Innehåll

1. Stabilisatorer och deras roll

2. Varianter av enheter

2.1. Servodrivna (elektromekaniska)

2.2. Relä (digitala) stabilisatorer

2.3. Elektroniska stabilisatorer (triac, tyristor)

2.4. Omformare (transformatorlös)

2.5. Ferroresonanta anordningar

3. Spänningsstabilisator med egna händer

3.1. Schema och dess element

3.2. Princip för drift

3.3. Enhetens särdrag

4. Spänningsstabilisator med egna händer

4.1. Tillverkning av transformatorer

4.2. Vad mer behöver jag köpa?

5. Lämpligt att skapa med egna händer

Spänningsfluktuationer i det elektriska nätverket är vanliga. Sådana förändringar är tillåtna, men endast inom vissa gränser: avvikelser på 10% är tillåtna: både uppåt och nedåt. Dessa förhållanden i kraftförsörjningsnätet är idealiska, men de är mycket sällsynta. Oftare ändras indikatorn avsevärt, vilket är mycket “obehagligt” för ganska känsliga hushållsapparater. Den största faran som väntar dem är att apparater misslyckas. Nu på marknaden finns det många olika modeller av korrigatorer av parametrar för elnätet, men priserna för dem är inte alltför glada potentiella köpare. Av detta triviala skäl bestämmer många människor att montera en spänningsstabilisator med sina egna händer.

Stabilisatorer och deras roll

De mest utsatta är privata hem belägna i små samhällen, där det är nästan omöjligt att förse elektriska apparater med kvalitetsström. Anledningen – sovjetiska transformatorstationer från tiden före översvämningen, som länge har varit oförmögna att klara dagens belastning på nätet. Spänning som överskrider de “lagliga” gränserna framkallar ofta flera problem:

• Förkortar livslängden för nätverkselement;
• Orsakar funktionsfel i elektronik – kontroll, övervakning;
• Ökar elförbrukningen avsevärt;
• Orsakar överhettning av värmeelementen.

Dessa konsekvenser och överdrivna utgifter kan undvikas om du gör en spänningsstabilisator med dina egna händer. Innan du fattar ett slutgiltigt beslut om huruvida det ska vara en hemlagad enhet eller inte, är det bättre att bekanta sig med den och dess typer.

Variationer av enheter

Stabilisatorns uppgift är att hålla utspänningen inom smala gränser, oavsett hur starka förändringarna i ingångsvärdena är. Förutom tillåtna gränser är det nödvändigt att ta hänsyn till den maximala strömmen, kraften hos den befintliga utrustningen.

Huvudelementet i alla spänningsstabilisatorer är en transformator, eller snarare en autotransformator. Den har en lindning och leder från den (från 2 till 20). Kraftnycklar: rullar, borstar, reläer eller tyristorer (triacs, transistorer) ansvarar för omkoppling efter kommandot från styrenheten (sensorn) – “koppla bort” eller “anslut” någon lindning.

Innan du börjar tänka på hur du skapar en spänningsstabilisator med dina egna händer måste du bekanta dig med utbudet av dessa enheter, lära dig deras funktioner, fördelar såväl som nackdelar.

Servodriven (elektromekanisk).

I detta fall spelas huvudrollen för att justera utspänningen av en rörlig kontakt som ändrar parametrarna för sekundärlindningen. Detta skjutreglage flyttas med hjälp av en elektromekanisk drivenhet. Den största fördelen med denna stabilisator är noggrannheten i justeringen, jämnheten i justeringen, förmågan att motstå hög belastning, om alla dess element är av hög kvalitet. Ett ganska acceptabelt pris kan också tillskrivas plusserna.

Det är omöjligt att tiga ihjäl de betydande minusen. Dessa inkluderar:

• Begränsning av driftsområdet – 150-250 volt;
• Enheten är bullrig på grund av mekaniska element;
• Relativt långsam respons på ändringar av ingångsparametrar;
• Slitna delar som kräver regelbundet byte av de rörliga kolkontakterna – rulle eller borste.

Ökat buller kan orsaka obehag, särskilt nattetid. En öppen kontakt kan börja gnistra på grund av damm. Om ställdonet fastnar kommer det att förstöras eller fatta eld, så underhåll av enheten, byte av enhetens glidelement är nödvändigt minst en gång om året.

