Стабилизатор напряжения сети

[phil31]

Для Павла. Электроны в линии движутся не со скоростью света, намного медленнее. При переменном токе достаточно высокой частоты практически "пляшут на месте", дергаются туды-сюды и только. Но только вот электроны на дальнем конце линии "узнаЮт" о том, что на ближнем конце электроны начали двигаться, очень быстро. Эта информация в виде некоей волны распространяется по линии со скоростью, лишь ненамного меньшей скорости света в вакууме.
Санитару. А если не сглаживать кондерами? Лампочка включенная через диод, светит вполнакала, и заметными становятся мерцания (частота 50 Гц вместо 100 при питании обоими полупериодами). Если лампу включить через диодный мост, будет гореть так же, как и напрямую. Перекала не будет. Да и с кондерами получается 300В лишь на холостом ходу, без нагрузки,
а под нагрузкой напряжение "просядет" до тех же эффективных 22оВ. Проверено на опыте.

[phil31]

Санитару. Не уверен в данном топике. Но мне кажется, что КВАРы никакого отношения к емкости не имеют. Обычно кондесатор характеризуют емкостью и рабочим напряжением. При каком-то напряжении произойдет пробой диэлектрика и это приходится учитывать. Но при большом реактивном токе произойдет разогрев диэлектрика из-за неидеальности оного (ток утечки) или просто из-за того, что переориентация диполей в нем из-за вязкости приведет к тепловыделению.... И тогда кондёр может быть пробит и при напряжении меньшем чем его допустимое рабочее. И вот в связи с этим для кондеров, применяемых в мощных цепях с большими реактивными токами, и определяют допустимые КВАРы, то есть киловольт-амперы (или киловатты) дорустимой Реактивной мощности. По крайней мере, так я для себя этот вопрос понимал до сих пор. Допускаю, что могу быть и не прав. Тут лучше было бы обратиться к первоисточникам или к спецам, которые на этоу уже давно и реально "собаку съели". В общем-то я, несмотря на свое университетское фундаментальное физическое образование, в вопросах электро и радиотехники больше любитель, нежели профессионал.

[phil31]

Для связи с подволными объектами, насколько я знаю, используются сверхдлинные волны на частотах порядка десятков килогерц. Есть известные флотские приемники из серии "Волна", там шкала начинается где-то примерно от 10 кГц. Прикинем. Частота 15 кГц. Скорость света известна. Длина волны = 25000 метров. Полволны получается 12500 метров. Четверть волны 6350 метров. Растянем на столбах шестикилометровый провод, а другой конец в землю. Вот антенна для связи с подводными объектами. Преимущество - такие волны хорошо проникают в толщу воды, в отличие от более коротких. Если подлодка всплыла хотя бы на перископную глубину и высунула над поверхностью хотя бы какую-то антенночку, она уже может быть замечена противником.... Со всеми вытекающими. Насколько лучше поддерживать связь с берегом в положении "на грунте".
Как пел Высоцкий, "...надоели и девки и водка, водка /не помню/, а с девок что взять? Лечь бы на дно, как подводная лодка, чтоб не смогли запеленговать"....

[sanitar249]

Санитару. Не уверен в данном топике. Но мне кажется, что КВАРы никакого отношения к емкости не имеют. Обычно кондесатор характеризуют емкостью и рабочим напряжением. При каком-то напряжении произойдет пробой диэлектрика и это приходится учитывать. Но при большом реактивном токе произойдет разогрев диэлектрика из-за неидеальности оного (ток утечки) или просто из-за того, что переориентация диполей в нем из-за вязкости приведет к тепловыделению.... И тогда кондёр может быть пробит и при напряжении меньшем чем его допустимое рабочее. И вот в связи с этим для кондеров, применяемых в мощных цепях с большими реактивными токами, и определяют допустимые КВАРы, то есть киловольт-амперы (или киловатты) дорустимой Реактивной мощности. По крайней мере, так я для себя этот вопрос понимал до сих пор. Допускаю, что могу быть и не прав. Тут лучше было бы обратиться к первоисточникам или к спецам, которые на этоу уже давно и реально "собаку съели". В общем-то я, несмотря на свое университетское фундаментальное физическое образование, в вопросах электро и радиотехники больше любитель, нежели профессионал.

Собаку я, на этом деле не съел но покусал хорошо , подбирал конденсаторы, коммутацию и контроллеры для установок компенсации реактивки(150-500кВар), и сами установки монтировал и настраивал. Диэлектрик боиться только превышения напряжения и очень не любит "импульс"(хотя для современных "самозатягивающихся" диэлектриков...и это по барабану,но и они, бывают, горят )
Просто, при увеличении индуктивки "не хватает ступеней регулировки", и такая ситуация ведет, просто к "наезду" сбытовиков(если намеряют)А, конденсатор, честно свою мощность "крутит".
Удачи!

