Die Spannung des häuslichen Stromnetzes ist oft niedrig und erreicht nie die normale Spannung von 220 V. In einer solchen Situation startet der Kühlschrank nicht richtig, die Beleuchtung ist schwach und das Wasser im Wasserkocher kocht lange Zeit nicht. Die Leistung eines veralteten Spannungsstabilisators, der für die Stromversorgung eines Schwarzweiß-(Röhren-)Fernsehgeräts ausgelegt ist, reicht für alle anderen Haushaltsgeräte in der Regel nicht aus und die Netzspannung sinkt oft unter den für einen solchen Stabilisator zulässigen Wert.
Es gibt eine bekannte einfache Möglichkeit, die Spannung im Netzwerk mithilfe eines Transformators zu erhöhen, dessen Leistung deutlich unter der Lastleistung liegt. Die Primärwicklung des Transformators ist direkt mit dem Netzwerk verbunden und die Last ist in Reihe mit der Sekundärwicklung (Abwärtswicklung) des Transformators geschaltet. Bei entsprechender Phasenlage entspricht die Spannung an der Last der Summe aus der Netzspannung und der vom Transformator entfernten Spannung.
Netzspannungsstabilisierungsschaltung Die Funktionsweise dieses Prinzips ist in Abb. dargestellt. 1. Wenn der an der Diagonale der Diodenbrücke VD2 angeschlossene Feldeffekttransistor VT2 geschlossen ist, wird die Wicklung I (Primärwicklung) des Transformators T1 vom Netzwerk getrennt. Die Lastspannung entspricht nahezu der Netzspannung abzüglich eines kleinen Spannungsabfalls an Wicklung II (Sekundärseite) des Transformators T1. Wenn Sie den Feldeffekttransistor öffnen, wird der Stromkreis der Primärwicklung des Transformators geschlossen und die Summe aus der Spannung seiner Sekundärwicklung und der Netzspannung wird an die Last angelegt.
Reis. 1 Spannungsstabilisierungsschaltung
Die vom Transformator T2 reduzierte und von der Diodenbrücke VD1 gleichgerichtete Lastspannung wird der Basis des Transistors VT1 zugeführt. Der Trimmerwiderstand R1 muss auf eine Position eingestellt werden, in der der Transistor VT1 geöffnet und VT2 geschlossen ist, wenn die Lastspannung größer als die Nennspannung (220 V) ist. Wenn die Spannung unter der Nennspannung liegt, wird der Transistor VT1 geschlossen und VT2 geöffnet. Eine auf diese Weise organisierte negative I-Rückkopplung hält die Lastspannung ungefähr auf dem Niveau der Nennspannung
Die von der VD1-Brücke gleichgerichtete Spannung wird auch zur Versorgung des Kollektorkreises des Transistors VT1 (über den integrierten Stabilisator DA1) verwendet. Die Schaltung C5R6 unterdrückt unerwünschte Spannungsspitzen in der Drain-Source-Spannung des Transistors VT2. Der Kondensator C1 reduziert Störungen, die während des Betriebs des Stabilisators in das Netzwerk gelangen. Die Widerstände R3 und R5 werden ausgewählt, um die beste und stabilste Spannungsstabilisierung zu erreichen. Der Schalter SA1 schaltet den Stabilisator zusammen mit der Last ein und aus. Durch Schließen des Schalters SA2 wird die Automatisierung ausgeschaltet, wodurch die Spannung an der Last unverändert bleibt. In diesem Fall wird sie bei einer gegebenen Netzspannung maximal möglich.
Die meisten Stabilisatorteile sind auf der in Abb. gezeigten Leiterplatte montiert. 2. Der Rest ist an den Punkten A-D damit verbunden.
Auswahl einer Ersatzdiodenbrücke KTs405A(VD2) ist zu beachten, dass er für eine Spannung von mindestens 600 V und einen Strom ausgelegt sein muss, der dem maximalen Laststrom dividiert durch das Übersetzungsverhältnis des Transformators T1 entspricht. Die Anforderungen an die VD1-Brücke sind bescheidener: Spannung und Strom – mindestens 50 V bzw. 50 mA
Reis. 2 PCB-Installation
Transistor KT972A kann ersetzt werden durch KT815B, A IRF840- An IRF740. Der Feldeffekttransistor verfügt über einen Kühlkörper mit den Maßen 50x40 mm.
Der „Spannungsverstärker“-Transformator T1 besteht aus dem ST-320-Transformator, der in den BP-1-Netzteilen für ULPCT-59-Fernseher verwendet wurde. Der Transformator wird zerlegt und die Sekundärwicklungen werden sorgfältig aufgewickelt, wobei die Primärwicklungen intakt bleiben. Neue Sekundärwicklungen (auf beiden Spulen identisch) werden gemäß den in der Tabelle angegebenen Daten mit Kupferlackdraht (PEL oder PEV) bewickelt. Je stärker die Spannung im Netz sinkt, desto mehr Windungen sind erforderlich und desto geringer ist die zulässige Lastleistung.
Nach dem Umspulen und Zusammenbau des Transformators werden die Klemmen 2 und 2" der Hälften der Primärwicklung, die sich auf verschiedenen Kernen des Magnetkreises befinden, durch eine Brücke verbunden. Die Hälften der Sekundärwicklung müssen in Reihe geschaltet werden, damit ihre Gesamtheit erreicht wird Die Spannung ist maximal (bei falschem Anschluss liegt sie nahe Null). Die maximale Gesamtspannung der Sekundärwicklung und des Netzwerks muss bestimmen, welcher der verbleibenden freien Anschlüsse dieser Wicklung mit Anschluss 1 der Primärwicklung verbunden werden soll und welcher zur Ladung.
