|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
ENCYCLOPEDIA VỀ ĐIỆN TỬ TRUYỀN THANH VÀ KỸ THUẬT ĐIỆN Ổn áp nguồn điện với điều khiển vi điều khiển. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện
Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện / Bộ vi điều khiển Thật không may, độ lệch dài hạn của điện áp nguồn hơn 10% so với giá trị danh nghĩa 220 V đã trở thành hiện tượng phổ biến ở nhiều khu vực của nước ta. Khi điện áp trong mạng tăng (lên tới 240...250 V), tuổi thọ của các thiết bị chiếu sáng giảm đáng kể và độ nóng của nguồn điện máy biến áp và động cơ trong máy nén tủ lạnh tăng lên. Việc giảm điện áp nguồn xuống dưới 160... 170 V gây ra sự gia tăng đáng kể tải trên các bóng bán dẫn chính trong bộ nguồn chuyển mạch (điều này có thể dẫn đến quá nhiệt và sự cố nhiệt sau đó), cũng như làm kẹt động cơ trong máy nén tủ lạnh, điều này cũng dẫn đến việc chúng quá nóng và không hoạt động được. Sự biến động điện áp thậm chí còn lớn hơn đối với người tiêu dùng một pha được cấp nguồn từ mạng ba pha xảy ra trong trường hợp đứt dây trung tính ở đoạn từ điểm kết nối của người tiêu dùng với mạng bốn dây đến trạm biến áp. Trong trường hợp này, do mất cân bằng pha, điện áp trong ổ cắm có thể thay đổi từ vài chục volt đến 380 V tuyến tính, điều này chắc chắn sẽ dẫn đến hư hỏng hầu hết các thiết bị gia dụng phức tạp được kết nối với ổ cắm. Bộ ổn định được đề xuất sẽ giúp bạn tránh được những rắc rối liên quan đến sự dao động điện áp quá lớn trong mạng. Để ổn định điện áp mạng trong điều kiện gia đình, chất ổn định cộng hưởng sắt chủ yếu được sử dụng. Nhược điểm của chúng bao gồm biến dạng hình sin của điện áp đầu ra (ví dụ: cấm kết nối tủ lạnh với bộ ổn định như vậy), công suất hạn chế của bộ ổn định sử dụng trong gia đình (300...400 W) với các thông số trọng lượng và kích thước đáng kể , không thể hoạt động khi không có tải, phạm vi ổn định hẹp và hỏng hóc do điện áp trong mạng tăng. Bộ ổn định điện áp bù, có sơ đồ khối được hiển thị trong Hình 1, không có những nhược điểm này. XNUMX.
Nó hoạt động trên nguyên tắc hiệu chỉnh điện áp từng bước, được thực hiện bằng cách chuyển đổi các đầu dây của cuộn dây của máy biến áp tự ngẫu T1 sử dụng công tắc triac Q2-Q6 dưới sự điều khiển của vi điều khiển (MK) theo dõi mức điện áp trong mạng. Phương pháp được sử dụng trong bộ ổn định để ước tính biên độ của điện áp nguồn cực kỳ đơn giản để thực hiện và cung cấp độ chính xác đo khá đủ cho ứng dụng này. Tuy nhiên, nó đặt ra một số hạn chế đối với việc sử dụng thiết bị. Trước hết, tần số của điện áp nguồn phải không đổi (50 Hz). Ví dụ, điều kiện này có thể bị vi phạm nếu nguồn cung cấp năng lượng được cung cấp từ máy phát điện diesel tự trị. Ngoài ra, độ chính xác của phép đo giảm khi tăng độ biến dạng phi tuyến của dạng sóng điện áp nguồn, phát sinh trong quá trình vận hành của các thiết bị tiêu thụ điện nằm gần nhau có tính chất cảm ứng cao của tải. Sơ đồ của thiết bị được hiển thị trong hình. một.
