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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Dispositivo de protección al consumidor de electricidad. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Protección de equipos contra operación de emergencia de la red, sistemas de alimentación ininterrumpida Los cambios inaceptables en el voltaje de la red en un rango significativo del valor nominal conducen a la falla de los electrodomésticos. Por lo tanto, reducir el voltaje por debajo de la norma para el refrigerador está plagado del hecho de que el motor puede no tener suficiente par de arranque y su devanado se quemará. Un aumento en el voltaje conduce a un aumento en la corriente que fluye a través de la carga, lo que también provocará su falla. Una interrupción del neutro en una subestación puede aumentar la tensión de la red a una tensión enorme de 380 V, que ningún electrodoméstico puede soportar. El dispositivo propuesto le permite proteger los electrodomésticos de cambios anormales en el voltaje de la red. El dispositivo funciona en el rango de voltaje de 20 a 440 V. La corriente permitida es de aproximadamente 16 A, depende principalmente del relé utilizado. El microcontrolador, que es parte del dispositivo, monitorea el voltaje de la red y, si cambia en más del 15%, desconecta la carga y señala con LED. El límite del 15 % no se elige en función de los estándares GOST, sino de las fluctuaciones reales del voltaje de la red, y se puede corregir fácilmente cambiando varias celdas del programa. Se han desarrollado tres diseños. Los dos primeros se ensamblan según el esquema que se muestra en la Fig.1. El dispositivo, cuya apariencia se muestra en la Fig. 2, a, está diseñado para integrarse en un enchufe doble; Fig. 2, b - para colgar en una máquina de apartamentos. El tercer dispositivo (Fig. 3) se complementó con un filtro de red y varistores que protegen la estructura y, al mismo tiempo, a los consumidores del ruido de impulso. El principio de funcionamiento del dispositivo, cuyo diagrama se muestra en la Fig.1. El voltaje de la red se suministra a la entrada X1, rectificado y limitado a 15 V por el circuito C2R4VD1-VD3, luego estabilizado por el chip D2. Alimenta el microcontrolador. Después de un poco de retraso, el oscilador interno del chip D1 se inicia y el programa comienza a ejecutarse.
El voltaje tomado del divisor R1R2 se alimenta a la entrada GP1, que está configurada como una entrada de comparador analógico. El voltaje de entrada es monitoreado: si está en la zona del 15% del valor nominal, entonces el relé K1 y el LED HL1 "Norma" se encienden; si el voltaje en algún momento supera los 253 V, el controlador apagará el relé y encenderá el LED HL2 en modo intermitente. Después de 45 segundos, el controlador volverá a comprobar el voltaje de la red y, si es normal, volverá a encender el relé. Lo mismo sucederá si el voltaje cae y es inferior a 187 V, con la única diferencia de que el LED HL3 parpadeará. En este caso, la medida de la tensión mínima se realiza 5 ms después de que la tensión de red pase por cero, es decir, en el máximo de la sinusoide. El condensador C1, junto con las resistencias R1, R2, es un filtro de baja frecuencia que evita que el comparador se dispare como resultado del ruido de impulso. Si no está instalado, el dispositivo funcionará a partir de una caída de voltaje a corto plazo, por ejemplo, como resultado de encender el motor del refrigerador. Cabe señalar que el tiempo de respuesta de la protección depende principalmente de la velocidad del relé aplicado y del valor del condensador C1.
En el tercer diseño (Fig. 3), se agrega un filtro de línea en los elementos L1, L2, C1-C3, R1, R2, y al mismo tiempo se organiza un circuito de monitoreo para la salud de los varistores en los elementos VD1, VD2, R3, R4, ya que pueden fallar debido a grandes sobretensiones de impulso. En caso de falla de los varistores, el LED HL2 parpadeará.
Detalles mostrados en la Fig.3. Como D2, puede usar el chip 78L05. Condensadores C1-C3 tipo K78-2, C5 tipo K73-17 para un voltaje de 500 ... 600 V, C7-C8 tipo K50-35, el resto - KM. El diodo VD5 se puede reemplazar por D815D. El diodo VD5 está diseñado para un voltaje de 500 ... 600 V, los diodos restantes, para un voltaje de 25 ... 50 V y una corriente de 100 ... 300 mA. Resistencias tipo MLT. Descargador U1 con una tensión de ruptura de 1 kV. Los varistores 561KD14 se pueden reemplazar por cualquiera con una energía de absorción de 50 ... 200 J. Choke L1 se enrolla en un núcleo de una antena magnética con un diámetro de 8 y una longitud de 20 mm con un cable con un diámetro de 1,5 mm y contiene 20 vueltas. El inductor L2 está ubicado en un anillo de alsifer con un diámetro de 50 ... 60 mm y contiene 15-20 vueltas de alambre de 1,5 mm de diámetro, dobladas por la mitad. El diseño que se muestra en la Fig. 2b se realiza utilizando el método de montaje en superficie: allí se instala un diodo zener importado para un voltaje de 12 ... 15 V y una potencia de 1,3 W. Se utiliza un microcontrolador en un paquete SOIC. Resistencias de cerámica y capacitores de tamaños 0603, 0805 y 1206. Los microcontroladores PIC12.675 y PIC12.629 se pueden usar en todos los diseños. En el primer caso, se escribe el microprograma que se muestra en la Tabla 1, en el segundo, en la Tabla 2. Tabla 1 :020000040000FA
Tabla 2 :020000040000FA
El establecimiento del dispositivo se reduce a la selección de la resistencia R1 (Fig. 1) o R5 (Fig. 3). X1 se conecta a la salida LATRA, en la que se establece una tensión de 253 V y, al aumentar la resistencia R1 (R5), se enciende el LED HL2 (HL3). La Zona 187 B se configurará automáticamente. Si es necesario cambiar la zona de activación superior, por ejemplo, a 240 V, la inferior cambiará a 174 V. ¡Atención! Durante la puesta en marcha, se debe tener cuidado de no romper accidentalmente la resistencia R1 (R5), ya que el microcontrolador puede fallar, a pesar de que tiene diodos de protección en su interior. Todos los diseños están hechos en placas de circuito impreso hechas de fibra de vidrio de un lado con un grosor de 1,5 ... 2 mm. la figura 4 muestra una placa de circuito impreso de 56x90 mm para un enchufe doble; en la Fig. 5: una placa de circuito impreso con dimensiones de 15,5x65 mm para la conexión a una máquina de apartamento; en la Fig. 6: un diagrama de un dispositivo con dimensiones de 78x200 mm con un filtro.
Autor: S. M. Abramov
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