Transformator T2 – jeder Netzwerktransformator mit einer Spannung an der Sekundärwicklung, die der im Diagramm angegebenen Spannung nahe kommt und deren Strom aus dieser Wicklung 5O...1OOmA beträgt.
Tisch 1
| Zusätzliche Spannung, V | 70 | 60 | 50 | 40 | 30 | 20 |
| Maximale Lastleistung, kW | 1 | 1.2 | 1.4 | 1,8 | 2,3 | 3,5 |
| Windungszahl der Wicklung II | 60+60 | 54+54 | 48+48 | 41+41 | 32+32 | 23+23 |
| Drahtdurchmesser, mm | 1.5 | 1,6 | 1,8 | 2 | 2,2 | 2,8 |
Nachdem Sie den zusammengebauten Stabilisator an das Netzwerk angeschlossen haben, stellen Sie die Lastspannung mit dem Trimmwiderstand R1 auf 220 V ein. Es ist zu berücksichtigen, dass das beschriebene Gerät Schwankungen der Netzspannung nicht beseitigt, wenn diese 220 V überschreitet oder das Minimum unterschreitet bei der Berechnung des Transformators akzeptiert.
Ein in einem Feuchtraum installierter Stabilisator muss in einem geerdeten Metallgehäuse untergebracht werden.
Hinweis: Bei schweren Betriebsbedingungen des Stabilisators kann die Verlustleistung des Transistors VT2 erheblich ansteigen. Dies und nicht die Leistung des Transformators kann die zulässige Lastleistung begrenzen. Daher sollte auf eine gute Wärmeableitung des Transistors geachtet werden.
Das moderne Leben erfordert den ständigen Einsatz verschiedener Technologien und ist aus manchen Bereichen nicht mehr wegzudenken. Natürlich wünscht sich jeder Mensch eine maximale Lebensdauer solcher Geräte, aus diesem Grund kaufen manche aus Gründen der Zuverlässigkeit nur Produkte bekannter Marken. Hohe Kosten garantieren jedoch nicht immer die Sicherheit unter kritischen Betriebsbedingungen. Dazu gehören plötzliche Änderungen der Netzspannung. Dies gilt insbesondere für die Kategorien von Haushaltsgeräten, die eine dauerhafte Netzwerkverbindung benötigen, beispielsweise einen Kühlschrank.
Um sich vor den unangenehmen Folgen solcher Spannungsspitzen zu schützen, können Sie sich ein spezielles technisches Gerät anschaffen, das den Ausgangsstrom stabilisiert. Zur Spannungsregelung gibt es zwei Methoden:
1. Mechanisch. Bei dieser Methode wird ein Linearstabilisator verwendet, der aus 2 Bögen und einem sie verbindenden Rheostat besteht. Die Spannung wird an den ersten Krümmer angelegt und über einen Rheostat an den zweiten weitergeleitet, der den Durchfluss weiter verteilt. Diese Methode ist effektiv, wenn zwischen Eingangs- und Ausgangsstrom ein kleiner Unterschied besteht; in anderen Fällen nimmt der Wirkungsgrad ab.
2. Puls. Das Design des Stabilisators umfasst einen Schalter, der den Stromkreis regelmäßig für eine bestimmte Zeit unterbricht. Dadurch ist es möglich, den Strom portionsweise einzuspeisen und gleichmäßig im Kondensator aufzustauen. Nachdem der Kondensator vollständig aufgeladen ist, wird den Geräten ein gleichmäßiger Durchfluss ohne Spannungsstöße zugeführt.
Der Hauptnachteil dieser Methode besteht darin, dass kein bestimmter Parameterwert festgelegt werden kann. Wenn Sie sich daher entscheiden, einen 220-V-Spannungsstabilisator mit Ihren eigenen Händen zusammenzubauen, müssen Sie sich auf die mechanische Methode konzentrieren. Um einen einfachen linearen einphasigen Stromausgleich zu erstellen, benötigen Sie:
Ein Transformator ist ein Spulenpaar, das eine induktive elektromagnetische Kopplung bildet, d. h. Wenn der Strom die Primärwicklung erreicht, lädt er diese auf und das resultierende elektromagnetische Feld lädt die andere Spule auf. Dieser Zusammenhang zwischen Spannung (U), Strom (I) und Windungszahl (N) beider Wicklungen wird durch die Formel ausgedrückt:
I2/I1 = N2/N1 = U2/U1
Die Induktionsspulen selbst finden Sie in jedem Elektrofachgeschäft. Die Windungszahl der ersten sollte nicht weniger als 2000 betragen. Durch Messung der Spannung im Netzwerk können Sie die erforderliche Windungszahl der Sekundärwicklung berechnen. Die tatsächliche Spannung beträgt beispielsweise 198 V, dann sollte die zweite Spule x/2000 = 220/198 = 2223 Windungen haben. Nach dem gleichen Prinzip wird der erzeugte Strom ermittelt. Nach diesem Schema steigt bei einem starken Leistungsanstieg am Eingang die Spannung am Ausgang proportional an. Um solche Situationen zu regulieren, ist daher ein Rheostat erforderlich, der den Netzwerkwiderstand ändert. Der Weg, den der Strom nach dem Transformator nimmt, ist auf dem Stabilisatorchip markiert.