Theo chương trình được ghi trong bộ nhớ, MK DD1 đo điện áp nguồn trong từng khoảng thời gian (20 ms). Từ bộ chia R1R2, nửa sóng âm của điện áp nguồn đi qua diode zener VD1, tạo thành các xung trên nó với biên độ được xác định bởi điện áp ổn định của diode zener, trong trường hợp này là 10 V. Từ bộ chia R3R4, giúp giảm biên độ của tín hiệu nhận được xuống mức TTL (Hình 3), các xung này đến đường 0 của cổng A, được định cấu hình cho đầu vào. Sử dụng điện trở cắt R4, mức tín hiệu thấp hơn ở đầu vào MK được đặt thành 0,2...0,3 V dưới mức ghi nhật ký. 0. Ở nhiệt độ phòng và điện áp cung cấp ổn định, mức điện áp chuyển đổi đầu vào kỹ thuật số của vi mạch CMOS từ trạng thái nhật ký. 1 để ghi lại trạng thái. 0 (và ngược lại từ 0 về 1 với một số độ trễ, trong trường hợp này có thể bị bỏ qua do giá trị không đổi của nó) trên thực tế vẫn không đổi.
Như có thể thấy từ hình. 3, khi điện áp nguồn thay đổi từ 145 đến 275 V, thời lượng của các xung tương ứng với log. 0, thay đổi từ khoảng 0,5 đến 6 ms. Bằng cách đo thời lượng của các xung này, chương trình MK sẽ tính toán mức điện áp nguồn trong giai đoạn hiện tại. (R4.1 là điện trở của phần điện trở R4 tính từ dưới lên - theo sơ đồ - cực tới động cơ). Sau khi bật bộ ổn định, điện áp nguồn được điều khiển trong 5 giây. Nếu nằm trong khoảng 145...275 V, đèn LED HL2 “Bình thường” màu xanh lá cây sẽ nhấp nháy, nếu không thì đèn LED HL3 “Thấp” hoặc HL1 “Cao” sẽ sáng (tùy thuộc vào giá trị của điện áp nguồn). Bộ ổn định vẫn ở trạng thái này cho đến khi điện áp trong mạng đạt đến giới hạn quy định. Nếu sau 5 giây, điện áp trong mạng vẫn nằm trong giới hạn chấp nhận được, MK sẽ ra lệnh mở triac VS1, qua đó máy biến áp tự ngẫu T1 được kết nối với mạng. Sau đó, MK thực hiện các phép đo điều khiển điện áp nguồn trong 0,5 giây nữa, sau đó, tùy thuộc vào kết quả đo, mở một trong các triac VS2-VS6, từ đó kết nối tải với một trong năm vòi của máy biến áp tự động. Việc cách ly điện triac khỏi MK được thực hiện bằng bộ ghép quang thyristor U1-U6. Trong quá trình điều chỉnh, xung mở được loại bỏ khỏi triac bật ở cuối nửa chu kỳ của điện áp nguồn hình sin. Sau đó, chương trình MK tạm dừng trong 4 ms rồi gửi xung mở tới một triac khác. Khoảng thời gian trễ giữa các triac chuyển đổi có thể tăng lên bằng cách thay đổi giá trị thời gian trễ tương ứng ở đầu chương trình (trong khối mô tả hằng số) (xem chú thích trong văn bản nguồn của chương trình). Cần tăng thời gian này lên 10...15 ms nếu tải cảm ứng có hệ số công suất nhỏ hơn 0,7...0,8 được kết nối với bộ ổn định. Nếu điện áp lưới điện vượt quá giới hạn cho phép, máy biến áp tự ngẫu cùng với tải sẽ bị ngắt bằng triac VS1. Đèn LED HL1-HL8 cho biết trạng thái của bộ ổn định và các cấp điện áp trong mạng. Tùy thuộc vào giá trị của điện áp nguồn U, các đầu nối của cuộn dây bổ sung của máy biến áp tự ngẫu được chuyển đổi theo thứ tự sau:
