Простий релейний автомат, зібраний на трьох електромагнітних реле К1КЗ, призначений для плавного включення навантаження в мережу змінного струму напругою 220 В частотою 50 Гц. Як навантаження можуть * бути використані лампи розжарювання, нагрівальні прилади, загальна потужність яких обмежується тільки навантажувальною здатністю контактів застосованих реле. У пристрої використана подвійний захист навантаження.

Перша захист від кидків струму в момент включення забезпечується опором постійного резистора, сполученого послідовно з навантаженням. Найкращий ефект досягається при захисті ламп розжарювання, термін служби яких збільшується в десятки разів. Як відомо, порушення спіралі лампи відбувається в основному при включенні, коли вона ще холодна і її опір також в десятки разів менше, ніж у розігрітій.

Друга захист ламп розжарювання забезпечується при швидко зростаючому мережевій напрузі вище номінального або вище встановленого для даного пристрою електричної ланцюгом послідовно включених стабілітронів і електромагнітного реле К1. Наявність даної захисту особливо важливо при підключенні до нього радіо-і телевізійних приймачів, які не розраховані на підвищену напругу мережі.

На рис. 3.9 приведена принципова електрична схема пристрою захисту ламп розжарювання і автомати-

7 І H Сидоров

Рис. 3.9. Схема устройс1ва захисту ламп розжарювання з резервуванням.

тичного включення резервної лампи при виході з ладу основний лампи розжарювання.

Захисний пристрій включає до свого складу вхідні і вихідні ланцюги, вузол захисту від перенапруги в мережі живлення змінного струму, пристрій захисту від кидків струму в момент включення і вузол включення резервної лампи розжарювання або інший навантаження.

Підключення пристрою до мережі змінного струму здійснюється за допомогою електричного з'єднувача XI типу «вилка», сполученого з електричним кабелем. Включення і виключення пристрою забезпечується двома перемикачами SI і S2. При цьому другий вимикач зібраний в ланцюзі роботи основної лампи розжарювання. На вході встановлено плавкий запобіжник F1, захищає електричні ланцюга від коротких. замикань, які можуть виникнути при помилках в монтажі і при використанні неякісних електрорадіоізде-лий і комплектуючих ЕРЕ.

Пристрій захисту від перевищення напруги мережі зібрано на чотирьох стабілітронах VD2—VD5 і електромагнітному реле KI. Розраховано цей пристрій таким чином, що опорна напруга, що виробляється стабілітронами, менше амплітудного значення напруги мережі змінного струму, а реле KI при цьому знаходиться в режимі очікування роботи. Цього напруги недостатньо для спрацьовування реле, і тому через його замкнуті контакти / С /. / Напруга подається на всі елементи схеми. Якщо напруга мережі змінного струму під час експлуатації пристрою досягне 230 В або буде ще вище, напруга на обмотці реле різко збільшується і воно спрацьовує, розмикаючи контакти К1.1 і знеструмлюючи всю схему. Якір реле буде утримуватися до тих пір, поки в мережі діє підвищена напруга. Підбором типу стабілітронів, їх кількості і вибором типу електромагнітного реле можна домогтися практично будь-якого порога спрацьовування реле. На вході пристрою встановлено випрямний діод середньої потужності, що забезпечує роботу захисного пристрою напругою постійного струму. Випрямляч зібраний по однополуперіодної схемою і є найбільш простим схемним рішенням.

Після того як напруга мережі повернеться до номінального значення, пристрій захисту поверне схему в початковий стан.

Після замикання контактів перемикача S7 напруга мережі через обмежувальний резистор R1 подається на випрямляч, зібраний по однофазної двухполупе-ріодной мостовою схемою на випрямних діодах VD6, VD7, VD9, VD10. Дротяний резистор R1 обмежує струм в первинної ланцюга пристрою, на ньому діє падіння напруги від 5 до 8 В. Зменшення напруги на вході випрямляча викликає зменшення напруги на його виході, і для того, щоб схема працювала в нормальному розрахунковому режимі, резистор R1 після виходу схеми на сталий режим повинен бути відключений. Цей резистор необхідний тільки в початковий момент, вірніше, в перші частки секунди після включення в мережу, для того, щоб запобігти можливому вихід з ладу ламп розжарювання і випрямних діодів. Вимкнення резистора /? / Здійснюється автоматично за допомогою електромагнітного реле К2Уобмотка якого включена в схему паралельно навантаженні.

Нормально розімкнуті контакти електромагнітного реле К2.1 підключені до висновків резистора R1, І в момент включення в мережу повне напруга – 220 В протікає через цей резистор і подається на обмотку реле К2. Відомо, що практично всі електромагніти реле спрацьовують з певним запізненням щодо моменту включення й подачі на нього напруги. Наявність резистора R1 в ланцюзі харчування викликає уповільнення швидкості наростання струму в обмотці реле, що призводить до ще більшого збільшення часу спрацьовування реле К2. Після спрацьовування реле К2 його нормально розімкнуті контакти К2.1 замикаються, і після цього на вході випрямляча, на обмотці реле і на лампах розжарювання діє повна напруга мережі змінного струму 220 В.

Відключення захисного пристрою від мережі викликає розмикання контактів реле К2 – І воно знову підготовлено до експлуатації.

Необхідно зазначити, що розглянута схема захисту ламп розжарювання і елементів схеми є досить універсальною, її можна застосовувати в більшості електронних приладів та виробів домашніх майстрів, але найбільш доцільно її використовувати в пристроях з високим і середнім рівнями вихідних напруг.