[phil31]

Пора уже объявить войну электромоторам везде, где только возможно. Как вот в компе, самые ненадежные, энергопотребляющие и шумящие части - винчестер, сидиром, где есть механическое движение. Их можно заменить неподвижной флэш-памятью (бегают только электроны), но пока еще слишком дорого.
Холодильник можно сделать без электромотора, на полупрводниках. Стиральные машины делают ультразвуковые, тоже механические колебания, но хотя бы без мотора... Кулер на процессоре тоже хотелось бы заменить какими-нибудь медными трубочками с охлаждающей жидкостью или "полупроводниковым холодильником"....
Про КВАРы объяснения не вполне понял....

[phil31]

в прдыдущем посте на хватил картинки

-- Прилагается рисунок: --

[phil31]

Вернее, картинка относится к следующему тексту:

А. ЕВСЕЕВ, г. Тула
Для стабилизации переменного напряжения сети, питающего бытовые электро- и радиоприборы, используют в основном феррорезонансные стабилизаторы. Но они, как известно, искажают форму кривой выходного напряжения и непригодны для работы без нагрузки. Кроме того, мощность промышленных феррорезонаисных стабилизаторов бытового назначения обычно не превышает 300...400 Вт, которой нередко оказывается недостаточно, например, на садовом участке.

От указанных недостатков свободен описываемый стабилизатор напряжения, выполненный нэ базе регулируемого автотрансформатора. Стабилизатор (см. схему) представляет собой систему автоматического регулирования, в которой часть выходного напряжения сравнивается с установленным образцовым напряжением. В зависимости от знака разности этих напряжений по-движный контакт автотрансформатора Т1 с помощью электродвигателя M1 перемешается так. что выходное напряжение приближается к образцовому.