Để ngăn chặn việc chuyển đổi ngẫu nhiên các triac nếu điện áp nguồn ở ngưỡng chuyển đổi các vòi của máy biến áp tự ngẫu, một độ trễ nhất định trong hoạt động đã được đưa vào chương trình. Ví dụ: nếu khi điện áp nguồn tăng từ 189 lên 190 V, tải được chuyển từ vòi “+20%” sang “+10%”, thì MK sẽ chỉ chuyển tải trở lại “+20%” khi điện áp nguồn giảm xuống khoảng 187 V. Độ trễ giữa sự thay đổi điện áp trong mạng và lần chuyển đổi tương ứng của các vòi của máy biến áp tự ngẫu không vượt quá 40 ms. Nếu điện áp nguồn “không thành công” dưới 145 V trong thời gian hơn 100 ms (có thể thay đổi, xem chú thích trong văn bản nguồn của chương trình), MK sẽ ngắt kết nối máy biến áp tự ngẫu với tải được kết nối với nó khỏi mạng, trong khi đèn LED màu xanh lá cây HL2 “Bình thường” tắt và đèn LED màu đỏ sáng lên HL3 "Thấp". Nếu điện áp mạng tăng lên trên 275 V, tải được điều khiển sẽ bị ngắt khỏi mạng sau 40 ms và đèn LED HL1 “Cao” màu đỏ sẽ sáng lên. Sau khi điện áp nguồn trở lại bình thường (145 Nếu điện áp nguồn bị hỏng, điện tích của tụ C2 đủ trong khoảng 30 giây để duy trì hoạt động bình thường của MK, sau đó chương trình sẽ bị treo, do đó bộ đếm thời gian theo dõi độc lập (WDT) tích hợp trong MK sẽ được kích hoạt. Thông tin về tín hiệu từ bộ hẹn giờ này được lưu trong bộ nhớ của MK thêm khoảng 3 phút nữa (cho đến khi tụ C2 phóng điện về gần như bằng 1). Nếu tại thời điểm này điện áp nguồn được phục hồi, chương trình mới khởi chạy, sau khi phát hiện tín hiệu từ WDT trong bộ nhớ, sẽ đợi nhấn nút SB4. Do đó, việc khôi phục điện áp nguồn sau 5...5 phút sau khi tắt sẽ được bộ ổn định coi là bình thường và do đó, sau XNUMX giây (thời gian kiểm tra điều khiển điện áp nguồn), tải sẽ được kết nối. vào nguồn điện thông qua máy biến áp tự ngẫu. Ví dụ: nếu bộ ổn định hoạt động kết hợp với nguồn điện liên tục hoặc thiết bị khác mà chu kỳ bật tắt điện áp ngẫu nhiên do gián đoạn mạng điện là không quan trọng, việc chờ đợi trong chương trình để nhấn nút SB1 có thể là bỏ qua (xem chú thích ở mã nguồn của chương trình). Nhấn nút SB1 trong 2 giây trong khi thiết bị hoạt động bình thường sẽ tắt tải và bộ ổn định sẽ chuyển sang chế độ chờ, tương tự như những gì xảy ra sau khi mất điện. MK DD1 được cấp nguồn bằng hai nguồn điện áp ổn định 5 V. Ở chế độ chờ, khi ngắt kết nối máy biến áp tự ngẫu T1 khỏi mạng (triac VS1 đóng), dòng điện mà thiết bị điều khiển tiêu thụ là tối thiểu (20...25 mA) và Nguồn điện được cung cấp từ nguồn không biến áp gồm tụ điện chấn lưu C1 và điốt zener VD3. Nguồn này đảm bảo vi điều khiển hoạt động ổn định khi điện áp mạng thay đổi từ 100 đến 400 V. Khi thiết bị chuyển từ chế độ chờ sang chế độ vận hành, khi bộ biến áp tự ngẫu T1 cùng với tải được kết nối với mạng (bộ ghép quang U1, một trong các bộ ghép quang U2-U6, cũng như một trong các đèn LED HL4-HL8 và, có thể, HL1 hoặc HL3, nhấp nháy khi điện áp tiếp cận mạng đến ranh