Устройство последовательного включения нагрузки

September 18, 2011 by admin Комментировать »

Как и рассматриваемые ранее принципиальные электрические схемы устройств регулирования освещения, настоящее устройство почти так же просто решает проблему продления срока службы ламп накаливания. Многие радиолюбители в той или иной степени самостоятельно добиваются хороших результатов, и в настоящее время ими созданы десятки вариантов и имеется много новых схем- но-технических решений. Подобные устройства не являются новинками или изобретениями. Их описания и конструкции часто встречаются в радиотехнической литературе, и в первую очередь на страницах журнала «Радио». Тем не менее рассматриваемые в настоящей главе варианты защитных устройств обладают в каждом конкретном исполнении определенными положительными характеристиками и дополняют друг друга. Например, устройства с электромагнитными реле имеют тот недостаток, что срабатывание и отпускание реле происходит при разных токах, но подобного недостатка лишены устройства, собранные на тиристорах, однако они часто являются источниками радиопомех. Частично подобных недостатков лишено устройство, принципиальная электрическая схема которого приведена на рис. 3.12.

предназначено для защиты ламп накаливания, используемых в люстрах жилых помещений, от бросков тока в момент включения, когда нить ламп имеет самое малое сопротивление, а бросок тока превышает номинальное значение почти в 1,5 раза.

Рассматриваемое устройство включает в свой состав входные и выходные цепи, реле времени, собранное на лампе Н4У устройство защиты и включения полной нагрузки.

Подключение устройства защиты к сети переменного тока напряжением 220 В может быть выполнено напрямую, присоединяя входной электрический кабель к электрической сети с помощью неразъемного соединения или включая устройство в сеть с помощью электрического соединителя XI. На входе включен плавкий предохранитель F1, защищающий устройство и нагрузку от коротких замыканий при ошибках в монтаже и перегрузках. Включение и выключение ламп накаливания осуществляется с помощью переключателя S/, контакты которого могут коммутировать ток от 6 А и выше.

Конденсаторы С/ и С2У включенные на входе устройства, выполняют функцию емкостного фильтра, защищающего от высокочастотных помех, которые проникают в сеть электропитания.

При замыкании контактов переключателя S1 напряжение подается на элементы схемы и на нагрузку. При этом лампы накаливания горят сразу же вполнакала, поскольку ток через них протекает только во время положительных полупериодов сетевого напряжения. Одновременно действует электронное реле времени, принцип

Рис. 3.12. Схема устройства последовательного включения нагрузки.

работы которого заключается в следующем. Конденсатор С4 заряжается от источника питания постоянного тока через резистор R2. Через определенно заданное время после начала заряда конденсатора С4 напряжение на нем становится равным напряжению зажигания тиратрона Н4. Тиратрон Н4 зажигается и включает электромагнитное реле Л7. Время выдержки зависит от значений номиналов сопротивления резистора R2 и емкости конденсатора С4. Газоразрядная лампа Н4 обеспечивает параллельное подключение исполнительного реле Л7, а также возможность использования конденсатора сравнительно небольшой емкости. Включить электромагнитное реле Л7 без лампы Н4 параллельно конденсатору С4 невозможно из-за того, что обмотка реле имеет очень маленькое сопротивление, оно просто шунтировало бы его.

Когда на обкладках конденсатора С4 напряжение достигает потенциала зажигания тиратрона между сеткой и катодом, тиратрон зажигается. Конденсатор разряжается через тиратрон и обмотку реле Л7. Реле К1 срабатывает и замыкает свои контакты Л7./ и К1.2. Контактами Л7./ осуществляется самоблокировка питания реле. Контактами К1.2 включается в работу вторая ступень защитного устройства. Было отмечено, что после замыкания контактов переключателя S1 лампы накаливания горят вполнакала, питаясь положительными полупериодами сетевого напряжения. Во время отрицательных полупериодов заряжается конденсатор С5 при замкнутых контактах реле К1.2. Как только напряжение на конденсаторе С5 достигает напряжения стабилизации стабилитрона VD4, откроется тиристор VS1 и лампы накаливания загорятся в полный накал. Отметим, что к этому моменту нити ламп накаливания уже разогрелись и увеличение напряжения выводит их в режим нормальной эксплуатации.

Выдержка времени и время горения ламп накаливания вполнакала зависит от напряжения сети, напряжения зажигания между сеткой и катодом, сопротивления резистора R2 и емкости конденсатора С4. На практике регулирование выдержки времени обеспечивается изменением постоянной времени цепочки R2, С4.

Максимальная мощностьламп накаливания, входящих в люстру, определяется типом примененного тиристора и выпрямительного диода VD3y а также количеством ламп.

