Synchrónny obmedzovač napätia (ONS)

Prehľad vývoja

Model synchrónneho obmedzovača napätia je navrhnutý a zmontovaný práve pre nízkoenergetické zariadenia, ktoré vyžadujú automatické obnovenie energie bez veľkého oneskorenia. ExperimentálnePracujem a jeho hlavné testy práve skončili (tepelné testy sú pred nami). ONS (pozri. na fotografii nižšie) je možné pripojiť k prerušeniu existujúceho elektrického vedenia alebo priamo k zásuvke so záťažou pripojenou cez zásuvky.

Obmedzovač napätia je určený pre výkon do 250W. Montuje sa na základe štandardného rozvoduprvé krabice elektroniky Tyco, - 75x75 mm. Treba si uvedomiť, že riadiaci obvod predradníka je rovnaký pre všetky výkonové stupne, mení sa len samotný predradník (klasický) - mostík, tranzistor a chladič. Tu sa nedá hovoriť o obvodových riešeniach, pretože zariadenie je predmetom „know-how“ a očakáva serióznu obchodnú kontrolu v rámci zmluvnej práce. Môžeme len povedať, že obvod je analógový a používajú sa v ňom iba prvky rozšíreného použitia. ONS je určený pre režim pravidelného obmedzenia vstupného napätia do 255 - 260 V, - najpravdepodobnejšia úroveň, a krátkodobého - do 275 V, so zaťažovacím prúdom do 1A. Na ochranu pred prehriatím je na radiátore upevnené miniatúrne termo-automatické zariadenie. Boli dosiahnuté nasledujúce funkčné vlastnosti synchrónneho obmedzovača:

1. Možnosť trvalého zapojenia v silovom obvode, to znamená zapnutie napájania záťaže nárazovým prúdom (napr. spínanie zdrojov) a obmedzenie napätia alebo vypnutie napájania pri nadmernom prepätí siete.
2. Okamžitá odozva obmedzovača v širokom rozsahu rázov a rázov, iba v závislosti od frekvenčných vlastností ovládacích prvkov a predradníka (do cca 3 MHz - pre bežné prvky šírky aplikácie).
3. Možnosť testovania v prevádzkovom režime pre obmedzenie maximálneho napätia (test predradníka) a odpojenie záťaže (pomocou mikro tlačidiel).
4. Okamžité odpojenie záťaže v závislosti len od doby odozvy relé (niekoľko ms).
5. Automatická obnova napájacieho obvodu s oneskorením niekoľkých sekúnd za predpokladu, že napätie klesne na prijateľnú úroveň (menej ako 250 V).

Je potrebné poznamenať, že v súvislosti s charakteristikou záťaže, jej účelom, sú vhodné dve modifikácie ONS - s automatickým obnovením energie a iba manuálnym obnovením. Zariadenie druhej modifikácie obmedzovača je oveľa jednoduchšie, pretože namiesto relé a súvisiacich prvkov sa používa typický, rozšírený termoautomatický stroj (prerušovač), modernizovanýkonštruktérom zabezpečiť automatický reset z ochranného obvodu (pozri. predchádzajúci článok - nové zariadenie na ochranu proti prepätiu). Tento stroj si zachováva vlastnosť ochrany a preťaženia.

V minimálnom prevedení je predradník chladený konvekčne cez otvory v skrinke (chránené sieťkou). Pre väčšiu ochranu výkonu (odvod tepla) môžete použiť prídavnú skrinku, do ktorej umiestnite chladič s prúdovým transformátorom a termoističomparadajka. Krabice je vhodné spojiť so spodnými rovinami, pričom ste predtým vytvorili okná alebo otvory na fúkanie chladiča (tento princíp je vhodné použiť pre iné moduly umiestnené v podobných boxoch a vyžadujúce chladenie).

Aká je významná výhoda ONS?

V predchádzajúcom článku vývojár už poznamenal, že všetci spotrebitelia v sieti 230 V, 50/60 Hz (menovité napätie jednofázovej siete podľa novej GOST, s toleranciou +/- 10%), ktoré majú spínané zdroje (s vlastnou stabilizáciou) vyžadujú špeciálny prístup k ochrane pred zvýšenými Napätie. Všetky nepotrebujú len nadúrovňovú ochranu, ale aj ochranu pred širokým rozsahom impulzných a prepäťových napätí. Moderný trh je extrémne presýtený filtrami a automatickými napäťovými spínačmi (napäťovými relé), ktoré obsahujú ochranné prvky proti impulznému šumu v mikrosekundovom rozsahu. Čo sa týka dlhších impulzov a rázov, rázov, treba si uvedomiť, že tieto prístroje majú určité vyhladzovanie (filtrovanie) pred citlivým prvkom stroja (aby neobťažovali majiteľov častých spúšťanie). To znamená, že odovzdávajú určitú časť impulzov. Pokiaľ ide o nastavenie snímača, nemalo by byť vyššie ako 250 voltov. Mnoho "napäťových relé" má externé nastavenie požadovanej hodnoty, ale to by sa malo považovať skôr za nevýhodu ako výhodu. Bol zavedený práve preto, aby neotravoval častým odpájaním. Ale napätie nad 250 voltov je veľmi nebezpečné pre akékoľvek elektronické zariadenie.

