주전원의 릴레이 전압 제어 장치. 계획, 설명

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전기 네트워크의 전압을 모니터링하는 릴레이 장치입니다. 무선전자공학 및 전기공학 백과사전

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오늘날 아마추어 무선 문헌과 인터넷에서는 전기 네트워크의 전압을 모니터링하고 전압이 허용 한도를 초과하면 전원을 공급받는 전기 제품을 끄는 수제 장치에 대한 많은 설명을 찾을 수 있습니다. 일반적으로 이러한 장치는 마이크로 컨트롤러, 연산 증폭기 및 기타 최신 첨단 전자 부품을 사용합니다. 그러나 최근에는 이 문제가 더 간단한 방법으로 성공적으로 해결되었습니다. 예를 들어 전자기 릴레이를 사용합니다. 이 기사의 저자는 이러한 "복고풍" 디자인 중 하나를 설명합니다.

표준(예: [1])이 가정용 전기 네트워크의 전압 안정성에 대해 상당히 엄격한 표준을 설정한다는 사실에도 불구하고 여러 가지 이유로 허용 가능한 한도를 초과하는 경우가 많습니다. 이는 오늘날 아파트나 주거용 건물에 많이 사용되는 가전 제품에 위험을 초래합니다. 특히 네트워크에 거의 지속적으로 연결되어 있는 경우에는 더욱 그렇습니다. 여기서 도움이 되는 유일한 것은 전압을 지속적으로 모니터링하고 위험한 증가 또는 감소가 발생할 경우 네트워크에서 모든 소비자의 연결을 끊는 자동 장치가 있다는 것입니다.

그러한 자동 기계가 필요했을 때 자체 생산에 대한 설명을 찾을 수 있었던 것(예: [2])은 나에게 너무 복잡해 보였습니다. 직접 디자인하고 제작하기로 결정했습니다. 그 다이어그램은 그림 1에 나와 있습니다. 198. 전압이 220V(10V-242%) 미만일 경우 아파트의 전기 네트워크가 꺼지고, 정상으로 돌아오면 다시 켜집니다. 220V(10V + 1%) 값을 초과하면 네트워크도 꺼지지만 아파트 소유자가 PV1 전압계 판독값을 통해 전압이 정상인지 확인할 때까지 작동이 복원되지 않습니다. SBXNUMX "시작" 버튼을 누릅니다. 완전 자동화에서 벗어나는 것은 더 나은 안전성을 제공하며 최대 전압을 초과하는 일이 드물게 발생하므로 전적으로 허용됩니다. XNUMX년 동안 기계를 연속적으로 작동하는 동안 저전압으로 인해 정지가 많이 발생했지만 초과로 인해 정지가 XNUMX번만 발생했습니다. 주로 밤에 발생했으며 때로는 뇌우 중에 발생했습니다.

쌀. 1 (확대하려면 클릭)

다이어그램에서 볼 수 있듯이 두 개의 강압 변압기 T1 및 T2는 380차 권선과 3차 권선에 걸쳐 직렬로 연결되므로 중성점에서 발생하는 주전원 전압이 3.1V 이상으로 증가하는 것을 쉽게 견딜 수 있습니다. 20상 네트워크가 끊어졌습니다. 접점 K4이 최대 8A의 전류를 견디고 소비자를 네트워크에 연결하고 연결을 끊는 릴레이 K20에 전원을 공급하는 정류기는 다이오드 VD1-VDXNUMX을 사용하는 브리지 회로에 따라 만들어지며 권선 III에 의해 전원이 공급됩니다. 총 정격 전압 XNUMXB로 직렬로 연결된 변압기. 이 정류기의 출력 및 공급 네트워크에 전압이 존재하면 LED HLXNUMX로 표시됩니다.

전압 값을 모니터링하기 위한 정류기는 브리지 회로를 사용하는 다이오드 VD1 - VD4를 사용하여 조립됩니다. 이는 직렬로 연결된 변압기 권선 II에 의해 전원이 공급됩니다(총 정격 전압은 12,6V). 이 정류기의 특징은 평활 커패시터 C1의 정전 용량이 상대적으로 작아서 전압 변화를 지연 없이 모니터링할 수 있다는 것입니다.