В устройстве последовательного включения нагрузки применены следующие комплектующие ЭРЭ: кремниевый тиристор VSI типа

КУ202Н; выпрямительные диоды VD1 типа КДЮ5Б, VD2 — КД105Б, VD3 — Д232А, VD5 — Д232А; стабилитрон VD4 — типа Д814А; тиратрон тлеющего разряда Н4 типа МТХ90; конденсаторы С/ и С2 типа МБМ-Н-400В-0,05 мкФ, СЗ — К50-3-300В-10 мкФ, С4 — МБМ-П-160В- 0,01 мкФ, С5 — K50-3-50B-200 мкФ; резисторы R1 типа МЛТ-2-1 кОм, R2 — С314-0,5Вт-30 МОм, R4 — МЛТ-1-10 кОм, R5 — МЛТ-2-10 кОм, R6 — МЛТ-1-120 кОм; предохранитель плавкий Ft типа ПМ-1-2 А; лампы накаливания HIНЗ мощностью до 1 кВт; электрический соединитель XI типа «вилка» с электрическим кабелем длиной до 1,5 м; переключатель сетевой SI типа П2К; электромагнитное реле К1 типа МКУ-48, с обмоткой, рассчитанной на подключение напряжения 220 В.

При регулировке и ремонте устройства можно использовать другие комплектующие ЭРЭ, не ухудшающие основные параметры и эксплуатационные характеристики. Конденсаторы типа К50-3 можно заменить на конденсаторы типов К50-6, К50-12, К50-16; конденсаторы типа МБМ — на К40У-9, К42У-2; резисторы типа МЛТ — на ВСа, МТ, УЛИ, С1-4; тиристор КУ202Н — на КУ202М или КУ202Л; электромагнитное реле К1 типа МКУ-48 — на РЭС-22.

Монтаж ЭРЭ производится на печатной плате, изготавливаемой из фольгированного стеклотекстолита толщиной до 2 мм. Тиристор VSJ и мощные диоды устанавливаются на радиаторах охлаждения, активная площадь охлаждения которых должна быть не менее 80—100 см2. Собирается устройство в пластмассовом прямоугольном корпусе, размеры которого ориентировочно не превышают 60ХЮ0Х120 мм.

Конструкция устройства достаточно проста в изготовлении, надежна при эксплуатации, не потребляет электроэнергии при нерабочем состоянии. Мощность, потребляемая устройством от сети переменного тока при включенной нагрузке, не превышает 1%.

При регулировке устройства проверяется напряжение срабатывания электромагнитного реле, которое должно быть равно напряжению зажигания тиратрона МТХ90. Выходной каскад устройства регулируется при отключенном выпрямительном диоде VD3. Вместо постоянного резистора R4 впаивается резистор с переменным сопротивлением 15 кОм. После включения устройства в сеть переменного тока лампы накаливания должны загореться мерцающим светом. Если лампы не загораются, то переменным резистором R4 устанавливают ток отпирания тиристора VS1 и затем измеряется напряжение на конденсаторе С5. Если это напряжение превышает 50 В, то необходимо установить другой конденсатор, с напряжением, полученным при измерении. Иногда приходится применять стабилитрон с меньшим напряжением стабилизации. После этого включают выпрямительный диод VD3 и измеряют напряжение на лампах накаливания HIНЗ. Изменение напряжения на лампах накаливания осуществляется подбором сопротивления резистора R5.

Техническая характеристика

устройства последовательного включения нагрузки

Номинальное напряжение питающей сети

переменного тока, В …………………………………….. 220

Номинальная частота питающей сети

переменного тока, Гц …………………………………….. 50

Пределы изменения напряжения питающей сети

переменного тока, В ……………………………………..  187—242

Пределы изменения частоты питающей сети

переменного тока, %……………………………………… 1,1

Коэффициент нелинейных искажений питающей сети

переменного тока, %, не более …………………………. 10

Напряжение зажигания тиратрона, В ………………….. 85

Регулируемая продолжительность срабатывания

реле времени, мин ……………………………………….. 0,1—3

Время срабатывания оконечного каскада устройства

защиты, с, не менее …………………………………………. 2

Максимальная мощность устройства, Вт…………… 1500

Мощность, потребляемая устройством в режиме

холостого хода, Вт, не более…………………………. 5—8

Максимально допустимое постоянное напряжение

тиристора в закрытом состоянии, В…………………… 400

Максимально допустимое постоянное обратное

напряжение, В……………………………………………… 400

Максимально допустимое прямое постоянное

напряжение управления, В……………………………….. 10

Максимально допустимый постоянный ток

в открытом состоянии, А ………………………………… 10

Сопротивление изоляции токоведущих проводников

и частей относительно корпуса, МОм, не менее . . .20

Количество ламп накаливания, одновременно включаемых в люстре,

при мощности каждой лампы 100 Вт, шт …………… 10

Помехозащищенность устройства при напряженности

внешнего электромагнитного поля, дБ, не менее . . .100

Кпд, %, не м-енее …………………………………………… 99

Литература:

  Сидоров И. Н. С34 Самодельные электронные устройства для дома: Справочник домашнего мастера.— СПб.: Лениздат, 1996.- 352 е.. ил.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты