Изготовление самодельных стабилизаторов напряжения – практика довольно частая. Однако по большей части создаются стабилизирующие электронные схемы, рассчитанные на относительно малые выходные напряжения (5-36 вольт) и относительно невысокие мощности. Устройства используются в составе бытовой аппаратуры, не более того.
Мы расскажем, как сделать мощный стабилизатор напряжения своими руками. В предложенной нами статье описан процесс изготовления устройства для работы с напряжением сети 220 вольт. С учетом наших советов вы без проблем самостоятельно справитесь со сборкой.
Как сделать трансформаторы Т1 и Т2?
Первый трансформатор Т1 мощностью 3 кВт изготавливается с использованием магнитопровода с площадью поперечного сечения (ППС) 187 кв. мм. И трех проводов ПЭВ-2:
- Для первой обвивки ППС всего 0,003 кв. мм. Количество витков – 8669;
- Для второй и третьей обмоток ППС всего 0,027 кв. мм. Количество витков – 522 на каждой.
Если же нет желания наматывать провод, то можно приобрести два трансформатора ТПК-2-2×12В и соединить их последовательно, как на рисунке ниже.
Чтобы изготовить автотрансформатор второй мощностью в 6 кВт, вам понадобится тороидальный магнитопровод и провод ПЭВ-2, из которого будет сделана обвивка в 455 витков. И тут нужны отводы (7 штук):
- Обвивка 1-3 отводов из провода с ППС 7 кв. мм;
- Обвивка 4-7 отводов из провода с ППС 254 кв. мм.
Отводы делаются на витках (считать снизу вверх): 203, 232, 266, 305, 348, 398. Из сети вольтаж должен подводиться к витку №266.
Измерение напряжения стабилизатора при его коммутации «руками»
Вернемся к своим трансформаторам и попробуем разобраться, как с помощью них можно менять напряжение вверх и вниз. Для этого обмотки 220 В соединим параллельно, а обмотки на 25 В последовательно. Получим схему некого «би»- трансформатора с широкой возможностью коммутации обмоток. Снимем вольтамперную характеристику при нагрузке 120 Вт (ожидаемая мощность котла), меняя пока схему руками. На рисунках то, что будет выдавать стабилизатор при изменении напряжения от 160 до 285 Вольт. Как показал эксперимент, будущий стабилизатор способен обрабатывать напряжение от 160 до 280 Вольт. При этом, находясь в своем диапазоне, на выходе система выдает напряжение с погрешностью не более 8%, что достаточно соответствует стандартам. Настало время освободить руки и сделать регулирование автоматическим.
Как сделать трансформаторы Т1 и Т2?
Первый трансформатор Т1 мощностью 3 кВт изготавливается с использованием магнитопровода с площадью поперечного сечения (ППС) 187 кв. мм. И трех проводов ПЭВ-2:
- Для первой обвивки ППС всего 0,003 кв. мм. Количество витков – 8669;
- Для второй и третьей обмоток ППС всего 0,027 кв. мм. Количество витков – 522 на каждой.
Если же нет желания наматывать провод, то можно приобрести два трансформатора ТПК-2-2×12В и соединить их последовательно, как на рисунке ниже.
Чтобы изготовить автотрансформатор второй мощностью в 6 кВт, вам понадобится тороидальный магнитопровод и провод ПЭВ-2, из которого будет сделана обвивка в 455 витков. И тут нужны отводы (7 штук):
- Обвивка 1-3 отводов из провода с ППС 7 кв. мм;
- Обвивка 4-7 отводов из провода с ППС 254 кв. мм.
Отводы делаются на витках (считать снизу вверх): 203, 232, 266, 305, 348, 398. Из сети вольтаж должен подводиться к витку №266.
Техника безопасности при сборке стабилизатора напряжения своими руками
Надо было поместить этот пункт раньше, но надеемся, что Вы еще не начали работы. При сборке стабилизатора соблюдайте крайнюю осторожность. Не прикасайтесь руками к оголенным контактам, если стабилизатор под напряжением. Внимательно контролируйте свои действия
. Не производите работы в нетрезвом виде и в присутствии детей. Стоит отметить, что каждый раз подключать изделие к сети, а потом выдергивать вилку неудобно. Рекомендуем перед сборкой стабилизатора организовать свое рабочее место следующим образом. Установите на столе специальную розетку и сделайте так, чтобы напряжение на нее можно было подавать нажатием педали.
Во-первых, у Вас освободятся руки, во-вторых в чрезвычайных ситуациях педаль можно отпустить гораздо быстрее, чем тянуть вилку из розетки. В качестве педали можно использовать покупную или самодельную, закрепив кнопку между двумя дощечками.
Чтобы избежать последствий при случайном замыкании, подавайте напряжение сети к стабилизатору не напрямую, а через мощную нагрузку, например, через масляный нагреватель или через утюг. Утюг хорош тем, что он компактный и всегда под рукой, но об него можно обжечься. По возможности лучше выбрать из своего оборудования что-нибудь другое.
Разновидности стабилизаторов
Все промышленные образцы такого оборудования можно разделить на две большие группы:
- электромеханические;
- импульсные.
Электромеханические
Работа электромеханических устройств основана на сервоприводе, который способен изменять количество витков обмотки (а значит – и выходящее напряжение) перемещением токопроводящего ползунка по реостату. Такие аппараты дешевле всех других моделей, и обладают очень хорошими показателями стабилизации. Однако они чаще ломаются из-за наличия множества механических деталей.
Но самый главный их минус – скорость срабатывания. Из-за того, что привод перемещает токосниматель не мгновенно, задержка стабилизации может составлять до 0.1 секунды, что катастрофически много для приборов, чувствительных к перепадам. Другими словами, такой стабилизатор может попросту не успеть защитить современную электронику. К тому же, ввиду наличия механических частей, воспроизвести такой прибор дома – нетривиальная задача.
Импульсные
Импульсными называют стабилизаторы, работа которых основывается на принципе накапливания тока, и выдачи его потребителю отрывками – импульсами. Эти временные промежутки позволяют системе накопить нужный ток в конденсаторах, и после выдать стабилизированное питание. К таким аппаратам относят и приборы, работа которых основана на симисторах и тиристорах.
Подобные устройства дороже своих электромеханических аналогов, но и значительно надежнее – нет трущихся и движущихся частей, а значит, и ломаться, по сути, нечему. Правда показатели стабилизации у них хуже – они способны лишь на пропорциональное повышение или понижение входящих показателей. Зато скорость срабатывания – до 20 миллисекунд, а этого достаточно, чтобы обезопасить даже самые чувствительные домашние электроприборы. К тому же – такой аппарат можно собрать своими руками, обладая необходимой сноровкой и элементной базой.
Кроме разделения по принципу стабилизации, существует разделение на одно- и трехфазные устройства. Но ввиду того, что дома обычно используется однофазное питание, трехфазные аппараты мы в расчет не берем.
Электромеханические (сервоприводные) устройства
Регулировка напряжения электросети производится посредством ползунка, который передвигается по обмотке. Одновременно с этим задействуется разное количество витков. Все мы учились в школе, а некоторые может быть имели дело с реостатом на уроках физики.
По такому аналогичному принципу работает электромеханический стабилизатор напряжения. Только перемещение ползунка осуществляется не вручную, а при помощи электродвигателя, называемого сервоприводом. Знать устройство этих приборов просто необходимо, если есть желание изготовить стабилизатор напряжения 220В своими руками по схеме.
Электромеханические устройства отличаются высокой надежностью, и обеспечивают плавную регулировку напряжения. Характерные преимущества:
- Стабилизаторы работают под любой нагрузкой.
- Ресурс существенно больше, чем у прочих аналогов.