giới của phạm vi cho phép), mức tiêu thụ dòng điện tăng lên khoảng 100 mA. Ở chế độ này, công suất của nguồn điện không dùng máy biến áp không đủ để duy trì điện áp nguồn ổn định (không có gợn sóng đáng chú ý) ở mức 5 V. Để loại bỏ ảnh hưởng của sự mất ổn định của điện áp nguồn MK đến kết quả đo điện áp nguồn, thiết bị được trang bị nguồn điện áp ổn định thứ hai 5 V, được lắp ráp trên bộ ổn định tích hợp DA1. Mạch C6R5R6, khi thiết bị được kết nối với mạng, sẽ hình thành độ trễ thời gian trước khi khởi động MK, điều này là cần thiết để điện áp trên tụ C2 có thời gian tăng lên mức đảm bảo MK hoạt động bình thường. Bộ ổn áp sử dụng điện trở cố định MLT, tông đơ (R2, R4) SP5-2. Tụ điện C1 là MBGC có điện áp định mức ít nhất là 500 V. Có thể sử dụng tụ điện K73-17 có điện áp định mức 630 V (tuy nhiên cần lưu ý biên độ cho phép của điện áp xoay chiều của tụ điện này không vượt quá 315 V). Nên chọn diode zener VD3 có điện áp ổn định lớn hơn 0,05...0,1 V so với điện áp ở đầu ra của bộ ổn định DA1. Triac KU208G có thể hoán đổi cho nhau với bất kỳ loại nào khác được thiết kế cho dòng điện và điện áp cần thiết ở trạng thái đóng ít nhất 400 V. Autotransformer T1 được chuyển đổi từ máy biến áp mạng TS-180-2 (từ TV đen trắng cũ). Ở chế độ tự biến áp, nó có khả năng cung cấp năng lượng cho tải lên tới 1 kW [1]. Lõi từ xoắn của máy biến áp này bao gồm hai bộ phận hình chữ U, trên đó đặt các khung có cuộn dây. Các cuộn dây, có số lượng được chỉ định trong sơ đồ không có nét, được quấn trên một khung, có các nét - ở khung kia. Nếu chúng ta giới hạn ở công suất đầu ra dài hạn của bộ ổn định là 250...300 W, thì các cuộn sơ cấp 1-2 và 1'-2', mỗi cuộn chứa 450 vòng dây PEV-2 0,9, có thể không thay đổi . Trong trường hợp này, tất cả các cuộn dây thứ cấp của máy biến áp đều được tháo ra và các cuộn dây mới được quấn vào vị trí của chúng bằng dây PEV-20,9 mm. Các cuộn dây 5-6 và 5'-6' phải có 75, 7-8 và 7'-8' - 100, cuộn dây 9-10 - 35 vòng. Nếu cần nhiều năng lượng hơn, cả cuộn sơ cấp và tất cả cuộn thứ cấp phải được cuộn lại bằng dây có tiết diện lớn hơn tương ứng [1]. Tất cả các bộ phận của bộ ổn áp, ngoại trừ tụ điện C1, diode zener VD3, triac VS1 - VS6 và máy biến áp tự ngẫu T1, đều được gắn trên một bảng mạch in có kích thước 60x110 mm làm bằng sợi thủy tinh lá hai mặt. Để kết nối MK, một bảng 18 ổ cắm được lắp trên bo mạch. Triacs VS1-VS6 được trang bị tản nhiệt hình chữ U với diện tích tản nhiệt 25 cm2, được uốn cong từ một tấm hợp kim nhôm dày 2 mm. Cùng với diode zener VD3, chúng được gắn trên một bảng riêng biệt có kích thước 60x110 mm làm bằng sợi thủy tinh. Để giảm tiếng ồn từ máy biến áp tự ngẫu đang hoạt động, nên dán bốn vòng tròn cao su mềm có đường kính 15 và độ dày 5 mm trên đế của thân ổn định ở các góc. Một cái nhìn về việc cài đặt bộ ổn định được hiển thị trong Hình. 4.
Mã phần mềm MK được đưa ra trong bảng.
