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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Dispositivo de proteção do consumidor de eletricidade. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Proteção de equipamentos contra operação de emergência da rede, fontes de alimentação ininterruptas Mudanças inaceitáveis na tensão de rede em uma faixa significativa do valor nominal levam à falha de eletrodomésticos. Portanto, reduzir a tensão abaixo da norma para a geladeira é preocupante com o fato de que o motor pode não ter torque de partida suficiente e seu enrolamento pode queimar. Um aumento na tensão leva a um aumento na corrente que flui através da carga, o que também levará à sua falha. Uma interrupção do neutro em uma subestação pode aumentar a tensão da rede elétrica para uma enorme tensão de 380 V, que nenhum eletrodoméstico pode suportar. O dispositivo proposto permite proteger os eletrodomésticos de mudanças anormais na tensão da rede. O dispositivo funciona na faixa de tensão de 20 a 440 V. A corrente permitida é de cerca de 16 A, depende principalmente do relé usado. O microcontrolador, que faz parte do aparelho, monitora a tensão da rede e, caso ela mude mais de 15%, desliga a carga e sinaliza com leds. O limite de 15% é escolhido não com base nos padrões GOST, mas com base nas flutuações reais da tensão da rede elétrica e pode ser facilmente corrigido alterando várias células do programa. Três projetos foram desenvolvidos. Os dois primeiros são montados de acordo com o esquema mostrado na Fig.1. O dispositivo, cuja aparência é mostrada na Fig. 2, a, é projetado para ser embutido em um soquete duplo; Fig. 2, b - para pendurar em uma máquina de apartamento. O terceiro dispositivo (Fig. 3) foi complementado com um filtro de rede e varistores que protegem a estrutura e, ao mesmo tempo, os consumidores do ruído de impulso. O princípio de operação do dispositivo, cujo diagrama é mostrado na Fig.1. A tensão de rede é fornecida à entrada X1, retificada e limitada a 15 V pelo circuito C2R4VD1-VD3, depois estabilizada pelo chip D2. Ele alimenta o microcontrolador. Após algum atraso, o oscilador interno do chip D1 é iniciado e o programa começa a rodar.
A tensão retirada do divisor R1R2 alimenta a entrada GP1, que é configurada como entrada do comparador analógico. A tensão de entrada é monitorada: se estiver na zona de 15% do valor nominal, o relé K1 e o LED HL1 "Norm" acendem; se a tensão a qualquer momento exceder 253 V, o controlador desligará o relé e ligará o LED HL2 no modo intermitente. Após 45 segundos, o controlador verificará novamente a tensão da rede e, se estiver normal, ligará o relé novamente. A mesma coisa acontecerá se a tensão cair e for menor que 187 V, com a única diferença que o LED HL3 piscará. Neste caso, a medição da tensão mínima é feita 5 ms após a passagem da tensão da rede pelo zero, ou seja, no máximo da senóide. O capacitor C1, juntamente com os resistores R1, R2, é um filtro de baixa frequência que impede o disparo do comparador como resultado do ruído de impulso. Se não estiver instalado, o dispositivo funcionará com uma queda de tensão de curto prazo, por exemplo, ao ligar o motor da geladeira. Deve-se notar que o tempo de resposta da proteção depende principalmente da velocidade do relé aplicado e do valor do capacitor C1.
No terceiro projeto (Fig. 3), um filtro de linha é adicionado nos elementos L1, L2, C1-C3, R1, R2 e, ao mesmo tempo, um circuito de monitoramento é organizado para a integridade dos varistores nos elementos VD1 , VD2, R3, R4, pois grandes surtos de impulso podem falhar. Em caso de falha dos varistores, o LED HL2 piscará.
Detalhes mostrados na Fig.3. Como D2, você pode usar o chip 78L05. Capacitores C1-C3 tipo K78-2, C5 tipo K73-17 para uma tensão de 500 ... 600 V, C7-C8 tipo K50-35, o restante - KM. O diodo VD5 pode ser substituído pelo D815D. O diodo VD5 foi projetado para uma tensão de 500 ... 600 V, os diodos restantes - para uma tensão de 25 ... 50 V e uma corrente de 100 ... 300 mA. Resistores do tipo MLT. Pára-raios U1 com tensão de ruptura de 1 kV. Os varistores 561KD14 podem ser substituídos por qualquer um com energia de absorção de 50 ... 200 J. Choke L1 é enrolado em um núcleo de uma antena magnética com diâmetro de 8 e comprimento de 20 mm com um fio de diâmetro de 1,5 mm e contém 20 voltas. O indutor L2 está localizado em um anel alsifer com diâmetro de 50 ... 60 mm e contém 15-20 voltas de fio de 1,5 mm de diâmetro dobrado ao meio. O projeto mostrado na Fig. 2b é feito usando o método de montagem em superfície - um diodo zener importado para uma tensão de 12 ... 15 V e uma potência de 1,3 W é instalado lá. Um microcontrolador em um pacote SOIC é usado. Resistores e capacitores cerâmicos tamanhos 0603, 0805 e 1206. Os microcontroladores PIC12.675 e PIC12.629 podem ser usados em todos os projetos. No primeiro caso, o microprograma mostrado na Tabela 1 é escrito, no segundo - na Tabela 2. Tabela 1 :020000040000FA
Tabela 2 :020000040000FA
O estabelecimento do dispositivo é reduzido à seleção do resistor R1 (Fig. 1) ou R5 (Fig. 3). X1 é conectado à saída LATRA, na qual é definida uma tensão de 253 V e, aumentando a resistência R1 (R5), o LED HL2 (HL3) é aceso. A zona 187 B será definida automaticamente. Se for necessário mudar a zona de disparo superior, por exemplo, para 240 V, a inferior mudará para 174 V. Atenção! Durante o comissionamento, deve-se tomar cuidado para não quebrar acidentalmente o resistor R1 (R5), pois o microcontrolador pode falhar, apesar de possuir diodos de proteção internos. Todos os projetos são feitos em placas de circuito impresso feitas de fibra de vidro unilateral com espessura de 1,5 ... 2 mm. A Figura 4 mostra uma placa de circuito impresso 56x90mm para soquete duplo; na Fig. 5 - uma placa de circuito impresso com dimensões de 15,5x65 mm para conexão a uma máquina de apartamento; na Fig. 6 - um diagrama de um dispositivo com dimensões de 78x200 mm com filtro.
Autor: S. M. Abramov
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