- Доступная стоимость (вполовину ниже, чем у электронных приборов)
К сожалению, при всех достоинствах присутствуют и недостатки:
- В силу механического устройства задержка срабатывания очень заметна.
- В таких приборах применяются угольные контакты, которые подвержены естественному износу с течением времени.
- Присутствие шума при работе, хоть и его практически не слышно.
- Малый рабочий диапазон 140-260 В.
Стоит заметить, что в отличие от инверторного стабилизатора напряжения 220В (своими руками по схеме его можно изготовить вопреки кажущимся сложностям), здесь еще имеется трансформатор. А что касается принципа работы, то анализ напряжения производится электронным блоком управления. Если он заметит значительные отклонения от номинального значения, он посылает команду на перемещение ползунка.
Ток регулируется путем подключения большего количества витков трансформатора. На тот случай, если прибор не успевает своевременно среагировать на чрезмерное превышение напряжения, в устройстве стабилизатора предусмотрено реле.
Какой лучше: релейный или симисторный
Если сравнить стабилизатор симисторный и релейный или тиристорный, то первый, несомненно, является более надежным, долговечным и безопасным устройством. Объясняется это отсутствием переключателей с подвижными контактами, наличием управляющей платы, мощного автотрансформатора и силовых ключей-симисторов. Единственным недостатком симисторных стабилизаторов, по сравнению с другими устройствами, является их высокая стоимость, которая со временем оправдывает себя длительным сроком эксплуатации и высокой надежностью.
Таким образом, описанное в данной статье устройство позволяет эффективно бороться с такой проблемой многих владельцев квартир, дачных и загородных домов, как скачки напряжения в электрической сети. Использование стабилизатора позволяет свести к нулю риск поломки электроприборов и последующего дорогостоящего их ремонта от кратковременных перепадов напряжения в сети. Большая разница в цене таких устройств, по сравнению с аналогами, в разы меньше, чем затраты на ремонт или приобретение новых приборов и оборудования, поврежденных скачками нестабильного сетевого электрического тока.
Стабилизатор напряжения 220В для дома: виды и характеристики приборов
Колебания напряжения в электросети могут наблюдаться по разным причинам: в зимний период — это повсеместное включение электрокалориферов для дополнительного обогрева, что ведет к уменьшению напряжения, в летний сезон — повышение напряжения могут спровоцировать молнии, возможно, попадающие в подстанции. Стабилизаторы напряжения 220В для дома созданы специально для сглаживания колебаний и перепадов напряжения в сети.
Полезный совет! Чтобы существенно продлить срок эксплуатации бытовой и электронной техники, следует использовать ее в сберегающем режиме электропитания, подключая через стабилизатор напряжения.
Чтобы узнать, как выбрать стабилизаторы напряжения 220В для дома, стоит ознакомиться с видами и преимуществами этих приборов. Производители этих устройств предлагают несколько видов стабилизаторов.
Стационарные стабилизаторы подключаются к распределительному щитку, а локальные — непосредственно с электроприборам
Электронные (релейные) выпрямители
Такие преобразователи обладают высокой эффективностью и быстрой реакцией на колебания в сети. Содержат в себе обмотки трансформатора с многочисленными ответвлениями. Стойки к перепадам напряжения ввиду отсутствия в приборе механических элементов.
Преимущества электронного стабилизатора напряжения 220В для дома:
- компактный размер;
- бесшумная работа;
- широкий диапазон преобразования;
- работа с перегрузкой (до 110% от номинальной);
- приемлемая цена, длительный срок эксплуатации.
Из недостатков — невысокая точность выходного напряжения (погрешность до 8%). Если в доме потребляется много электроэнергии, такой стабилизатор нецелесообразен.
Электронный (релейный) стабилизатор напряжения IEK CHP1-1-1 кВА
Электромеханические стабилизаторы
Устройство этого выпрямителя предполагает электродвигатель внутри катушки. Он приводит в движение по обмотке щеток с графитовым наконечником. Достаточно мощные устройства отличаются плавностью регулирования и высокоточным выходным напряжением.
- высокая производительность;
- переносимость перегрузок (до 200%);
- бесшумная работа;
- доступная цена;
- долговечность.
Из отрицательных моментов:
- низкая скорость выравнивания;
- необходимость в техобслуживании;
- периодический выход из строя механических элементов;
- неспособность работать при отрицательно температуре ниже 5°С.
Внутреннее устройство электромеханического стабилизатора напряжения
Феррорезонансные стабилизаторы напряжения
В своем устройстве имеют две и более катушки проволоки, нанизанные на металлические стержни конденсатора. Преимущества:
- высокая скорость реакции на колебания в сети;
- работа при диапазоне температур от -40°С до +50°С;
- долговечность эксплуатации.
Недостатки феррорезонансных стабилизаторов напряжения 220В для дома:
- цена;
- большие габариты;
- искажение выходных показателей;
- шумная работа;
- уязвимость к изменению частоты;
- невозможность функционирования при нагрузке ниже номинальной на 10-20%.
Принцип работы феррорезонансного стабилизатора напряжения
Особенности сборки устройства для выравнивания напряжения
Микросхема стабилизирующего ток устройства устанавливается на теплоотводе, для которого подходит пластинка из алюминия. Ее плошать не должна быть меньше 15 кв. см.
Теплоотвод с охлаждающей поверхностью необходим и симисторам. Для всех 7 элементов достаточно одного теплоотвода с площадью не меньше 16 кв. дм.
Чтобы изготавливаемый нами преобразователь переменного напряжения работал, понадобится микроконтроллер. С его ролью отлично справляется микросхема КР1554ЛП5.
Вы уже знаете, что в схеме можно найти 9 мигающих диодов. Все они расположены на ней так, чтобы они попадали в отверстия, которые имеются на лицевой панели устройства. И если корпус стабилизатора не допускает их расположения, как на схеме, то вы можете видоизменить ее так, чтобы светодиоды выходили на ту сторону, которая будет для вас удобна.
Теперь вы знаете, как сделать стабилизатор напряжения на 220 вольт. И если ранее вам уже приходилось делать что-то подобное, то эта работа для вас не окажется сложной. В результате вы сможете сэкономить несколько тысяч рублей на покупке стабилизатора промышленного производства.
Подключение однофазных потребителей
Наиболее рациональным подходом к электроснабжению частного дома будет выделение из общего числа потребителей обособленную группу, для которой требуются стабильные параметры напряжения. Как правило, повышенная стабильность требуется для телевизора, холодильника, офисной техники и средств связи. Другие бытовые приборы, особенно с нагревательными ТЭНами, вовсе необязательно подключать к стабилизатору. Электрочайники и электрические котлы все равно будут работать, поскольку перепады напряжения для них не играют решающей роли в выполнении основных функций.
В домашнем щитке после электросчетчика устанавливается защитное оборудование – дифференциальный автомат или УЗО с автоматическим выключателем. От них отдельными кабелями подводится фаза и ноль к входным клеммам стабилизатора. Корпус устройства также отдельным проводом подключается к шине РЕ, установленной в щитке. От выходных клемм стабилизатора к потребителю поступает фаза и рабочий ноль. Защитный ноль соединяется с шиной РЕ.
Следующий вариант предполагает подключение к стабилизатору сразу нескольких групп потребителей. В упрощенной схеме не используется защитное заземление, а стабилизатор подключается через одну клемму рабочего нуля. Работу схемы лучше всего рассматривать на примере трех групп потребителей.
Внутри распределительного щита, после всех защитных устройств, необходимо создать шину рабочего нуля, которая подключается ко всем потребителям, в том числе и к стабилизатору напряжения. Фазный провод ввода от защиты подключается к входной клемме устройства, а отходящий провод – к выходу. Второй конец фазного провода заводится в распределительный щиток, чтобы выполнить параллельное соединение нагрузок. Подключение всех групп потребителей осуществляется через автоматические выключатели.
