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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Estabilizador de temperatura universal de alta precisão
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Reguladores de potência, termômetros, estabilizadores de calor O dispositivo foi projetado para manter a temperatura automaticamente e pode ser usado em um apartamento, uma casa particular e outros locais com potência de aquecimento elétrico de até 5,5 kW, bem como para uma horta (inclusive em uma varanda), em uma incubadora, aquário, etc. Está planejado conectar um ar condicionado e manter a temperatura desejada do ar resfriado. O estabilizador de calor pode ser usado na produção. Se for necessário aumentar a potência para 100 kW ou mais, é utilizado um acionador magnético ou contator (inclusive para alimentação trifásica) correspondente à carga, cuja bobina de partida é conectada diretamente ao estabilizador. Muitos dispositivos eletrônicos para manutenção automática de temperatura têm sido publicados em diversas publicações de engenharia de rádio, porém, alguns deles são inseguros em operação, pois os elementos sensores e de controle não possuem isolamento galvânico da rede elétrica [1], outros não fornecem a precisão necessária da manutenção da temperatura e não exclui a troca frequente do aquecedor ("bounce") perto da temperatura limite [2], outros são difíceis de fabricar e contêm elementos escassos [3]. A versão proposta está livre dessas deficiências. Além disso, o escopo do dispositivo foi ampliado mantendo a temperatura com alta precisão e aumento de potência, correspondendo aos modernos aquecedores e condicionadores de ar disponíveis no mercado. O estabilizador térmico descrito fornece manutenção de temperatura com precisão de ±0,C e a capacidade de ajustar o intervalo de temperatura desde o momento em que o aquecedor (ar condicionado) é ligado até o momento em que é desligado de 0,1 a 1,5°C.
Com as classificações indicadas no diagrama (Fig. 1), é fornecido um valor fixo de qualquer uma das sete temperaturas de 21 ... 27 ° C. Esta faixa de temperatura pode ser alterada para cima ou para baixo pelo resistor R8 de 9...3°C. A potência consumida pela unidade eletrônica do estabilizador de temperatura não excede 3,5 VA. O dispositivo é uma combinação de cinco unidades funcionais: um relé térmico eletrônico, um interruptor de modo de operação, um multivibrador, um transformador de pulso e uma chave trinistor (triac), um transformador de rede com um retificador. O relé térmico eletrônico é composto por um comparador de tensão DA1 e uma ponte de medição. O sensor de temperatura, que é o termistor RK1, está incluído no braço da ponte de medição R1, R3-R10, R2, RK1, alimentado por uma tensão estabilizada. O filtro R1 1R12C2 atenua o efeito de interferência nos condutores que conectam o termistor ao comparador. O resistor R14 define a largura da "histerese de temperatura" de 0,1 a 1,5°C. À medida que a temperatura diminui, a resistência do termistor RK1 aumenta. Como resultado de uma mudança de tensão na entrada do comparador, este último, quando acionado, fornece uma tensão negativa ao interruptor dos modos de operação SA2, VT1. No modo "aquecedor", o transistor VT1 inicia um multivibrador montado nos transistores VT2, VT3. A frequência de geração é de cerca de 20 kHz, o que garante o funcionamento confiável da chave trinistor (triac) que fornece tensão ao aquecedor (ar condicionado). O transformador de pulso T1 fornece isolamento galvânico entre a rede de 220 V e o estabilizador de temperatura, o que atende aos requisitos de segurança elétrica. O enrolamento primário do transformador é conectado aos coletores dos transistores VT2, VT3 através do capacitor C4. O LED HL2 verde do brilho serve como indicador da inclusão do termostato na rede, e o brilho vermelho do LED HL1 indica que a tensão está aplicada ao aquecedor ou ar condicionado. Se o termostato deve ser usado apenas para o ar condicionado, não há necessidade de instalar o interruptor SA2, transistor VT1, resistores R15-R17. Neste caso, é necessário conectar o terminal 7 do comparador DA1 com a base do transistor VT3 com um jumper. Se apenas um aquecedor deve ser usado, o interruptor SA2 também não é necessário, enquanto o terminal 7 do comparador está conectado ao ponto de conexão dos resistores R15, R16 e o coletor do transistor VT1 está conectado à base do transistor VT3 . Condicionadores de ar modernos têm uma função de aquecimento. Neste caso, o interruptor SA2 é colocado na posição "Aquecedor". Para alimentar o estabilizador de temperatura, é utilizado qualquer transformador de rede T2, que reduz a tensão para 8 ... 