Khi lập trình, byte cấu hình cho biết: loại máy phát điện - đã bật HS, WDT và hẹn giờ bật nguồn. Việc thiết lập bộ ổn định bắt đầu bằng việc kiểm tra kết nối chính xác của cuộn dây của máy biến áp tự ngẫu. Để làm điều này, cuộn sơ cấp 1-1' của nó được kết nối với mạng và đo điện áp giữa các cực 5-5' và 7-7'. Với điện áp mạng 220 V, đầu tiên trong số chúng phải là 33, thứ hai - 44 V. Nếu thay vào đó, điện áp đo được là 0 thì cần phải hoán đổi các đầu cuối của cuộn dây 5-6 hoặc 7-8, tùy theo điểm nào trường hợp điện áp bằng 0. Sau đó đo điện áp giữa điểm G và 5'. Nếu thay vì 187 bạn nhận được 253 V, hãy hoán đổi chân 5 và 5'. Cuối cùng, kiểm tra điện áp giữa các điểm 1' và 7, điện áp này phải bằng 264 V. Điện áp 176 V cho biết cần phải hoán đổi chân 7 và 7'. Để đặt giới hạn điện áp mà tại đó MK thực hiện chuyển đổi tương ứng của các vòi máy biến áp tự ngẫu, bạn sẽ cần một nguồn điện áp xoay chiều có thể điều chỉnh (ALVR), một vôn kế dòng điện xoay chiều có giới hạn đo là 300 V và một máy hiện sóng. Điều chỉnh bộ ổn định theo trình tự này. Sau khi di chuyển thanh trượt của điện trở cắt R2 xuống vị trí thấp hơn (theo sơ đồ), kết nối bộ ổn định với LA-TR và đặt (sử dụng vôn kế) điện áp ở đầu ra của nó thành 145 V. Sau đó, từ từ di chuyển thanh trượt của điện trở lên (cũng theo sơ đồ) và quan sát hình dạng trên màn hình điện áp dao động trên diode zener VD1, đưa biên độ tín hiệu về mức lớn hơn điện áp ổn định của nó khoảng 0,1 V (thời điểm bắt đầu xuất hiện một vùng đặc trưng trên biểu đồ dao động, xem Hình 3). Tiếp theo, đặt thanh trượt của điện trở cắt R4 về vị trí thấp hơn (theo sơ đồ) (đèn LED HL3 màu đỏ sẽ sáng) và từ từ di chuyển lên cho đến khi đèn LED HL2 màu xanh lá cây bắt đầu nhấp nháy. Sau đó, một đèn sợi đốt có công suất 100...200 W được kết nối với đầu ra của bộ ổn định. Tăng nhẹ điện áp ở đầu ra LATR lên 290 V, đèn LED HL4-HL8 được sử dụng để kiểm tra các giá trị điện áp mà tại đó máy biến áp tự động chuyển mạch, cũng như giới hạn trên của điện áp đầu vào mà tại đó MK tắt nguồn trọng tải. Nếu có thể, bạn cũng nên kiểm tra hiệu suất của bộ ổn định khi đặt điện áp tuyến tính 380 V (từ mạng ba pha) vào đầu vào của nó trong thời gian dài. Có thể thay đổi giá trị điện áp chuyển mạch của các vòi biến áp tự động bằng cách điều chỉnh các hằng số tương ứng ở đầu chương trình và biên dịch lại văn bản kết quả bằng trình biên dịch trình biên dịch macro MPASM [2]. Những thay đổi khác liên quan đến thuật toán vận hành của chương trình phải được thực hiện đối với văn bản nguồn một cách hết sức thận trọng, hiểu rõ ý nghĩa của những thay đổi này. Ví dụ, khả năng xảy ra các lỗi liên quan đến việc hiệu chỉnh như vậy có thể dẫn đến việc kích hoạt đồng thời một cặp triac từ VS2-VS6 (chế độ ngắn mạch) hoặc chuyển tải ở điện áp 250 V sang mức “+20%” vòi, v.v. Văn chương
Tác giả: S.Koryakov, Shakhty, vùng Rostov
Máy tỉa hoa trong vườn
02.05.2024 Kính hiển vi hồng ngoại tiên tiến
02.05.2024 Bẫy không khí cho côn trùng
01.05.2024
▪ Công nghệ quản lý thuộc địa Microrobot ▪ Xe điện giúp giảm nguy cơ hen suyễn ▪ Đầu ghi DVD-RAM / -RW / -R đa tiêu chuẩn ▪ Tai nghe không dây Vivo 2 dành cho vận động viên ▪ Thức ăn từ côn trùng sẽ tạo ra nền nông nghiệp không lãng phí
▪ phần trang web Bộ tiền khuếch đại. Lựa chọn bài viết ▪ bài báo Hiệp sĩ trong một giờ. biểu hiện phổ biến ▪ Nguyên nhân nào dẫn đến sự sụp đổ của đế chế Charlemagne? Câu trả lời chi tiết ▪ Bài báo Người điều hành bay kiểm tra đường ống chính. Mô tả công việc ▪ bài viết Bảng thả xuống. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện ▪ bài viết Bắt chim bồ câu bằng lưới từ trên không. bí mật tập trung
Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web
www.diagram.com.ua |
Xem các bài viết khác razdela 
Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:
Tất cả các ngôn ngữ của trang này