Функцию автотрансформатора Т1 выполняет трансформатор АОСН-2—220-75V4. Его обмотка состоит из двух частей, по которым скользят графитовые ползунки В2 и ВЗ- Обмотка рассчитана на ток до 20 А, а максимальное напряжение, снимаемое с подвижных контактов. - 240 В. Входное (сетевое) напряжение 220 В подают на контакты-отводы А2 и A3, Пока контакты переключателя SA1 замкнуты, выходное напряжение с контактов В2 и ВЗ через резистор R1 поступает на диодный мост V01. С движка подстро-ечного резистора R2 выпрямленное и сглаженное конденсатором С1 напряжение подается на входы компараторов DAI, DA2, а на другие входы - поступает образцовое напряжение, снимаемое с параметрического стабилизатора VD2R3 и с регулируемого делителя напряжения R4R5. Выходные напряжения компараторов через светодиоды HL1, HL2 поступают на светодиоды оптронов U1 и U2. Ди-нисторы оптронов включены в диагонали диодных мостов VD4h VD5f управляющих подачей напряжения на обмотки асинхронного реверсивного электродвигателя Ml с редуктором типа РД-09 (коэффициент редукдии 60..240). Если открыт дини-Стор оптрона U1 вал двигателя вращается в одну сторону, а если динистор оптрона U2 - в другую.
Обмотки электродвигателя питаются переменным напряжением 127 В, снимаемым с выводов 4 и 10 первичной обмотки трансформатора Т2. Конденсатор С4 обеспечивает необходимый сдвиг фаз между напряжениями на обмотках электродвигателя.
Источником питания компараторов DA1 и DA2f параметрического стабилизатора VD2R3 и делителя напряжения R4R5 служит интегральный стабилизатор, выполненный на микросхеме DA3, Устройство работает следующим образом. Если выходное напряжение трансформатора Т1 соответствует норме, напряжение на движке подстроенного резистора R2 будет меньше напряжения на выводе 3 компаратора DA1, но больше напряжения на выводе 4 компаратора DA2, а выходной ток обоих компараторов равен нулю- В это время динисторы обоих оптронов закрыты, ток через обмотки электродвигателя Ml не протекает и ползунки автотрансформатора Т1 неподвижны. В случае повышения сетевого напряжения значения напряжения на контактах В2 и ВЗ трансформатора и на резисторе R2 также увеличатся. В результате напряжение на выводе 4 компаратора DA1 превысит напряжение на выводе 3, через его выходной вывод 9 потечет ток, откроется динистор оптрона U2. Состояние же компаратора DA2 при этом не изменится. Через диодный мост VD5 и обмотки электродвигателя начнет протекать ток, заставляя вращаться вал. При этом ползунки обмоток трансформатора Т1 начнут перемещаться по виткам в направлении уменьшения выходного напряжения. Через некоторое время напряжение достигнет нормы, компаратор DA1 переключится в исходное состояние и электродвигатель остановится.
При понижении сетевого напряжения в активном состоянии окажутся компаратор DA2 и оптрон U1. Теперь электродвигатель будет перемещать ползунки В2 и 83 в направлении увеличения выходного напряжения. Таким образом оно будет поддерживаться на заданном уровне. Диапазон возможных значений выходного напряжения (т. е. точность стабилизации) определяется разницей в уровнях напряжения на выводе 3 компаратора DA1 и выводе 4 компаратора DA2, которую устанавливают подстроенным резистором R4.
Конденсатор С1 не только сглаживает пульсаиии выпрямленного напряжения, но и фильтрует помехи, возникающие при кратковременных изменениях сетевого напряжения. Если продолжительность помехи не превышает 1,5...2 с, устройство на нее не реагирует. Резистор R6 ограничивает ток через динисторы оптронов.
Переключатель SA1 и кнопки SB1, SB2 - это элементы ручного управления двигателем, когда электронный узел устройства отключен, a SF1 и SF2 - контакты конечных выключателей. Когда ползунки В2 и ВЗ трансформатора Т1 оказываются в крайних положениях (верхнем или нижнем), контакты конечных выключателей размыкаются и отключают двигатель, исключая повреждение механических частей стабилизатора. Такое может случиться, например, при значительном снижении сетевого напряжения, если перемещение ползунков уже не приведет к установлению на выходе номинального значения напряжения.
Саетодиоды HL1, HL2 позволяют визуально контролировать направление вращения вала электродвигателя.
Компараторы К554СА1 (DA1, DA2) могут быть заменены на К521САЗ, К521СА5 или одну микросхему К521СА6 (в ее корпусе два компаратора). Оптроны U1 и U2 -любые из серии AOУ103 (кроме AOУ103A). а также AOУ115 с буквенными индексами Б, В. Диодные мосты КЦ407А (VD1, VD3-VD5) заменимы на КЦ402, КЦ405 с буквенными индексами А, Б, В, Ж, И. Стабилитрон VD2 должен быть с возможно малым значением температурного коэффициента напряжения, например серии Д818. Но если к температурной стабильности регулируемого напряжения высокие требования не предъявляются, допустимо использовать стабилитроны КС168А, КС175А, КС191А. Д814А (Б,В) или другие с напряжением стабилизации 6... 10 В. Конденсаторы С1 и С2 - оксидные К50-16, K50-6 или К50-29; СЗ - КМ-6. К10-17; С4 - К73-17. Все постоянные резисторы -MЛT. С2-23, С1-12; подстроечные R2 и R4 - СП5-2, СПЗ-19, СПЗ-38. Конечные выключатели SF1, SF2 И КНОПКИ SB1, SB2 -КМ-1, КМ2-1, переключатели SA1, SA2 -тумблер Т3. П2Т-1-1 или МТЗ.
Трансформатор Т2 - унифицированный ТПП238 - 127/220-50 или любой другой мощностью не менее 10 Вт, имеющий отвод в первичной обмотке на напряжение 127 В. Вторичная обмотка должна быть рассчитана на напряжение 18...22 В и тол нагрузки не менее 100 мА. Для преобразования вращательного движения вала электродвигателя в поступательное движение ползунков трансформатора Т1 использована винтовая пара с резьбой М12х1,75, С ее винтом вал двигателя соединен через переходную втулку. При частоте врашения вала 15 об/мин выходное напряжение стабилизатора изменяется со скоростью около 0,5 В/с. Настройка устройства заключается в установке подстроенным резистором R2 значения выходного напряжения и резистором R4 - точности его регулирования. Б описываемом экземпляре стабилизатора при выходном напряжении 220 В точность регулирования составляла ±3%. Теоретически стабилизатор способен обеспечить точность регулирования в пределах десятых долей процента - для этого надо лишь увеличить емкость конденсатора С1. Но тогда он будет реагировать и на незначительные колебания сетевого напряжения, например, при подключении и отключении электроприборов, может привести к преждевременному износу механических подвижных частей устройства. При отклонении напряжения на нагрузке от нормы вал электродвигателя должен вращаться в направлении, обеспечивающем стабилизацию этого напряжения. А если вал вращается не в ту сторону, тогда следует поменять местами включение выводов 2 и 4 обмоток двигателя.
Работоспособность стабилизатора проверена при питании электроприборов на дачном участке в условиях значительных колебаний сетевого напряжения. Когда максимальная мощность нагрузки составляла 4,4 кВт. минимальное входное напряжение, при котором стабилизатор еще выполнял свою функцию, снижалось до 180 В. При дальнейшем понижении напряжения сети срабатывал конечный выключатель и режим стабилизации прекращался, поскольку ползунки обмоток авто-трансформатора находились в крайнем нижнем по схеме положении. Чтобы избежать такой ситуации, можно рекомендовать поменять местами подключение выводов А2, A3 и В2, ВЗ обмоток трансформатора. При этом сетевое напряжение будет подаваться непосредственно на скользящие контакты В2 и ВЗ, а нагрузка подключена к выводам обмоток А2 и A3, Режим стабилизации сохранится при понижении напряжения сети даже до 50...60 В. Однако ток через отводы В2, ВЗ не будет превышать 20 А, поэтому максимальный выходной ток должен быть во столько раз меньше этого значения, во сколько выходное напряжение больше входного. Это следует из условия равенства мощностей входной и выходной цепей.
Но такой способ включения частей обмотки трансформатора имеет недостаток; при резком повышении входного напряжения к электросети через ползунки В2, ВЗ окажется подключенным несоразмерно малое число витков обмотки трансформатора, поэтому система автоматического регулирования отрабатывает входное воздействие, на нагрузке будет действовать недопустимо высокое напряжение. Для частичного устранения этого недостатка ограничивают перемещение ползунков автотрансформатора установкой конечного выключателя, который бы срабатывал при снижении входного напряжения до 150,..160 Б, и дальнейшее перемещение ползунков в сторону уменьшения числа витков обмоток, подключаемых к сети, прекращалось.
Устройство пригодно для стабилизации выходного напряжения от нескольких десятков до 220 В. Для обеспечения выходного напряжения меньше 70...80 В первичную обмотку трансформатора Т2 следует питать непосредственно от сети 220 В и, кроме того, уменьшить сопротивление резистора R1 до 47...56 кОм. Для выходного напряжения менее 10 В стабилитрон VD2 придется заменить на другой, напряжение стабилизации которого должно быть на 1...2 В меньше, чем стабилизируемое. Детали электронной части устройства монтируют на плате соответствующих размеров, а автотрансформатор прикрепляют к жесткому основанию через войлочную или резиновую прокладку, обладающую хорошими звукопоглощающими свойствами.

