- Стабілізація напруги побутової мережі
- Схемні рішення стабілізації електромережі 220В
- Детальні інструкції по збірці
- Принцип роботи та тест саморобки
- Висновки і корисне відео по темі
Допоможіть розробці сайту, ділитися статтею з друзями!
Виготовлення саморобних стабілізаторів напруги - практика досить часта. Однак здебільшого створюються стабілізуючі електронні схеми, розраховані на відносно малі вихідні напруги (5-36 вольт) і відносно невисокі потужності. Пристрої використовуються в складі побутової апаратури, не більше того.
Ми розповімо, як зробити потужний стабілізатор напруги своїми руками. У запропонованій нами статті описаний процес виготовлення пристрою для роботи з напругою мережі 220 вольт. З урахуванням наших порад ви без проблем самостійно впораєтеся зі складанням.
Стабілізація напруги побутової мережі
Прагнення забезпечити стабілізовану напругу побутової мережі - явище очевидне. Такий підхід забезпечує збереження експлуатованої техніки, часто дорогої, постійно необхідної в господарстві. Та й в цілому, фактор стабілізації - це запорука підвищеної безпеки експлуатації електричних мереж.
Для побутових цілей найчастіше купують стабілізатор для газового котла, автоматика якого вимагає підключення до електроживлення, для холодильника, насосного обладнання, спліт систем і подібних споживачів.
Промислова конструкція стабілізатора напруги, яку нескладно придбати на ринку. Асортимент такого обладнання величезний, але завжди залишається можливість зробити власну конструкцію
Вирішити це завдання можна різними способами, найпростіший з яких - купити потужний стабілізатор напруги, виготовлений промисловим способом.
Пропозицій стабілізаторів напруги на комерційному ринку маса. Однак нерідко можливості придбання обмежуються вартістю пристроїв або іншими моментами. Відповідно, альтернативою покупці стає збірка стабілізатора напруги своїми руками з доступних електронних компонентів.
За умови володіння відповідними навичками та знаннями електромонтажу, теорії електротехніки (електроніки), розведення схем і пайки елементів саморобний стабілізатор напруги можна реалізувати і успішно застосовувати на практиці. Такі приклади є.
Приблизно так може виглядати обладнання стабілізації, виготовлене своїми руками з доступних і недорогих радіодеталей. Шасі і корпус можна підібрати від старого промислового обладнання (наприклад, від осцилографа)
Схемні рішення стабілізації електромережі 220В
Розглядаючи можливі схемні рішення під стабілізацію напруги з урахуванням відносної високої потужності (не менше 1-2 кВт), слід мати на увазі різноманітність технологій.
Існує кілька схемних рішень, якими визначаються технологічні можливості приладів:
- ферорезонансні;
- сервоприводні;
- електронні;
- інверторні.
Який варіант вибрати, залежить від ваших переваги, наявних матеріалів для збірки і навичок роботи з електротехнічним обладнанням.
Варіант # 1 - Ферорезонансні схема
Для самостійного виготовлення найпростішим варіантом схеми бачиться перший пункт списку - Ферорезонансні схема. Вона працює на використанні ефекту магнітного резонансу.
Структурна схема простого стабілізатора, виконаного на основі дроселів: 1 - перший дросельний елемент; 2 - другий дросельний елемент; 3 - конденсатор; 4 - сторона вхідної напруги; 5 - сторона вихідної напруги
Конструкцію досить потужного феррорезонансного стабілізатора допустимо зібрати всього на трьох елементах:
- Дросель 1.
- Дросель 2.
- Конденсатор.
Однак простота в даному варіанті супроводжується масою незручностей. Конструкція потужного стабілізатора, зібрана по Ферорезонансні схемою, виходить масивної, громіздкою, важкою.
Варіант # 2 - автотрансформатор або сервопривід
Фактично мова йде про схему, де використовується принцип автотрансформатора. Трансформація напруги автоматично здійснюється за рахунок управління реостатом, повзунок якого переміщує сервопривід.
У свою чергу сервопривід управляється сигналом, що отримуються, наприклад, від датчика рівня напруги.