При наличии в стабилизаторе двух клемм под рабочий ноль, в схеме возникнут следующие изменения:
- Шина рабочего нуля остается соединенной с потребителями, но она уже не будет связана с защитными устройствами.
- Нулевой провод от защитных устройств будет соединяться с входной клеммой рабочего нуля стабилизатора.
Комментарии:
Череватый
Познавательная статья, спасибо. Схемы подробные и легко читаются. Будет чем заняться в отпуске. Хочу подкинуть такой стабилизатор под самодельную ветряную станцию, которая питает лампочку в беседке. Как думаете, подойдет схема?
Гайворонский
Собрал все по схеме — все работает, спасибо автору. Буду дальше экспериментировать с паяльником и печатными платами.
Славон
У-ф-ф… А кто-нибудь знает, где все детали можно купить? Чтоб в одном месте и не переплачивать за доставку одного реле, а то так стабилизатор получится дороже, чем магазинный
Алекс
Славон, да на любой железке все эти детали продаются. Не стоит заморачиваться. В любом случае на рынке они дешевле, да и БУшные можно брать (но только если советские) — так вообще цена получается копеечной
Олег Киев
Язык изложения, безусловно, заслуживает особого внимания.
Вячеслав
как вы смогли повторить конструкцию, если на трансформатор Т2 нет данных по магнитопроводу?
Сергей
Как пересчитать делитель на напряжение 100-250 вольт?
Виды современных устройств
Развитие полупроводниковой техники позволило осуществить управление мощностью, используя радиоэлементы с коэффициентом полезного действия от восьмидесяти процентов. Это дало возможность их комфортно применить в сети с напряжением 220 вольт, не требуя при этом больших систем охлаждения. А появление интегральных микросхем и вовсе позволило достичь миниатюрных размеров всего регулятора в целом.
На сегодняшний момент производство выпускает следующие типы приборов:
- Фазовые. Используются для управления яркости свечения ламп накаливания или галогенных ламп. Другое их название — диммеры.
- Тиристорные. В основе работы лежит использование задержки включения тиристорного ключа на полупериоде переменного тока.
- Симисторные. Мощность регулируется вследствие изменения количества полупериодов напряжения, которые действуют на нагрузку.
- Регулятор хода. Позволяет плавно изменять электрическую мощность, подаваемую на электродвигатель.
При этом регулировка происходит независимо от формы входного сигнала. По своему виду расположения приборы управления разделяются на портативные и стационарные. Они могут выполняться как в независимом корпусе, так и интегрироваться в аппаратуру. К основным параметрам, характеризующим регуляторы электрической энергии, относят:
- плавность регулировки;
- рабочую и пиковую подводимую мощность;
- диапазон входного рабочего сигнала;
- КПД.
Таким образом, современный регулятор электрической мощности представляет собой электронную схему, использование которой позволяет контролировать количество энергии, пропускаемой через него.
Тиристорный прибор управления
Принцип действия такого прибора не отличается особой сложностью. В основном тиристорный преобразователь используется для управления устройствами малой мощности. Типовая схема тиристорного регулятора мощности состоит непосредственно из самого тиристора, биполярных транзисторов и резисторов, устанавливающих их рабочую точку, и конденсатора.
Транзисторы, работая в ключевом режиме, формируют импульсный сигнал. Как только значение напряжения на конденсаторе сравнивается с рабочим, транзисторы открываются. Сигнал подаётся на управляющий вывод тиристора, открывая и его. Конденсатор разряжается и ключ запирается. Так повторяется в цикле. Чем больше задержка, тем в нагрузку поступает меньше мощности.
Преимущества такого типа регулятора в том, что он не требует настройки, а недостаток в чрезмерном нагреве. Для борьбы с перегревом тиристора используется активная или пассивная система охлаждения.
Используется такого типа регулятор для преобразования мощности, подающейся как к бытовым приборам (паяльник, электронагреватель, спиральная лампа), так и к промышленным (плавный запуск мощных силовых установок). Схемы включения могут быть однофазными и трёхфазными. Наиболее применяемые: ку202н, ВТ151, 10RIA40M.
Симисторный преобразователь мощности
Симистор — полупроводниковый прибор, предназначенный для использования в цепи переменного тока. Отличительной чертой прибора является то, что его выводы не имеют разделения на анод и катод. В отличие от тиристора, пропускающего ток только в одну сторону, симистор проводит ток в обоих направлениях. Именно поэтому он используется в сетях переменного тока.
Важное отличие симисторных схем от тиристорных состоит в том, что нет необходимости в выпрямительном устройстве. Принцип действия основан на фазном управлении, то есть на изменении момента открытия симистора относительно перехода переменного напряжения через ноль. Такое устройство позволяет управлять нагревателями, лампами накаливания, оборотами электродвигателя. Сигнал на выходе симистора имеет пилообразную форму с управляемой длительностью импульса.
Самостоятельное изготовление такого вида приборов проще, чем тиристорного. Широкую популярность получили симисторы средней мощности типа: BT137–600E, MAC97A6, MCR 22−6. Схема регулятора мощности на симисторе с использованием таких элементов отличается простотой изготовления и отсутствия необходимости в настройке.
Фазовый способ трансформации
Сам по себе диммер имеет широкую область применения. Одним из вариантов его использования является регулировка интенсивности освещения. Электрическая схема прибора чаще всего реализуется на специализированных микроконтроллерах, использующих в своей работе встроенную электронную схему понижения напряжения. Из-за этого диммеры способны плавно изменять мощность, но чувствительны к помехам.
Читать также: Макеты для лазерной гравировки по дереву
Фазовые регуляторы мощности не стабилизируются с помощью стабилитронов, а в качестве стабилизатора используют попарно работающие тиристоры. Основа их работы лежит в изменении угла открывания ключевого тиристора, в результате чего на нагрузку поступают сигналы с отрезанной начальной частью полупериода, снижая действующую величину напряжения. К недостаткам диммеров относят высокий коэффициент пульсаций и низкий коэффициент мощности выходного сигнала.
При работе диммеров в широком спектре частот возбуждаются электромагнитные помехи. Такие излучения приводят к снижению КПД из-за появления паразитного тока в проводниках. Для борьбы с такими токами в конструкцию добавляются индуктивно-ёмкостные фильтры.
Недостатки предлагаемых рынком моделей ЭТ
В дешевых моделях отсутствует специальная защита от перегруза
Несмотря на экономичную и хорошо отработанную схему блоки питания на ЭТ имеют целый ряд недостатков, к которым принято относить:
- отсутствие в простейших китайских моделях специальной защиты от перегруза;
- вызванная этим необходимость обязательной доработки схемы;
- во многих рыночных образцах отсутствует входное фильтрующее устройство, что вынуждает добавлять в нее сглаживающий электролитический конденсатор (он ставится после «мощного» дросселя).
К перечисленным недостаткам обычно относят «жесткий» режим работы высоковольтных транзисторов, включенных по ключевой схеме.
При случайном замыкании по выходу (КЗ) эти элементы просто «сгорают», что приводит к необходимости срочного обновления всего электронного модуля. Нередко при этом выходит из строя и выпрямитель на полупроводниковых диодах, также нуждающийся в замене.
Коммерческая выгода от установки стабилизатора напряжения
Отечественные электросети физически сильно изношены, а местами и морально устарели. А потребителей становится всё больше и больше. Установка стабилизаторов выгодна по нескольким причинам:
современная техника оснащена электронной начинкой, которой важно качественное питание. Для того чтобы она не вышла из строя или не подвергалась дорогостоящему ремонту, необходима установка стабилизатора; пониженное напряжение влечёт за собой большее потребление тока из сети
Приходится платить больше за расход электроэнергии. Выгода стабилизатора очевидна; повышенное напряжение может привести к короткому замыканию, перегреву проводов и пожару. Без стабилизатора в этом случае материальный и моральный ущерб может быть колоссальный, а то и непоправимый; при нормальном напряжении тоже могут случиться внезапные импульсы от молнии, ошибок персонала, перекоса фаз в час пик.
