Innowacje w dziedzinie ochrony przeciwprzepięciowej - urządzenie ONS

Przegląd rozwoju

Model synchronicznego ogranicznika napięcia został zaprojektowany i zmontowany tylko dla urządzeń małej mocy wymagających automatycznego odzyskiwania energii bez większych opóźnień. EksperymentalnyPracuję i główne testy zostały właśnie zakończone (testy termiczne są przed nami). ONS (patrz zdjęcie poniżej) może być zawarty w szczelinie istniejącej linii energetycznej lub bezpośrednio do gniazdka z obciążeniem podłączonym przez gniazda.

Ogranicznik napięcia przeznaczony jest do zasilania do 250 watów. Jest on montowany w oparciu o standardową dystrybucjępierwsze pudełka firmy „Tyco electronics”, - 75x75 mm. Należy zauważyć, że schemat kontroli balastu jest taki sam dla wszystkich poziomów mocy, zmienia się tylko sam balast (klasyczny) - mostek, tranzystor i radiator chłodzący. Nie ma tu mowy o rozmowach na temat rozwiązań obwodów, ponieważ urządzenie jest przedmiotem know-how i oczekuje poważnego audytu biznesowego w ramach prac kontraktowych. Możemy jedynie powiedzieć, że obwód jest analogowy i wykorzystuje elementy o szerokim zastosowaniu. ONS jest przeznaczony do regularnego ograniczania napięcia wejściowego do 255 - 260 V, co jest najbardziej prawdopodobnym poziomem, i krótkoterminowego - do 275 V, przy prądzie obciążenia do 1A. W celu ochrony przed przegrzaniem na grzejniku przymocowany jest miniaturowy termo-automat. Osiągnięto następujące właściwości funkcjonalne synchronicznego ogranicznika:

1. Możliwość stacjonarnego połączenia w obwodzie mocy, to znaczy włączania zasilania do obciążenia prądem rozruchowym (do przełączania zasilaczy) i ograniczenia napięcia lub wyłączania zasilania, gdy w sieci występuje nadmierne przepięcie.
2. Natychmiastowa reakcja ogranicznika w szerokim zakresie przepięć impulsowych i spazmatycznych, w zależności tylko od właściwości częstotliwościowych elementów sterujących i statecznika (do około 3 MHz - dla zwykłych elementów o szerokim zastosowaniu).
3. Możliwość testowania w trybie pracy pod kątem ograniczenia maksymalnego napięcia (kontrola balastu) i redukcji obciążenia (za pomocą mikroprzycisków).
4. Natychmiastowe zrzucanie obciążenia, zależne tylko od czasu reakcji przekaźnika (kilka ms).
5. Automatyczne przywracanie obwodu zasilania z opóźnieniem kilku sekund, pod warunkiem, że napięcie spadnie do dopuszczalnego poziomu (mniej niż 250 V).

Należy zauważyć, że w związku z charakterystyką obciążenia, jego przeznaczeniem, zalecane są dwie modyfikacje ONS - z automatycznym odzyskiwaniem mocy i tylko odzyskiwanie ręczne. Urządzenie drugiej modyfikacji ogranicznika jest znacznie prostsze, ponieważ zamiast przekaźnika i powiązanych elementów stosuje się typowy, szeroko rozpowszechniony przerywacz termiczny (wyłącznik), zmodernizowanyprzez programistę w celu zapewnienia automatycznego resetu z obwodu ochronnego (patrz poprzedni artykuł -nowe urządzenie zabezpieczające przed przepięciem) Ta maszyna zachowuje właściwości ochrony przed przeciążeniem.

W minimalnym wykonaniu grzejnik balastowy jest chłodzony konwekcyjnie przez otwory w skrzynce (chroniony siatką). Aby zapewnić większą moc ochronną (rozpraszanie ciepła), możesz użyć dodatkowej skrzynki, w której umieścisz chłodnicę z przekładnikiem prądowym i wyłącznikiem termicznympomidor. Wygodnie jest połączyć skrzynki z dolnymi płaszczyznami, mając wcześniej wykonane okna lub otwory do przedmuchiwania chłodnicy (ta zasada jest również wygodna w przypadku innych modułów umieszczonych w podobnych skrzyniach i wymagających chłodzenia).

Jaka jest znacząca zaleta ONS?

W poprzednim artykule deweloper zauważył już, że wszyscy odbiorcy w sieci mają napięcie 230 V, 50/60 Hz (napięcie znamionowe sieci jednofazowej według nowego GOST, z tolerancją +/- 10%), przy przełączaniu zasilaczy (z ich własną stabilizacją) wymagają specjalnego podejścia do ochrona przed wysokim napięciem. Wszystkie z nich potrzebują nie tylko ochrony przed podwyższonym poziomem, ale ochrony przed szerokim zakresem przepięć i udarów. Współczesny rynek jest wyjątkowo nasycony filtrami i automatami napięciowymi (przekaźnikami napięciowymi), które zawierają elementy zabezpieczające przed hałasem impulsowym w zakresie mikrosekund. Jeśli chodzi o dłuższe impulsy i skoki, skoki, należy zauważyć, że urządzenia te mają pewne wygładzenie (filtrowanie) przed wrażliwym elementem maszyny (aby nie drażnić właścicieli częstą obsługą). Oznacza to, że przekazują część impulsów. Jeśli chodzi o wartość zadaną dla pracy, nie powinna ona być wyższa niż 250 woltów. Wiele „przekaźników napięcia” ma zewnętrzną regulację wartości zadanej, ale należy to uznać za wadę, a nie zaletę. Został wprowadzony tylko po to, aby nie denerwować częstymi wyłączeniami. Ale napięcie przekraczające 250 woltów jest bardzo niebezpieczne dla każdego sprzętu elektronicznego.