Vom Transformator wird der Strom an Kondensatoren gleicher Kapazität abgegeben, um den Fluss zu akkumulieren und auszugleichen; es werden etwa 16 davon benötigt. Als nächstes müssen die Kondensatoren an den Rheostat angeschlossen werden. Sein Widerstand bei einer Spannung von 220 V und einem Strom von 4,75 A (Durchschnittswert des Bereichs 4,5–5 A) nach dem Transformator sollte 46 Ohm betragen. Um die Spannung möglichst gleichmäßig auszugleichen, können Sie mehrere Rheostate installieren und den Widerstand gleichmäßig auf jeden verteilen. Nachdem der Stromkreis die Rheostate passiert hat, wird er wieder zu einem einzigen Strom verbunden und folgt der Diode, die direkt mit dem Ausgang verbunden ist.
Diese Vorgänge gelten für einen Draht mit einer Phase, der Nullpunkt wird direkt an die Steckdose weitergeleitet. Solche Stabilisatoren eignen sich am besten für konstante Spannungsbedingungen und werden basierend auf den Parametern eines bestimmten Geräts zusammengestellt, was die Effizienz des Geräts erheblich erhöht.
Die Herstellung hausgemachter Spannungsstabilisatoren ist eine weit verbreitete Praxis. Meistens werden jedoch stabilisierende elektronische Schaltungen erstellt, die für relativ niedrige Ausgangsspannungen (5-36 Volt) und relativ geringe Leistungen ausgelegt sind. Die Geräte werden als Teil der Haushaltsgeräte verwendet, mehr nicht.
Wir erklären Ihnen, wie Sie mit Ihren eigenen Händen einen leistungsstarken Spannungsstabilisator herstellen. Der von uns vorgeschlagene Artikel beschreibt den Herstellungsprozess eines Geräts für den Betrieb mit einer Netzspannung von 220 Volt. Unter Berücksichtigung unserer Beratung können Sie die Montage problemlos selbst durchführen.
Der Wunsch, das Haushaltsnetz mit stabilisierter Spannung zu versorgen, ist ein offensichtliches Phänomen. Dieser Ansatz gewährleistet die Sicherheit der verwendeten Geräte, die oft teuer sind und auf dem Bauernhof ständig benötigt werden. Und generell ist der Stabilisierungsfaktor der Schlüssel zu mehr Sicherheit beim Betrieb elektrischer Netze.
Für häusliche Zwecke kaufen sie am häufigsten, deren Automatisierung den Anschluss an die Stromversorgung, Pumpanlagen, Split-Systeme und ähnliche Verbraucher erfordert.
Industriedesign eines Netzspannungsstabilisators, der einfach auf dem Markt erhältlich ist. Die Auswahl an solchen Geräten ist riesig, aber es besteht immer die Möglichkeit, ein eigenes Design zu erstellen
Dieses Problem kann auf unterschiedliche Weise gelöst werden. Die einfachste davon ist der Kauf eines leistungsstarken, industriell hergestellten Spannungsstabilisators.
Auf dem kommerziellen Markt gibt es zahlreiche Angebote. Allerdings sind die Kaufoptionen oft durch die Kosten der Geräte oder andere Faktoren begrenzt. Dementsprechend besteht eine Alternative zum Kauf darin, einen Spannungsstabilisator selbst aus verfügbaren elektronischen Bauteilen zusammenzubauen.
Sofern Sie über entsprechende Fähigkeiten und Kenntnisse in der Elektroinstallation, der Theorie der Elektrotechnik (Elektronik), der Verdrahtung von Schaltkreisen und Lötelementen verfügen, kann ein selbstgebauter Spannungsstabilisator in der Praxis umgesetzt und erfolgreich eingesetzt werden. Es gibt solche Beispiele.
Eine mit eigenen Händen aus verfügbaren und kostengünstigen Funkkomponenten hergestellte Stabilisierungsausrüstung könnte in etwa so aussehen. Das Chassis und das Gehäuse können aus alten Industriegeräten (z. B. einem Oszilloskop) ausgewählt werden.
Bei der Betrachtung möglicher Schaltungslösungen zur Spannungsstabilisierung unter Berücksichtigung relativ hoher Leistungen (mindestens 1-2 kW) sollte man die Vielfalt der Technologien im Auge behalten.
Es gibt mehrere Schaltungslösungen, die die technologischen Fähigkeiten von Geräten bestimmen:
Welche Option Sie wählen, hängt von Ihren Vorlieben, den verfügbaren Materialien für die Montage und Ihren Fähigkeiten im Umgang mit elektrischen Geräten ab.
Für den Eigenbau scheint die einfachste Schaltungsvariante ganz oben auf der Liste zu stehen – eine Ferroresonanzschaltung. Es funktioniert mit dem Magnetresonanzeffekt.
Blockschaltbild eines einfachen Stabilisators auf Basis von Drosseln: 1 – erstes Drosselelement; 2 – zweites Drosselelement; 3 – Kondensator; 4 – Eingangsspannungsseite; 5 – Ausgangsspannungsseite
Der Entwurf eines ausreichend leistungsstarken Ferroresonanzstabilisators kann aus nur drei Elementen zusammengestellt werden:
Die Einfachheit dieser Option bringt jedoch viele Unannehmlichkeiten mit sich. Das Design eines leistungsstarken Stabilisators, der mithilfe eines Ferroresonanzkreises aufgebaut ist, erweist sich als massiv, sperrig und schwer.