Во всех этих и других непредвиденных случаях стабилизатор напряжения поможет сберечь время, средства и нервы.
Этапы изготовления
Чтобы собрать стабилизатор напряжения 220В для дома своими руками сначала нужно подготовить печатную плату размером 115х90 мм. Она изготавливается из фольгированного стеклотекстолита. Схема размещения деталей может быть напечатана на лазерном принтере и при помощи утюга перенесена на плату.
Смотрим видео, самодельный несложный прибор:
схема электрическая принципиальная
Далее переходим к сборке трансформаторов. Для одного такого элемента потребуется:
- магнитопровод площадью сечения 1,87 см²;
- три кабеля ПЭВ-2.
Первый провод используется для создания одной обмотки, при этом его диаметр составляет 0,064 мм. Число витков должно равняться 8669.
Два оставшихся провода потребуются для выполнения других обмоток. Они отличаются от первого диаметром, составляющим 0,185 мм. Количество витков для этих обмоток будет равно 522.
Если хотите упростить себе задачу, то можно воспользоваться двумя готовыми трансформаторами ТПК-2-2 12В. Их соединяют последовательно.
В случае изготовления этих деталей самостоятельно после того как будет готов один из них переходят к созданию второго. Для него будет нужен тороидальный магнитопровод. Для обмотки выбирают тот же ПЭВ-2, что и в первом случае, только количество витков составит 455.
Также во втором трансформаторе придется выполнить 7 отводов. Причем для первых трех используется провод диаметром 3мм, а для остальных – шины, сечением 18 мм². Это поможет избежать нагревания трансформатора в процессе работы.
соединение двух трансформаторов
Все остальные комплектующие для прибора, создаваемого своими руками лучше приобретать в магазине. После того, как все необходимое закуплено можно приступать к сборке. Начинать лучше всего с установки микросхемы, выполняющей роль контроллера на теплоотвод, который изготавливается из алюминиевой платины площадью более 15 см². На него также монтируются симисторы. Причем теплоотвод, на который предполагается их установка должен иметь охлаждающую поверхность.
Далее необходимо установить на плату светодиоды. Причем лучше выбирать мигающие. Если не получается расположить их согласно схеме, то можно разместить на стороне, где находятся печатные проводники.
Если сборка симисторного стабилизатора напряжения 220В своими руками для вас кажется сложной, то можно остановиться на более простой линейной модели. Она будет обладать аналогичными свойствами.
Эффективность изделия, выполненного своими руками
Что толкает человека на изготовление того или иного прибора? Чаще всего – его высокая стоимость. И в этом смысле стабилизатор напряжения, собранный своими руками, конечно, превосходит фабричную модель.
Кроме того, все детали для такого прибора предварительно покупались в магазине, поэтому в случае выхода их из строя всегда можно будет найти аналогичную.
Если же сравнивать надежность стабилизатора, собранного своими руками и произведенного на предприятии, то здесь преимущество на стороне заводских моделей. В домашних условиях разработать модель, отличающуюся высокой производительностью практически невозможно, так как нет специального измерительного оборудования.
Заключение
Существуют различные типы стабилизаторов напряжения, причем некоторые из них вполне реально сделать своими руками. Но для этого придется разобраться в нюансах работы оборудования, приобрести необходимые комплектующие и выполнить их грамотный монтаж. Если вы не уверены в своих силах, то лучший вариант – приобретение устройства заводского изготовления. Стоит такой стабилизатор дороже, но и по качеству значительно превосходит модели, собираемые самостоятельно.
Подробные инструкции по сборке
Рассматриваемая под самостоятельное изготовление схема, скорее является гибридным вариантом, так как предполагает использование силового трансформатора совместно с электроникой. Трансформатор в данном случае применяется из числа тех, что устанавливались в телевизорах старых моделей.
Вот такой примерно силовой трансформатор потребуется под изготовление самодельной конструкции стабилизатора. Однако не исключается подбор других вариантов или же намотка своими руками
Правда в ТВ приёмниках, как правило, ставились трансформаторы ТС-180, тогда как для стабилизатора требуется как минимум ТС-320 чтобы обеспечить выходную нагрузку до 2 кВт.
Шаг #1 — изготовление корпуса стабилизатора
Для изготовления корпуса аппарата подойдёт любой подходящий короб на основе изолирующего материала – пластмассы, текстолита и т.п. Главный критерий – достаточность места под размещение силового трансформатора, электронной платы и других компонентов.
Также корпус допустимо изготовить из листового стеклотекстолита, скрепив отдельные листы с помощью уголков или иным способом.
Допустимо подобрать корпус от любой электроники, подходящий под размещение всех рабочих компонентов схемы самодельного стабилизатора. Также корпус можно собрать своими руками, к примеру, из листов стеклотекстолита
Короб стабилизатора необходимо оснастить пазами под установку выключателя, входного и выходного интерфейсов, а также других аксессуаров, предусмотренных схемой в качестве контрольных или коммутационных элементов.
Под изготовленный корпус нужна плита-основание, на которую «ляжет» электронная плата и будет закреплён трансформатор. Плиту можно сделать из алюминия, но следует предусмотреть изоляторы под крепёж электронной платы.
Шаг #2 — изготовление печатной платы
Здесь потребуется изначально спроектировать макет на размещение и связку всех электронных деталей согласно принципиальной схеме, кроме трансформатора. Затем по макету размечают лист фольгированного текстолита и рисуют (отпечатывают) на стороне фольги созданную трассировку.
Далее вытравливают плату при помощи соответствующего раствора (электронщикам метод травления плат должен быть знаком).
Изготовить печатную плату стабилизатора вполне доступными способами можно непосредственно в домашних условиях. Для этого нужно приготовить трафарет и набор средств для травления на фольгированном текстолите
Полученный таким способом печатный экземпляр разводки зачищают, облуживают оловом и производят монтаж всех радиодеталей схемы с последующей пайкой. Так выполняется изготовление электронной платы мощного стабилизатора напряжения.
В принципе, можно воспользоваться сторонними услугами по травлению печатных плат. Этот сервис вполне приемлем по цене, а качество изготовления «печатки» существенно выше, чем в домашнем варианте.
Шаг #3 — сборка стабилизатора напряжения
Укомплектованная радиодеталями плата подготавливается для внешней обвязки. В частности, от платы выводятся линии внешней связи (проводники) с другими элементами — трансформатором, выключателем, интерфейсами и т.д.
На опорную плиту корпуса устанавливают трансформатор, соединяют с трансформатором цепи электронной платы, закрепляют плату на изоляторах.
Пример самодельного стабилизатора напряжения релейного типа, изготовленного в домашней обстановке, помещённого в корпус от пришедшего в негодность промышленного измерительного прибора
Останется только подключить к схеме внешние элементы, смонтированные на корпусе, установить ключевой транзистор на радиатор, после чего корпусом закрывают собранную электронную конструкцию. Стабилизатор напряжения готов. Можно приступать к настройке с дальнейшими испытаниями.
Ошибки подключения
1
У вас может быть все идеально подключено и соблюдена схема, но стабилизатор будет постоянно греться и отключаться, либо на его табло выскакивать ошибки.
О том, где можно, а где ни в коем случае нельзя располагать данный прибор подробно читайте в статье ”Где устанавливать стабилизатор напряжения в доме”.
2
Безусловно, данный пункт и ошибкой то трудно назвать. Тем более 90% потребителей именно так и делают.
Однако, этот выключатель может реально спасти ваш прибор от выхода из строя.
Сначала вы отключаете автоматы на панели стабика.
