svi oni ne trebaju samo zaštitu od prekomjerne razine, već zaštitu od širokog raspona impulsnih i prenaponskih napona. Suvremeno tržište iznimno je zasićeno filterima i automatskim naponskim prekidačima (naponskim relejima), koji uključuju elemente zaštite od impulsnog šuma u mikrosekundnom rasponu. Što se tiče dužih impulsa i prenapona, prenapona, treba napomenuti da ovi uređaji imaju određenu zaglađivanje (filtriranje) ispred osjetljivog elementa stroja (kako ne bi smetalo vlasnicima čestih okidanje). Odnosno, oni prolaze neki dio impulsa. Što se tiče postavke podizača, ona ne smije biti veća od 250 volti. Mnogi "naponski releji" imaju vanjsko podešavanje zadane vrijednosti, ali to treba smatrati nedostatkom, a ne prednošću. Uveden je samo kako ne bi smetao čestim isključenjima. Ali, napon iznad 250 volti vrlo je opasan za svaku elektroničku opremu.

Kao što je spomenuto u prethodnom članku, nije isplativo za sve proizvođače osigurati veliku "maržu sigurnosti" napona za svoje proizvode. Dakle, cijela masa pasivnog filtriranja i uređaja za relejnu zaštitu prikladna je samo za stabilnu razinu napona i smetnji u mrežama, odnosno predviđen je za rijetke, slučajne prenapone (za vrijeme grmljavine ili nesreća u mreža). Mnogi od njih ipak će vlasnike “dovesti” do “bijele vrućine”, do odlučne zamjene stabilizatorom. Međutim, moderni stabilizatori, iako izgledaju kao savršeni uređaji (uključujući reklamne karakteristike, posebno za običnog kupca), ali još uvijek imaju niz značajnih nedostataka koji se mogu identificirati samo odgovarajućim inženjerskim ispitivanjem u posebnom laboratoriju. Na internetu je vrlo malo članaka na ovu temu, a oni sadrže samo provjeru sadržaja i ograničavaju stacionarne načine rada.

Koja je glavna, temeljna razlika između novog pristupa? Sastoji se od sljedećeg:

• sinkroni limiter (ONS) nadzire svaki poluval napona i sinkrono "reže" njegovu amplitudu na prihvatljivu razinu, na temelju dopuštenog efektivnog napona manjeg od 250 volti;
• veličina graničnog dijela određena je samo graničnim naponom balastnog tranzistora i svrsishodnim ograničenjem oslobađanja topline, - za stabilna mreža, može biti izuzetno velika, na primjer, do 100 volti (tada će balast odsjeći impulse ove veličine bez odspajanja opterećenje);
• reže se cijeli spektar impulsa, ovisno samo o frekvencijskim svojstvima balasta i njegovih kontrola;
• nedostatak odvođenja topline na balast nije tako velik kao što se čini zbog činjenice da impulsi, čiji radni ciklus proporcionalno smanjuje dodijeljenu snagu, - na primjer, u rasponu od 245 - 250 volti izlaznog napona na ulazu - 245 - 275 V maksimalno oslobađanje topline je oko šest puta manje nego kod kontinuiranog napona (radni ciklus se izračunava iz sinusnih kutova na graničnoj granici sinusoidi).

Za opterećenja iznad 0,5 kW u mreži s čestim prenaponom potrebno je opremiti sinkroni limiter ventilator (hladnjak), koji se preporuča napajati iz minijaturnog strujnog transformatora (temelji se na step-down transformator). Počevši od snage 1-2 kW, preporučljivo je koristiti tandem - "STAB - ONS" - učinkovitu kombinaciju svojstava ovih uređaja. Stabilizator pruža statički način rada, a ONS omogućuje dinamičko i aktivno filtriranjesramežljivo, uz minimalno oslobađanje topline.

Valja napomenuti da korištenje modernih autotransformatorarn stabilizatori male snage je u principu neracionalan, budući da sam transformator ima značajnu potrošnju. Ovi stabilizatori su dizajnirani za skupinu potrošača i za njihovu ukupnu snagu, blizu nazivne, za kontinuirani rad bez značajnog smanjenja potrošnje energije. Samo u ovom slučaju je zadovoljavajućeth učinkovitost. Stoga se predloženi ONS smatra praktički potrebnim i uspješnim dodatkom modernim stabilizatorima i učinkovitim zamjenjujući ih opremom male snage, kojih je sve više (uz održavanje i povećanje cijene i vrijednosti za vlasnik).

Savjet za razvojne programere

Zaključno, A. Vasiljev je dao savjete onima koji žele testirati svoje kupljene ili domaće zaštitne uređaje. Kao izvor povećanog napona ne treba koristiti LATR, već konvencionalni opadajući transformator s nekoliko sekundarnih namota i vodova iz primarne, pa tako da se faznim spajanjem sekundarnih namota s primarnim i korištenjem određenih stezaljki primara mogao dobiti visoki napon npr. do 270-275 volt. Taj se napon mora primijeniti na upravljački elektronički dio zaštitnog uređaja preko promjenjivog otpornika od 10-20 kOhm. Potrošnja kontrolne elektronike obično nije (i trebala bi biti) ne veća od 10-15 mA. A energetski dio mora biti spojen izravno na mrežu, uzimajući u obzir fazu. S takvom shemom napajanja možete glatko i točnije postaviti napon i oblikovati idealan skok zatvaranjem cijelog varijabilnog otpornika ili dodatnog.

Ako ste zainteresirani za sinkroni limitator napona, koji je spomenut u ovom članku, obratite se za dodatne informacije na e-mail [email protected] (Alexander Vasiliev, razvojni inženjer).

Bit će zanimljivo pročitati:

• Upute za spajanje releja za nadzor napona
• Kako zaštititi kućno ožičenje stabilizatorom napona?
• Zašto RCD radi i što učiniti u ovom slučaju?