Automatikus kazánleállító készülék, ha nő az energiafogyasztás
Tartalom
- Működési elve
- A diagram magyarázata
- TTN
- A W2 kiválasztása
- Konstruktív kivégzés
- Telepítés és csatlakoztatás
- Testreszabás
- Állapotjelzés és diagnosztika
- És mit lehet még bekapcsolni rajta keresztül?
- Az utolsó árnyalat
Képzeljünk el egy helyzetet: egy közönséges városi lakás. Dzsemek vagy főgép – 16 A; már nem engedélyezi az energiafogyasztás korlátját. Van elektromos kazán. A háziasszony bekapcsolja a vasat és vasalni kezd; ebben a pillanatban a lehűtött kazán automatikusan bekapcsol fűtésre. A fogyasztási áram meghaladja a normát, a csatlakozók vagy az automata kiüt, a lakás feszültségmentes. Kár, és a fontos információk eltűntek a számítógépen.
Most képzeljünk el egy másik helyzetet: egy cigarettacsomagnál kissé nagyobb doboz lóg a falon a pult közelében. "Érzékelve", hogy a teljes áramfogyasztás nőtt, és nincs elegendő egyensúly a vízmelegítőhöz, megszakítja a fűtőelem áramellátási körét, és amikor mindent vasalnak és a vasat kikapcsolják, helyreállítja, és a kazán némi késéssel tovább melegszik.
Ezenkívül a doboz a vas-termosztát be- és kikapcsolásával összhangban azonnal be- és kikapcsolja a kazánt: nem tartalmaz elektromechanikus kapcsolóeszközöket, nem működhet lassabban 10 ms-nál (elektromechanikus kontaktor – nem gyorsabb 20 ms-nál) és az automatikus eszköz „nem látja” a fogyasztók kapcsolását. Nem számít meddig tart a vasalás, a kazánnak nem lesz ideje hűlni, és a teljes energiafogyasztás sem nő.
Ilyen a "doboz" – a kazán automatikus leállítására szolgáló eszköz -, amelyet később a cikkben ismertetünk.
Működési elve
A készülék diagramja az ábrán látható. Alapja egy TTN típusú (áramfeszültségű transzformátor) TM1 mérőtranszformátor. A TM1 (W1) primer tekercset – egy fordulatot vagy másfél nagy szelvényű zománcozott rézet – az L fázishuzal szakadása tartalmazza. Induktivitása és aktív ellenállása elhanyagolható, és semmilyen hatással nincs az áramellátásra. a lakás. W2 szekunder tekercs – vékony huzal sok fordulata. Azok, akik ismerik az elektrodinamikát, azonnal meg fogják érteni, hogy ferromágneses mágneses áramkör jelenlétében a szekunder tekercs U feszültsége egyenesen arányos lesz az elsődleges ÁRAM I-vel, és értéke alapján meg lehet ítélni az áram értékét a mért áramkör.
Az elektromos kazán automatikus kikapcsoló berendezésének sematikus rajza
A VD1 egyenirányító dióda és a C1 tároló kondenzátor és a TM1 együttesen mérőegységet alkotnak. Az átváltási arány 1: 1,5, azaz a mért áramkör 30 A áramánál a C1-es feszültség 45 V lesz. Ezt a meglehetősen magas konverziós tényezőt választják ki a készülék áram hiszterézisének kiküszöbölésére. Ha azt mondjuk 5: 1 értékre vesszük (6 V C1-n, 30 A-nál mérve), akkor amikor az eszközt 6 A-ra állítjuk, a szekunder áramkör fordított helyreállítása 5,7 A-nál történik. 0,3 A különbség 220 V-nál 66 W, azok. egy vagy két lámpa megzavarhatja a készüléket.
Az R1 korlátozó ellenállás, az R2 beállító potenciométer, a VD2 Zener dióda, a LED1 LED, az R3 szivárgási sönt és a VT1 tranzisztor alkotják a vezérlő és jelző egységet. Működésének elve nyilvánvaló: R2 az eszközt a szükséges áramhoz igazítja. Amikor motorjának feszültsége meghaladja a zener dióda megszakítási feszültségét plusz 2 V (feszültségesés a LED-en), a VT1 kinyílik, bezárva a VS1 tirisztor vezérlőelektróda áramkörét a közös vezeték felé, bezárja és kinyitja a kazán főáramkörét . A LED1 egyidejűleg kigyullad a VT1 alapáram miatt, jelezve a készülék működését.
