الابتكار في مجال حماية الطفرة - جهاز ONS

نظرة عامة على التنمية

تم تصميم نموذج محدد الجهد المتزامن وتجميعه فقط للمعدات ذات الطاقة المنخفضة التي تتطلب استرداد الطاقة تلقائيًا دون تأخير كبير. تجريبيأنا أعمل وقد تم الانتهاء من الاختبارات الرئيسية للتو (الاختبارات الحرارية في المستقبل). يمكن تضمين ONS (انظر الصورة أدناه) في فجوة خط الطاقة الحالي ، أو مباشرة إلى المخرج مع الحمل المتصل من خلال الرافعات.

تم تصميم محدد الجهد بطاقة تصل إلى 250 واط. يتم تجميعها على أساس التوزيع القياسيالصناديق الأولى لشركة "تايكو للإلكترونيات" - 75x75 ملم. وتجدر الإشارة إلى أن مخطط التحكم في الصابورة هو نفسه لجميع مستويات الطاقة ، فقط الصابورة نفسها تتغير (كلاسيكية) - جسر وترانزستور ومبرد تبريد. لا توجد طريقة للتحدث عن حلول الدائرة هنا ، حيث أن الجهاز هو كائن معرفة ويتوقع تدقيقًا جادًا للأعمال في إطار العمل التعاقدي. يمكننا فقط أن نقول أن الدائرة تناظرية وتستخدم عناصر ذات استخدام واسع النطاق فقط. تم تصميم ONS لجهد الدخل المنتظم الذي يحد من 255 - 260 فولت ، وهو المستوى الأكثر احتمالا ، وعلى المدى القصير - حتى 275 فولت ، مع تيار تحميل يصل إلى 1 أمبير. للحماية من الحرارة الزائدة ، يتم تثبيت جهاز حراري مصغر على المبرد. يتم تحقيق الخصائص الوظيفية التالية للمحدد المتزامن:

1. إمكانية الاتصال الثابت في دائرة الطاقة ، أي تشغيل طاقة الحمل بتيار البدء (لتبديل إمدادات الطاقة) وحد الجهد ، أو إيقاف الطاقة عند وجود جهد زائد في الشبكة.
2. الاستجابة الفورية للمحدد في مجموعة واسعة من الجهد الزائد والجهد التشنجي ، اعتمادًا فقط على خصائص تردد عناصر التحكم والصابورة (حتى 3 ميجا هرتز - للعناصر العادية ذات الاستخدام الواسع).
3. إمكانية الاختبار في وضع التشغيل للحد الأقصى للجهد (فحص الصابورة) وفصل الحمل (من خلال الأزرار الصغيرة).
4. سفك الحمل الفوري ، يعتمد فقط على وقت استجابة التتابع (عدة مللي ثانية).
5. استعادة تلقائية لدائرة إمداد الطاقة مع تأخير لعدة ثوان ، بشرط أن ينخفض ​​الجهد إلى مستوى مقبول (أقل من 250 فولت).

وتجدر الإشارة إلى أنه فيما يتعلق بميزات الحمل ، والغرض منه ، فمن المستحسن إجراء تعديلين على ONS - مع استرداد الطاقة التلقائي والاسترداد اليدوي فقط. جهاز التعديل الثاني للمحدد أبسط بكثير ، لأنه بدلاً من التتابع والعناصر ذات الصلة ، يتم استخدام قاطع حراري نموذجي واسع الانتشار (قاطع) وتحديثهبواسطة المطور لضمان إعادة الضبط التلقائي من دائرة الحماية (راجع المقالة السابقة -جهاز حماية الجهد الزائد الجديد) تحافظ هذه الماكينة على خاصية الحماية ضد الحمل الزائد.