Tatsächlich handelt es sich um eine Schaltung, die das Prinzip eines Spartransformators nutzt. Die Spannungsumwandlung erfolgt automatisch durch Ansteuerung eines Rheostaten, dessen Schieber den Servoantrieb bewegt.
Der Servoantrieb wiederum wird durch ein Signal gesteuert, das beispielsweise von einem Spannungspegelsensor empfangen wird.
Ein schematisches Diagramm eines Servoantriebsgeräts, mit dessen Montage Sie einen leistungsstarken Spannungsstabilisator für Ihr Haus oder Landhaus erstellen können. Allerdings gilt diese Möglichkeit als technologisch veraltet
Ein Gerät vom Relaistyp funktioniert ungefähr auf die gleiche Weise, mit dem einzigen Unterschied, dass sich das Übersetzungsverhältnis bei Bedarf durch Zu- oder Abschalten der entsprechenden Wicklungen über ein Relais ändert.
Schaltungen dieser Art sehen technisch komplexer aus, bieten aber gleichzeitig keine ausreichende Linearität der Spannungsänderungen. Es ist zulässig, ein Relais oder Servoantriebsgerät manuell zusammenzubauen. Es ist jedoch klüger, die elektronische Variante zu wählen. Die Kosten für Aufwand und Geld sind nahezu gleich.
Der Zusammenbau eines leistungsstarken Stabilisators mithilfe eines elektronischen Steuerkreises mit einem umfangreichen Angebot an Funkkomponenten im Handel wird durchaus möglich. In der Regel werden solche Schaltungen auf elektronischen Bauteilen aufgebaut – Triacs (Thyristoren, Transistoren).
Es wurden auch eine Reihe von Spaentwickelt, bei denen Leistungsfeldeffekttransistoren als Schalter verwendet werden.
Blockschaltbild des elektronischen Stabilisierungsmoduls: 1 – Eingangsklemmen des Geräts; 2 – Triac-Steuergerät für Transformatorwicklungen; 3 – Mikroprozessoreinheit; 4 – Ausgangsklemmen für den Lastanschluss
Es ist ziemlich schwierig, mit den Händen eines Laien ein leistungsstarkes Gerät vollständig unter elektronischer Steuerung herzustellen; es ist besser. Auf Erfahrungen und Kenntnisse im Bereich der Elektrotechnik können Sie dabei nicht verzichten.
Es ist ratsam, diese Option für die unabhängige Produktion in Betracht zu ziehen, wenn der starke Wunsch besteht, einen Stabilisator zu bauen, und die gesammelte Erfahrung eines Elektronikingenieurs vorhanden ist. Im weiteren Verlauf des Artikels werden wir uns mit dem Design eines elektronischen Designs befassen, das sich zum Selbermachen eignet.
Bei der zur Eigenfertigung in Betracht gezogenen Schaltung handelt es sich eher um eine Hybridvariante, da hier ein Leistungstransformator in Verbindung mit Elektronik zum Einsatz kommt. Der Transformator wird in diesem Fall von denen verwendet, die in Fernsehgeräten älterer Modelle eingebaut waren.
Dies ist ungefähr die Art von Leistungstransformator, die Sie für die Herstellung eines selbstgebauten Stabilisatordesigns benötigen. Die Wahl anderer Optionen oder das Selbstwickeln ist jedoch nicht auszuschließen.
Zwar sind in TV-Receivern in der Regel TS-180-Transformatoren verbaut, während der Stabilisator mindestens einen TS-320 benötigt, um eine Ausgangslast von bis zu 2 kW bereitzustellen.
Zur Herstellung des Gerätekörpers eignet sich jede geeignete Box auf Basis eines Isoliermaterials – Kunststoff, Textolith usw. Das Hauptkriterium ist ausreichend Platz für die Unterbringung eines Leistungstransformators, einer Elektronikplatine und anderer Komponenten.
Es ist auch möglich, den Korpus aus Glasfaserplatten herzustellen, indem einzelne Platten über Ecken oder auf andere Weise befestigt werden.
Es ist zulässig, aus jeder Elektronik ein Gehäuse auszuwählen, das für die Unterbringung aller Arbeitskomponenten einer selbstgebauten Stabilisatorschaltung geeignet ist. Sie können das Gehäuse auch selbst zusammenbauen, beispielsweise aus Glasfaserplatten
Der Stabilisatorkasten muss mit Nuten zum Einbau eines Schalters, Ein- und Ausgangsschnittstellen sowie weiteren von der Schaltung bereitgestellten Zubehörteilen wie Steuer- oder Schaltelementen ausgestattet sein.
Unter dem gefertigten Gehäuse benötigen Sie eine Grundplatte, auf der die Elektronikplatine „liegt“ und der Transformator befestigt wird. Die Platte kann aus Aluminium bestehen, für die Montage der Elektronikplatine sollten jedoch Isolatoren vorgesehen werden.
Hier müssen Sie zunächst ein Layout für die Platzierung und den Anschluss aller elektronischen Teile gemäß Schaltplan entwerfen, mit Ausnahme des Transformators. Dann wird ein Folienblatt PCB entlang des Layouts markiert und die erstellte Leiterbahn wird auf die Seite der Folie gezeichnet (gedruckt).