네트워크 전압이 하한 임계값보다 크면 LED HL3 회로 - 제너 다이오드 VD11 - LED의 직접 전압 강하 합계를 초과하는 극성 릴레이 K1 권선, 제너의 안정화 전압에 전압이 적용됩니다. 다이오드 및 릴레이 작동 전압. 릴레이 K1의 접점 R과 L이 닫힙니다. 이때 릴레이 K2의 접점 I과 P도 닫히면 릴레이 K3이 활성화되어 소비자를 네트워크에 연결합니다.

튜닝 저항 R9를 조정하면 네트워크의 전압이 허용 가능한 198V 미만으로 감소할 때 제너 다이오드 VD11의 전압이 안정화 전압보다 낮아지고 닫혀서 릴레이 K1 권선을 통해 전류가 중지됩니다. . 결과적으로 이 계전기의 접점 R과 L은 계전기 K3의 권선 회로를 엽니다. 전압이 정상으로 돌아올 때까지 네트워크에서 소비자의 연결을 끊습니다.

과전압 제어 채널은 유사하게 구성되지만 그 안에 있는 임계값 요소는 제너 다이오드 VD12이고 응답 임계값(242V)은 트리밍 저항 R11에 의해 설정되며 이를 초과하면 릴레이 K2의 접점이 회로를 엽니다. 릴레이 권선 K3을 연결하고 LED HL2를 켭니다.

릴레이 K2로는 권선에서 전압이 제거될 때 접점이 독립적으로 원래 위치로 돌아가지 않는 것을 특징으로 하는 쌍안정 극성 릴레이 RP4가 사용됩니다. 릴레이 전기자를 한 방향 또는 다른 방향으로 이동하려면 권선 중 하나에 적절한 극성의 전압 펄스를 적용해야 합니다. 따라서 활성화 후 릴레이 K2를 원래 상태로 되돌리기 위해 장치에는 과전압으로 인해 연결이 끊어진 전기 소비자를 네트워크에 다시 연결하는 SB1 버튼이 있습니다. K2 릴레이 접점의 초기 위치를 알 수 없고 무엇이든 될 수 있으므로 네트워크에 연결한 후 장치를 작동 상태로 전환하기 위해 이 버튼을 눌러야 하는 경우가 있습니다.

제너 다이오드 VD9 및 VD10은 활성화된 후 릴레이 권선 K1 및 K2에 공급되는 전압을 제한하므로 이러한 권선의 전류가 허용 값을 초과하는 것을 허용하지 않습니다.

저자는 강화 자기 코어를 갖춘 261개의 통합 전력 변압기 TPP127-220/50-3을 설계에 사용했습니다[2]. 이 변압기의 9차 권선은 권선 I(핀 3과 7 사이에 점퍼가 있는 핀 12와 19)로 사용되었습니다. 권선 II를 형성하기 위해 변압기의 단자 11와 20 사이에 점퍼를 설치하고 단자 15과 16에서 전압을 제거합니다. 권선 III의 단자는 XNUMX와 XNUMX입니다.

두 개의 변압기 T1 및 T2 대신 최대 380V의 20차 전압을 견딜 수 있는 변압기를 사용할 수 있습니다. ShL40x2700 자기 코어에 독립적으로 감을 수 있습니다. 권선 I에는 직경 2mm의 PEV-0,21 와이어 155회전이 있어야 하고, 권선 II에는 직경 2mm의 PEV-0,35 와이어 254회전이 있어야 하며, 권선 III에는 동일한 와이어의 220회전이 있어야 합니다. 12,6차 전압이 20V인 경우 권선 II 및 III의 전압은 각각 XNUMXV 및 XNUMXV여야 합니다.

릴레이 K1은 오른쪽 접점 쪽으로 우세한 7위치, 단일 안정 극성 릴레이 RP4.521.005입니다(버전 RS600). 약 470Ω의 저항을 갖는 권선을 얻기 위해 권선 II(140Ω) 및 III(4Ω)이 직렬로 연결되며 릴레이 블록의 단자 6와 4.521.019 사이에 점퍼가 설치됩니다. 권선 저항이 480Ω인 동일한 유형의 릴레이 버전 RS4.521.012 또는 권선 저항이 700Ω인 RSXNUMX를 사용할 수 있습니다.