في تصميم بسيط ، يتم تبريد رادياتير الصابورة بالحمل من خلال الفتحات الموجودة في الصندوق (محمية بشبكة). لتوفير قوة حماية أكبر (تبديد الحرارة) ، يمكنك استخدام صندوق إضافي لوضع مبرد بمحول تيار وقاطع حراريطماطم. من الملائم توصيل الصناديق بالطائرات السفلية ، حيث تم عمل نوافذ أو ثقوب مسبقًا لتفجير الرادياتير (هذا المبدأ مناسب أيضًا للوحدات الأخرى الموضوعة في صناديق مماثلة وتتطلب التبريد).

ما هي الميزة المهمة لـ ONS؟

في مقال سابق ، لاحظ المطور بالفعل أن جميع المستهلكين في الشبكة هم 230 فولت ، 50/60 هرتز (الجهد المقنن لشبكة أحادية الطور وفقًا لـ GOST الجديد ، بتسامح +/- 10٪) ، مع تبديل إمدادات الطاقة (مع التثبيت الخاص بهم) تتطلب نهجًا خاصًا حماية الجهد الزائد. كلهم لا يحتاجون إلى الحماية ضد مستوى متزايد فحسب ، بل يحتاجون أيضًا إلى الحماية ضد مجموعة واسعة من الطفرات وزيادة التيار. السوق الحديثة مشبعة للغاية بالفلاتر والفولتوماتا (مرحلات الجهد) ، والتي تشمل عناصر الحماية من الضوضاء النبضية في نطاق الميكروثانية. أما بالنسبة للنبضات والطفرات الأطول ، والقفزات ، فيجب ملاحظة أن هذه الأجهزة لها بعض التنعيم (التصفية) أمام العنصر الحساس في الماكينة (حتى لا تزعج أصحاب التشغيل المتكرر). أي أنها تمر بجزء من النبضات. أما بالنسبة للنقطة المحددة للتشغيل فيجب ألا تزيد عن 250 فولت. العديد من "مرحلات الجهد" لها تعديل نقطة ضبط خارجي ، ولكن يجب اعتبار ذلك عيبًا بدلاً من فضيلة. تم تقديمه فقط حتى لا يزعج مع عمليات الإغلاق المتكررة. لكن ، الجهد أكثر من 250 فولت خطير للغاية على أي معدات إلكترونية.

كما ذكر في المقالة السابقة ، ليس من المربح لجميع الشركات المصنعة توفير "هامش أمان" كبير في الجهد لمنتجاتهم. وبالتالي ، فإن الكتلة الكاملة لأجهزة التصفية السلبية وحماية الترحيل مناسبة فقط لشبكات الاستقرار والجهد المستقرة ، أي أنها مصممة للجهد الزائد العرضي النادر (أثناء عاصفة رعدية أو حادث شبكة). ومع ذلك ، فإن العديد منهم "يدفعون" الملاك إلى "الحرارة البيضاء" ، إلى استبدال حاسم بمثبت. ومع ذلك ، فإن المثبتات الحديثة ، على الرغم من أنها تبدو مثل الأجهزة المثالية (بما في ذلك الخصائص الإعلانية ، خاصة بالنسبة للمشتري البسيط) ، لا تزال لديها عدد من العوائق المهمة التي لا يمكن تحديدها إلا من خلال الاختبارات الهندسية المناسبة في مختبر خاص. على الإنترنت ، هناك عدد قليل جدًا من المقالات حول هذا الموضوع ، وهي تحتوي فقط على فحص للمحتويات وتحديد الأوضاع الثابتة.