Sie können eine Leiterplatte für einen Stabilisator mit recht kostengünstigen Methoden zu Hause herstellen. Dazu müssen Sie eine Schablone und einen Satz Werkzeuge zum Ätzen auf Folienleiterplatten vorbereiten
Die so erhaltene gedruckte Kopie der Verkabelung wird gereinigt, verzinnt und alle Funkkomponenten der Schaltung eingebaut, anschließend erfolgt das Löten. So entsteht die Elektronikplatine eines leistungsstarken Spannungsstabilisators.
Grundsätzlich können Sie PCB-Ätzdienste von Drittanbietern in Anspruch nehmen. Dieser Service ist recht erschwinglich und die Qualität des „Signets“ ist deutlich höher als in der Home-Version.
Für die externe Verkabelung ist eine mit Funkkomponenten bestückte Platine vorbereitet. Von der Platine werden insbesondere externe Kommunikationsleitungen (Leiter) mit anderen Elementen – Transformator, Schalter, Schnittstellen usw. – ausgegeben.
Auf der Grundplatte des Gehäuses wird ein Transformator montiert, die elektronische Platine mit dem Transformator verbunden und die Platine an den Isolatoren befestigt.
Ein Beispiel für einen hausgemachten Spannungsstabilisator vom Relaistyp, der in einem Gehäuse eines alternden Industriemessgeräts untergebracht ist
Es bleibt nur noch, die am Gehäuse montierten externen Elemente an den Stromkreis anzuschließen, den Schlüsseltransistor am Kühler zu installieren und anschließend die zusammengebaute elektronische Struktur mit dem Gehäuse abzudecken. Der Spannungsstabilisator ist fertig. Sie können mit der Einrichtung mit weiteren Tests beginnen.
Das Regelelement der elektronischen Stabilisierungsschaltung ist ein leistungsstarker Feldeffekttransistor vom Typ IRF840. Die Verarbeitungsspannung (220–250 V) fließt durch die Primärwicklung des Leistungstransformators, wird von der Diodenbrücke VD1 gleichgerichtet und gelangt zum Drain des IRF840-Transistors. Die Source derselben Komponente ist mit dem negativen Potenzial der Diodenbrücke verbunden.
Schematische Darstellung einer Hoc(bis 2 kW), auf deren Grundlage mehrere Geräte zusammengestellt wurden und erfolgreich eingesetzt werden. Die Schaltung zeigte bei der angegebenen Belastung den optimalen Stabilisierungsgrad, jedoch nicht höher
Der Teil der Schaltung, der eine der beiden Sekundärwicklungen des Transformators umfasst, wird durch einen Diodengleichrichter (VD2), ein Potentiometer (R5) und weitere Elemente des elektronischen Reglers gebildet. Dieser Teil der Schaltung erzeugt ein Steuersignal, das an das Gate des Feldeffekttransistors IRF840 gesendet wird.
Bei einem Anstieg der Versorgungsspannung senkt das Steuersignal die Gate-Spannung des Feldeffekttransistors, was zum Schließen des Schalters führt. Dementsprechend wird an den Lastanschlusskontakten (XT3, XT4) ein möglicher Spannungsanstieg begrenzt. Bei einem Abfall der Netzspannung arbeitet die Schaltung umgekehrt.
Das Einrichten des Geräts ist nicht besonders schwierig. Hier benötigen Sie eine normale Glühlampe (200-250 W), die an die Geräteausgangsklemmen (X3, X4) angeschlossen werden sollte. Anschließend wird durch Drehen des Potentiometers (R5) die Spannung an den markierten Klemmen auf einen Wert von 220-225 Volt gebracht.
Schalten Sie den Stabilisator aus, schalten Sie die Glühlampe aus und schalten Sie das Gerät mit voller Last (nicht mehr als 2 kW) ein.
Nach 15-20 Minuten Betrieb wird das Gerät wieder ausgeschaltet und die Temperatur des Kühlers des Schlüsseltransistors (IRF840) überwacht. Wenn die Erwärmung des Kühlers stark ist (mehr als 75 °C), sollten Sie einen leistungsstärkeren Kühlkörper wählen.
Wenn Ihnen der Herstellungsprozess eines Stabilisators aus praktischer Sicht zu kompliziert und irrational erscheint, können Sie problemlos ein fabrikgefertigtes Gerät finden und kaufen. Die Regeln und Kriterien finden Sie in unserem empfohlenen Artikel.
Das folgende Video untersucht eines der möglichen Designs für einen selbstgebauten Stabilisator.
Im Prinzip können Sie diese Variante eines selbstgebauten Stabilisierungsgeräts zur Kenntnis nehmen:
Es ist möglich, mit eigenen Händen einen Block zusammenzubauen, der die Netzspannung stabilisiert. Dies wird durch zahlreiche Beispiele bestätigt, bei denen Funkamateure mit wenig Erfahrung recht erfolgreich eine elektronische Schaltung entwickeln (oder eine vorhandene verwenden), vorbereiten und zusammenbauen.
Der Kauf von Teilen für die Herstellung eines selbstgebauten Stabilisators bereitet normalerweise keine Schwierigkeiten. Die Produktionskosten sind gering und amortisieren sich selbstverständlich bei Inbetriebnahme des Stabilisators.
Bitte hinterlassen Sie Kommentare, stellen Sie Fragen und veröffentlichen Sie Fotos zum Thema des Artikels im Block unten. Erzählen Sie uns, wie Sie mit Ihren eigenen Händen einen Spannungsstabilisator zusammengebaut haben. Geben Sie nützliche Informationen weiter, die für unerfahrene Elektroingenieure, die die Website besuchen, nützlich sein können.
