Potente estabilizador de voltaje AC de paso. Esquema, descripción

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Potente estabilizador de voltaje AC de paso. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.

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En algunas zonas, especialmente en las zonas rurales, es frecuente que durante el día el voltaje de la red cambie de 220 a 160...170 V.

Se me ocurrió la idea de desarrollar un potente estabilizador de voltaje alterno cuando, debido a tal "estabilidad" de la red, un refrigerador falló y un horno microondas se negó a funcionar a un voltaje inferior a 200 V.

Un potente estabilizador de voltaje de CA escalonado está diseñado para mantener la red a un nivel de 220 V ± 10% cuando el voltaje de la red cae a 160...170 V.

El modelo básico está diseñado para una carga de no más de 1,3 kW, pero se puede convertir fácilmente a una carga de hasta 2 kW o más. El estabilizador se ensambla a partir de piezas estandarizadas, es económico de fabricar y fácil de configurar.

(haga clic para agrandar)

Consideremos el principio de funcionamiento del estabilizador según el diagrama esquemático (ver figura). Cuando el voltaje de la red disminuye, el dispositivo de control, ensamblado en el chip LM 324, conecta el transformador T1, conectado como un autotransformador elevador, a través del triac VS1. La tensión del devanado secundario T1 se suma a la tensión de red, que es de aproximadamente 20 V.

Con una disminución adicional en el voltaje de la red, se conecta el transformador T2 y luego el T3. Los transformadores añaden un total de aproximadamente 60 V a la tensión de red.

Así, cuando la tensión de red se reduce a 160 V, la carga será de aproximadamente 220 V.

Cuando la tensión de red aumenta de 160 a 220 V, el dispositivo de control apaga secuencialmente T1...T3. La carga mantiene una tensión de 205...242 V en todo el rango de regulación.

El dispositivo de control se basa en un amplificador operacional cuádruple tipo LM254. Los cuatro canales están ensamblados según el mismo circuito, así que veamos el funcionamiento del canal 1.

El amplificador operacional DA 1.1 se enciende en modo comparador con retroalimentación positiva. El voltaje de la red a través del puente de diodos VD1, el divisor R3, R4, el diodo VD1', la resistencia R3' se suministra a la entrada no inversora del amplificador operacional, donde se compara con el voltaje de referencia tomado del diodo zener VD3.

Si el voltaje Uin tomado del divisor R3, R4 es menor que el de referencia, el relé K1 se apaga y su NC. Los contactos K1.1 a través del triac VS1 encienden el transformador T1, agregando aproximadamente 20 V a la tensión de red, si Uin es mayor que la de referencia, K1 se activa y apaga el amplificador de tensión.

Con las capacidades de los elementos indicadas en el diagrama, el relé K1 del canal de control se activa/libera cuando la tensión de red cambia aproximadamente 10 V. La histéresis se puede cambiar seleccionando la resistencia de la resistencia R4'.

El canal 4 sirve para retrasar la conexión de la carga mientras duran los procesos transitorios en el estabilizador durante el encendido inicial, así como para desconectar la carga de la red si es imposible proporcionar más de 200 V en la salida. del estabilizador. La capacitancia del condensador C1' en el canal 4 es de 22 μF.

Transformadores T1...T3 de serie tipo TN 60-220/12750 o cualquier otro, diseñados para una potencia de 160...250 W con una tensión en el devanado secundario de 20...24 V a una corriente de 6.. .10 A. T4 - cualquier 24 V de baja potencia.

Triacs VS1...VS3 tipo KU208 G, TS 10 y otros para una corriente de 5...10 A y una tensión de 400 V. Relés K1...K4 RES-9, RES-6, RES-22 para un voltaje de devanado de 24 V. Relé K5 - RP21-UHL4A ~ 220 V, los cuatro grupos de contactos están en paralelo. Resistencias R4, R6, R8, R10 sublineales SPZ-1, SPZ-22 u otras de pequeño tamaño, el resto de resistencias son MLT.

Las conexiones de la parte de potencia del estabilizador se realizan con conductores de cobre flexibles de 2,5 mm2 de sección.

El estabilizador está montado en una caja de metal con orificios de ventilación.

La cubierta superior está cubierta con una película decorativa autoadhesiva. Dispone de casquillo y LED HL1. Los triacs y relés se instalan dentro de la carcasa sobre una placa de fibra de vidrio. Para eliminar interferencias, es mejor colocar la placa de circuito impreso del dispositivo de control lejos de transformadores y cables del circuito de alimentación.

Cuando el estabilizador funciona durante mucho tiempo a la potencia nominal, es necesario proporcionar enfriamiento forzado, por ejemplo, con un mini ventilador de una computadora (el ventilador no se muestra en el diagrama).

Para configurar el dispositivo necesita un LATR y un voltímetro. La red está conectada al estabilizador a través de la salida ajustable de LATR. Como carga se utiliza una lámpara incandescente de 200...300 W. El voltímetro está conectado en paralelo con la carga. Los controles deslizantes de la resistencia del recortador deben colocarse en la posición media. Encienda el estabilizador sin carga.

Girando el potenciómetro R10 del canal 4 se activa el relé K5 y girando los potenciómetros R4, R6, R8 se activan los relés K1, K2, K3. Conecte la carga y el voltímetro. Utilice LATR para reducir el voltaje en la carga a 210 V. Gire lentamente la resistencia R4 hasta que T1 se encienda.

Utilice LATR para reducir el voltaje en la carga a 210 V. Repita la operación anterior para los canales 2 y 3. Configure el voltaje para desconectar el estabilizador de la carga por el canal 4 en 200 V.

Repita la configuración varias veces hasta obtener el resultado deseado.

Nota. Si se desea, uno de los canales se puede configurar para reducir la tensión de la red, para lo cual se sustituyen los contactos del relé de control por unos normalmente abiertos y se intercambian los extremos del devanado secundario del transformador, encendiendo el transformador como uno reductor.

Autor: IA Malenkov

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