Електричні параметри і технічні характеристики елементів електричної схеми визначаються значеннями потужності навантаження і значенням струму, що протікає в первинному ланцюзі. Контакти реле К2 повинні бути розраховані на комутацію такого ж струму, як і контакти однополюсних перемикачів і контакти реле / ​​С /. /. При заміні і ремонті пристрою рекомендується вибирати номінальне значення струму, яке може комутувати реле в 1,4-1,6 рази більше, ніж струм, що діє в первинній обмотці і навантаженні. Якщо струм навантаження дорівнює 7 А, то реле К2 має бути розраховане на 9 А. З числа уніфікованих реле, що випускаються промисловістю, найбільш доцільно застосовувати реле, розраховані на струм 10 А, вони найбільш добре вписуються в схему.

Як обмежувального резистора R1застосований дротяний резистор потужністю 15 Вт і опором 50 Ом. Застосування основних елементів із зазначеними характеристиками дозволяє підключити до пристрою навантаження потужністю 500-700 Вт Практично у схемі пристрою можна застосувати резистор R1потужністю 7,5 Вт, оскільки в робочому режимі експлуатації цей резистор знаходиться в знеструмленому стані. Але необхідно знати, що якщо з яких-небудь причин реле К2 не спрацювало і його контакти залишаться відкритими після включення електроживлення, то резистор R1працюватиме в ланцюзі запобіжника і нагріватися. Перегорання резистора R1або його перегрів говорять про те, що не працює електромагнітне реле К2 і воно має бути замінено, при цьому плавкий запобіжник F1 повинен бути також замінений на менший струм спрацьовування.

Простота схемного рішення пристрою дозволяє збирати його в умовах домашньої майстерні, не викликає особливих труднощів при налаштуванні, але при монтажі необхідно строго стежити за правильністю установки елементів і виконувати вимоги електробезпеки. Якщо мережевий перемикач S1 встановити в ланцюзі резистора R1 і лампи розжарювання / / /, то мережеве напруга буде постійно присутня на обмотці реле незалежно від положення перемикача. У цьому випадку схема захисту працювати не буде.

Випрямлена напруга постійного струму з мостового випрямляча подається на пристрій включення резервної навантаження після виходу з ладу основного споживача електроенергії. Для простоти пояснення роботи цього вузла зупинимося на включенні ламп розжарювання HI і Н2. У схему введені електромагнітне реле КЗ і випрямний діод VD8, який працює в якості Стабистор. Нагадаємо, що Стабистор – це напівпровідниковий діод, напруга на якому в області прямого зміщення слабко залежить від струму в заданому діапазоні, призначений для стабілізації напруги. Робочий струм цього Стабистор повинен бути не менше струму лампи розжарювання Н2. При замиканні контактів перемикачів SI і S2 лампа розжарювання Н2 починає працювати із затримкою часу за схемою, описаною вище. При цьому реле КЗ спрацьовує разом з лампою розжарювання і розмикає свої контакти К3.1, знеструмлюючи харчування лампи HI. У тому випадку, якщо навантаження у вигляді лампи Н2 виходить з ладу, реле знеструмлюється, його контакти замикаються і включають харчування лампи HI.

У пристрої захисту ламп розжарювання з додатковим резервуванням використані наступні комплектуючі ЕРЕ: електромагнітні реле К1 типу РЕЗ-10 (паспорт РС4.529.031) з напругою на розімкнених контактах 250 В, К2 – МКУ-48 (паспорт РА4.506.171) з робочою напругою 220 В і опором обмотки 1900 Ом, КЗ – МКУ-48-С (паспорт PA4.509.013); конденсатор С / типу К50-6-50В-200 мкФ; резистори R1 типу С5-35-15Вт-200 Ом, R2 – МЛТ-2-180 Ом; запобіжник плавкий Ft типу ПМ-1-2 А; випрямні діоди VDt типу КДЮ5Б, VD6, VD7 типу Д237Б, VD9t VDI0 типу Д237Б, VD8 типу Д232Б; перемикачі S /, S2 типу П1Т-1-1; електричний з'єднувач XI типу «вилка» з електричним кабелем.

Правильно зібраний пристрій у додатковій регулюванню не потребує.

Технічна характеристика

пристрої захисту ламп розжарювання з резервуванням

Номінальна напруга мережі живлення

змінного струму, В ……………………………….. 220

Номінальна частота живильної мережі

змінного струму, Гц ………………………………. 50

Межі зміни напруги мережі живлення

змінного струму, В ……………………………….. 187-242

Межі зміни частоти живильної мережі

змінного струму, %………………………………… ihl

Час спрацювання захисного пристрою при подачі напруги на основну

лампу розжарювання Н2, з …………………………… 1,5

Максимальна потужність навантаження, Вт ……………. 700

Напруга спрацьовування реле к1, У ……………. 230-280

Кількість ламп розжарювання, що включаються

одночасно, потужністю по 100 Вт, шт ……… 5

Опір ізоляції струмовідних частин, МОм,

Проте ………………………………………… …….. 10

Термін служби, ч, не менш ……………………………. 5000

Ймовірність безвідмовної роботи, не менш ………. 0,97

Перешкодозахищеність пристрою при напруженості

зовнішнього електромагнітного поля, дБ, не менш. . . 100 Кпд,%, не менше 90

Література:

Сидоров І. Н. С34 Саморобні електронні пристрої для будинку: Довідник домашнього майстра .- СПб.: Лениздат, 1996 .- 352 е.. мул.