Dispositivo per la limitazione della corrente di avviamento di un apparecchio elettrico. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Protezione delle apparecchiature dal funzionamento di emergenza della rete

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Il circuito del limitatore è mostrato in fig. 1. Si tratta di una rielaborazione di un dispositivo precedentemente sviluppato e descritto in [1]. L'uso di una base di elementi più moderna e un approccio leggermente diverso al problema hanno permesso di aumentare la potenza del carico protetto, ridurre significativamente le perdite di energia, aumentare l'affidabilità e ridurre le dimensioni del dispositivo.

Fig. 1

Quando i contatti dell'interruttore SA1 sono chiusi, il condensatore C2 viene caricato rapidamente attraverso i resistori R1, R2 e i diodi VD1, VD2. La tensione ai capi di questo condensatore è limitata dal diodo Zener VD3 a 15 V. Il transistor ad effetto di campo VT1 si apre. Non appena la caduta di tensione sui resistori R4 e R5, proporzionale alla corrente di carico, raggiunge (tenendo conto dell'effetto di livellamento del condensatore C4, del circuito R6C3 e della posizione del motore del resistore trimmer R7) un valore sufficiente per aprire il trinistor VS1, quest'ultimo si aprirà. Ciò comporterà una forte diminuzione della tensione al gate del transistor ad effetto di campo VT1, si chiuderà, diseccitando il carico.

Tuttavia, alla fine della corrente e all'inizio del prossimo semiciclo della tensione di rete, la corrente attraverso il trinistor si interromperà e si chiuderà, consentendo al condensatore C2 di caricarsi nuovamente e al transistor VT1 di aprirsi. Quindi il processo viene ripetuto, tuttavia, in ogni semiciclo successivo, la resistenza del carico riscaldante o accelerato diventa maggiore rispetto al precedente e aumenta il tempo necessario per raggiungere la soglia di apertura dell'SCR. Alla fine, l'ampiezza degli impulsi di tensione attraverso i resistori R4, R5 diventa insufficiente per aprire il trinistor e rimane sempre chiuso. Questa è la modalità di funzionamento in stato stazionario del limitatore, in cui il transistor VT1 è sempre aperto e il carico funziona nella modalità nominale. Varistore RU1 protegge il transistor dai danni causati da impulsi ad alta tensione, la cui sorgente può essere un alimentatore o un carico induttivo, ad esempio un avvolgimento del trasformatore.

A differenza di altri dispositivi [2], quello proposto non può essere inserito nella rottura di uno dei fili di alimentazione del carico. Non lo considero uno svantaggio, perché invece di installare un dispositivo di protezione vicino all'interruttore, dove l'accesso al secondo filo di rete è difficoltoso, può essere facilmente montato dove sono presenti entrambi i fili: alla base di un lampadario, nel corpo di una lampada o altro apparecchio elettrico protetto.

Poiché non ci sono elementi inerziali nel limitatore (condensatori di temporizzazione, termistori), è pronto per ripetute accensioni graduali del carico subito dopo lo spegnimento. Un'altra caratteristica è il funzionamento del transistor ad effetto di campo VT1 in modalità chiave, sia durante l'avvio che nello stato stazionario del carico. Pertanto, la potenza dissipata da questo transistor è piccola, il che aumenta notevolmente l'affidabilità del dispositivo.

Con i valori dei resistori R4, R5 indicati nel diagramma, il limitatore funziona con lampade ad incandescenza con una potenza totale di 25 ... 120 W come carico.