Relä (digitala) stabilisatorer

Dessa enheter kallas ofta stegade. Reläkorrigeraren är en transformator som har flera sekundärlindningsutgångar, där en av dem tas som gemensam. Justeringen av utspänningen görs av en sensor som övervakar tillståndet i elnätet och växlar reläer. Om flera enheter utlöses kopplas lasten till den utgång där den för närvarande skiljer sig minimalt från det inställda värdet.

Fördelar med denna typ:

• Enkel konstruktion;
• Dess underhållsmässighet;
• Ganska hög tillförlitlighet;
• God noggrannhet vid korrigering;
• Acceptabelt (lägsta) pris för relästabilisatorer.

Dessa enheter kräver inte regelbundet underhåll, så de är ganska populära. Men de, som alla andra, är inte utan nackdelar. I den här listan:

• Steg reglering av spänningsutgången, det begränsar deras användning;
• Fel på effektreläer om frekventa lägesomkopplingar inträffar;
• Effektfall när spänningen är låg – mindre än 190V;
• Vissa stabiliseringsfel – 5 till 8%;
• Hörbara klickljud vid omkoppling.

Om du jämför minus och plus kan du dra en logisk slutsats att relästabilisatorn klarar de flesta av de uppgifter som tilldelats den under hushållsförhållanden. Enheten ger hög hastighet, men korrigeringsnoggrannheten är inte alltid nödvändig.

Elektroniska (triac, tyristor)

Denna typ av stabilisatorer skiljer sig från andra enheter genom fullständig frånvaro av några mekaniska, rörliga element. I detta fall är en mikroprocessor eller ett block av elektroniska kretsar ansvarig för diagnostik av ingångsspänningen och styrningen. De arbetar i automatiskt läge.

Spänningsstabilisering av elektroniska enheter beror också på anslutningen av vissa lindningar, men detta görs med hjälp av halvledarnycklar – triac, tyristor eller transistor. Fördelarna med den elektroniska typen av stabilisatorer inkluderar:

• Stort område för operativ ingångsspänning;
• Lång livslängd för tyristorer och triacs;
• Hög hastighet och noggrannhet i stabiliseringen;
• Liten storlek, tyst drift.

Dessa stabilisatorer har nackdelar:

• Stegvis strömutjämning orsakar synligt flimmer i glödlampor när lindningar kopplas bort eller ansluts;
• Långsam svarshastighet, det finns ett stort antal steg;
• Maximal känslighet för nätstörningar;
• Möjlighet till nyckelutbränning under tunga belastningar;
• Komplexitet i konstruktionen, högt pris.

I samma kategori ingår otillräcklig överbelastningskapacitet – från 20 till 40% under de första sekunderna. Fördelar vinner över nackdelar, eftersom de senare fortfarande är relativa. På grund av de positiva egenskaperna är sådana enheter att föredra att köpa, men det är möjligt att göra en sådan spänningsstabilisator med dina egna händer, men utan färdigheter är det mycket svårt.

Inverterare (transformatorlös)

Dessa stabilisatorer använder ett dubbelt spänningsomvandlingsschema. Deras huvudsakliga skillnader från sina konkurrenter är frånvaron av autotransformatorer och alla rörliga delar. Det finns inte heller något behov av att analysera ingångsspänningen. Själva principen för driften av sådana enheter är intressant. Växelström omvandlas först till likström. Sedan omvandlas den igen till växelström, men med ett stabilt värde på 200 volt. Det tillåtna felet är endast 1 procent.

De viktigaste fördelarna med modellerna är följande:

• Exakt, omedelbar spänningskorrigering;
• Ren sinusformad utgång;
• Brett driftområde.

Inverterstabilisatorer har en nackdel: det är ett högre pris än andra enheter. Men för att montera en spänningsstabilisator med egna händer är det detta system som används oftare än andra.

Ferroresonance-enheter

Om du jämför denna design med konkurrerande enheter kännetecknas den av dess elementaritet. Den består av två drosslar och en kondensator. Principen för magnetisk resonans används i arbetet. Dessa stabilisatorer kännetecknas av hög hastighet, noggrann justering, lång livslängd, ett brett spektrum av inkommande spänning.

Nackdelar – låg effektfaktor, bildandet av elektromagnetisk störning, ganska stora dimensioner och vikt, buller. En annan nackdel är priset. Det är ofta högre än kostnaden för en avbrottsfri strömförsörjning (UPS). Som regel används dessa enheter inte hemma. Oftast kan de ses i medicinska institutioner.