ما هو الفرق الأساسي بين النهج الجديد؟ وتتكون مما يلي:

• يراقب محدد متزامن (ONS) كل نصف موجة من الجهد ويقطع بشكل متزامن اتساعها إلى مستوى مقبول - بناءً على الجهد الفعال المسموح به بأقل من 250 فولت ؛
• يتم تحديد قيمة جزء القطع فقط من خلال الجهد الحدودي لترانزستور الصابورة والحد المناسب لتوليد الحرارة - بالنسبة لشبكة مستقرة يمكن أن تكون كبيرة للغاية ، على سبيل المثال ، حتى 100 فولت (ثم سيقطع الصابورة نبضات بهذا الحجم دون فصل الحمل) ؛
• يتم قطع مجموعة كاملة من النبضات ، اعتمادًا فقط على خصائص تردد الصابورة وضوابطها ؛
• عيب تبديد حرارة الصابورة ليس كبيرًا كما يبدو بسبب حقيقة أنها تبرز نبضات، حيث تقلل دورة العمل نسبيًا من الطاقة المخصصة ، على سبيل المثال ، في نطاق 245 - 250 فولت من جهد الخرج بجهد دخل من 245 - 275 ، يكون الحد الأقصى لتوليد الحرارة أقل ست مرات تقريبًا من الجهد المستمر (يتم حساب دورة العمل بزوايا الجيب عند حدود قطع موجة جيبية).

بالنسبة للأحمال التي تزيد عن 0.5 كيلو واط في شبكة ذات طفرات جهد متكررة ، من الضروري تجهيز المحدد المتزامن بمروحة (مبرد) ، من المستحسن أن يتم تشغيله من محول تيار مصغر (بناءً على محول تنحي). بدءًا من طاقة تتراوح من 1 إلى 2 كيلووات ، يُنصح باستخدام الترادف - "STAB - ONS" - لدمج خصائص هذه الأجهزة بشكل فعال. يوفر المثبت الوضع الثابت ، وفلتر ONS الديناميكي والنشطعام ، مع تقليل إطلاق الحرارة.

وتجدر الإشارة إلى أن استخدام التحويل الذاتي الحديثإنه ليس عقلانيًا من حيث المبدأ لمثبتات الطاقة المنخفضة ، حيث أن المحول نفسه لديه استهلاك كبير. تم تصميم هذه المثبتات لمجموعة من المستهلكين وقوتها الإجمالية قريبة من القيمة الاسمية ، للتشغيل المستمر دون انخفاض كبير في استهلاك الطاقة. فقط في هذه الحالة يتم تحقيق مرضيةالكفاءة. وبالتالي ، يبدو أن ONS المقترح هو إضافة ضرورية وناجحة عمليًا للمثبتات الحديثة واستبدالها الفعال للمعدات منخفضة الطاقة ، والتي أصبحت أكثر فأكثر (مع الحفاظ على زيادة تكلفتها وقيمتها للمالك).

نصيحة المطور

يجب ألا يكون مصدر الجهد الزائد هو LATR ، ولكن محول تقليدي تنحيف مع العديد من اللفات الثانوية ويؤدي من الابتدائي ، بحيث عندما تكون اللفات الثانوية متصلة بالطور مع المرحلة الأولية واستخدام بعض الخيوط الأولية ، يمكن الحصول على جهد عالي ، على سبيل المثال ، حتى 270 - 275 فولت. يجب توفير هذا الجهد إلى الجزء الإلكتروني للتحكم في جهاز الحماية من خلال المقاوم المتغير 10-20 كيلو أوم. عادة ما لا يزيد استهلاك إلكترونيات التحكم (ويجب أن يكون) عن 10-15 مللي أمبير. ويجب توصيل جزء الطاقة مباشرة بالشبكة ، مع مراعاة المرحلة. مع مخطط الطاقة هذا ، يمكنك ضبط الجهد بشكل أكثر سلاسة ودقة وتشكيل قفزة مثالية عن طريق إغلاق المقاوم المتغير بأكمله أو إضافي.

سيكون من الممتع قراءة:

• تعليمات لتوصيل تتابع مراقبة الجهد
• كيف تحمي الأسلاك المنزلية باستخدام مثبت الجهد؟
• لماذا يعمل التجمع الكونغولي من أجل الديمقراطية وماذا تفعل في هذه الحالة؟