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無線電子工学および電気工学の百科事典 主電源電圧安定化装置 LPS-2500RV の改良。 無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典
220 V の主電源の電圧は常に正常範囲内にあるわけではなく、さらに緊急事態も珍しくなく、さまざまな電気機器や無線機器にとって危険な重大な電圧偏差が発生します。 このような状況では、電圧安定器が役に立ちます。 この記事では、そのうちの XNUMX つであるその機能と欠点、および改善点について説明します。 主電源電圧が標準から大きく逸脱している状況下で、主電源で駆動される機器の動作性を保護し、確保するという問題は依然として関連しています。 電力網の事故により、故障するのは「純粋に電子的な」機器だけではありません。 最も信頼できると考えられている電化製品も故障します。 今日、電気アイロン、洗濯機、冷蔵庫、その他の家庭用電化製品に電子「詰め物」が装備されているという事実を考慮すると、ほとんどすべての主電源で動作する機器が大幅な主電源電圧降下に非常に敏感になっているのは驚くべきことではありません。 この点に関して、さまざまな市販の保護装置が販売されている。 さらに、Radio 誌にこのトピックに関する多数の出版物が掲載されていることからもわかるように、これらはアマチュア無線家によって開発および製造されています。 これらのデバイスは、電圧が範囲外になると常に機器を主電源から切断します。 主電源電圧が上昇した場合にのみ機器の電源を切るものもあれば、許容される「コリドー」を超えた場合に機器をオフにするものもあります。 しかし、そのようなデバイスには重大な欠点があります。 主電源電圧が許容範囲の限界を数秒や数分ではなく、丸数時間「逸脱」した場合、それらは役に立ちません。 ネットワーク障害の復旧に丸XNUMX日以上かかるケースも珍しくありません。 しかし、冷蔵庫だけでなく、事務機器やコンピューターなど、さまざまな機器が同時に動作する必要があります。 したがって、保護装置は、機器をネットワークから切断することによっては役に立ちません。 主電源電圧安定化装置なしではできません。 現在、最も手頃で一般的なのは、リレータイプのネットワーク電圧レギュレータです。 それらは単巻変圧器と電子機器によって制御されるいくつかのリレーで作られています。 リレーは強力な単巻変圧器の巻線からのタップを切り替えて、負荷の電圧を通常の制限内に維持します。 電圧コンバータに基づくネットワーク安定化装置は、リレー式安定化装置よりもはるかに高価であり、一般的ではありません。 筆者はOA機器への電力供給のためにリレー式電圧調整器LPS-2500RV（図1）を購入しました。
これらのデバイスの全範囲は、スタビライザー LPS-800RV (800 W)、LPS-1500RV (1500 W)、LPS-2000RV (2 kW)、LPS-2500RV (2,5 kW)、LPS-4000RV (4 kW)、LPS で構成されています。 -6000RV（6kW）。 主電源電圧の間隔に応じて動作モードのスイッチを提供します。 160つ目は250 ... 120 V、250つ目は3 ... 5 Vです。冷蔵庫に電力を供給するために、出力電圧を供給するための遅延モード（2〜XNUMX分）が特別に提供されており、これは特別なスイッチにより、コンプレッサーモーターの損傷の可能性が軽減されます。 これらのスイッチに加えて、フロント パネルには XNUMX つのポインタ電圧計があります。 XNUMX つは入力電圧を制御するため、XNUMX つ目は出力 (安定化) 用で、動作中に非常に便利です。 単巻変圧器のタップを切り替えるには、プリント基板に取り付けられた XNUMX つの同一のリレーが使用されました (図 XNUMX)。
