كيفية منع خسائر الطفرة في الشبكة الكهربائية المنزلية - مراجعة جديدة للتنمية

<

أي شخص يعرف تكلفة إصلاح الأجهزة الكهربائية المنزلية ، وخاصة أجهزة التلفزيون الحديثة وغيرها من المعدات المتطورة ، قام بالفعل بتثبيت مثبت تتابع الجهد إلى لوحة إمداد الطاقة (إذا كانت انقطاع التيار الكهربائي عرضيًا وقصير المدى). البعض الآخر ، وخاصة لا يدركون سعر القضية ، يستخدمون بهدوء معدات باهظة الثمن مع خطر الخسائر الكبيرة ("عشوائيا"). والأكثر أهمية في هذا الصدد هو الوضع في شبكات الكهرباء في القرى (القرى) ، حيث توجد ، بالإضافة إلى العواصف الرعدية ، "اختلالات طورية" لمحول الإمداد المشترك ، حيث يمكن أن يزداد الجهد على المرحلة المحملة بخفة إلى 260-270 فولت أو أكثر.

ماذا يقدم السوق؟

في السوق الحديثة ، هناك وفرة من المثبتات ومرحلات الجهد (في شكل محول "مقبس التوصيل" أو لوحة كهربائية للشقة بأكملها). تنتج الشركات الرائدة الحديثة أجهزة حماية (بشكل أساسي طرازات اللوحات) ، - ابحث على الإنترنت ، والتي لا تسمح ، مع ذلك ، بحماية الأجهزة المنزلية الإلكترونية بشكل موثوق ، ولها عيوب وظيفية معينة (انظر أدناه). يتم تصنيع هذه المنتجات على نطاق واسع ويتم الإعلان عنها بشكل مشرق ، على ما أعتقد ، ببساطة على أساس مستهلك أمي. من خلال مراجعة عروض السوق (على مدى عدة سنوات) ، توقف معظم الشركات المصنعة عن تطوير منتجاتها على الحلول الهندسية والهيكلية التي تم التحقق منها على مر السنين ، والتي تعد مفيدة اقتصاديًا وجذابة للخارج للمستهلك العام. ومع ذلك ، إذا نظرت إلى مشكلة الحماية ضد اندفاع من وجهة نظر هندسية ، يمكن القول أن "مقبس" عالي الجودة (جهاز حماية) يجب أن يوفر جهدًا عالي الجودة ببساطة ، وهذا لا يعتمد على "وجهه" الجميل ، ولكن على "عقله الوظيفي".

نظرة على أجهزة الحماية الصناعية من وجهة نظر فنية (هندسية)

بادئ ذي بدء ، نلاحظ أن جميع أجهزة التدفئة البسيطة لا تخاف من انحرافات كبيرة للجهد عن القاعدة (يمكن أن يصل الانحراف إلى +/- 40 فولت). لذلك ، من غير العملي تضمينها بعد المثبت ، وتحميله دون داع. هناك حاجة إلى المثبت بشكل أساسي للثلاجة ، إذا تم تخفيض الجهد باستمرار إلى 180-190 فولت.

في جميع الحالات ، يجب أن يؤخذ في الاعتبار حل مشكلات التثبيت أو الحماية الأخرى:

• المثبتات لديها ما يسمى ب "التيار الخامل" (بدون حمولة) ، والتي يتم إضافتها باستمرار إلى تيار الحمل. لذلك ، في كثير من الحالات ، خاصة عند تغذية المعدات الإلكترونية منخفضة الطاقة ، سيكون إجمالي استهلاك الطاقة أكبر بكثير (المثبت ، كقاعدة عامة ، لا يتوقف ولا يعمل مع الحمل).تشير جميع الشركات المصنعة إلى كفاءة الحمل المقنن.
• معظم المثبتات ليس لديها أجهزة حماية الطفرة في حالات البرق أو كسر سلك صفر في شبكة الإمداد بالطاقة (أو لديك أبسط إعدادات المصنع). فترة الاستجابة للحماية ، كقاعدة عامة ، هي أكثر من نصف فترة الجهد ، وهو أمر خطير للغاية بالنسبة لارتفاع الجهد بأكثر من 300 فولت.يجب أن يوضع في الاعتبار أن الجهد الذي يتحكم فيه المثبت ويسبب تحولًا معينًا يستمر في الزيادة عند إدخال مصدر طاقة التلفزيون أو المستهلك الآخر طوال مدة عملية الحماية ( سفك الحمل) ، وهذه الرميات (النبضات) غالبًا ما يكون لها جبهة شديدة الانحدار.
• وفقًا لمبدأ التشغيل ، ترسل المثبتات نبضات الجهد الزائد القصيرة (حتى عدة مللي ثانية) ، لذلك يتم تحديد جودة جهد الخرج عن طريق التصفية الإضافية ، والتي قد تكون غير كافية لبعض المعدات الإلكترونية.
• استقرار الجهد خلال انخفاضه في الشبكة غير مطلوب للمستهلكين الإلكترونيين الحديثين ، لديهم استقرارهم الخاص في هذه المنطقة.
• تحتوي مرحلات الجهد المثبتة في اللوحة أو على المقبس (مثل المحول) على إعدادات مرحل لفصل الحمل عندما يرتفع الجهد أو ينخفض ​​فوق القيم المحددة (قابلة للتعديل يدويًا). أي أن هناك ميزة وظيفية غير سارة للغاية للمستهلك وحتى ضارة. بالنسبة للجميع ، كقاعدة عامة ، المعدات باهظة الثمن ، من الضروري للغاية منع الفولتية فوق 250 فولت. في نفس الوقت ، في العديد من الشبكات الكهربائية ، خاصة في المنزل الصيفي ، هذا الفائض محتمل جدًا. وبالتالي ، تحدث عمليات إيقاف تشغيل متكررة للتلفزيون وجميع المستهلكين الآخرين ، الأمر الذي يزعج بسرعة ويؤدي إلى المبالغة في الإعدادات إلى 260 فولت وأعلى إذا كان المستخدم أميًا من الناحية الفنية. يزداد خطر تلف المعدات بشكل حاد (من الضروري مراعاة حجم تأخر التشغيل ، والذي يتم أيضًا تعديله يدويًا ويمكن أن يكون كبيرًا بشكل خطير). للحد من التأثير النفسي للانقطاع المتكرر ، قام المطورون باستعادة تلقائية لجهاز الحماية مع بعض التأخير (القابل للتخصيص). ولكن ، في كثير من الحالات (خاصة بالنسبة للكمبيوتر) ، لن يسمح هذا بالحفاظ على هدوء مستخدمي التكنولوجيا وخاصة ثمار العمل الطويل على الكمبيوتر.
• الغالبية العظمى من أجهزة الحماية في شكل مقسمات أو محولات ، متوفرة تجارياً ، بشكل عام ليس لديها الحماية المشار إليها على العبوة الساطعة. في معظم الأحيان لديهم طاقة منخفضة فقط مكثف، الذي يبدأ في إخماد الجهد بطريقة ما (في خصائصه ، بالميكروثانية) بعد حوالي 350 فولت. ولكن ، سيتم تطبيق نفس الجهد في وقت واحد على عناصر الإدخال في إمدادات الطاقة لأي معدات إلكترونية ، مع احتمال كبير لكسرها وحرقها!

وبالتالي ، فإن الوضع فيما يتعلق بحل مشاكل الحماية من زيادة التيار لا يعتبر مرضياً كما هو الحال على رفوف المتاجر ومواقع الشركات الرائدة.

حل منطقي ممكن لمشاكل الحماية

تجربتي الخاصة في تطوير أكثر الأجهزة الاقتصادية الواعدة والواعدة ، في رأيي ، أدت إلى الحل التالي (الذي تم اختباره بنجاح في النماذج التجريبية ، الحاصلة على براءة اختراع ، أو يشكل موضوعًا للمعرفة - بموجب الاتفاقية ذات الصلة مع الشركة المصنعة المهتمة).

للقضاء على عيوب المثبتات ومرحلات الجهد ، يُنصح بتنفيذ قطع سعة الجهد الزائد في نطاق 250-290 فولت من جهد الدخل (الأكثر ترجيحًا) والقطع الفوري عند جهد أعلى. هذا ممكن من خلال إدخال الصابورة النشطة في دائرة الطاقة باستخدام ترانزستور دارلينجتون قوي (أو اثنين بسيطين). لزيادة الطاقة المسموح بها للمستهلكين ، من الممكن تثبيت مروحة صغيرة (12 فولت) مع مصدر طاقة بسيط لأجهزة الشحن.في هذه الحالة ، يكون انتقال 12/5 فولت بسيطًا جدًا - عن طريق تبديل الصمام الثنائي الزينر الإضافي في دائرة الشاحن. أي أن جهاز الحماية يكتسب الوظيفة الإضافية للشاحن.