Принципова схема сервоприводного апарату, складання якої дозволить створити потужний стабілізатор напруги для будинку або на дачу. Однак цей варіант вважається технологічно застарілим
Приблизно за такою ж схемою діє пристрій релейного типу з тією лише різницею, що коефіцієнт трансформації змінюється, в разі потреби, підключенням або відключенням відповідних обмоток за допомогою реле.
Схеми подібного роду виглядають вже більш складними технічно, але при цьому не забезпечують достатньої лінійності зміни напруги. Зібрати вручну прилад релейний або на СЕРВОПРИВОДИ допустимо. Однак розумніше вибрати електронний варіант. Витрати сил і засобів практично однакові.
Варіант # 3 - електронна схема
Збірка потужного стабілізатора по схемі електронного управління при великому асортименті радіодеталей в продажу стає цілком можливою. Як правило, такі схеми збираються на електронних компонентах - сімісторов (тиристорах, транзисторах).
Також розроблено цілий ряд схем стабілізаторів напруги, де в якості ключів використовуються силові польові транзистори.
Структурна схема модуля електронної стабілізації: 1 - вхідні клеми пристрою; 2 - сімісторний блок управління трансформаторними обмотками; 3 - мікропроцесорний блок; 4 - вихідні клеми на підключення навантаження
Виготовити потужний апарат повністю під електронним управлінням руками неспеціаліста досить складно, краще купити готовий пристрій. У цій справі без досвіду і знань в сфері електротехніки не обійтися.
Під самостійне виробництво розглядати цей варіант доцільно, якщо є сильне бажання побудувати стабілізатор, плюс напрацьований досвід електронщика. Далі в статті розглянемо конструкцію електронного виконання, придатну для виготовлення своїми руками.
Детальні інструкції по збірці
Вже згадана під самостійне виготовлення схема, скоріше є гібридним варіантом, так як передбачає використання силового трансформатора спільно з електронікою. Трансформатор в даному випадку застосовується з числа тих, що встановлювалися в телевізорах старих моделей.
Ось такий приблизно силовий трансформатор буде потрібно під виготовлення саморобної конструкції стабілізатора. Однак не виключається підбір інших варіантів або ж намотування своїми руками
Правда в ТВ приймачах, як правило, ставилися трансформатори ТС-180, тоді як для стабілізатора потрібно як мінімум ТС-320 щоб забезпечити вихідну навантаження до 2 кВт.
Крок # 1 - виготовлення корпусу стабілізатора
Для виготовлення корпусу апарату підійде будь-який відповідний короб на основі ізолюючого матеріалу - пластмаси, текстоліту і т.п. Головний критерій - достатність місця під розміщення силового трансформатора, електронної плати та інших компонентів.
Також корпус допустимо виготовити з листового склотекстоліти, скріпивши окремі листи за допомогою куточків або іншим способом.
Припустимо підібрати корпус від будь-якої електроніки, що підходить під розміщення всіх робочих компонентів схеми саморобного стабілізатора. Також корпус можна зібрати своїми руками, наприклад, з листів склотекстоліти
Короб стабілізатора необхідно оснастити пазами під установку вимикача, вхідного і вихідного інтерфейсів, а також інших аксесуарів, передбачених схемою в якості контрольних або комутаційних елементів.
Під виготовлений корпус потрібна плита-основа, на яку «ляже» електронна плата і буде закріплений трансформатор. Плиту можна зробити з алюмінію, але слід передбачити ізолятори під кріплення електронної плати.
Крок # 2 - виготовлення друкованої плати
Тут потрібно спочатку спроектувати макет на розміщення і зв'язку всіх електронних деталей відповідно до принципової схемою, крім трансформатора. Потім по макету розмічають лист фольгованого текстоліту і малюють (віддруковують) на стороні фольги створену трасування.
Далі витравлюють плату за допомогою відповідного розчину (електронникам метод травлення плат повинен бути знаком).
Виготовити друковану плату стабілізатора цілком доступними способами можна безпосередньо в домашніх умовах. Для цього потрібно приготувати трафарет і набір засобів для травлення на фольгированном текстоліті
Отриманий таким способом друкований екземпляр розводки зачищають, облужівают оловом і виробляють монтаж всіх радіодеталей схеми з подальшим паянням. Так виконується виготовлення електронної плати потужного стабілізатора напруги.
