Dispositivo para limitar a corrente de partida de um aparelho elétrico. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

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O circuito limitador é mostrado na fig. 1. É uma reformulação de um dispositivo previamente desenvolvido e descrito em [1]. O uso de uma base de elementos mais moderna e uma abordagem um pouco diferente do problema permitiram aumentar a potência da carga protegida, reduzir significativamente as perdas de energia, aumentar a confiabilidade e reduzir as dimensões do dispositivo.

Fig. 1

Quando os contatos da chave SA1 estão fechados, o capacitor C2 é carregado rapidamente através dos resistores R1, R2 e dos diodos VD1, VD2. A tensão neste capacitor é limitada pelo diodo Zener VD3 a 15 V. O transistor de efeito de campo VT1 abre. Assim que a queda de tensão nos resistores R4 e R5 proporcional à corrente de carga atingir (levando em consideração o efeito de suavização do capacitor C4, o circuito R6C3 e a posição do resistor do trimmer R7 do motor) um valor suficiente para abrir o trinistor VS1, o último será aberto. Isso levará a uma queda acentuada na tensão na porta do transistor de efeito de campo VT1, ele fechará, desenergizando a carga.

No entanto, no final da corrente e no início do próximo meio ciclo da tensão da rede, a corrente através do trinistor parará e fechará, permitindo que o capacitor C2 carregue novamente e o transistor VT1 abra. Em seguida, o processo é repetido, porém, em cada semiciclo seguinte, a resistência da carga de aquecimento ou aceleração torna-se maior que na anterior, e o tempo necessário para atingir o limite de abertura do SCR aumenta. No final, a amplitude dos pulsos de tensão nos resistores R4, R5 torna-se insuficiente para abrir o trinistor e permanece fechado o tempo todo. Este é o estado estacionário de operação do limitador, no qual o transistor VT1 está aberto o tempo todo e a carga opera no modo nominal. O Varistor RU1 protege o transistor contra danos causados ​​por pulsos de alta tensão, cuja fonte pode ser uma fonte de alimentação ou uma carga indutiva, por exemplo, um enrolamento de transformador.

Ao contrário de alguns outros dispositivos [2], o proposto não pode ser incluído na folga de um dos fios de alimentação da carga. Não considero isso uma desvantagem, pois em vez de instalar um dispositivo de proteção próximo ao interruptor, onde o acesso ao segundo fio de rede é difícil, ele pode ser facilmente montado onde ambos os fios estão presentes: na base de um lustre, no corpo de uma lâmpada ou outro aparelho elétrico protegido.

Como não há elementos inerciais no limitador (capacitores de ajuste de tempo, termistores), ele está pronto para a ativação repetida e suave da carga imediatamente após o desligamento. Outra característica é a operação do transistor de efeito de campo VT1 no modo chave, tanto durante a partida quanto no estado estacionário da carga. Portanto, a potência dissipada por este transistor é pequena, o que aumenta muito a confiabilidade do dispositivo.

Com os valores dos resistores R4, R5 indicados no diagrama, o limitador funciona com lâmpadas incandescentes com potência total de 25 ... 120 W como carga.

Fig. 2

Todas as peças são montadas articuladas em uma placa redonda com diâmetro de 50 mm (Fig. 2). Pode ser facilmente colocado na maioria das luminárias pendentes e de parede. O transistor de efeito de campo IRF840 pode ser substituído, por exemplo, por BUZ40B, IRFP4S2, IRF450, TSD2M450V ou outros transistores de efeito de campo de canal n com um limite de tensão de fonte de dreno de pelo menos 500 V e uma resistência de canal aberto não superior a 1 Ohm. Entre a placa e a caixa do transistor localizada paralelamente a ela, é necessário um espaço de ar de 2 ... 3 mm para circulação de ar. Em vez do trinistor KU112A, outro de baixa potência da série KU107, MCR100 é adequado e, em vez dos diodos 1N4006, qualquer um para uma corrente de pelo menos 1 A e uma tensão de mais de 400 V, por exemplo, KD243Zh, KD247G, KD258V. O diodo zener pode ser não apenas 1N4744A, mas também KS215Zh, KS515G, TZMC-15, BZX / BZV55C15 ou outros 15 V.

Como C1, o autor utilizou um capacitor importado de pequeno porte para uma tensão de 250 V AC. O capacitor de óxido C4 é pequeno para montagem em superfície, mas é permitido instalar aqui um capacitor de óxido de design convencional. O resto é filme de tamanho pequeno ou cerâmica com um pequeno TKE. Resistor Trimmer R7 - design fechado importado. Os resistores de sintonia SDR-38 frequentemente usados ​​por radioamadores são inadequados, sua confiabilidade é muito baixa. O varistor TNR10G561 pode ser substituído por outro com tensão de classificação de 560 V -FNR-10K561, FNR-14K561.

Se não for para trabalhar com cargas com potência inferior a 75 W, é desejável reduzir os valores dos resistores R4 e R5 para 1 ohm. Você pode instalar um duas vezes a potência em vez de dois resistores. Resistores de classificação ainda menor e potência mais alta terão que ser instalados para trabalhar com uma carga de mais de 120 watts. Neste caso, também é necessário substituir os diodos VD4-VD7 e o transistor de efeito de campo VT1 por outros mais potentes. Vários transistores de efeito de campo do mesmo tipo podem ser conectados em paralelo, certifique-se de instalá-los em um dissipador de calor comum. Para trabalhar com uma carga potente, a instalação do dispositivo deve ser menos densa e a placa deve ser colocada em um gabinete com boa ventilação.

É necessário ajustar o limitador com o aparelho elétrico para a proteção do qual deve ser usado no futuro e em uma tensão nominal ou ligeiramente aumentada na rede. Se a carga for uma lâmpada incandescente, ela deve ser nova, não sujeita a uso prolongado.

Antes de ligar pela primeira vez, o motor do resistor de ajuste R7 é colocado na posição correta de acordo com o diagrama. Depois de ligar a alimentação, o controle deslizante é movido muito lentamente até que a lâmpada comece a brilhar. Quando ajustada corretamente, a lâmpada atinge o brilho total 2 a 3 segundos após ser ligada. Além disso, por mais da metade desse tempo, seu brilho não será visível. Deve-se notar que quanto mais poderosa a lâmpada, mais longa e suave ela acende.

Se o limitador estiver configurado para funcionar com uma lâmpada com potência de, por exemplo, 100 W, e depois conectado em paralelo a ela outra potência de apenas 15 W, então, quando ligado, as duas lâmpadas não acenderão. Este recurso pode ser usado para evitar danos à luminária se uma lâmpada for instalada acidentalmente nela com uma potência superior à permitida. Por exemplo, muitos candeeiros de mesa são concebidos apenas para lâmpadas incandescentes com uma potência não superior a 60 watts. Lâmpadas do mesmo tamanho com potência de 100 ... 150 W, quando instaladas em uma lâmpada semelhante, superaquecem suas partes plásticas até derreter e deformar.

Literatura

1. Butov A. Dispositivo de proteção para lâmpadas incandescentes de baixa potência. - Rádio, 2004, nº 2, p. 44, 45.
2. Nechaev I. Arranque suave automático de lâmpadas incandescentes. - Rádio, 2005, nº 1, p. 41.

Autor: A. Butov, p. Kurba, região de Yaroslavl; Publicação: radioradar.net

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