A kapcsolóegységet a VD2-VD6 diódahíd, az R5 / R4 feszültségosztó és a VS1 tirisztor alkotja. A szokásos séma szerint állítják össze a diódahíd átlójának megkerülésével. Ebben az esetben a kazán fűtőelemén és a tirisztoron 100 Hz frekvenciájú szinuszos unipoláris áramimpulzusok áramlanak. Az R5 / R4-en keresztül, minden impulzus kezdetén (amikor a feszültség eléri a kb. 2 V-ot) a tirisztor kinyílik és áthalad. Amikor a feszültség körülbelül 0,5 V-ra csökken, a tirisztor bezárul és "megvárja" a következő impulzust.
A vezérlőegység működésbe lépésekor a nyitott VT1 impulzusai "a földbe mennek", a következő 220 V 100 Hz-es félhullám végén a tirisztor bezáródik, és a következő nem megy át az ellentétesen a VD2-VD6 irányított karjai. Ha a 70-es évekből származó régi szemétből VS1 tirisztorként használják, a kazán teljesítménye a névleges 90% -a, a modern optotirisztoroknál pedig 97-98%.
Az R6 korlátozó ellenállás és a LED2 LED alkotja a kazáncsatlakozás jelző egységét. Amikor a LED2 kigyullad, ez azt jelenti, hogy a kazánt a készülék táplálja.
Megjegyzés: A LED2 csak feszültségellátást jelez. A kazán fűtése be- és kikapcsolja a termosztátot, mint korábban.
Az S1.1 / S1.2 bipoláris kapcsolót úgy tervezték, hogy áramköri hiba esetén közvetlenül bekapcsolja a kazánt. A készülék megbízhatósága nagyon magas; az áramkör úgy van felépítve, hogy a lehetséges üzemzavarok többsége nem leálláshoz, hanem éppen ellenkezőleg, a kazán állandó feszültségellátásához vezet, mintha egyáltalán nem lennének "dobozok", hanem az eszköz célja, hogy megóvja a problémáját, és ne adja hozzá őket. S1.1 / S1.2 – a bekapcsolás jelzésével, így látható, hogy a kazánt a "dobozon" vagy közvetlenül táplálják-e.
A diagram magyarázata
A készüléket a "tölgy" elv alapján fejlesztették ki: állítsa be, dugja be és felejtse el. Ez magyarázza az archaikus áramköri megoldások némelyikét.
Például a felcsévélendő TM1 helyett kompakt áramérzékelőt lehetne használni mágnesesen érzékeny elektronikus alkatrészeken. De egy ilyen érzékelő tovább megy az áramkörbe rövid távú feszültség-túlfeszültségek – impulzus zaj (IP). Az IP a fő hiba okozója a közvetlenül a hálózathoz csatlakoztatott elektronikában, és egy modern lakásban ezekből több mint elegendő forrás található. A TTN tárolókondenzátorral kombinálva további szűrők nélkül teljesen elnyomja az áramellátást.
R1 értéke 1 és 5,6 kOhm között lehet. Csökkentése növeli a felvevő áram határértékét; növekedés – csökkenti azt. VD1 – 4,7-5,6 V feszültség esetén. Ez elég a működési áram hiszterézisének kiküszöbölésére. LED1 és LED2 – nagy fényerő; fényük még 2 mA áramerősség mellett is jól látható.
A VT1 tranzisztornak elegendõ teljesítményûnek kell lennie, mert alapárama meghaladhatja a 10 mA-t. Szétszórt teljesítmény – legalább 5 W; a maximális megengedett kollektorfeszültség 50 V. A régi szovjet KT815G-t használták az eredeti kivitelben; bármelyik analógja vagy erősebb is megteszi.
VD2-VD6 híd és VS1 tirisztor – legalább 20 A áram esetén. A háztartási kazánok áramfogyasztása nem haladja meg a 10 A-t; dupla "katonai" jelenlegi tartalék másfél ipari vagy 30% -os háztartás helyett gyakorlatilag örökkévalóvá teszi a hidat és a tirisztort. A VS1-et egy 30-50 négyzetméteres M. radiátorra kell felszerelni. cm.