С вопросами можете обращаться по почте info@electrik.org или посетив мой сайт: electrik.org.
Всего хорошего.

2003 г. Кузнецов Олег

[phil31]

Не нравится мне только электромеханическая часть. Хотелось бы без мотора. Да еще бы и без микроконтроллера с его программированием. Не такие уж вроде бы сложные задачи решаем...

[ALEX__A]

Сообщение от ALEX__A

Сообщение от sanitar249 3.(ИДЕАЛЬНЫЙ, но дорогой и сложный)Выпрямление первичного питания(Можно использовать асимметричный тиристорный мост с отбором мощности по одной полуволне, регулируемый. что позволит "наказывать" электроснаб. за некачеств. ЭЭ., индукц. счетчики и счетч. с трансф. тока такое потребление не считают, как и токовые клещи для переменки не выявят. ) Правильно ли я Вас понял, что если мы будем отбирать мощность от сети переменного тока только в течение одного полупериода, то индукционные счетчики активной энергии и электронные счетчики активной энергии с трансформаторами тока подобное потребление учитывать не будут? С уважением, Алексей.

Правильно, инд счетчики, счетчики с использованием ТТ и токовые клещи(перем.) при однополупериодном токе в нагрузке дают показания близкие к "0".
Удачи!

К сожалению, я могу согласится только с некоторым искажении показаний токовых клещей. Индукционные счетчики активной энергии как с, так и без трансформаторов тока, а равно как электронные счетчики активной энергии, покажут половинное значение потребленной мощности. Это связано с тем, что счетчик осуществляет умножение мнгновенных значений тока и напряжения с последующим интегрированием. Создав однополупериодный ток в активной нагрузке мы исключим из рассмотрения положительные или отрицательные полупериоды потребляемого тока, следовательно мнгновенная мощность во время исключенных полупериодов будет равна нулю и не будет учитываться счётчиком.

Однако, и это следует отметить, погрешность учета такого вида энергии в индукционных счетчиках будет увеличена, поскольку диск не может остановится мнгновенно.

Проведение эксперемента с лампой накаливания и диодом подтвердит всё сказанное выше.

С уважением, Алексей.

[Levap]

Стабилизатор на ЛАТРе отличается малым быстродействием. Кроме ненадежности токосъемного ролика, может иметь эффект "проскакивания". Под этим термином я подразумеваю то, что в силу ли инерции или потому, что на одном витке напряжение меньше сравниваемого, а на другом больше, мотор может постоянно дергаться. В таком случае давят чувствительность, что тоже не ахти. Приведенную схему рассматривал мельком, просто знаком с похожими.
Все, иду домой рисовать обещанную схему.