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无线电电子与电气工程百科全书 电源稳压器 LPS-2500RV 的改进。 无线电电子电气工程百科全书
220V市电的电压并不总是在正常范围内，而且，紧急情况并不少见，导致显着的电压偏差，对各种电气和无线电设备造成危险。 在这种情况下，稳压器可以提供帮助。 本文将讨论其中之一，其功能和缺点以及改进。 在电源电压明显偏离正常值的情况下保护和确保电源供电设备的可操作性的问题仍然是相关的。 由于电网事故，不仅“纯电子”设备发生故障。 被认为是最可靠的电器也会出现故障。 鉴于当今的电熨斗、洗衣机、冰箱和其他家用电器都配备了电子“填充物”，几乎所有市电供电设备都对市电电压大幅下降变得非常敏感，也就不足为奇了。 在这方面，各种市售保护装置已经出现。 此外，它们是由无线电业余爱好者开发和制造的，《无线电杂志》中有关该主题的大量出版物就证明了这一点。 当电压超出范围时，这些设备会断开设备与电源的连接。 有些仅在电源电压升高时关闭设备，而另一些则在电源电压超出允许的“走廊”时关闭设备。 但此类设备有一个严重的缺点。 如果电源电压“离开”允许走廊的限制不是几秒钟或几分钟，而是整整几个小时，它们将无济于事。 修复网络故障的时间延迟一整天或更长时间的情况并不罕见。 但各种设备必须同时工作，这不仅是冰箱，还包括办公设备、电脑。 因此，保护设备无法通过断开设备与网络的连接来提供帮助。 没有电源稳压器是不行的。 如今最经济、最常见的是继电器类型的网络电压调节器。 它们是由一个自耦变压器和几个由电子设备控制的继电器制成的。 继电器开关大功率自耦变压器绕组的抽头，将负载电压保持在正常范围内。 基于电压转换器的网络稳定器比继电器更昂贵且不太常见。 笔者购买了一台继电器式稳压器LPS-2500RV（图1）为办公设备供电。
这些设备的整个系列包括稳定器 LPS-800RV (800 W)、LPS-1500RV (1500 W)、LPS-2000RV (2 kW)、LPS-2500RV (2,5 kW)、LPS-4000RV (4 kW)、LPS-6000RV (6 kW)。 它们根据电源电压的间隔提供操作模式开关。 第一个为 160 ... 250 V，第二个为 120 ... 250 V。为了给冰箱供电，专门提供了提供输出电压的延迟模式（3 至 5 分钟），该模式由特殊开关打开，从而降低了损坏压缩机电机的可能性。 除了这些开关之外，前面板上还有两个指针电压表。 一是控制输入电压，二是控制输出（稳压），操作时非常方便。 为了切换自耦变压器的抽头，使用了安装在印刷电路板上的五个相同的继电器（图 2）。
综上所述，这些稳定器的功能还没有穷尽。 可连接的最大负载功率取决于其类型，由表达式 Pmax = Psn / K 确定，其中 Psn 是稳压器的功率； K——由载荷类型确定的系数。 例如，对于电视和白炽灯，K = 1；对于电钻，K = 1,5；对于微波炉，K = 2；对于电钻，K = 3。 对于这些消费者，K = 5。此外，最大功率必须根据电源电压值而降低。 在网络电压为 140 V 时，系数 K ≥ 2，在 160 V 时为 1,5。 随着电压的增加，最大功率也应该减少，但不会减少那么多。 在 240 V 时，系数 K 为 1,1，在 260 V 时为 1,2。 因此，考虑到所有细微差别，最好立即购买具有最大功率余量的稳定器型号。 另外，很明显，对于冰箱这样的消费类产品，最好配备单独的稳定器。 应该指出的是，可以用功能更强大的自耦变压器替换标准自耦变压器。 在这种情况下，有必要在环形磁路上使用自耦变压器，因为外壳中可能没有足够的空间容纳W形稳定器。 但随后您将需要用更强大的继电器替换继电器。 这种方法可以让您“购买”强大的稳定器，而无需以更高的价格购买其强大的型号。 然而，所考虑的稳定剂也有缺点。 首先，机身的板材材质太薄。 组装后，看起来非常坚固耐用。 但只要拆掉上面的 U 形盖，结构强度的错觉就会立即消失。 很明显为什么盖子是用大量的螺钉和自攻螺钉固定在机身上的。 外壳底部存在巨大的自耦变压器，可能会导致外壳整个下部变形。 因此，拆下顶盖时一定要小心，因为机壳下部“活灵活现”，以至于无法用一只手移动该结构。 第二个缺点更为严重，因为在外壳组装后它没有被掩盖。 在稳定器开启的瞬间，会出现较大的启动电流（浪涌电流）。 这导致市电电压急剧下降，照明设备“闪烁”。 无需解释，此类电压浪涌会对其他设备的状况产生负面影响。 此外，由于磁路元件的运动，会对金属外壳产生冲击，并伴有响亮且令人不愉快的声音。 显然，必须消除这种电流浪涌。 一种可能的选择是使用限制启动电流的设备，即所谓的“软”启动器。 这种装置的示意图如图 3 所示。 XNUMX.