S1.1 / S1.2 – 10 A áram esetén beépített fényjelzéssel, a fentiek szerint. Vehet egy erősebbet is, de nincs különösebb értelme nagy árrést megadni az S1.1 / S1.2 esetében: kivételes esetekben bekapcsol, és gyakran nem vált.
TTN
A mágneses indukció a TM1 mágneses magban a tesla (T) frakciói, így akár konzervdobozon lévő vasra vagy S alakú ferritre is felcsévélheti. A transzformátoracél továbbra is előnyösebb: a ferrit telítettségi indukciója sokkal kisebb, és a hálózatban éles erős feszültség-túlfeszültségek esetén az áramellátás behatolhat az áramkörbe. Keresztmetszet – 1 négyzetmétertől lásd még: nem ijesztő, de a készülék súlya és méretei megnőnek.
Eredetileg a TM1 a "bazár" kínai hálózati adapter kiégett transzformátorának keretére van tekerve. A rádióamatőrök tudják, hogy a "kínaiak" visszatekerése felesleges: a rendkívül kényszerítő ferromágneses ötvözet, amelynek lemezeiről a mag össze van szerelve, érzékeny a hőre, amikor kiég, rontja tulajdonságait, és a visszatekercselt ismét nagyon kiég. gyorsan. De mint TTN, egy ilyen transzformátor észrevehető fűtés nélkül működik az elsődleges tekercs maximális áramánál.
Transzformátor kialakítás TM1
A TM1 kialakítását és adatait az ábra mutatja. Az elsődleges W1 tekercs 10-12 réz zománcozott huzal, amelynek átmérője 1,0-0,8 mm, rézre rakva, vagy másfél fordulat, vagy a megfelelő szakasz rézzománcozott busza. Kívánatos, hogy ellenálljon a j j áramsűrűségnek W1-ben 4 A / m2-ig, hogy elkerüljük a mag mágneses telítettségét az MT-től. Az átalakítási tényező bizonyos mértékben függ a mag anyagának mágneses tulajdonságaitól és keresztmetszeti területétől, ezért amikor a TM1-et véletlenszerű mágneses áramkörön gyártják, akkor a W2 másodlagos tekercs fordulatainak számát kell kiválasztani.
A W2 kiválasztása
A kiválasztás az 1 A – 1 V AC feszültség aránya alapján történik; majd a C1-en történő kiegyenesedés után csak 40-45 V-ot kapunk. A munka sebességéhez például W2-et tekerünk, például 200 fordulatot. Kellően erős fogyasztót keresünk otthon. Tegyük fel, hogy van egy 1300 W-os elektromos vízforralója. A hálózat 220 V feszültségén áramfogyasztása Ohm törvénye szerint 1300/220 = 6 A.
A W1 TM1-et bekapcsoljuk a vízforraló áramellátásának megszakadásává (csak ne felejtsük el, hogy öntsünk vizet; a víz nélküli vízforralót nem lehet bekapcsolni ballasztként), mérjük meg a W2-nél bekövetkező „változást” multiméterrel az AC feszültségmérési mód. Tegyük fel, hogy 1,7 V volt. Ilyen tekercseléssel 30 A-nál 30/6 = 5×1,7 = 8,5 V-ra kapunk, és 30 V-ra van szükségünk. A W2 szükséges fordulatok száma 30 / 8,5 = 3,53 lesz x200 (kezdeti fordulatok száma) = 706. Kerekítés 700-ig vagy 750-ig; a W2 feszültség 20% -os eltérése nincs jelentős hatással a készülék működésére. A vezeték átmérője nem számít, mindaddig, amíg a tekercs belefér a keretablakba.
Konstruktív kivégzés
A készülék működés közben körülbelül 5 watt hőt termel. Ez nem sok, de siketek esetén, ha állandó kapcsolat van a hálózattal, a termikus üzemmód nehéznek bizonyulhat, ezért szellőzőnyílásokat kell biztosítani. A test bármely megfelelő dielektromos doboz. Szerelés – nyomtatott áramköri lapra.