Потом сам переключатель переводите в положение ТРАНЗИТ или БАЙПАС.
И только затем снова включаете автоматы.
Многие забывают об этом и делают переключение под нагрузкой. Что в итоге приводит к поломкам.
С 3-х позиционным автоматом такое исключено. Вы автоматически переключаете напряжение, без каких либо манипуляций на стабилизаторе. И все это одной клавишей!
Никакой последовательности запоминать не нужно. Так что данную процедуру можно смело доверять любому члену семьи.
3
Вы можете выбирать меньшее сечение, только когда запитываете отдельные электроприемники.
Если же у вас на стабилизаторе сидит весь дом, то будьте добры соблюдать параметры по вводу согласно всей общедомовой нагрузке.
4
Почему-то многие забывают, что зачастую через стабилизатор проходит вся нагрузка вашего дома. Ровно такая же как и на вводом автомате.
При этом в электрощите все провода обжаты, даже на выключателях освещения с минимальными токами, а вот на клеммниках стабилизатора или его автоматах, постоянно можно встретить голый провод просто поджатый винтом.
Поэтому не скупитесь, и заранее вместе с аппаратом приобретайте соответствующие наконечники.
5
Иногда после подключения стабилизатора, начинает выбивать вводной автомат. При этом без стабилизатора, все нормально и ничего не отключается.
Многие сразу грешат на неправильную схему подключения или дефект аппарата. Везут его на гарантийный ремонт и т.п.
А причина может быть совсем в другом. Если у вас через чур низкое напряжение 150-160В, то при его повышении до стандартных 220-230В, ток в сети значительно вырастет.
Отсюда и все проблемы
Обращайте на это внимание, прежде чем нести его обратно в магазин
Источники — https://cable.ru, Кабель.РФ
Какие стабилизаторы напряжения выбрать для частного дома: однофазные или трехфазные
По способу соединения стабилизаторы могут быть стационарные, когда устройство подключают к щитку, и локальные, соединенные непосредственно с электроприбором. Различают однофазные и трехфазные модели стабилизаторов:
- однофазные — рассчитаны на электросеть с напряжением в 220В, используются для бытовой техники;
- трехфазные — работают при напряжении 380В, рассчитаны на большие нагрузки, применяемые в основном на производстве.
Определяясь с типом преобразователя для частного дома, нужно уточнить, какой кабель подведен к строению. Если кабель содержит не более трех проводов — система электроснабжения однофазная. Если имеется четыре жилы — электропитание трехфазное. Довольно часто в домах частной собственности используется трехфазная сеть. Многие владельцы в подсобных помещениях устанавливают деревообрабатывающие станки или какие-либо электродвигатели, являющиеся трехфазными потребителями.
Схема подключения трехфазного стабилизатора (380В) к электросети
Выбирая стабилизаторы, можно пойти двумя путями: приобрести трехфазный стабилизатор, выбор которых невелик и представляет собой в основном электромеханические модели; или перераспределить трехфазную нагрузку на однофазные приборы-потребители. Таким образом, из трехфазной электросети получается три отдельных однофазных сети. Нагрузка на каждую из отдельных сетей будет различна по мощности, в зависимости от используемой техники.
Статья по теме:
Правильное подключение стиральной машины к водопроводу и канализации. Выбор места для установки. Правила подсоединения к различным видам коммуникаций.
Приобретая стабилизаторы напряжения, следует учитывать их мощность. Если указано, что при работе стабилизатора отмечаются потери мощности на половину, следует выбирать прибор с большей мощностью.
Полезный совет! Приобретая стабилизатор напряжения для дома, обращайте внимание на маркировку, обозначенную на устройстве: У — узкий диапазон перепадов; ПТ — устройство с повышенной точностью; Ш- широкий диапазон перепадов и переносимость повышенных нагрузок.
Выбирайте относительно бесшумные модели с приемлемыми размерами. Если место для установки прибора в доме ограничено, можно использовать настенные стабилизаторы напряжения 220В для дома. Учитывая отсутствие шума, компактные размеры, современный дизайн и удобный монтаж настенных стабилизаторов, популярность этих приборов неизменно растет.
Читать также: Гнутые трубы квадратного сечения
Схема подключения однофазного стабилизатора (220В) к электросети
Определение типа защиты
На сегодняшний день стабилизаторы делятся на 2 основных типа:
- стационарные приборы для стабилизации напряжения, их монтаж делают на весь дом;
- переносные модели, они могут стабилизировать работу всего нескольких электрических устройств.
Также, стабилизаторы стационарного назначения подразделяются на однофазные и трехфазные, все зависит от условий, в которых их планируют эксплуатировать. В своем доме или квартире более уместным будет установить и подключить стабилизатор вблизи распределительного щита электроэнергии, с помощью такого шага вы сможете предотвратить сбои и перегрузки всей сети.
Автоматические стабилизаторы «Лигао 220 В»
Для систем сигнализации является востребованным от стабилизатор напряжения 220В. Схема его построена на работе тиристоров. Использоваться данные элементы способны исключительно в полупроводниковых цепях. На сегодняшний день типов тиристоров существует довольно много. По степени защищенности они делятся на статические, а также динамические. Первый вид используется с источниками электричества различной мощности. В свою очередь динамические тиристоры имеют свой предел.
Если говорить про стабилизатор напряжения (схема показана ниже), то в нем имеется активный элемент. В большей степени он предназначен для нормального функционирования регулятора. Представляет он собой набор контактов, которые способны соединяться. Необходимо это для того чтобы увеличивать или уменьшать предельную частоту в системе. В других моделях тиристоров может иметься несколько. Устанавливаются они между собой при помощи катодов. В результате коэффициент полезного действия устройства можно значительно повысить.
Выбор стабилизатора напряжения для компьютера
Компьютер состоит из системного блока и монитора. Поэтому мощность надо суммировать. Также если в стабилизатор включены еще и дополнительные приборы (сканер, принтер и т.д.) то всю мощность надо просуммировать и полученный результат сравнить с линейкой номиналов рассматриваемых стабилизаторов напряжения. Как правило, для домашнего компьютера можно выбрать стабилизатор мощностью не более 1000 Вт.
Для компьютера также рекомендую вместо стабилизатора применить Smart UPS (интерактивные ИБП). Они содержат в себе функцию стабилизации (релейного типа) и имеют аккумулятор. Таким образом, и напряжение будет относительно стабильным, и резерв обеспечен.
Устройство
Конструкционной особенностью стабилизаторов симисторного типа является наличие следующих обязательных комплектующих элементов:
- автоматического трансформатора, оснащенного парой обмоток, соединяемых напрямую;
- контроллеров;
- ключей силового типа.
Контроллерами осуществляется регулирование напряжения на входе посредством сопоставления показаний с номинальными показателями. Такой принцип работы позволяет симисторному стабилизатору среагировать на любые изменения в максимально короткие сроки.
Стабилизатор напряжения тиристорный (симисторный) SUNTEK ТТ 10000 va пониженного входного напряжения
Следует отметить, что уровень точности при выравнивании показателей напряжения напрямую зависит от количества ступеней в регулировке. При минимальном шаге регулирования и значительном количестве ступеней осуществляется более точный процесс стабилизации.
Принцип работы
Работает подобное стабилизирующее устройство следующим образом:
- Поступающее из внешней сети на устройство напряжение замеряется управляющей платой (контроллером) при помощи специального датчика;
- На основании полученных замеров контроллер принимает решение о корректировке напряжения;
- Контроллер посылает соответствующий сигнал на вводные симисторы;
- При помощи посланного на симисторы контроллером сигнала производится подача выровненного до определённого значения напряжения;
- При помощи расположенного в корпусе автотрансформатора происходит выравнивание подаваемого из внешней сети напряжения до необходимого для нормальной работы электроприборов значения.
