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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Estabilizador de tensão de rede. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Protetores contra surtos A tensão da rede elétrica doméstica geralmente difere da padrão (220 V + 10%). As perdas ou picos de tensão podem atingir valores significativos e provocar avarias nos eletrodomésticos. Os equipamentos modernos de televisão e rádio estão equipados com fontes de alimentação comutáveis, que garantem o seu funcionamento normal com uma tensão de rede de 160 a 230 V, mas os aparelhos de anos anteriores requerem uma tensão de rede mais estável.
Particularmente afetados pela tensão instável são os eletrodomésticos equipados com motores elétricos: geladeiras, máquinas de lavar, aspiradores de pó, ferramentas elétricas, etc. O aumento da tensão de rede leva a um intenso aquecimento dos enrolamentos do motor e ao desgaste do coletor, podendo ocorrer quebra do isolamento. Em baixa tensão, os motores elétricos não dão partida ou ligam aos solavancos, o que leva ao desgaste prematuro dos reatores. Ao iluminar o local, as lâmpadas incandescentes queimam fracamente, sendo necessário aumentar sua potência, o que reduz ainda mais a tensão da rede. A saída da situação criada é bastante simples - instalar um transformador de reforço, cuja tensão do enrolamento secundário é adicionada à rede elétrica e a aproxima da tensão padrão. Tal dispositivo não tem um efeito negativo na rede elétrica. A presença de um dispositivo universal para manter a tensão da rede permite proteger os aparelhos elétricos de alta e baixa tensão. A estabilização de tensão pode ser obtida usando estabilizadores eletromecânicos, nos quais o acionamento elétrico, dependendo da tensão de entrada, altera a posição do contato deslizante no autotransformador toroidal. As desvantagens dessa solução são: queima do enrolamento devido à perda de contato com o rolo, grande massa do estabilizador, pois a potência total é transmitida pelo autotransformador, preço alto. No dispositivo proposto, um pequeno transformador de potência é usado para aumentar a tensão, sua potência não é superior a 10% da potência da carga. Para estabilizar a tensão, basta instalar um regulador de chave (transistor de efeito de campo de potência suficiente) no circuito primário do transformador. Os parâmetros do estabilizador são determinados principalmente pelo transformador aplicado. Transformadores de energia podem ser usados no dispositivo. TS180 ... TS320 de TVs antigas. Os transformadores do tipo TN-59 ou CCI com uma corrente de enrolamento secundária permitida de 6 ... 8 A com uma tensão total de 24 ... 36 V provaram ser bons. O circuito estabilizador é mostrado na Fig. 1. O dispositivo contém:
A tensão de rede é fornecida ao terminal. Carga XT3 através do enrolamento secundário do transformador booster T1 e diretamente no terminal XT4. O enrolamento primário do transformador é alimentado pela rede através da ponte de diodos VD1, cujo modo de operação depende do estado do transistor chave VT1. Se estiver aberto, a tensão nos terminais KhTZ, XT4 é máxima. O resistor R1 e o capacitor C3 facilitam os transientes ao alternar os diodos da ponte VD1 e o transistor VT1. A ausência de tensão no enrolamento primário do transformador T1 ou um mau funcionamento no circuito levará à ausência de aumento de tensão, caso contrário, a carga funcionará como antes. Uma pequena queda de tensão (vários volts) devido à passagem de corrente de carga pelo enrolamento secundário de um transformador desconectado não afetará significativamente a operação dos equipamentos elétricos conectados. A tensão de erro é removida da metade do enrolamento secundário do transformador, retificada pela ponte de diodos VD2 e através dos resistores R3, R4 é alimentada ao LED do optoacoplador VU1. O capacitor C2 reduz as quedas acentuadas na tensão de saída. Com o aumento da tensão de rede, a corrente do LED do optoacoplador aumenta, um fototransistor se abre, o que desvia a tensão de polarização na porta do transistor chave VT6 através dos circuitos de instalação R8-R1. O transistor desliga e a tensão de carga cai. No momento inicial, o transistor VT1 está aberto com uma tensão do dreno fornecida ao portão através do resistor R5. O capacitor C3, quando ligado e carregado pela ponte de diodos VD1, apresenta baixa resistência, que aumenta após alguns milissegundos, por isso é aconselhável ligar a carga com uma chave padrão após iniciar o estabilizador. O LED HL1 indica a presença de uma tensão secundária quando o transistor VT1 está aberto, o diodo Zener VD3 protege a porta do transistor de efeito de campo de exceder a tensão de polarização acima do valor permitido. O dispositivo é montado em uma placa de circuito impresso, cujo desenho é mostrado na Fig.2.