В принципі, можна скористатися сторонніми послугами по травленню друкованих плат. Цей сервіс цілком прийнятний за ціною, а якість виготовлення «печатки» істотно вище, ніж в домашньому варіанті.
Крок # 3 - збірка стабілізатора напруги
Укомплектована радіодеталями плата готується для зовнішньої обв'язки. Зокрема, від плати виводяться лінії зовнішнього зв'язку (провідники) з іншими елементами - трансформатором, вимикачем, інтерфейсами і т.д.
На опорну плиту корпусу встановлюють трансформатор, з'єднують з трансформатором ланцюга електронної плати, закріплюють плату на ізоляторах.
Приклад саморобного стабілізатора напруги релейного типу, виготовленого в домашній обстановці, поміщеного в корпус від що стало непридатним промислового вимірювального приладу
Залишиться тільки підключити до схеми зовнішні елементи, змонтовані на корпусі, встановити ключовий транзистор на радіатор, після чого корпусом закривають зібрану електронну конструкцію. Стабілізатор напруги готовий. Можна приступати до налаштування з подальшими випробуваннями.
Принцип роботи та тест саморобки
Регулюючим елементом електронної схеми стабілізації виступає потужний польовий транзистор типу IRF840. Напруга для обробки (220-250В) проходить первинну обмотку силового трансформатора, випрямляється доданими мостом VD1 і надходить на стік транзистора IRF840. Исток цього ж компонента з'єднаний з мінусовим потенціалом діодного моста.
Схема принципова стабілізуючого блоку високої потужності (до 2 кВт), на основі якої були зібрані і успішно використовуються кілька апаратів. Схема показала оптимальний рівень стабілізації при зазначеної навантаженні, але не вище
Частина схеми, в яку включена одна з двох вторинних обмоток трансформатора, утворюється доданими випрямлячем (VD2), потенціометром (R5) і іншими елементами електронного регулятора. Цією частиною схеми формується керуючий сигнал, який надходить на затвор польового транзистора IRF840.
На випадок підвищення напруги живильної мережі керуючим сигналом знижується напруга затвора польового транзистора, що призводить до закриття ключа. Відповідно, на контактах підключення навантаження (XT3, XT4) можливе підвищення напруги обмежується. Зворотним варіантом працює схема на випадок пониження мережевої напруги.
Налаштування приладу особливою складністю не відрізняється. Тут потрібно звичайна лампа розжарювання (200-250 Вт), яку слід включити на клеми виходу приладу (X3, X4). Далі обертанням потенціометра (R5) напруга на зазначених клемах доводять до рівня 220-225 вольт.
Вимикають стабілізатор, відключають лампу розжарювання і включають прилад вже з повноцінною навантаженням (не вище 2 кВт).
Після 15-20 хвилин роботи знову відключають апарат і виробляють контроль температури радіатора ключового транзистора (IRF840). Якщо нагрів радіатора істотний (більш 75º), слід підібрати більш потужний тепловідвідний радіатор.
Якщо процес виготовлення стабілізатора здався вам занадто складним і нераціональним з практичної точки зору, без особливих проблем можна знайти і придбати пристрій заводського виконання. Правила і критерії вибору стабілізатора на 220 В наведені в рекомендованій нами статті.
Висновки і корисне відео по темі
У відеоролику нижче розглядається одна з можливих конструкцій стабілізатора домашнього виготовлення.
В принципі, можна взяти на замітку цей варіант саморобного апарату стабілізації:
Збірка блоку, стабілізуючого мережеве напруга, своїми руками можлива. Це підтверджується численними прикладами, коли радіоаматори з невеликим досвідом цілком успішно розробляють (або застосовують існуючу), готують і збирають схему електроніки.
Труднощів з придбанням деталей для виготовлення стабілізатора-саморобки зазвичай не відзначається. Витрати на виробництво невисокі і природним чином окупаються, коли стабілізатор вводять в експлуатацію.
Залишайте, будь ласка, коментарі, задавайте питання, публікуйте фото по темі статті в розташованому нижче блоці. Розкажіть про те, як зібрали стабілізатор напруги власними руками. Поділіться корисною інформацією, яка може стати в нагоді відвідують сайт початківцям електротехнікам.