릴레이 K2는 4위치 쌍안정 극성 릴레이 RP4.520.004(버전 RS1)입니다. 저항이 130Ω인 권선 2-IV는 직렬로 연결되며 점퍼는 릴레이 블록의 접점 3-4, 8-6 및 7-2250 사이에 설치됩니다. 저항이 4.520.011Ω인 권선 VII도 사용됩니다. 저항이 460Ω 및 2700Ω인 권선이 있는 릴레이 버전 RS4.520.012 또는 저항이 500 및 830Ω인 권선이 있는 RSXNUMX를 사용할 수 있습니다.

극성 릴레이 RP4 및 RP7에 대한 참조 데이터는 [4]에서 찾을 수 있습니다. 교체품을 선택할 때 다양한 디자인의 극성 릴레이 권선이 해당 블록의 다양한 접점으로 라우팅될 수 있다는 점을 염두에 두어야 합니다. 동일한 릴레이 권선의 저항 확산은 ±15...20%에 도달할 수 있습니다.

필요한 릴레이 RP7을 사용할 수 없는 경우 권선 저항에 적합한 릴레이 RP4를 대신 사용할 수 있습니다. 이 릴레이는 구조적으로 동일하지만 접점 조정이 다릅니다. RP4 릴레이에서 보호용 알루미늄 케이스를 제거하고 왼쪽 접점의 고정 나사를 XNUMX~XNUMX바퀴 풀고 앵커를 이 접점에 수동으로 던진 다음 앵커가 자동으로 던져질 때까지 왼쪽 접점의 조정 나사를 천천히 회전해야 합니다. 오른쪽으로. 이 위치에서는 왼쪽 접점을 고정한 후 케이싱을 릴레이에 올려 놓아야 합니다.

권선 저항이 3Ω이고 정격 작동 전압이 3V인 릴레이 K4.501.200 - RKS175(RS24 버전) [5]. 동일한 작동 권선 전압을 갖는 다른 릴레이로 교체할 수 있으며 접점은 최소 20A의 전류를 전환할 수 있습니다.

전압계 PA1 - 측정 한계가 4209V 교류 전압인 Ts500 검출기 시스템입니다.

기계는 접지되어야 하는 230x160x80mm 크기의 금속 케이스에 조립됩니다. 릴레이 K3은 전기 네트워크에 연결된 접점이 우발적인 접촉으로부터 보호되지 않기 때문에 하우징의 별도 구획에 배치됩니다. 제너 다이오드 VD9 및 VD10에는 50cm 면적의 방열판이 장착되어 있습니다.².

네트워크에서 기계가 소비하는 전력은 약 7W입니다. 기계를 설정할 때 실험실에서 조정 가능한 자동 변압기를 통해 주전원 전압이 공급되고 트리밍 저항기 R9 및 R11을 사용하여 하한 및 상한 응답 임계값이 각각 설정됩니다.

원하는 경우 음향 경보 장치를 소켓 XS1 및 XS2에 연결할 수 있습니다. 그러면 네트워크의 허용 전압이 초과되면 경보가 울립니다. 신호 장치의 가능한 회로도가 그림 2에 나와 있습니다. 1. 입력에는 다이오드 브리지 VD4-VD1가 있어 플러그 XP2 및 XP1를 기계 소켓에 연결하여 극성을 관찰할 필요가 없습니다. 기존 멀티 바이브레이터는 트랜지스터 VT2 및 VT800를 사용하여 조립되어 약 3Hz 주파수의 펄스를 생성합니다. 트랜지스터 VT1은 전화 캡슐 HA3에 공급되는 신호의 전력 증폭기입니다. 트랜지스터 VT5 및 제너 다이오드 VD50는 XNUMXcm 면적의 방열판에 설치해야 합니다.².

그림. 2

문학

GOST 13109-97. 범용 전원 공급 시스템의 전기 에너지 품질에 대한 표준입니다. - URL: internet-law.ru/gosts/gost/3761/.
Bezyulev S. 자동 냉장고 보호. - 라디오, 2005, No. 7, p. 48, 49.
Shulgin G. 통합 변압기. - 라디오, 1982, 1번, p. 59, 60.
릴레이 극성 RP4, RP4M, RP5, RP7. - URL: Museumrza.ru/up/jeksponaty/files/Spr_RP_4_5_7.djvu.
릴레이 전자기 RKS3, RKS3T. - URL: radiant.su/files/images/IRZ/rks3.pdf.

저자: S. 바빈

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