O transistor é montado em um radiador medindo 50x50x10 mm. A conexão paralela de dois transistores idênticos é permitida. A placa e o transformador são instalados em uma caixa adequada, cujas dimensões dependem das dimensões do transformador T1, o indicador de operação do dispositivo HL1 e o interruptor de rede SA1 com fusíveis FU1, FU2 estão localizados na parte superior e lateral da caixa . Ao usar uma caixa de metal, é necessário um plugue de alimentação com contato de aterramento, o fio terra é conectado à caixa do transformador. Os fios de energia indicados no diagrama (Fig. 1) com linhas grossas são feitos com fio trançado com seção transversal de pelo menos 4 mm2, o restante - 0,5 mm2. O estabilizador usa resistores fixos do tipo MLT ou C29, resistores de ajuste - SP ou SPO. Para substituir o transistor VT1 (tensão operacional - pelo menos 400 V, corrente - mais de 3 A), você pode usar os dados da tabela. transformadores em série. TS para uso no dispositivo precisam ser melhorados. Para fazer isso, eles terão que ser desmontados. Primeiro, o tirante é removido. A conexão dos dois enrolamentos primários deve ser preservada redesenhando as conclusões. As metades desmontadas dos núcleos em U não devem ser trocadas, pois isso fará com que o transformador zumbisse após a remontagem. Como as pontas dos núcleos são tingidas durante a montagem de fábrica e mal separadas durante a desmontagem, você pode bater levemente na ponta de uma das metades com um martelo. A tinta velha das juntas é raspada com uma faca. Os enrolamentos secundários são removidos. No enrolamento do filamento (6,3 V), o número de voltas é recalculado preliminarmente e, com base nesses dados, novos enrolamentos são enrolados com um fio PEL de 1,78 ... O transformador é montado na ordem inversa (os condutores do enrolamento primário devem estar do mesmo lado, como antes). As molduras com enrolamentos são instaladas em núcleos em forma de U, as extremidades das metades dos núcleos são "manchadas" com qualquer tinta espessa (exceto tinta nitro). Após meia hora, as metades superiores são inseridas nas estruturas, os tirantes são instalados e apertados. Após a montagem completa, o enrolamento primário é conectado à rede elétrica (em conformidade com os regulamentos de segurança), a tensão dos enrolamentos secundários é medida com um voltímetro CA (deve estar entre 12 ... 18 V cada). A tensão total de dois enrolamentos secundários conectados em série é de 24 ... 36 V. Quando o transformador montado estiver zumbindo, é recomendável bater nele com um cabo de martelo de madeira para "assentar" o suporte e o ferro no lugar. Ao usar transformadores do tipo TN ou CCI, nenhuma alteração é necessária, seus enrolamentos secundários são conectados em série. Para obter uma tensão secundária aumentada em relação à rede, o terminal 1 do enrolamento primário T1 é conectado em série com o terminal extremo 7 do enrolamento secundário. A tensão entre o terminal 6 T1 e a extremidade livre 9 do enrolamento secundário deve ser maior que a tensão da rede pelo valor da tensão total dos enrolamentos secundários. O ajuste do circuito consiste em definir os limites para estabilizar a tensão de saída. Após ligar (de preferência com uma carga ativa, por exemplo, com uma luminária de mesa), o resistor R8 com uma resistência mínima de R3 define a tensão de saída para 225 V. Ao conectar uma carga mais potente (1 ... 1,5 kW), a tensão de saída é ajustada pelo resistor R3 (cerca de 215 V ). Após 5 ... 10 minutos de operação, o dispositivo e a carga são desconectados da rede e as condições térmicas de todos os componentes do rádio são verificadas. Se o transistor principal superaquecer, você precisará aumentar seu radiador. Devido à dispersão dos parâmetros de um poderoso transistor de efeito de campo, seu viés inicial pode ser corrigido selecionando a resistência R5. Com a posição superior do controle deslizante R8, a corrente de dreno do transistor deve ser de cerca de 1,2 A. Na versão do autor, um ventilador de computador e um amperímetro com limite de 10 A são instalados adicionalmente, embora esses "excessos" tenham sido não reclamados. Autor: V. Konovalov
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