Fig. 2

Tutte le parti sono incernierate montate su una tavola rotonda con un diametro di 50 mm (Fig. 2). Può essere facilmente posizionato nella maggior parte delle lampade a sospensione e da parete. Il transistor ad effetto di campo IRF840 può essere sostituito, ad esempio, con BUZ40B, IRFP4S2, IRF450, TSD2M450V o altri transistor ad effetto di campo a canale n con un limite di tensione drain-source di almeno 500 V e una resistenza a canale aperto non superiore a 1 Ohm. Tra la scheda e la custodia del transistor situata parallelamente ad essa, è necessario un traferro di 2 ... 3 mm per la circolazione dell'aria. Invece del trinistor KU112A, è adatto un altro a bassa potenza della serie KU107, MCR100, e invece dei diodi 1N4006, qualsiasi per una corrente di almeno 1 A e una tensione superiore a 400 V, ad esempio KD243Zh, KD247G, KD258V. Il diodo zener può essere non solo 1N4744A, ma anche KS215Zh, KS515G, TZMC-15, BZX / BZV55C15 o altri 15 V.

Come C1, l'autore ha utilizzato un condensatore importato di piccole dimensioni per una tensione di 250 V CA. Il condensatore di ossido C4 è di piccole dimensioni per il montaggio su superficie, ma qui è consentito installare un condensatore di ossido di design convenzionale. Il resto sono film di piccole dimensioni o ceramica con un piccolo TKE. Resistenza trimmer R7 - design chiuso importato. Le resistenze di sintonia SPZ-38 spesso utilizzate dai radioamatori non sono adatte, la loro affidabilità è troppo bassa. Il varistore TNR10G561 può essere sostituito da un altro con tensione di classificazione di 560 V -FNR-10K561, FNR-14K561.

Se non dovrebbe funzionare con carichi con una potenza inferiore a 75 W, è opportuno ridurre i valori delle resistenze R4 e R5 a 1 ohm. Puoi installarne uno il doppio della potenza invece di due resistori. Per funzionare con un carico di oltre 120 watt dovranno essere installati resistori di potenza ancora più piccola e potenza maggiore. In questo caso è necessario sostituire anche i più potenti diodi VD4-VD7 e il transistor ad effetto di campo VT1. È possibile collegare in parallelo più transistor ad effetto di campo dello stesso tipo, assicurarsi di installarli su un dissipatore di calore comune. Per lavorare con un carico potente, l'installazione del dispositivo dovrebbe essere resa meno densa e la scheda dovrebbe essere collocata in una custodia con una buona ventilazione.

Il limitatore deve essere regolato con precisione con l'apparecchio elettrico per la cui protezione dovrebbe essere utilizzato in futuro e con una tensione nominale o leggermente aumentata nella rete. Se il carico è una lampada ad incandescenza, deve essere nuova, non soggetta ad un uso prolungato.

Prima di accendersi per la prima volta, il motore del resistore di sintonia R7 è impostato nella posizione corretta secondo il diagramma. Dopo aver acceso l'alimentazione, il cursore viene spostato molto lentamente finché la lampada non inizia a illuminarsi. Se regolata correttamente, la lampada raggiunge la piena luminosità da 2 a 3 secondi dopo l'accensione. Inoltre, per più della metà di questo tempo, il suo bagliore non sarà visibile. Va notato che più potente è la lampada, più lunga e liscia si accende.

Se il limitatore è configurato per funzionare con una lampada con una potenza, ad esempio, di 100 W, e quindi collegata in parallelo ad essa un'altra potenza di soli 15 W, all'accensione entrambe le lampade non si accendono. Questa caratteristica può essere utilizzata per evitare danni all'apparecchio in caso di installazione accidentale di una lampada con una potenza superiore a quella consentita. Ad esempio, molte lampade da tavolo sono progettate solo per lampade a incandescenza con una potenza non superiore a 60 watt. Lampade della stessa dimensione con una potenza di 100 ... 150 W, se installate in una lampada simile, surriscaldano le sue parti in plastica fino alla fusione e alla deformazione.

Letteratura

1. Butov A. Dispositivo di protezione per lampade a incandescenza a bassa potenza. - Radio, 2004, n. 2, p. 44, 45.
2. Nechaev I. Avviamento graduale automatico delle lampade a incandescenza. - Radio, 2005, n. 1, p. 41.

Autore: A. Butov, p. Kurba, regione di Yaroslavl; Pubblicazione: radioradar.net

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