Данный многоступенчатый процесс занимает доли секунд. При этом, в отличие от релейных моделей, наличие симисторов позволяет сделать включение и отключение обмоток трансформатора бесшумным и очень быстрым делом.
Что нужно для подключения
Помимо самого стабилизатора, вам понадобится ряд дополнительных материалов:
трехжильный кабель ВВГнГ-Ls
Сечение провода должно быть точно таким же, как и на вашем вводном кабеле, который приходит на рубильник или автомат главного ввода. Так как через него будет идти вся нагрузка дома.
выключатель трехпозиционный
Данный выключатель в отличие от простых, имеет три состояния:
123
Можно использовать и обычный модульный автомат, но при такой схеме, если понадобится отключиться от стабилизатора, придется каждый раз полностью обесточивать весь дом и перекидывать провода.
Есть конечно же режим байпас или транзит, но чтобы перейти на него, нужно соблюдать строгую последовательность. Подробнее об этом будет сказано ниже.
С данным переключателем, вы одним движением целиком отсекаете агрегат, а дом остается со светом напрямую.
провод ПУГВ разных цветов
Вы должны четко понимать, что стабилизатор напряжения устанавливается строго до электросчетчика, а не после него.
Ни одна энергоснабжающая организация вам не разрешит подключиться по другому, как бы вы не доказывали, что тем самым, кроме эл.оборудования в доме, вы хотите защитить и сам прибор учета.
Стабилизатор имеет свой холостой ход и также потребляет эл.энергию, даже работая без нагрузки (до 30Вт/ч и выше). И эта энергия должна быть учтена и подсчитана.
Второй важный момент – крайне желательно, чтобы в схеме до места подключения прибора стабилизации было либо УЗО, либо дифф.автомат.
Это рекомендуют все производители популярных марок Ресанта, Sven, Лидер, Штиль и т.п
Это может быть вводной дифф.автомат на весь дом, не важно. Главное, чтобы само оборудование было защищено от утечек тока
А пробой обмоток трансформатора на корпус, не такая уж и редкая вещь.
Плюсы и минусы
К плюсам подобного устройства относятся:
- Высокое быстродействие – устройство, благодаря наличию обладающих высокой скоростью переключения симситоров, способно очень быстро реагировать на скачки напряжения в сети, сглаживая их до необходимого значения;
- Широкий диапазон входного напряжения – стабилизаторы данного типа способны работать при значениях входного наряжения от 95 до 275 В (для однофазной модели), от 260 до 470-471 В ( для трехфазных стабилизаторов);
- Высокая точность стабилизации – выходное напряжение, выдаваемое такими устройствами, имеет максимальное колебание в пределах 1,5 % (3,3-5,7 В), что не оказывает отрицательного влияния на работу подключенных к нему приборов.
- Контроль значений входной и выходной разности потенциалов с погрешностью не более 0,5%;
- Высокое КПД – благодяря использованию симистора, значение данного показателя у большинства моделей достигает 95-97%;
- Бесшумность – отсутствие в конструкции стабилизатора релейных переключателей и подвижных контактов позволяет работать ему практически бесшумно;
- Небольшие размеры – собранные на симисторах стабилизаторы, по сравнению с релейными, имеют небольшие размеры и могут быть компактно размещены на полу или стене даже самого небольшого помещения;
- Длительный срок эксплуатации – большинство современных качетвенных моделей могут нормально выполнять свои функции в течение 10 и более лет;
- Большая мощность – разлиные модели способны обеспечить нормальную работу подключаемых приборов и оборудования суммарной мощностью от 3 до 10 кВт.
К минусам таких стабилизаторов относятся:
- Высокая стоимость – качественные модели стабилизаторов имеют достаточно высокую, не всегда доступную для многих владельцев квартир и домов стоимость.
- Скачкообразное изменение разности потенциалов на выходе устройства – данный недостаток характерен для недорогих моделей китайского производства. В более дорогостоящих аналогах правтически не проявляется.
На заметку. Несмотря на высокую стоймость таких устройств, их приобретение при проблемах с напряжением в сети будет очень выгодным и окупится достаточно быстро – при остуствии стабилизатора могут произойти серьезные поломки чувствительной бытовой техники, насосоного и отопительного оборудования. В некоторых случаях подобные скачки не просто портят подключенные к сети приборы, а выводят их из строя, что влечет их замену, приводя к незапланированным и занчительным финансовым расходам и другим неудобствам.
Инверторная технология
Отличительной особенностью таких устройств является отсутствие трансформатора в конструкции прибора. Однако регулировка напряжения осуществляется электронным способом, а поэтому он относится к предыдущему типу, но является как бы отдельным классом.
Если есть желание изготовить самодельный стабилизатор напряжения 220В, схему которого нетрудно достать, то лучше выбрать именно инверторную технологию. Ведь тут интересен сам принцип работы. Инверторные стабилизаторы оснащаются двойными фильтрами, что позволяет минимизировать отклонения напряжения от номинального значения в пределах 0,5%. Поступающий в устройство ток, преобразуется в постоянное напряжение, проходит через весь прибор, а перед выходом снова принимает прежнюю форму.
Дополнительные функции стабилизаторов напряжения
Кроме основной функции стабилизаторов напряжения – стабилизации, есть также такой минимальный набор функций и параметров:
Может, это тоже будет интересно?
- Анализ выходного напряжения. Стабилизатор должен быть оснащен информационным (цифровым или стрелочным) табло которое показывает выходное напряжение. Если на стабилизаторе есть функция анализа входного напряжения, это будет дополнительной полезной информацией.
- На больших номиналах (чаще от 3000 ВА) устанавливается функция «Bypass» – функция в электронном устройстве (обработки сигнала, стабилизации напряжения и др.), позволяющая выполнить коммутацию входного сигнала непосредственно на выход, минуя все функциональные блоки. То есть возможность включать сеть в обход стабилизатора напряжения. Если напряжение нормализовалось или Вам не нужен сейчас стабилизатор – нажали рычажок вверх и напряжение пошло минуя блоков стабилизации.
- Виды крепления стабилизаторов напряжения Существуют два типа крепления стабилизаторов напряжения – напольное и настенное исполнение. Напольное исполнение подразумевает, что стабилизатор находится на полу, полке. Такое расположение не всегда удобно, потому как особенно крупные номиналы не полке не разместишь из-за своего веса, а на полу они занимают достаточно большие площади. При навесном исполнении стабилизаторы делают более плоскими, для удобства клиентов. В принципе они могут использоваться и в напольном исполнении, только часто информационная часть табло оказывается в таком случае “вверх ногами” к пользователю.
- Во многих моделях на рынке стабилизаторов напряжения используется кнопка задержки. Это сделано, для того, чтобы если пропадет напряжение в сети или временно выйдет за рамки рабочего диапазона, то оборудование до следующего включения придет за это время задержки в положение покоя. Во многих стабилизаторах кнопка задержки предлагается в нескольких диапазонах -6, 90, 120 сек. В более современных моделях задержка уже стала автоматическая и когда она включается, то показывает потребителю на табло время включения стабилизатора в в виде обратного отсчета.
Регулировка инерционного стабилизатора изображения для фотокамеры
Если вы используете грузики, положение центра тяжести которых нельзя изменить (как на фото), то отрегулировать горизонт можно путём поворота вертикальной планки на небольшой угол в узле её крепления. Перед регулировкой, один из винтов отпускается, а второй затягивается не до конца. После чего, планка устанавливается в нужно положение, и оба винта затягиваются.
Если в камере нет электронного индикатора уровня, то для юстировки горизонтального положения камеры можно использовать внешний пузырьковый уровень.
Если отказаться от установки быстросъёмной площадки, и использовать стандартный фото винт, то такой стабилизатор можно изготовить за пару часов.