10 V. A corrente de carga é de pelo menos 200 mA. O transformador pode ser usado a partir do adaptador de rede do console de videogame. O condicionador C7 reduz a corrente retirada da rede compensando a energia reativa consumida pelo transformador. Depois de selecionar o capacitor, a corrente diminuiu de 30 para 16 mA. O sensor com termistor RK1 pode ser localizado a uma distância (10 m ou mais) da unidade eletrônica. Neste caso, a conexão é feita com fio blindado isoladamente. O termistor RK1 deve ser protegido contra danos mecânicos, fornecendo acesso de ar livre. A potência do aquecedor (ar condicionado) de acordo com o diagrama mostrado na fig. 1, não deve exceder 2,2 kW, mas é fácil aumentá-lo para 5,5 kW, usando em vez de dois trinistores VD3, VL4 tipo KU202N triac TS 1 22-25-6, conforme mostrado na Fig. 2. Neste caso, é utilizado um enrolamento secundário do transformador de pulso T1. O capacitor C8 permite que o triac seja ligado sem uma seleção cuidadosa de seus parâmetros. Dependendo da potência da carga, os trinistores (triac) devem ser instalados em dissipadores de calor na taxa de 60 cm por 1 kW de carga. Ao usar um termostato para uma incubadora, os resistores R5-R10 e a chave SA1 não são usados, e o resistor R4 é substituído por um resistor de 15 kΩ e conectado ao gabinete. A temperatura de 37,5°C é ajustada pelo resistor R3. Ao usar um estabilizador de temperatura para uma loja de vegetais, o resistor R4 é substituído por um resistor de 75 kΩ e conectado ao gabinete. A temperatura 2...4°C também é ajustada pelo resistor R3. Se for necessário usar um estabilizador de temperatura na faixa de temperatura de 0 a 100 ° C, o resistor R1 deve ser substituído por um resistor de 5,1 kΩ e o resistor R3 por 100 kΩ. A saída do resistor R4, que vai para a chave SA1, é conectada à carcaça. A maioria das peças do estabilizador de calor é montada em uma placa de circuito impresso feita de fibra de vidro com 2 mm de espessura. A localização das peças não é crítica. O transformador de pulso T1 é enrolado em um anel com dimensões de 20x12x6 mm feito de ferrite 2000NM. Todos os três enrolamentos são iguais e contêm 50 voltas de fio LESHD 7x0,07 litz, que pode ser substituído por fio PEL-SHO 0,17. Na fabricação do transformador, os enrolamentos e terminais devem ser isolados de forma confiável. A resistência de isolamento entre os enrolamentos deve ser de pelo menos 0,5 MΩ, medida com um megômetro de 500 V (PUE p. 1.8.34). O dispositivo usa resistores fixos do tipo MLT, variáveis - SPZ-1a, capacitores do tipo KM (C2-C8) e K52-1 (C1-C6). O comparador K521SAZ pode ser substituído pelo K554SAZ. O transistor VT1 tipo KT31 5B pode ser usado com um índice de letras diferente ou qualquer uma das séries KT301, KT312, KT3102. Em vez dos transistores VT2 e VT3, podem ser usados os transistores KT608. O conjunto de diodos VD2 pode ser substituído por diodos KD1 05, etc. Em vez de diodos VD3-VD5, podem ser usados diodos KD509A. Os LEDs também podem ser substituídos por outros. Como switch SA1, é usado um switch de tamanho pequeno do tipo PM, mas pode ser usado outro tipo, por exemplo, P2K. Uma chave seletora do tipo MTD-2 foi usada como chave SA1. Ao instalar um transformador de pulso, é necessário conectar corretamente o início e as extremidades dos enrolamentos, caso contrário, você precisará trocá-los. Um estabilizador de calor montado corretamente começa a funcionar imediatamente. Em alguns casos, devido à dispersão dos valores do termistor RK1, pode ser necessário selecionar os resistores R5-R10 para definir a temperatura fixa exata com o interruptor SA1. Literatura
Autor: V.Yu. Petrovsky, Chernihiv; Publicação: radioradar.net
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Comentários sobre o artigo: Eugene Um bom esquema, como inicial - para uma maior modernização em um novo nível de desenvolvimento tecnológico.
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