Jak już wspomniano w poprzednim artykule, nie wszyscy opłaca się zapewnić wszystkim producentom duży „margines bezpieczeństwa” napięcia dla swoich produktów. Tak więc cała masa pasywnych urządzeń filtrujących i przekaźnikowych nadaje się tylko do sieci stabilnych pod napięciem i zakłócających, to znaczy jest przeznaczona do rzadkich, przypadkowych przepięć (podczas burzy lub awarii sieci). Mimo to wielu z nich „doprowadza” właścicieli do „białego ciepła”, do zdecydowanego zastąpienia stabilizatorem. Jednak współczesne stabilizatory, mimo że wyglądają jak doskonałe urządzenia (w tym cechy reklamowe, szczególnie dla zwykłego nabywcy), nadal mają wiele istotnych wad, które można zidentyfikować jedynie poprzez odpowiednie testy inżynieryjne w specjalnym laboratorium. W Internecie jest bardzo niewiele artykułów na ten temat, które zawierają jedynie weryfikację treści i ograniczanie trybów stacjonarnych.

Jaka jest główna, fundamentalna różnica między nowym podejściem? Składa się z następujących elementów:

• synchroniczny ogranicznik (ONS) monitoruje każdą półfalę napięcia i synchronicznie „przycina” swoją amplitudę do dopuszczalnego poziomu, - w oparciu o dopuszczalne napięcie efektywne mniejsze niż 250 woltów;
• wielkość odcinanej części zależy tylko od napięcia granicznego tranzystora balastowego i odpowiedniego ograniczenia wytwarzania ciepła - dla stabilnej sieci może być ona wyjątkowo duża, na przykład do 100 woltów (wtedy statecznik odetnie impulsy tej wielkości bez odłączania obciążenia);
• całe spektrum impulsów jest odcięte, zależnie tylko od właściwości częstotliwościowych statecznika i jego elementów sterujących;
• wada rozpraszania ciepła przez statecznik nie jest tak duża, jak się wydaje, ze względu na to, że się wyróżniają impulsy, którego cykl pracy proporcjonalnie zmniejsza przydzieloną moc, na przykład w zakresie 245–250 woltów napięcia wyjściowego przy napięciu wejściowym 245–275, maksymalne wytwarzanie ciepła jest około sześciokrotnie mniejsze niż przy napięciu ciągłym (cykl pracy jest obliczany na podstawie kątów sinusoidalnych na granicy cięcia fali sinusoidalnej).

W przypadku obciążeń powyżej 0,5 kW w sieci z częstymi skokami napięcia konieczne jest wyposażenie ogranicznika synchronicznego w wentylator (chłodnicę), który zaleca się zasilać z miniaturowego przekładnika prądowego (opartego na przekładniku obniżającym). Począwszy od mocy 1–2 kW, zaleca się stosowanie tandemu - „STAB - ONS” - ​​w celu skutecznego łączenia właściwości tych urządzeń. Stabilizator zapewnia tryb statyczny oraz dynamiczny i aktywny filtr ONSogólnie z minimalizacją wydzielania ciepła.

Należy zauważyć, że zastosowanie nowoczesnego autotransformatuZasadniczo nie jest to racjonalne w przypadku stabilizatorów małej mocy, ponieważ sam transformator ma znaczne zużycie. Stabilizatory te są przeznaczone dla grupy odbiorców i dla ich całkowitej mocy zbliżonej do nominalnej, do ciągłej pracy bez znacznego zmniejszenia zużycia energii. Tylko w tym przypadku osiąga się zadowalającewydajność. Dlatego proponowany ONS wydaje się być praktycznie niezbędnym i skutecznym dodatkiem do nowoczesnych stabilizatorów i ich skutecznego zastępowania dla urządzeń małej mocy, który staje się coraz większy (przy jednoczesnym utrzymaniu i zwiększeniu jego kosztów i wartości dla właściciela).

Wskazówka dla programistów

Źródłem podwyższonego napięcia nie powinna być LATR, lecz konwencjonalny transformator obniżający napięcie z kilkoma uzwojeniami wtórnymi i przewodami z pierwotnego, tak że gdy uzwojenia wtórne są połączone fazowo z pierwotnym i za pomocą określonych przewodów pierwotnych, można uzyskać wysokie napięcie, na przykład do 270- 275 woltów Napięcie to musi być doprowadzone do elektronicznej części sterującej urządzenia zabezpieczającego przez rezystor zmienny 10-20 kΩ. Zużycie elektroniki sterującej jest zwykle (i powinno być) nie większe niż 10-15 mA. Część mocy musi być podłączona bezpośrednio do sieci, biorąc pod uwagę fazę. Za pomocą tego schematu zasilania można płynniej i dokładniej ustawić napięcie i utworzyć idealny skok, zamykając cały rezystor zmienny lub dodatkowy.

Ciekawie będzie przeczytać:

• Instrukcje podłączenia przekaźnika monitorującego napięcie
• Jak chronić domowe okablowanie za pomocą stabilizatora napięcia?
• Dlaczego RCD działa i co zrobić w tym przypadku?