А вот идея, как можно приподнять фото винт от фотовспышки над горизонтальной планкой. Давным-давно использовал это решение здесь>>>
Особенности сборки устройства для выравнивания напряжения
Микросхема стабилизирующего ток устройства устанавливается на теплоотводе, для которого подходит пластинка из алюминия. Ее плошать не должна быть меньше 15 кв. см.
Теплоотвод с охлаждающей поверхностью необходим и симисторам. Для всех 7 элементов достаточно одного теплоотвода с площадью не меньше 16 кв. дм.
Чтобы изготавливаемый нами преобразователь переменного напряжения работал, понадобится микроконтроллер. С его ролью отлично справляется микросхема КР1554ЛП5.
Вы уже знаете, что в схеме можно найти 9 мигающих диодов. Все они расположены на ней так, чтобы они попадали в отверстия, которые имеются на лицевой панели устройства. И если корпус стабилизатора не допускает их расположения, как на схеме, то вы можете видоизменить ее так, чтобы светодиоды выходили на ту сторону, которая будет для вас удобна.
Теперь вы знаете, как сделать стабилизатор напряжения на 220 вольт. И если ранее вам уже приходилось делать что-то подобное, то эта работа для вас не окажется сложной. В результате вы сможете сэкономить несколько тысяч рублей на покупке стабилизатора промышленного производства.
Тонкости регулировки
Потребность в регуляторе напряжения будет в следующих условиях:
- Необходима регулировка переменного, и постоянного напряжения.
- Возможность регулировать напряжение в нагрузке.
Каждый перечисленный пункт определяет свой набор радиодеталей в схеме. Но устройство самого простого регулятора основано на переменном резисторе. При регулировке переменного напряжения не создается искажений. С помощью переменного сопротивления возможна регулировка и постоянного тока.
Чтобы напряжение и нагрузка тока была заданного параметра, используют стабилизаторы. Напряжение на выходе сверяют с правильным значением, и при возникновении небольших заданных изменений происходит автоматическое восстановление регулятора.
Можно отыскать множество пошаговых инструкций, как сделать регулятор напряжения. Но самым простым, и понятным вариантом считается устройство на интегральных микросхемах. Удобство изделий позволяет питать светодиоды и другие системы освещения в автомобиле. Для сетевого регулятора нужен преобразователь понижающего типа, а к входу следует подключать выпрямитель.
Очень часто нагрузка может иметь разные параметры, поэтому для подобных случаев без специальных стабилизаторов напряжения не обойтись. Их работа может осуществляться в нескольких режимах.
Для всех устройств электронного типа важно получать стабильное напряжение. Они имеют нелинейные компоненты, встроенные в электрическую цепь.
Имеется регулятор напряжения основанный на тиристоре. Это очень мощный полупроводник, который применяется в преобразовательных приборах больших мощностей. Благодаря специфичному управлению, его используют для коммутации «переменки».
Работа электромеханического стабилизатора Suntek
Для изменения входного напряжения используется автотрансформатор, которым можно менять напряжение в необходимых пределах. При этом на выходе стабилизатора напряжение не выходит за рабочий диапазон.
В сельской местности для безопасного использования бытовой техники, требуется однофазный стабилизатор напряжения 220В, который при сильной просадки напряжения в сети поддерживает на выходе номинальное выходное напряжение в 220 вольт.
В электрической конструкции имеются три пороговых блока, построенные по принципу делителя напряжения, состоящие из и сопротивлений (R2-VD1-R1, VD5-R3-R6, R5-VD6-R6). Кроме того в схеме задействованы два транзисторных ключа VT1 и VT2 управляющие реле К1 и К2.
Диоды VD2 и VD3 вместе с фильтрующей емкостью С2 составляют источник питания для всего устройства. Конденсаторы С1 и С3 используются для гашения небольших просадок напряжения в сети переменного тока. Емкость С4 и резистор R4 являются искрогасительными компонентами. Для снижения выбросов напряжения самоиндукции, в обмотках реле в схему введены два полупроводниковых диода VD4 и VD7.
Если напряжение в сети снижается ниже уровня в 185 вольт, то контакты реле включены как на схеме. Напряжение на нагрузке будет суммой напряжений сети плюс вольтодобавки, получаемых с II и III обмоток трансформатора Т1.
Если напряжение лежит в интервале 185-205 вольт, то стабилитрон VD5 открыт. Ток течет через реле К1, VD5 и резисторы R3 и R6. Но этого тока не достаточно для срабатывания реле К1. Из-за падения напряжения на резисторе R6 открывается VT2. Этот транзистор запускает реле К2 которое своими контактами переключает обмотку II (вольтодобавка).
Если напряжение в сети в норме 205-225 вольт, то открыт стабилитрон VD3. Это приводит к открытию VT1, поэтому отключается второй пороговый блок и VT2 вместе с реле К2. Зато срабатывает К1 и своими контактами отключает обмотки II и III и поэтому на выходе напряжение соответствует входному.
При повышении уровня сетевого напряжения выше 225 но ниже 245 вольт открывается стабилитрон VD6 открывающий открытию оба . Оба реле срабатывают III обмотка Т1, подсоединена в противофазе с сетевым напряжением (т.е вычитается)). На выходе будет нормальное переменное напряжение лежащее в интервале 205-225 вольт.
Принцип работы и тест самоделки
Регулирующим элементом электронной схемы стабилизации выступает мощный полевой транзистор типа IRF840.
Напряжение для обработки (220-250В) проходит первичную обмотку силового трансформатора, выпрямляется диодным мостом VD1 и поступает на сток транзистора IRF840. Исток этого же компонента соединен с минусовым потенциалом диодного моста.
Схема принципиальная стабилизирующего блока высокой мощности (до 2 кВт), на основе которой были собраны и успешно используются несколько аппаратов. Схема показала оптимальный уровень стабилизации при указанной нагрузке, но не выше
Часть схемы, куда включена одна из двух вторичных обмоток трансформатора, образуется диодным выпрямителем (VD2), потенциометром (R5) и другими элементами электронного регулятора. Этой частью схемы формируется управляющий сигнал, который поступает на затвор полевого транзистора IRF840.
На случай повышения напряжения питающей сети, управляющим сигналом понижается напряжение затвора полевого транзистора, что приводит к закрытию ключа.
Соответственно на контактах подключения нагрузки (XT3, XT4) возможное повышение напряжения ограничивается. Обратным вариантом работает схема на случай понижения сетевого напряжения.
Настройка прибора особой сложностью не отличается. Здесь потребуется обычная лампа накаливания (200-250 Вт), которую следует включить на клеммы выхода прибора (X3, X4). Далее вращением потенциометра (R5) напряжение на отмеченных клеммах доводят до уровня 220-225 вольт.
Выключают стабилизатор, отключают лампу накаливания и включают прибор уже с полноценной нагрузкой (не выше 2 кВт).
После 15-20 минут работы вновь отключают аппарат и производят контроль температуры радиатора ключевого транзистора (IRF840). Если нагрев радиатора существенный (более 75º), следует подобрать более мощный теплоотводящий радиатор.
Самодельный аппарат
Качественный стабилизатор на несколько кВт и выходным током более 10 ампер можно собрать на основе старого трансформатора, установленного в сварочном аппарате. Однако подобную «заготовку» найти непросто. Более того, действующая техника пригодна для последующего применения по целевому назначению. Для воспроизведения в домашних условиях без профессиональных навыков подойдет представленная ниже схема на электронных компонентах. Она обеспечит:
- оперативную коррекцию выходных параметров со скоростью переключения не более 8-12 миллисекунд;
- рабочий диапазон входного напряжения 125-265 V;
- мощность подключенных потребителей до 5,5 кВт.