Aufgrund von Leitungsverlusten schwankt die Versorgungsspannung zwischen den Verbrauchern erheblich. Der Spannungsabfall kann erhebliche Werte erreichen und zu Fehlfunktionen von Geräten und Geräten führen. Besonders Haushaltsgeräte mit Elektromotoren leiden unter einer nicht standardmäßigen Spannung: Kühlschränke, Waschmaschinen, Staubsauger, Wasserpumpen und Elektrowerkzeuge.
Eine erhöhte Netzspannung führt zu starker Erwärmung der Elektromotorwicklungen, Verschleiß des Kommutators und Isolationsausfall. Unterspannung hat nicht die beste Wirkung: Elektromotoren starten nicht oder werden ruckartig eingeschaltet, was zu einem vorzeitigen Verschleiß der Vorschaltgeräte führt.
Der Ausweg aus dieser Situation ist ganz einfach: Installieren Sie einen Booster-Transformator, die Gesamtspannung der Sekundärwicklung und des Netzes nähert sich der Standardversorgungsspannung an. Ein solches Gerät hat keine negativen Auswirkungen auf das Stromnetz. Durch das Vorhandensein einer Vorrichtung zur Aufrechterhaltung der Netzspannung können Sie Elektrogeräte sowohl vor erhöhten als auch vor verringerten Werten schützen.
In diesem Gerät wird ein Leistungstransformator mit geringer Leistung verwendet, um die Spannung zu erhöhen und gleichzeitig den Stromverbrauch konstant zu halten. In einem realen Gerät reicht es aus, die Netzspannung durch Hinzufügen einer Spannungsanhebung leicht zu erhöhen und dann zu stabilisieren. Die Differenz zwischen Eingangs- und Ausgangsspannung dient zur Kompensation bei Unterspannung; die erhöhte Netzspannung wird durch einen Transistorregler reduziert.
Geräteeigenschaften:
Netzspannung 160-250 Volt.
Sekundärspannung 220 Volt.
Ladeleistung bis 2000 Watt.
Laststrom bis zu 5 Ampere.
Gewicht 2kg.
Der Preis des Geräts setzt sich hauptsächlich aus dem Preis eines Leistungstransformators vom Typ TS180-TS320 aus alten Fernsehgeräten zusammen und überschreitet 500 Rubel nicht. Bewährt haben sich Transformatoren vom Typ TN oder TPP mit einem Sekundärwicklungsstrom von 6-8 Ampere und einer Gesamtsekundärwicklungsspannung von 24-36 Volt. Die Schaltung des Spannungsstabilisierungsgeräts besteht aus: einem Leistungstransformator T1, einer leistungsstarken Diodenbrücke VD1 des Leistungskreises und einem Schlüsseltransistor VT1.
Die Fehlerspannungs-Nachführschaltungen bestehen aus einer Diodenbrücke VD2 und einem Fehlerverstärker an einem Parallelregler DA1.
Ein Spannungsanstieg im Netz führt zu einem Spannungsanstieg in der Sekundärwicklung des Leistungstransformators 3T1, die Spannung am Kondensator C3 steigt, was zum Öffnen des Parallelstabilisators DA1 und zum Nebenschluss der Spannung führt Widerstand R7. Die Spannung am Gate des Feldeffekttransistors VT1 sinkt und führt zu dessen Schließung, wodurch die Sekundärspannung an den Anschlüssen XT3, XT4 begrenzt wird.
Eine verringerte Netzspannung führt zum umgekehrten Vorgang – einem Abfall der Spannung an den Sekundärwicklungen des Transformators, dem Schließen des Parallelstabilisators auf m/s DA1 und dem Öffnen des Feldeffekttransistors VT1, was zu einem Anstieg führt in der Spannung an den Sekundärwicklungen.
Beim Einrichten der Schaltung müssen die Grenzwerte zur Stabilisierung der Ausgangsspannung festgelegt werden. Nach dem Einschalten (vorzugsweise an eine aktive Last in Form einer Tischlampe) stellt der Widerstand R5 die Ausgangsspannung auf 225 Volt ein; durch Anschluss einer stärkeren Last von 1-1,5 kW (vorbehaltlich Sicherheitsbestimmungen) - innerhalb von 220 Volt einstellen .
Trennen Sie nach 5-10 Minuten Betrieb das Gerät und die Last vom Stromnetz, überprüfen Sie den thermischen Zustand aller Funkkomponenten, diese dürfen nicht heiß sein, sonst erhöhen Sie den Kühlkörper des Schlüsseltransistors.
Aufgrund der Schwankung der Verstärkung eines leistungsstarken Feldeffekttransistors vom N-Typ kann die anfängliche Vorspannung durch Auswahl des Widerstandswerts des Widerstands R4 – des Gate-Stroms – angepasst werden. Befestigen Sie den Transistor mit einer Glimmerdichtung an einem 50*50*20 mm großen Strahler.
Leiterplatte und Transformator sind in einem passenden Gehäuse verbaut, dessen Abmessungen sich an den Abmessungen des T1-Transformators orientieren. Auf der Ober- und Seite des Gehäuses befinden sich die Gerätebetriebsanzeige HL1 und der Netzwerkschalter SA1 mit den Sicherungen FU1, FU2.
Wenn Sie ein Metallgehäuse verwenden, verwenden Sie einen Netzstecker mit Erdungsstecker, dessen Ausgang mit dem Gehäuse verbunden ist.