Ako už bolo spomenuté v predchádzajúcom článku, pre všetkých výrobcov nie je výhodné poskytovať svojim výrobkom veľkú „bezpečnostnú rezervu“. Celá masa pasívnych filtračných a reléových ochranných zariadení je teda vhodná len pre hladinovo stabilné napätia a porúch sietí, to znamená, že je navrhnutý pre zriedkavé, náhodné prepätia (počas búrky alebo nehôd v sieť). Mnohé z nich ešte „privedú“ majiteľov do „bieleho tepla“, k rozhodujúcej výmene za stabilizátor. Moderné stabilizátory, hoci vyzerajú ako dokonalé zariadenia (vrátane reklamných charakteristík, najmä pre bežného kupujúceho), ale stále majú množstvo významných nedostatkov, ktoré možno identifikovať iba príslušným technickým testovaním v špeciálnom laboratóriu. Článkov na túto tému je na internete veľmi málo a obsahujú len overenie obsahu a obmedzenie stacionárnych režimov.

Aký je hlavný, zásadný rozdiel nového prístupu? Pozostáva z nasledovného:

• synchrónny obmedzovač (ONS) monitoruje každú polvlnu napätia a synchrónne „reže“ jej amplitúdu na prijateľnú úroveň na základe prípustného efektívneho napätia menšieho ako 250 voltov;
• veľkosť vypínacej časti je určená len hraničným napätím predradného tranzistora a účelným obmedzením uvoľňovania tepla, - napr. stabilná sieť, môže byť extrémne veľká, napríklad až 100 voltov (potom predradník preruší impulzy tejto veľkosti bez odpojenia naložiť);
• celé spektrum impulzov je rezané v závislosti len od frekvenčných vlastností predradníka a jeho ovládacích prvkov;
• nevýhoda rozptylu tepla na predradníku nie je taká veľká, ako sa zdá vzhľadom na to, že impulzov, ktorého pracovný cyklus úmerne znižuje pridelený výkon, - napríklad v rozsahu 245 - 250 voltov výstupného napätia na vstupe - 245 - 275 V maximálne uvoľnenie tepla je asi šesťkrát menšie ako pri trvalom napätí (pracovný cyklus sa vypočíta zo sínusových uhlov na medznej hranici sínusoidy).

Pre záťaže nad 0,5 kW v sieti s častým prepätím je potrebné vybaviť synchrónny obmedzovač ventilátor (chladič), ktorý je vhodné napájať z miniatúrneho prúdového transformátora (na základe zostupu transformátor). Počnúc výkonom 1-2 kW je vhodné použiť tandem - "STAB - ONS" - efektívnu kombináciu vlastností týchto zariadení. Stabilizátor poskytuje statický režim a ONS poskytuje dynamické a aktívne filtrovanieplachý, s minimalizáciou uvoľňovania tepla.

Treba poznamenať, že použitie moderných autotransformátorovrn stabilizátorov pre nízky výkon je v princípe iracionálne, keďže samotný transformátor má značnú spotrebu. Tieto stabilizátory sú určené pre skupinu spotrebiteľov a pre ich celkový výkon, blízky nominálnemu, pre nepretržitú prevádzku bez výrazného zníženia spotreby energie. Iba v tomto prípade je to uspokojivéefektívnosť. Navrhované PND sa teda považujú za prakticky nevyhnutný a úspešný doplnok moderných stabilizátorov a účinný ich nahradenie zariadeniami s nízkou spotrebou energie, ktorých je čoraz viac (pri zachovaní a zvyšovaní nákladov a hodnoty vlastník).

Tip pre vývojárov

Na záver A. Vasiliev radil tým, ktorí chcú otestovať svoje zakúpené alebo domáce ochranné zariadenia. Ako zdroj zvýšeného napätia by sa nemal použiť LATR, ale klasický znižovací transformátor s niekoľkými sekundárnymi vinutiami a prívodmi z primárneho, tzv. takže fázovým spojením sekundárnych vinutí s primárom a použitím určitých svoriek primára by sa dalo získať vysoké napätie, napríklad až 270-275 volt. Toto napätie musí byť privedené do riadiacej elektronickej časti ochranného zariadenia cez premenlivý odpor 10-20 kOhm. Spotreba riadiacej elektroniky je zvyčajne (a mala by byť) najviac 10-15 mA. A výkonová časť musí byť pripojená priamo k sieti, berúc do úvahy fázu. S takouto schémou napájania môžete plynulejšie a presnejšie nastaviť napätie a vytvoriť ideálny skok uzavretím celého variabilného odporu alebo ďalšieho.

V prípade záujmu o synchrónny obmedzovač napätia, ktorý bol spomenutý v tomto článku, kontaktujte pre ďalšie informácie e-mailom [email protected] (Alexander Vasiliev, vývojový inžinier).

Bude zaujímavé čítať:

• Návod na pripojenie napäťových monitorovacích relé
• Ako chrániť domácu elektroinštaláciu stabilizátorom napätia?
• Prečo funguje RCD a čo robiť v tomto prípade?