Электрическая и монтажная схема, печатная плата
Преимущества самодельного устройства
Кроме хороших технических параметров, нужно отметить следующие плюсы:
- разумные затраты;
- возможность самостоятельного выполнения ремонтных операций.
Недостатки
Потребительские параметры изделия во многом зависят от сборки. В данном случае предполагается отсутствие хорошо отработанных на практике навыков, профессионального монтажного (измерительного) оборудования. С другой стороны, внимательное выполнение отдельных рабочих операций поможет контролировать качество тщательнее, по сравнению с действиями сторонних исполнителей.
Отличия от заводских моделей
Современное производство отличается высоким уровнем автоматизации. Это уменьшает вредное влияние «человеческого фактора», снижает издержки. С применением профессиональных технологий проще обеспечить идеальный внешний вид. Однако при создании самоделки можно применять уникальные технические и эстетические решения.
Комплектующие
Основные узлы (функциональные комплектующие детали):
- трансформаторный блок питания с компенсацией температуры на диоде и компаратором;
- выпрямитель с делителем;
- транзисторная схема задержки подключения нагрузки;
- контроллер на цифровых микросхемах;
- светодиодная индикация рабочих режимов и аварийных ситуаций;
- ключи из оптитронных пар.
Особенности домашнего производства
Подойдут типовые трансформаторы ТПК-2-2х12V. При необходимости можно создать аналоги собственноручно, используя для ПЭВ с диаметром проводника 0,064 мм (8669 витков) и 0,185 мм (522 витка) в первичной и вторичной обмотках, соответственно.
Схемные решения стабилизации электросети 220В
Рассматривая возможные схемные решения под стабилизацию напряжения с учётом относительно высокой мощности (не менее 1-2 кВт), следует иметь в виду разнообразие технологий.
Существует несколько схемных решений, которыми определяются технологические способности приборов:
- феррорезонансные;
- сервоприводные;
- электронные;
- инверторные.
Какой вариант выбрать, зависит от ваших предпочтения, имеющихся материалов для сборки и навыков работы с электротехническим оборудованием.
Вариант #1 — феррорезонансная схема
Для самостоятельного изготовления самым простым вариантом схемы видится первый пункт списка — феррорезонансная схема. Она работает на использовании эффекта магнитного резонанса.
Структурная схема простого стабилизатора, выполненного на основе дросселей: 1 – первый дроссельный элемент; 2 – второй дроссельный элемент; 3 – конденсатор; 4 – сторона входного напряжения; 5 – сторона выходного напряжения
Конструкцию достаточно мощного феррорезонансного стабилизатора допустимо собрать всего на трёх элементах:
- Дроссель 1.
- Дроссель 2.
- Конденсатор.
Однако простота в данном варианте сопровождается массой неудобств. Конструкция мощного стабилизатора, собранная по феррорезонансной схеме, получается массивной, громоздкой, тяжелой.
Вариант #2 — автотрансформатор или сервопривод
Фактически речь идет о схеме, где используется принцип автотрансформатора. Трансформация напряжения автоматически осуществляется за счет управления реостатом, ползунок которого перемещает сервопривод.
В свою очередь сервопривод управляется сигналом, получаемым, к примеру, от датчика уровня напряжения.
Принципиальная схема сервоприводного аппарата, сборка которой позволит создать мощный стабилизатор напряжения для дома или на дачу. Однако этот вариант считается технологически устаревшим
Примерно по такой же схеме действует устройство релейного типа с той лишь разницей, что коэффициент трансформации меняется, в случае надобности, подключением или отключением соответствующих обмоток с помощью реле.
Схемы подобного рода выглядят уже более сложными технически, но при этом не обеспечивают достаточной линейности изменения напряжения. Собрать вручную прибор релейный или на сервоприводе допустимо. Однако разумнее выбрать электронный вариант. Затраты сил и средств практически одинаковые.
Вариант #3 — электронная схема
Сборка мощного стабилизатора по схеме электронного управления при обширном ассортименте радиодеталей в продаже становится вполне возможной. Как правило, такие схемы собираются на электронных компонентах – симисторах (тиристорах, транзисторах).
Также разработан целый ряд схем стабилизаторов напряжения, где в качестве ключей используются силовые полевые транзисторы.
Структурная схема модуля электронной стабилизации: 1 – входные клеммы устройства; 2 – симисторный блок управления трансформаторными обмотками; 3 – микропроцессорный блок; 4 – выходные клеммы на подключение нагрузки
Изготовить мощный аппарат полностью под электронным управлением руками неспециалиста достаточно сложно, лучше купить готовое устройство. В этом деле без опыта и знаний в сфере электротехники не обойтись.
Под самостоятельное производство рассматривать этот вариант целесообразно, если имеется сильное желание построить стабилизатор, плюс наработанный опыт электронщика. Далее в статье рассмотрим конструкцию электронного исполнения, пригодную для изготовления своими руками.
Принцип работы
Каким же образом работает наш стабилизатор сетевого напряжения, который легко делается своими руками?
После того, как включается питание конденсатор С1 находится в разряженном состоянии, транзистор VT2 открыт, а VT2 является закрытым. Также закрытым является транзистор VT3. Именно через него будет подаваться ток на каждый светодиод и симисторный оптотрон.
Поскольку этот транзистор является закрытым, светодиоды не светятся, каждый симистор является закрытым и нагрузка отключена. В это время электрический ток проходит через резистор R1 и попадает в С1. Далее происходит зарядка этого конденсатора.
Интервал задержки длится всего лишь три секунды. За это время осуществляются все переходные процессы, и после окончания происходит срабатывание триггера Шмитта, основу которого составляют транзисторы VT1 и VT2.
Далее открывается третий транзистор и включается нагрузка.
Напряжение, которое выходит с третьей обмотки Т1, выпрямляется диодом VD2 и конденсатором С2. Далее ток проходит через делитель R13…14. Из R14 напряжение, уровень которого является пропорциональным количеству вольт в сети, входит в каждый неинвертирующий вход компараторов.
Количество компараторов равняется восьми и все они находятся на микросхемах DA2 и DA3. В этот же момент на инвертирующий вход каждого компаратора входит постоянный образцовый ток. Его подают резисторные делители R15…23.
После этого в игру вступает контроллер, который осуществляет обработку сигнала на входе у каждого компаратора.
Схема стабилизатора напряжения 220В для дома, комплектующие и инструменты
Сразу следует отметить, что этот стабилизатор напряжения, выполненный своими руками, будет выравнивать ток при условии, что входное напряжение находится в диапазоне от 130 до 270В.
Что касается комплектующих, то для сборки такого стабилизатора понадобятся следующие элементы:
- блок питания;
- выпрямитель для измерения амплитуды напряжения;
- компаратор;
- контроллер;
- усилители;
- светодиоды;
- узел задержки включения нагрузки;
- автотрансформатор;
- оптронные ключи;
- выключатель-предохранитель.
Из инструментов понадобится паяльник и пинцет.
ATmega32A-PU — процессор стабилизатора удобный для монтажа своими руками
Почему именно ATmega32A-PU?
Во-первых, ATmega32 — самый популярный среди проектировщиков стабилизаторов напряжения. Памяти 32 кБайта и аппаратных средств более чем достаточно для всех необходимых функций.
Во вторых, серия «PU» имеет большой корпус, что удобно при монтаже своего изделия. Слишком мелкие контакты паять руками сложно. Управлять реле процессор напрямую не может.
Во-первых, питание процессора 5 Вольт, а для реле нужно 12. Во-вторых, ток реле слишком большой для выводов микроконтроллера.
Для передачи сигналов управления на реле используются транзисторы Дарлингтона, точнее матрица из транзисторов в виде микросхемы ULN2803A. Для отображения информации удобно использовать компактный семисигментный индикатор. Несмотря на малые размеры, он позволит видеть значение напряжения на расстоянии до 3 метров.