Die Funkkomponenten des Gerätes sind größtenteils werkseitig gefertigt, der Transformator wird unverändert verwendet: Die Sekundärwicklung 2T1 besteht aus zwei parallelen Wicklungen von 36 Volt, die dritte Wicklung 3T1 mit einer Spannung von 6,3 Volt. Widerstände Typ MLT oder C29. Trimmer Typ SP oder SPO.
Die im Diagramm mit dickeren Linien gekennzeichneten Stromkabel sollten aus Litzendraht mit einem Querschnitt von mindestens 4 mm hergestellt werden, die restlichen Anschlüsse betragen 0,5 mm.
| Bezeichnung | Typ | Konfession | Menge | Notiz | Geschäft | Mein Notizblock |
|---|---|---|---|---|---|---|
| DA1 | Spannungsreferenz-IC | TL431 | 1 | Zum Notizblock | ||
| VT1 | MOSFET-Transistor | IRF840 | 1 | Zum Notizblock | ||
| VD1 | Diodenbrücke | RS805 | 1 | Zum Notizblock | ||
| VD2 | Gleichrichterdiode | RL102 | 4 | Zum Notizblock | ||
| VD3 | Zenerdiode | KS156B | 1 | Zum Notizblock | ||
| C1 | Kondensator | 0,1 µF 400 V | 1 | Zum Notizblock | ||
| C2 | 10 µF 450 V | 1 | Zum Notizblock | |||
| C3 | Elektrolytkondensator | 47 µF 25 V | 1 | Zum Notizblock | ||
| C3 | Kondensator | 1000 pF | 1 | Zum Notizblock | ||
| C4 | Kondensator | 0,22 µF | 1 | Zum Notizblock | ||
| R1 | Widerstand | 56 kOhm | 1 | 2 W | Zum Notizblock | |
| R2 | Widerstand | 2,2 kOhm | 1 | Zum Notizblock | ||
| R3 | Widerstand | 1,5 kOhm | 1 | Zum Notizblock | ||
| R4 | Widerstand | 82 kOhm | 1 | 1 W | Zum Notizblock | |
| R5 | Variabler Widerstand | 22 kOhm | 1 | Zum Notizblock | ||
| R6 | Widerstand | 1 kOhm | 1 | Zum Notizblock | ||
| R7 | Widerstand |
Haushaltsgeräte sind anfällig für Spannungsspitzen: Sie nutzen sich schneller ab und fallen aus. Und im Netz springt die Spannung oft, fällt ab oder bricht sogar ab: Dies ist auf die Entfernung von der Quelle und die Unvollkommenheit der Stromleitungen zurückzuführen.
Um Geräte mit Strom mit stabilen Eigenschaften zu versorgen, werden in Wohnungen Spannungsstabilisatoren eingesetzt. Unabhängig von den Parametern des Stroms, der an seinem Ausgang in das Gerät eingespeist wird, weist es nahezu unveränderte Parameter auf.
Ein Stromausgleichsgerät kann erworben werden, wobei aus einem breiten Sortiment (Leistungsunterschiede, Funktionsprinzip, Steuerung und Ausgangsspannungsparameter) ausgewählt werden kann. In unserem Artikel geht es jedoch darum, wie man mit eigenen Händen einen Spannungsstabilisator herstellt. Ist Eigenarbeit in diesem Fall gerechtfertigt?
Ein selbstgemachter Stabilisator hat drei Vorteile:
Der selbst hergestellte Stabilisator hat drei gravierende Nachteile:
Der Stabilisator zeichnet sich durch zwei Parameter aus:
In diesem Artikel wird der Triac-Stromwandler behandelt, da er einen hohen Wirkungsgrad aufweist. Dabei beträgt Uin 130–270 V und Uout 205–230 V. Wenn ein großer Eingangsspannungsbereich von Vorteil ist, ist er für den Ausgang von Nachteil.
Für Haushaltsgeräte bleibt dieser Bereich jedoch akzeptabel. Dies lässt sich leicht überprüfen, da die zulässigen Spannungsschwankungen Spitzen und Einbrüche von maximal 10 % sind. Und das sind 22,2 Volt nach oben oder unten. Dies bedeutet, dass eine Spannungsänderung von 197,8 auf 242,2 Volt zulässig ist. Im Vergleich zu diesem Bereich ist der Strom an unserem Triac-Stabilisator sogar noch gleichmäßiger.
Das Gerät ist für den Anschluss an eine Leitung mit einer Belastung von maximal 6 kW geeignet. Die Umschaltung erfolgt in 0,01 Sekunden.
Ein selbstgebauter 220-V-Spannungsstabilisator, dessen Diagramm oben dargestellt ist, umfasst die folgenden Elemente:
Nachdem der Antrieb des Knotens mit der anstehenden Last (C1) mit dem Netzwerk verbunden ist, wird er noch entladen. Der Transistor VT1 schaltet ein und 2 und 3 schließen. Durch letztere fließt anschließend Strom zu den LEDs und Optokoppler-Triacs. Aber solange der Transistor geschlossen ist, geben die Dioden kein Signal und die Triacs sind immer noch geschlossen: Es liegt keine Last an. Der Strom fließt jedoch bereits über den ersten Widerstand zum Speicher, der beginnt, Energie anzusammeln.