A hálózati kimenettel rendelkező bemenet és a kazán kimenete szabványos sorkapcsokon keresztül csatlakozik. Annak érdekében, hogy a vezetékek ne keveredjenek össze, célszerű egymástól elosztani és megjelölni. R2 motor – spline-hoz, mert A beállítást (lásd alább) a készülék telepítésekor egyszer hajtják végre. A karosszériában van egy lyuk az R2 motorral szemben, vagy azt kihozzák a karosszériába, és a beállítás után szalaggal lezárják. A LED1, LED2 és S1.1 / S1.2 az előlapon látható.
Telepítés és csatlakoztatás
A készüléket vagy a lakás kapcsolótáblájába, vagy a mérő és a fő csatlakozódoboz közötti falra szerelik. A jelzett módon a fázishézagba kerül. A mérőórából származó vezetékeket a bejárathoz viszik; a kijáratnál – a lakás többi része, kivéve a kazánt. A kazán csatlakozik a kimenetéhez. A csatlakozás természetesen áramtalanított lakással történik, az elektromos biztonsági szabályok betartásával.
A tárolótartály és a pillanatnyi vízmelegítő felszerelésével kapcsolatos további információkért lásd a linket.
Testreszabás
Először meghatározzuk a lakás jelenlegi tartalékát. Tegyük fel, hogy rendszeres fogyasztók – világítás, TV, számítógép stb. összesen 700 wattot adtak; 220 V-nál 3,2 A lesz. Automata gép, például 16 A-nál 12,8 A marad, 12,8×220 = 2816 W lesz; 2,8 kW.
Ezután a hatalom szempontjából keressük a legközelebbi KEVESEBB fogyasztót. Tegyük fel, hogy van 1400 W-os porszívó, ugyanaz az elektromos vízforraló, 2,2 kW-os vasaló és 2,8 kW-os mikrohullámú sütő. Vas megválasztása a jövőbeni váratlan leállások elkerülése érdekében. A vízforralót bekapcsolhatja porszívóval, összesen 2,7 kW-ot adnak, de zajos lesz.
Ezután kapcsolja ki a kazánt a szokásos automata gépével, az R2 motort állítsa a séma szerint a legalacsonyabb helyzetbe. Ezután bekapcsoljuk a vasalót, és simán forgatjuk az R2 csúszkát, amíg a piros LED kialszik, a sárga pedig kigyullad. Ennyi, vége a beállításnak, bekapcsolhatja a kazánt és nyugodtan élhet.
Állapotjelzés és diagnosztika
Normál üzem közben a készüléknek vagy a LED1-nek (sárga), vagy a LED2-nek (piros) világítania kell. Ha mindkettő ki vagy be van kapcsolva – a készülék hibás, a javítás vagy csere előtt be kell kapcsolnia az S1.1 / S1.2 funkciót. A diagnosztikához bekapcsoljuk a beállított hálózatot: a sárga kialszik, a piros pedig világít. Lehetséges azonban, hogy a hálózati feszültség megváltozott; ebben az esetben szükség lehet újrabeállításra.
És mit lehet még bekapcsolni rajta keresztül?
Bekapcsolhatja az "ohmos" fogyasztókat: vasaló, vízforraló, elektromos kandalló. Mikrohullámú sütő, hűtőszekrény, légkondicionáló, számítógép, TV és minden más, ahol az egyszerű elektromos spirál mellett legalább valamiféle elektronika is van, lehetetlen: ha unipoláris impulzusokkal működnek, akkor az ilyen eszközök vagy nem fognak működni, vagy gyorsan kudarcot vall. A kazánban nincs elektronika, egy bimetál lemezen van egy termosztát. A világítás szintén lehetetlen: a gyakorlat azt mutatja, hogy az unipoláris impulzusok által működtetett izzók gyorsan kiégnek.
Az utolsó árnyalat
A készülék első kezelői, miután megismerkedtek a működésével, úgy döntöttek, hogy átrendezik azt a vasalódeszka aljzatának áramkörén, mivel ott a vezetékeknek külön elágazása van. Vagyis elsőbbséget adtak a kazánnak: túláram esetén a vas kikapcsol. De természetesen mindenki meghatározza a házban a prioritásokat.