これまで述べてきたことを踏まえて、これらのスタビライザーの機能は十分に説明されています。 接続できる最大負荷電力はそのタイプによって異なり、式 Pmax = Psn / K によって決まります。ここで、Psn は電圧安定器の電力です。 K - 荷重の種類によって決定される係数。 たとえば、テレビと白熱灯の場合は K = 1、電気ドリルの場合は K = 1,5、電子レンジの場合は K = 2、洗濯機とロータリー ハンマーの場合は K = 3 です。最悪の状況は冷蔵庫、エアコンの場合です。そして冷凍庫。 これらの消費者の場合、K = 5 です。さらに、最大電力は主電源電圧の値に応じて減らす必要があります。 ネットワーク電圧が140 Vの場合、係数K \u2d 160、1,5 Vでは-240。 電圧が増加すると、最大電力も減少しますが、それほど大きくはありません。 1,1 Vでは、係数K \u260d 1,2、XNUMX Vでは-XNUMX。 したがって、すべてのニュアンスを考慮して、最大出力に余裕のあるスタビライザーモデルをすぐに購入することをお勧めします。 さらに、冷蔵庫などの消費者にとっては、安定器を別途用意することが望ましいことは明らかです。 標準の単巻変圧器をより強力なものに置き換えることが可能であることに注意してください。 この場合、ハウジング内にW型スタビライザーを設置するスペースが不足する可能性があるため、トロイダル磁気回路に単巻トランスを使用する必要があります。 ただし、リレーをより強力なものに交換する必要があります。 このアプローチにより、強力なモデルを高価で購入することなく、強力なスタビライザーを「購入」することができます。 しかし、検討されている安定剤にも欠点があります。 まず、本体のシート素材が薄すぎる。 組み立ててみると、かなり硬くて耐久性がありそうです。 しかし、構造強度の錯覚はすぐに消えるため、上部の U 字型カバーを取り外すだけで済みます。 カバーが多数のネジとタッピングネジで本体に取り付けられている理由が明らかになります。 ケースの底部に巨大な単巻変圧器が存在すると、ケースの下部全体が変形する可能性があります。 したがって、トップカバーを取り外すときは、ケースの下部が「生き生き」しすぎて、この構造を片手で動かすことができないため、注意する必要があります。 XNUMX 番目の欠点は、ケースを組み立てた後にマスクされないため、より重大であることが判明しました。 スタビライザがオンになった瞬間に、より大きな起動電流（サージ電流）が発生します。 これは、主電源電圧が急激に低下し、照明装置が「点滅」するという事実につながります。 このような電圧サージが他の機器の状態に悪影響を与えることは説明するまでもありません。 さらに、磁気回路の要素の動きにより、金属ケースへの打撃が発生し、大きくて不快な音を伴います。 このようなサージ電流を排除する必要があることは明らかです。 考えられるオプションの XNUMX つは、始動電流を制限するデバイス、いわゆる「ソフト」スターターを使用することです。 このようなデバイスの図を図 3 に示します。 XNUMX。
ネットワークに接続すると、電圧安定化装置の単巻変圧器が電流制限抵抗 R2 を介してオンになります。 同時に、主電源電圧は、バラストコンデンサ C1、C2 を介して、ダイオードブリッジ VD1 に組み込まれた整流器に供給されます。 リレー K2 の巻線とコンデンサ C4 は抵抗 R4 によって分路されているため、コンデンサ C3 の充電が最初に始まります。 充電後、リレー K1 が動作し、その接点 K1.1 が開き、コンデンサ C4 の充電が始まります。 充電後、リレー K2 が動作し、その接点 K2.1 ～ K2.3 が抵抗 R2 を閉じ、全電源電圧が電圧安定器の単巻変圧器に送られます。 これにより、始動電流が確実に減少します。つまり、電圧安定器が段階的にオンになります。 主電源電圧に障害が発生すると、コンデンサ C3 が急速に放電し、その接点が抵抗 R4 をコンデンサ C4 に接続します。その結果、コンデンサ C2 が急速に放電し、リレー K4 の接点が開き、単巻変圧器が接続されます。抵抗R2を介してネットワークに接続します。 