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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Dispositivo di protezione del consumatore di energia elettrica. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Protezione delle apparecchiature dal funzionamento di emergenza della rete, gruppi di continuità Variazioni inaccettabili della tensione di rete entro limiti significativi rispetto a quella nominale portano al guasto degli elettrodomestici. Pertanto, riducendo la tensione al di sotto della norma per un frigorifero, si rischia il fatto che il motore potrebbe non avere una coppia di avviamento sufficiente e il suo avvolgimento si brucerà. Un aumento della tensione porta ad un aumento della corrente che scorre attraverso il carico, che porterà anche al suo guasto. Un'interruzione del neutro in una sottostazione può aumentare la tensione di rete fino all'enorme tensione di 380 V, che nessun elettrodomestico può sopportare. Il dispositivo proposto consente di proteggere gli elettrodomestici da variazioni anomale della tensione di rete. Il dispositivo funziona nell'intervallo di tensione da 20 a 440 V. La corrente consentita è di circa 16 A, a seconda principalmente del relè utilizzato. Il microcontrollore incluso nel dispositivo monitora la tensione di rete e, se cambia di oltre il 15%, spegne il carico e segnala tramite LED. Il limite del 15% è stato scelto non in base agli standard GOST, ma in base alle variazioni reali della tensione di rete e può essere facilmente modificato modificando diverse celle del programma. Sono stati sviluppati tre progetti. I primi due sono assemblati secondo lo schema mostrato in Fig. 1. Il dispositivo, il cui aspetto è mostrato in Fig. 2, a, è destinato all'installazione in una doppia presa; Fig. 2, b - da appendere alla macchina automatica dell'appartamento. Il terzo dispositivo (Fig. 3) è stato integrato con un filtro contro le sovratensioni e varistori che proteggono la struttura e allo stesso tempo i consumatori dal rumore impulsivo. Il principio di funzionamento del dispositivo, il cui schema è mostrato in Fig. 1. La tensione di rete viene fornita all'ingresso X1, raddrizzata e limitata a 15 V dal circuito C2R4VD1-VD3, quindi stabilizzata dal chip D2. Il microcontrollore è alimentato da esso. Dopo un certo ritardo, l'oscillatore interno del chip D1 si avvia e il programma inizia l'esecuzione.
La tensione prelevata dal partitore R1R2 viene fornita all'ingresso GP1, che è configurato come ingresso analogico del comparatore. La tensione di ingresso è controllata: se si trova nella zona del 15% del valore nominale, il relè K1 e il LED HL1 “Normale” sono accesi; se la tensione in qualsiasi momento supera 253 V, il controller spegnerà il relè e accenderà il LED HL2 in modalità lampeggiante. Dopo 45 s, il controller controllerà nuovamente la tensione di rete e, se è normale, accenderà nuovamente il relè. La stessa cosa accadrà se la tensione scenderà e sarà inferiore a 187 V, con l'unica differenza che il LED HL3 lampeggerà. In questo caso la misura della tensione minima viene effettuata 5 ms dopo il passaggio per lo zero della tensione di rete, cioè al massimo della sinusoide. Il condensatore C1 insieme ai resistori R1, R2 rappresenta un filtro a bassa frequenza che impedisce al comparatore di funzionare a causa del rumore degli impulsi. Se non è installato, il dispositivo verrà attivato da una breve caduta di tensione, ad esempio, a seguito dell'accensione del motore del frigorifero. È da notare che la velocità di intervento della protezione dipende principalmente dalla velocità del relè utilizzato e dal valore del condensatore C1.
Nel terzo progetto (Fig. 3), viene aggiunto un filtro di rete sugli elementi L1, L2, C1-C3, R1, R2 e allo stesso tempo un circuito per monitorare lo stato dei varistori sugli elementi VD1, VD2, R3, R4 è organizzato, poiché i grandi picchi di impulso potrebbero fallire. Se i varistori si guastano, il LED HL2 lampeggerà.
Dettagli mostrati in Fig.3. Come D2, puoi utilizzare il chip 78L05. Condensatori C1-C3 tipo K78-2, C5 tipo K73-17 per tensione 500...600 V, C7-C8 tipo K50-35, il resto - KM. Il diodo VD5 può essere sostituito con D815D. Il diodo VD5 è progettato per una tensione di 500...600 V, i restanti diodi sono progettati per una tensione di 25...50 V e una corrente di 100...300 mA. Resistori di tipo MLT. Scaricatore U1 con tensione di rottura di 1 kV. I varistori 561KD14 possono essere sostituiti con qualsiasi con un'energia di assorbimento di 50...200 J. L'induttanza L1 è avvolta su un nucleo di un'antenna magnetica con un diametro di 8 e una lunghezza di 20 mm con un filo di diametro di 1,5 mm e contiene 20 giri. Lo starter L2 si trova su un anello alsifer di diametro 50...60 mm e contiene 15-20 spire di filo di diametro 1,5 mm, piegate a metà. Il progetto mostrato in Fig. 2b è realizzato utilizzando il metodo di montaggio superficiale: lì è installato un diodo zener importato con una tensione di 12...15 V e una potenza di 1,3 W. Viene utilizzato un microcontrollore in un pacchetto SOIC. Resistori e condensatori ceramici delle dimensioni 0603, 0805 e 1206. Entrambi i microcontrollori PIC12.675 e PIC12.629 possono essere utilizzati in tutti i progetti. Nel primo caso viene scritto il microprogramma riportato nella Tabella 1, nel secondo nella Tabella 2. Tabella 1 :020000040000FA
Tabella 2 :020000040000FA
La configurazione del dispositivo si riduce alla selezione del resistore R1 (Fig. 1) o R5 (Fig. 3). Collegare X1 all'uscita LATRA, sulla quale la tensione è impostata su 253 V e, aumentando la resistenza R1 (R5), accendere il LED HL2 (HL3). La zona 187 V verrà impostata automaticamente. Se è necessario spostare la zona di risposta superiore, ad esempio, a 240 V, quella inferiore passerà a 174 V. Attenzione! Durante la configurazione, è necessario prestare attenzione per garantire che il resistore R1 (R5) non si rompa accidentalmente, poiché il microcontrollore potrebbe guastarsi, nonostante abbia diodi protettivi al suo interno. Tutti i progetti sono realizzati su circuiti stampati in fibra di vetro a lato singolo con uno spessore di 1,5...2 mm. In figura 4 è mostrato un circuito stampato di dimensioni 56x90 mm per presa doppia; in Fig. 5 - un circuito stampato di dimensioni 15,5x65 mm per il collegamento ad un interruttore di appartamento; In Fig. 6 è mostrato lo schema di un dispositivo di dimensioni 78x200 mm con filtro.
Autore: SM Abramov
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