Spänningsstabilisator med dina egna händer

Om det inte finns någon stor önskan att betala för mycket, kan du självständigt montera olika typer av spänningskorrigerare, men en av de mest effektiva är en triacstabiliseringsanordning. Dess egenskaper:

• Okänslighet för frekvensen för spänningen som matas genom det allmänna nätverket;
• Möjligt driftsområde är från 130 till 270 V;
• Utgångsspänning från 205 till 230 V om den totala effekten för de anslutna apparaterna är 6 kW;
• Snabb lastväxling – 10 ms (millisekunder).

Diagram och dess element

För att göra en sådan stabilisator med dina egna händer måste du först överväga följande schema:

Det är märkt:

1. Strömförsörjningsenhet bestående av diod VD1, kondensatorer C2, C5, komparator DA1, transformator T1.
2. En nod som fördröjer tillkopplingen av lasten. Den innehåller kondensatorn C1, motstånden R1-R5, transistorerna VT1-VT3.
3. Likriktare som mäter spänningens amplitud – delare R14 och R13, diod VD2, kondensator C2, stabilisator VD2.
4. Spänningskomparator bestående av komparatorerna DA2 och DA3, samt resistorerna R15-R39.
5. Förstärkare bestående av resistorerna R40-48 och transistorerna VT4-12.
6. Sju optokopplare, var och en försedd med optosimistorerna U1-U7, resistorerna R6-12 och triacerna VS1-7.
7. Den logiska styrenheten är DD1-5. Indikatordioderna är HL1-HL9.
8. Autotransformator T2 och säkringsbrytare QF1.

För att förstå kretsen är det nödvändigt att förstå hur enheten fungerar.

Princip för drift

Efter tillkoppling av stabilisatorns strömförsörjning är kondensatorn (C1) urladdad, en transistor (VT2) är öppen och de andra (VT2, VT4) är slutna. Ström kommer att flöda genom det sista elementet till alla lysdioder samt till triac optotron. Lysdioderna tänds inte eftersom det inte finns någon belastning. Strömmen som går genom resistorn R1 går in i kondensatorn (C1), som laddas.

Fördröjningen är bara 3 sekunder: det är tillräckligt med tid för att alla transienter ska slutföras. Detta följs av utlösning av den asymmetriska utlösaren – Schmitt-utlösaren. Den är baserad på transistorerna VT1, VT2. Sedan öppnas det tredje elementet i kretsen, belastningen är påslagen. Diod VD2 och kondensator C2 likriktar spänningen som kommer från den tredje lindningen av T1.

Strömmen flödar sedan in i delaren (R13-14). Från denna delare går den till den icke-inverterande ingången på komparatorerna. Det finns åtta av dem, de är placerade på mikrokretsarna DA2, DA3. I samma ögonblick får deras inverterande ingång en exemplifierande likström. Motståndsdelare (R15-23) är ansvariga för dess tillförsel. Processen slutförs av styrenheten, som bearbetar signalen vid ingången till komparatorerna.

Instrumentets egenskaper

Vid spänningar upp till 130V förblir transistor VT4 öppen. Vid denna tidpunkt blinkar den första lysdioden för att indikera att nätspänningsnivån är för låg, så att instrumentet inte kan fungera.

Vid en belastning på 130 till 150 V öppnar en annan transistor, VT5, och den andra lysdioden tänds. Triac VS2 och optosimistor U1-2 öppnar. En last kommer att passera genom den förstnämnda, som kommer att följa in i den övre lindningsledningen på autotransformator T2.

Om spänningen är mellan 150-170V, öppnas transistor VT6 och den tredje lysdioden tänds. Parallellt öppnas den andra triacen VS2, och strömmen överförs till stiftet på transformator T2, som är lägre än den första.

Den hemmagjorda korrigeraren kopplar om anslutningen även om den inkommande spänningen når 190-250 volt. För att göra en fungerande spänningsstabilisator med egna händer behöver du ett tryckt kretskort, dess mått är 90×115 mm. Lämpligt material för det – glas-textolit, folie, ensidig. Placeringen visas nedan.