Der oben beschriebene Vorgang dauert 3 Sekunden, danach wird der Schmitt-Trigger basierend auf den Transistoren VT 1 und 2 ausgelöst, woraufhin Transistor 3 eingeschaltet wird. Nun kann die Last als offen betrachtet werden.
Die Ausgangsspannung der dritten Wicklung des Transformators am Netzteil wird durch die zweite Diode und den Kondensator ausgeglichen. Dann wird der Strom zu R13 geleitet und durch R14 geleitet. Im Moment ist die Spannung proportional zur Spannung im Netz. Dann wird der Strom nichtinvertierenden Komparatoren zugeführt. Die invertierenden Vergleichsgeräte erhalten sofort einen bereits ausgeglichenen Strom, der den Widerständen 15 bis 23 zugeführt wird. Anschließend wird ein Controller angeschlossen, der die Eingangssignale an den Vergleichsgeräten verarbeitet.
Wenn eine Spannung von bis zu 130 Volt angelegt wird, wird an den Komparatorklemmen ein niedriger logischer Spannungspegel (LU) angezeigt. Der vierte Transistor ist offen und LED 1 blinkt und zeigt an, dass ein starker Einbruch in der Leitung vorliegt. Sie müssen verstehen, dass der Stabilisator nicht in der Lage ist, die erforderliche Spannung zu erzeugen. Daher sind alle Triacs geschlossen und es liegt keine Last an.
Wenn die Spannung am Eingang 130-150 Volt beträgt, wird bei den Signalen 1 und A ein hoher LU beobachtet, bei anderen Signalen ist er jedoch immer noch niedrig. Der fünfte Transistor schaltet durch, die zweite Diode leuchtet. Optokoppler Triac U1.2 und Triac VS2 offen. Die Last verläuft an diesem entlang und erreicht von oben den Wicklungsanschluss des zweiten Spartransformators.
Bei einer Eingangsspannung von 150-170 Volt ist bei den Signalen 1, 2 und V ein hoher LU zu beobachten, bei den übrigen ist er noch niedrig. Dann schaltet sich der sechste Transistor ein und die dritte Diode schaltet sich ein, VS2 schaltet ein und der Strom wird dem zweiten (von oben gezählt) Wicklungsanschluss des zweiten Spartransformators zugeführt.
Die Funktionsweise des Stabilisators wird in den Spannungsbereichen 170–190 V, 190–210 V, 210–230 V, 230–250 V auf die gleiche Weise beschrieben.
Für einen Triac-Stromwandler benötigen Sie eine Leiterplatte, auf der alle Elemente platziert werden. Seine Größe: 11,5 x 9 cm. Für die Herstellung benötigen Sie Glasfaser, die auf einer Seite mit Folie bedeckt ist.
Die Tafel kann mit einem Laserdrucker bedruckt werden, anschließend wird ein Bügeleisen verwendet. Mit dem Sprint Loyout-Programm können Sie bequem selbst ein Board erstellen. Ein Diagramm der Platzierung der Elemente darauf ist unten dargestellt.
Der erste Transformator T1 mit einer Leistung von 3 kW wird unter Verwendung eines Magnetkerns mit einer Querschnittsfläche (CSA) von 187 Quadratmetern hergestellt. mm. Und drei Drähte PEV-2:
Wenn Sie den Draht nicht aufwickeln möchten, können Sie zwei TPK-2-2×12V-Transformatoren kaufen und diese wie in der Abbildung unten in Reihe schalten.
Um einen Spartransformator mit einer zweiten Leistung von 6 kW herzustellen, benötigen Sie einen Ringmagnetkern und einen PEV-2-Draht, aus dem eine Wicklung von 455 Windungen hergestellt wird. Und hier brauchen wir Biegungen (7 Stück):
Kaufen Sie in einem Elektro- und Funkfachgeschäft (Bezeichnung in Klammern im Diagramm):
Die Mikroschaltung der Stromstabilisierungsvorrichtung ist auf einem Kühlkörper installiert, für den eine Aluminiumplatte geeignet ist. Seine Fläche sollte nicht weniger als 15 Quadratmeter betragen. cm.
Auch bei Triacs ist ein Kühlkörper mit Kühlfläche notwendig. Für alle 7 Elemente reicht ein Kühlkörper mit einer Fläche von mindestens 16 Quadratmetern. dm.
Damit der von uns hergestellte Wechselspannungswandler funktioniert, benötigen Sie einen Mikrocontroller. Die Mikroschaltung KR1554LP5 meistert ihre Aufgabe perfekt.
Sie wissen bereits, dass sich in der Schaltung 9 blinkende Dioden befinden. Alle sind so darauf angeordnet, dass sie in die Löcher an der Frontplatte des Geräts passen. Und wenn der Stabilisatorkörper ihre Position nicht zulässt, wie in der Abbildung, dann können Sie ihn so modifizieren, dass die LEDs auf der für Sie passenden Seite herauskommen.
Anstelle blinkender LEDs können auch nicht blinkende LEDs verwendet werden. In diesem Fall müssen Sie jedoch Dioden mit leuchtend rotem Glanz verwenden. Geeignet sind Elemente der folgenden Marken: AL307KM und L1543SRC-E.
Jetzt wissen Sie, wie man einen 220-Volt-Spannungsstabilisator herstellt. Und wenn Sie schon einmal etwas Ähnliches tun mussten, wird Ihnen diese Arbeit nicht schwer fallen. Dadurch können Sie beim Kauf eines Industriestabilisators mehrere Tausend Rubel sparen.