接入网络时，稳压器自耦变压器通过限流电阻R2导通。 同时，电源电压通过镇流电容器C1、C2提供给安装在二极管电桥VD1上的整流器。 由于继电器K2和电容器C4的绕组被电阻器R4并联，因此首先开始对电容器C3充电。 充电完成后，继电器K1动作，其触点K1.1断开，开始对电容器C4充电。 充电完毕后，继电器K2动作，其触点K2.1-K2.3闭合电阻R2，全市电电压送至稳压器自耦变压器。 这确保了启动电流的减小，即稳压器的逐步接通。 如果电源电压出现故障，电容器 C3 将快速放电，其触点将电阻器 R4 连接到电容器 C4，从而快速放电，继电器 K2 的触点将打开 - 自耦变压器将通过电阻器 R4 连接到网络。 这种电路结构可以使 K2 继电器快速返回到其原始状态，从而确保设备准备好快速重新连接到网络。 当电源电压短时间出现故障时，这一点很重要。 电阻R4限制电容C4的放电电流，并保护小功率继电器K1的触点不被烧毁。 齐纳二极管限制继电器 K1、K2 和电容器 C3、C4 上的电压，从而消除了在电源电压升高时继电器 K1 过热的情况，因为该器件设计为即使在电源电压降至 120 V 时也能工作。 开关SA1和熔断器FU1是稳压器的常规元件。 使用恒定电阻 PEV-10 (R2)，其余为 MLT、S2-23。 氧化电容——进口，C1、C2——K73-17或K78-2，工作电压至少为630 V。为了提高器件的可靠性，每个电容C1和C2可以用两个串联的1μFxbZO V电容代替，每个电容可以并联一个100 kΩ电阻（MLT-0,5）。 继电器 K1 - RES15（版本 RS4.591.001），绕组电阻为 2200 欧姆，驱动电压为 18 V。选择这种类型的继电器是因为它们的存在以及其触点释放时间短（约 5 ms）。 继电器 K2 - REK28 (KShch4.569.007TU)，绕组电阻为 590 欧姆，驱动电压为 13 V。REK28 继电器的一组触点设计最大电流为 2,5 A，因此所有三组触点并联。 齐纳二极管安装在面积为15...20 cm2、由铝合金制成的散热器上。 除电阻器 R2 外，所有部件均安装在一侧层压玻璃纤维制成的印刷电路板上。 组装前，建议检查继电器 K2 触点的状况。 实践表明，这样做是可取的，因为不仅旧继电器的触点，而且新继电器的触点通常都会增加接触电阻。 对 REK1 继电器的三个触点在 28 A 电流下进行的实验测试表明，其中两个触点的接触电阻略小于 30 mΩ，第三个触点的接触电阻为 160 mΩ。 清洁所有触点的表面后，电阻值降至 10 ... 20 mOhm，并且当它们并联时，总电阻变得小于 5 mOhm。 清洁隐形眼镜没有特殊功能。为此，您可以使用薄软布。 同样重要的是，在清洁过程中要小心不要弯曲触点。 它们的变形会导致瞬态电阻增加。 如果仅使用一个镇流器电容器 C1（将总电容减少一半），设备将在电源电压下工作，不再是 120 V，而是仅在 180 V 或更高。 印刷电路板和电阻R2固定在稳压器外壳后壁的上部（图4）。
众所周知，继电器触点组的并联并不能显着增加其负载能力。 由于闭合触点的电阻分布（并且在操作过程中电阻也会发生很大变化，即使最初是相同的），电流在各组之间分布不均匀。 此外，触点组不可避免地会不同时闭合和打开，这会导致触点组短期过载并因火花而增加磨损。 我们建议使用由一对触点切换的允许电流作为K1的继电器，该电流不小于稳定器在满负载和网络中最小电压时消耗的电流。 作者：A.Zyzyuk，乌克兰卢茨克
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