このような回路構成により、K4 リレーが元の状態に素早く戻り、デバイスがネットワークにすぐに再接続できる状態になります。 これは、主電源電圧が短時間停電した場合に重要です。 抵抗 R4 はコンデンサ C1 の放電電流を制限し、低電力リレー K1 の接点を焼損から保護します。 ツェナー ダイオードはリレー K2、K3 およびコンデンサ C4、C1 の電圧を制限します。このデバイスは、主電源電圧が 120 V に低下しても動作するように設計されているため、主電源電圧が上昇した場合のリレー K1 の過熱が防止されます。 スイッチ SA1 とヒューズ FUXNUMX は、電圧安定化装置の通常の要素です。 定抵抗器 PEV-10 (R2) が使用され、残りは MLT、S2-23 でした。 酸化物コンデンサ - 輸入品、C1、C2 - 動作電圧が少なくとも 73 V の K17-78 または K2-630。デバイスの信頼性を向上させるために、コンデンサ C1 と C2 のそれぞれを 1 つのコンデンサ 100 μFxbZO V に置き換えることができます。を直列に接続し、各コンデンサに並列に 0,5 kΩ の抵抗 (MLT-1) を接続します。 巻線抵抗 15 オーム、作動電圧 4.591.001 V のリレー K2200 - RES18 (バージョン RS5)。このタイプのリレーの選択は、リレーの存在と接点の解放時間の短さ (約 2 秒) の両方によるものです。 MS）。 リレー K28 - REK4.569.007 (KShch590TU)、巻線抵抗は 13 オーム、作動電圧は 28 V です。REK2,5 リレーの接点の 15 つのグループは最大電流 20 A 用に設計されているため、2 つのグループすべてが XNUMX つのグループに接続されます。平行。 ツェナー ダイオードは、アルミニウム合金製の面積 XNUMX ～ XNUMX cmXNUMX のヒートシンクに取り付けられます。 抵抗器 R2 を除くすべての部品は、片面にラミネートされたグラスファイバー製のプリント基板に取り付けられています。 組立前に、リレー K2 の接点の状態を確認することをお勧めします。 実践が示しているように、使用済みのリレーの接点だけでなく、新しいリレーの接点も接触抵抗が増加していることが多いため、これを行うことが望ましいです。 REK1 リレーの 28 つの接点の 30 A の電流での実験テストでは、そのうち 160 つの接点の接触抵抗が 10 mΩ よりわずかに小さく、20 つ目の接点の接触抵抗は 5 mΩ であることがわかりました。 すべての接点の表面を洗浄した後、抵抗は 1 ～ 120 mOhm に減少し、並列接続すると合計抵抗は 180 mOhm 未満になりました。 接点の清掃には特別な機能はありませんが、薄く柔らかい布を使用して行うことができます。 洗浄中に接点を曲げないように注意することも同様に重要です。 それらの変形により、過渡抵抗が増加する可能性があります。 バラストコンデンサ C2 を 4 つだけ使用する場合 (総静電容量を半分に減らす)、デバイスは XNUMX V ではなく XNUMX V 以上の主電源電圧でのみ動作します。 プリント基板と抵抗器 RXNUMX は、電圧安定器ハウジングの後壁の上部に固定されています (図 XNUMX)。
リレー接点グループを並列接続しても、負荷容量が大幅に増加しないことが知られています。 閉じた接点の抵抗が広がると (最初は同じであっても、動作中に大きく変化します)、電流はグループ間で不均等に分配されます。 さらに、接点のグループは必然的に同時に開閉しないため、短期的な過負荷が発生し、スパークの結果として摩耗が増加します。 K1 として 2 対の接点によって切り替えられる許容電流を持つリレーを使用することをお勧めします。これは、ネットワーク内の全負荷および最小電圧でスタビライザーによって消費される電流以上です。 著者: A.Zyzyuk、ルツク、ウクライナ
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