لا يتطلب تنفيذ التحكم في الصابورة وفقًا للمبدأ المذكور أعلاه (شريحة السعة المتزامنة ، بما في ذلك جميع النبضات) استخدام أي وحدات تحكم. علاوة على ذلك ، في عمل جديد حديث على الدائرة ، كان من الممكن التخلص من التتابع للتبديل في وضع تثبيت السعة ، وبالتالي ، المكثف الإلكتروليتي (لا يوجد على الإطلاق) ، بفضل تطوير مفتاح DC الأصلي على الثايرستور (مع التباطؤ) ، والذي تبين أنه ناجح جدًا في الدائرة المستخدمة أجهزة الحماية (بناءً على تجربة المؤلف والبحث عن نظائرها ، يمكن اعتبارها اختراعًا).

في وضع الاستعداد ، تستهلك لوحة التحكم أقل من 0.5 وات (حسب الجهد). للقطع الفوري (حوالي 1 مللي ثانية) ، طور المؤلف أيضًا واختبر بنجاح (على مدار عدة سنوات ، في أجهزة مختلفة) تصميم رحلة الترحيل استنادًا إلى قاطع حراري من نوع VK-1-10 ، والذي يستخدم على نطاق واسع في فواصل مرشح الشبكة. ومع ذلك ، نظرًا للانقطاع المتزامن للسعة عند مستوى 250 فولت ، حتى 280-290 فولت من جهد التيار الكهربائي ، فإن احتمال زيادة الجهد الزائد ينخفض ​​بشكل كبير ، لذلك يصبح من المنطقي استخدام الصمامات البسيطة ، التي يتم حرقها ببساطة بواسطة ثايرستور قوي (مع بعض القيود الحالية) لفترة طويلة بما فيه الكفاية لنبض الجهد الزائد هذا (مع مراعاة مدة اضمحلال نصف موجة الجهد الكهربائي). يجب أن يؤخذ في الاعتبار أيضًا أن التيار من خلال الصمامات (من 20 إلى 40 أمبير) "يغذي" جهد التيار الكهربائي (بسبب مقاومته).

متغيرات تنفيذ مخطط الحد من الاتساع المتزامن

فيما يلي صور لوحة التحكم (أحدث تطوير وخيار للاختبار) ، بالإضافة إلى مقطع فيديو لاختبار الجهاز بقطع فوري (التطوير السابق ، للاستماع إلى النقرة المقطوعة ، تحتاج إلى زيادة الصوت) وفيديو الاختبار لـ "مفتاح DC" (الاختبار الأول للفكرة ، الجهد 24 فولت). يتطلب هذا الأخير ، بالطبع ، تفسيرات معينة ، ولكن نظرًا لأنه من المقرر نقل هذا الجهاز إلى الشركات المصنعة المهتمة كـ "معرفة" (بموجب العقد) ، فمن الممكن أن نقدم هنا فقط (عالي الجودة) تجريبي (I) مميزًا للمفتاح الأول منخفض الطاقة (تم اختبار المفتاح بالفعل للجهد حتى 400 فولت ، مع التباطؤ بحوالي 10٪).

فيديو:

أود أيضًا أن أتحدث عن مصدر زيادة الجهد لإنشاء واختبار جهاز حماية. بدلاً من LATR المعروف جيدًا ، والذي يتميز بخطوة "تقريبية" وبجهد عالٍ غير كافٍ ، من المستحسن استخدام جهاز خاص يعتمد على محولين عاديين بلف ثانوي يتراوح من 30 إلى 40 فولت. فيما يلي رسم تخطيطي يستخدمه المؤلف (بعض التغييرات ممكنة).

يمكن أن تكون قوة المحول الرئيسي 50-100 واط ، و 15-30 إضافية. في نفس الوقت ، يتم اختبار أجهزة الحماية للحمل الخفيف ، حتى 10-15 واط (على سبيل المثال ، مقاوم بمؤشر نيون ، أو مصباح متوهج لثلاجة). لاختبار الصابورة من أجل حمولة قوية ، من الممكن تشغيل الصابورة مباشرة من المخرج ، ولوحة التحكم من خلال جهاز زيادة الجهد المذكور (اختبارات الصابورة للحمل القوي هي في الواقع اختبارات حرارية).

يمكن لأولئك الذين يرغبون في الانضمام إلى تطوير التصاميم الصناعية لجهاز حماية جديد للمعدات الإلكترونية (نماذج المعرض) الاتصال بالمسؤول مع الاقتراحات.