För att undvika misstag är det bättre att ladda ner och skriva ut detta schema på en laserskrivare, nyligen tankad. Använd ett strykjärn för överföring. Det enklaste sättet är att använda Sprint Loyout-programmet, dess syfte är att hjälpa dig att göra kretskort.

Spänningsstabilisator med dina egna händer

För att samla alla nödvändiga element måste du gå till affären, men du kan försöka göra några delar själv.

Tillverkning av transformatorer

Detta gäller först och främst enheterna T1 och T2. För att göra T1, vars effekt ska vara 3 kW, behöver du en magnetisk kärna med ett tvärsnitt på 1, 87 cm2, samt tre ledare PEV-2. Diametern på den “första av den sista” bör vara 0,12 mm (tvärsnitt – 0,064 mm2). Det används för att skapa den primära lindningen, antalet varv är 8669. Resten används för andra lindningar, diametern på båda trådarna är 0,185 mm. Antalet varv är också detsamma – 552 vardera.

Ett alternativ är att använda ett par standardtransformatorer – TPK-2-2×12V, de är seriekopplade:

Transformator T2 bör ha en effekt på 6 kW. För dess tillverkning används en toroidal magnetisk kärna. För lindningen tar samma PEV-2, antalet varv i detta fall – 455. Här görs 7 ledningar. De tre första behöver en tråd med en diameter på 3 mm. De återstående 4 kräver samlingsskenor med ett tvärsnitt på 18 mm2. Syftet är att förhindra uppvärmning av transformatorn. Böjarna görs vid 203, 232, 266, 305, 348 och 398, räknat nedifrån. Nätströmmen måste passera genom böjen vid 266 varv.

Vad mer behöver jag köpa?

Alla andra artiklar måste köpas i butiken. Satsen innehåller:

• MOC3041 triac optokopplare – 7 delar;
• BTA41-800B triacs – också sju;
• 2 st DF005M dioder (VD1 och VD2) och LM339N komparatorer (för DA2, DA3);
• KR1158EN6A (DA1) stabilisator, säkringsbrytare;
• Kondensatorer: 4 oxidkondensatorer (för C1-3, C-5), lika många film- eller keramikkondensatorer (C4, C6-C8);
• Resistorer med olika toleransprocent: 7 stycken C2-23 för R16-22 med 1%, 30 stycken av alla med 5%;
• 3-tråds resistorer för R13-14, R25 – SP5-2 eller SP5-3;
• 7 strömbegränsande resistorer (16 mA) – för R41-47.

Stabilisatorn KR1158EN6A är monterad på en kylfläns. Som kylfläns används en aluminiumplatta. Dess yta är mer än 15 cm2. Triacerna är också monterade på den. Alla element kan monteras på en kylfläns, men den måste ha en ganska stor kylyta. Dess area är minst 0,16 m2.

Du måste också köpa ett chip KR1554LP5, det kommer att “utföra uppgifterna” för mikrokontrollern. Det är nödvändigt att köpa 9 blinkande lysdioder, men du kan ta och vanligt, vilket ger ett starkt rött ljus: till exempel AL307KM eller L1543SRC-E. Det finns vanligtvis inga svårigheter att köpa delarna, och kostnaden för dem kan betraktas som en rimlig investering, som snart kommer att löna sig.

Fördelaktigt att göra en med dina egna händer

Vad är bättre: att göra en spänningsstabilisator med dina egna händer eller är det fortfarande bättre att köpa en färdig enhet? Alla bestämmer själv.

Det första pluset är fördelen, eftersom enheterna inte är billiga. Den andra positiva punkten är kunskapen om enhetens “stoppning”, det kommer att ge möjlighet att hitta och byta ut en felaktig del, som är lätt att hitta i butiken. Till nackdelarna med detta alternativ inkluderar en låg nivå av tillförlitlighet av produkter-samodelnikov, eftersom fabrikerna garanterar kvaliteten på special- och mätutrustning, som hemma inte ens behöver tänka på.

Om skapandet av en hemlagad stabilisator verkar ganska svårt, är det bättre att gå det traditionella men irrationella sättet – att köpa en färdig enhet. I det här fallet kan dess tillförlitlighet inte ifrågasättas.

Den som fortfarande bestämde sig för att göra en spänningsstabilisator med egna händer, bör se vilken typ av arbete han måste göra. Det är bättre att börja med enkla modeller, och användbar information kan läras av den här videon: