Устройство защиты ламп накаливания с релейным управлением

September 14, 2011 by admin Комментировать »

Во многих случаях для продления срока службы ламп накаливания, применяемых в бытовых электроосветительных устройствах общего назначения, бывает достаточно ввести в схему питания ограничительный резистор с расчетным значением сопротивления, которое зависит в основном от мощности включаемой нагрузки. Применение электроники для усовершенствования осветительных приборов всегда должно осуществляться с учетом техники безопасности — ведь работать приходится с высоким напряжением.

Однако следует признать, что в сельской местности, на садово-огородных и приусадебных участках изменения напряжения бывают настолько большими, что без сложных электронных управляющих устройств сохранить электротехнические бытовые изделия, имеющие большую тепловую инерцию, иногда не представляется возможным. В этих случаях применяются регуляторы мощности различных конструктивных исполнений. Но в домашних мастерских приходится ориентироваться на менее сложные схемные решения, и здесь на помощь приходят сигнализаторы превышения сетевого напряжения с электронной защитой. Эти устройства наиболее удобны при эксплуатации, так как автоматически срабатывают при повышении сетевого напряжения более допустимого и отключают нагрузку от сети до тех пор, пока напряжение не уменьшится до безопасного.

На рис. 3.7 приведена принципиальная электрическая схема устройства защиты ламп накаливания с электронно-релейным управлением. Устройство состоит из входных и выходных цепей, автоматического устройства защиты, представляющего собой электронное реле времени. Это устройство свободно от многих недостатков, присущих подобным изделиям с ручным управлением. Время, за

Рис. 3.7. Схема устройства защиты ламп накаливания с релейным управлением.

которое автоматически нарастает напряжение в нагрузке, позволяет спирали лампы накаливания нагреться, и к моменту поступления на лампу полного напряжения сопротивление нити уменьшается и бросок тока становится неопасен.

Устройство защиты подключается к сети переменного тока напряжением 220 В с помощью электрического соединителя XI. Включение и выключение устройства осуществляется двухполюсным переключателем S1. На входе установлены два плавких предохранителя F1 и F2, защищающих устройство от коротких замыканий. Индикаторная лампочка Н4 загорается в момент включения устройства в сеть и свидетельствует одновременно об исправности предохранителей.

Работает автоматическое устройство защиты следующим образом. При включении устройства в сеть переменного тока и замыкания контактов переключателя S1 протекающий через лампы накаливания ток ограничивается последовательно соединенными резисторами R2y R3 и R4. С двух последних резисторов R3 и R4 снимается напряжение, равное 16—20 В, которое подается на выпрямительные диоды VDly VD2, VD4 и VD5y образующие выпрямительное устройство, собранное по однофазной двухполупериодной схеме. Выпрямленное постоянное напряжение через резистор R5 начинает постепенно заряжать конденсатор С/ после включения в сеть. С плавным нарастанием напряжения на конденсаторе С/ закрывается транзистор полевого типа VT1, у которого соответственно увеличивается сопротивление цепи сток—исток. В это же время возрастает ток эмиттерного перехода транзистора VT2. Процесс протекает постепенно, до момента полного открывания транзистора VT2. В строго заданное время после включения ток через открытый транзистор подается на реле /С/, которое срабатывает и своими контактами К1.1 шунтирует сразу два резистора — R2 и R3, выключая их из работы в схеме. Теперь ток на выпрямитель поступает через предохранитель F1, лампы накаливания, замкнутые контакты реле К1.1 и резистор R4, а на лампах накаливания будет действовать напряжение несколько меньшее, чем сетевое. Падение напряжения на резисторе R4 составляет примерно 6—8 В. Контактами К 1*2 реле самоблокируется и удерживается в этом положении. Напряжения, снимаемого с резистора R4, достаточно для удержания якоря реле во включенном состоянии. После размыкания контактов переключателя S1 конденсатор С/ разряжается через диод VD3.

При изготовлении устройства защиты применены следующие комплектующие ЭРЭ: транзисторы VT1 типа КП103М, VT2 — КТ315Б; выпрямительные диоды VD1 типа КДЮ5Б; VD2 — КД105Б, VD3 — КДЮ5Б, VD4 — КДЮ5Б, VD5 — КДЮ5Б; конденсаторы С/ тина К50- 6-16В-1 мкФ, С2 — К50-6-25В-10 мкФ; резисторы RI — тина МЛТ-2- 220 кОм, R2 — С5-35В-3-350 Ом, R3 — МЛТ-2-51 Ом, R4 — ПЭВР- ЮВт-20 Ом, R5 — МЛТ-0,125-6,2 МОм, R6 — МЛТ-0,25-20 кОм; реле электромагнитное Kl типа РЭС-9 (паспорт РС4.524.200); индикаторная лампочка Н4 типа ТН-0,2; предохранители плавкие Z7/, F2 типа ПМ-1-2 А; переключатель S1 гипа П1Т-1-1; электрический соединитель XI типа «вилка»; лампы накаливания HI—НЗ но 160 Вт.

При сборке, монтаже и ремонте устройства защиты можно использовать другие комплектующие ЭРЭ с аналогичными электрическими параметрами. В устройстве вместо резисторов типа МЛТ можно применить резисторы типа ВС, ВСа, МТ, УЛИ, С1-4. Конденсаторы типа К50-6 заменить на конденсаторы типов К50-3, К50-12, К50-16. В устройстве можно применить электромагнитное реле с двумя постоянно разомкнутыми контактами с напряжением срабатывания 10—15 В и напряжением отпускания 6—7 В. Необходимо учитывать, что устройство реагирует на колебания сетевого напряжения переменного тока. От этого зависит выбор номинальных сопротивлений резисторов R2—R4. При регулировке устройства необходимо учесть, что сумма сопротивлений резисторов R2—R4 должна составлять ориентировочно 75% сопротивления ламп накаливания.

При сборке и регулировке устройства необходимо помнить, что все элементы схемы могут находиться под высоким напряжением, поэтому прикасаться к любым частям конструкции, пока она подключена к сети переменного тока, запрещается.

Техническая характеристика

устройства защиты ламп накаливания с релейным управлением

Номинальное напряжение питающей сети

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

Номинальная частота питающей сети

переменною тока, Гц ……………………………………… 50

Пределы изменения напряжения питающей сети

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

Пределы изменения частоты питающей сети

переменного тока, %, не более …………………………. ±1

Максимальная мощность устройства, Вт………… 300

Количество ламп накаливания, включаемых одновременно, при мощности

каждой лампы накаливания 100 Вт, шт ………… 3

Время срабатывания защитного устройства, с ….. 1,2—1,5

Помехозащищенность устройства при напряженности

внешнего электромагнитного поля, дБ, не менее . . .120 Допускаемый коэффициент нелинейных искажений

питающей сети, %, не более………………………. 10

Вероятность безотказной работы, не менее………. 0,97

Напряжение срабатывания реле /С/, В ……………. 10—15

Напряжение отпускания реле /(/, В ……………….. 6—7

Срок службы, ч, не менее……………………………. 5000

Сопротивление изоляции токоведущих частей устройства по отношению к корпусу, МОм,

не менее……………………………………………….. 10

Кпд, %, не менее ………………………………………. 95

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