Не все знают, что идеальная работа электросетей — это возможность варьирования тока и напряжения, что в меньшую, что в большую сторону не больше, чем на десять процентов. Конечно же, данный процент высчитывается от стандартных 220 В. Но, к сожалению, это все только теоретические данные. В реальной жизни скачки напряжения могут далеко превышать десять процентов, и в результате этого, электроприборы могут терять проектные возможности и даже сломаться.
Для того чтобы не сталкиваться с такими проблемами, нужно всего лишь приобрести специальное оборудование. Соответственно, стоимость такого оборудования будет иметь большую стоимость, и не каждый человек сможет себе это позволить. Именно поэтому большинство людей предпочитают делать его самостоятельно. Итак, выгодно ли делать стабилизаторы напряжения своими руками и что для этого потребуется?
Стабилизатор напряжения и его особенности
В современном мире ни один человек не сможет обойтись без электрических приборов. А они, в свою очередь, работают только от напряжения сети. К сожалению, все люди сталкиваются с короткими замыканиями, полным пропаданием напряжения, всплески напряжения, отклонение частоты и это не все. Много неприятных ситуаций может произойти при работе с электроприборами. Все это происходит из-за того, что изнашиваются линии электропередач или рабочий ресурс отработал свое. С каждым годом появляется все больше «умных» приборов, которые от перепадов напряжения не только имеют перебои в работе, а могут сгореть и больше вообще не работать. Для того чтобы этого не случилось нужно всего лишь сделать стабилизатор напряжения 220в своими руками и установить дома.
Самый главный критерий при выборе стабилизатора – мощность. Есть множество различий между данными приборами и только в мощности. Например, если вы решили приобрести стабилизатор для газового котла, то мощности в 0,5 кВт будет вполне достаточно. А вот если выбираете его для загородного дома, то там намного больше приборов, поэтому в данном случае нужно будет не меньше 9 кВт, а то и больше.
Читайте также: Конструктивные особенности и принцип действия стабилизатора
Характеристика стабилизатора
Прежде чем задавать вопрос, как сделать стабилизатор напряжения своими руками, нужно хорошо разузнать его характеристики.
Диапазон входного напряжения характеризуется двумя порогами – нижним и верхним. Работа между двумя порогами считается нормальной для стабилизатора. Встречаются модели с большой шкалой регулирования входного напряжения, но не стоит их приобретать. Так как чем больше параметр, тем медленнее будет реагировать прибор.
Точность и скорость реагирования также требует особого внимания. Все электроприборы требуют точность электроподачи с небольшим отклонением не больше пяти процентов. Основываясь на этом стоит выбирать стабилизирующее устройство. Но не стоит забывать про скорость реагирования. Например, если к стабилизатору подключено много разных приборов, то он должен реагировать плавно, чтобы не было сильных скачков.
Мощность устройства выбрать, наверно, легче всего. Так как для этого необходимо просто сложить напряжение всех приборов, которые работают в помещении. Это среднее число будет определять, какая мощность понадобиться стабилизатору.
Фазность различают однофазную и трехфазную. Какую выбрать зависит от того, какое количество фаз имеют нагрузки, которые подключаются к стабилизатору. Если хоть один прибор имеет три фазы, это значит устройство тоже должно быть трехфазным.
Что касается дополнительных опции и габаритов с массой, то здесь все зависит от предпочтений покупателя. В основном, выбирают с минимальным количеством ненужных функций, чтобы ремонт стабилизатора напряжения своими руками можно было сделать.
Виды приборов и их особенности
Ступенчатые стабилизаторы безопасные и применяются в помещениях, где имеется промышленная или бытовая техника. Также они могут обеспечить полную защиту для квартиры, частного дома и офиса.
К преимуществам данного оборудования относится небольшой размер, маленькая цена и надежность. Диапазон работы такого стабилизатора составляет от 100 до 290 В.
Читайте также: Как правильно выбрать генератор
К недостаткам относится небольшая эксплуатация, в частности это зависит от того, сколько перепадов энергии будет за все время работы. Контактная группа реле может легко сгореть.
Электромеханические стабилизаторы работают в автоматическом режиме с помощью электродвигателя и редуктора. При обслуживание не нужно ничего особо делать. Имеется функция плавной регулировки, а также точная величина выходного тока. Качество прибора соответствует цене.
Тиристорные стабилизаторы имеют длительный срок эксплуатации благодаря применению полупроводниковых тиристоров. Они не зависят от характера и интенсивности перепадов. Данное устройство считается лучшим из всех, ведь КПД примерно 98%. Это означает, что при включение приборов не будет никаких сбоев. Благодаря такой функции их часто применяют на производстве и в быту. К сожалению, цена такого устройства достаточно велика.
Стабилизаторы двойного преобразования имеют чувствительную мощность, примерно от 1 до 30 кВт. Они качественные, работают без перебоев и шума. Входной ток имеет диапазон от 118 до 300 В. Цена достаточно высока, но это обусловлено тем, что стабилизаторы надежны и качественны.
Стабилизаторы ШИМ имеют такое название благодаря широтно-импульсной модуляции. Это одно из самых современных моделей в области стабилизации напряжения. В них отсутствуют трансформаторы. Это дает возможность существенно снизить размеры и вес. Также имеют отличие в высокой точности и моментальным срабатыванием.
Устройство стабилизатора
Выделяют два основных вида стабилизатора – сервоприводный и симисторный.
Сервоприводный имеет в наличии автотрансформатор, сервоприводный стабилизатор и контроллер. Данный механизм работает благодаря электродвигателю с графитовыми щетками-ползунками. Именно они перемещают ползунки по обмотке автотрансформатора, что собственно и дает смену напряжения на выходе.
В состав симисторного стабилизатора напряжения трансформатор с двумя обмотами, симисторные ключи и контроллер. Симисторные ключи подключают ко второй обмотке. Это дает возможность стабилизировать напряжение.
Принцип действия
Суть работы стабилизатора – отслеживание изменений входного напряжения и способность скорректировать его исходя из ситуации. Когда начинает меняться напряжение, первую фазу применяют для замера напряжения. После этого происходит реакция на изменение. Если изменение напряжения происходит в допустимом диапазоне, то оно постарается выровняться до 220 В. Если же напряжение упало ниже положенного уровня, то стабилизатор начинает выравнивать напряжение до максимально возможного. Если же выше, то все приборы просто отключаются для безопасности.
Бытовая техника восприимчива к перепадам напряжения: она быстрее изнашивается и выходит из строя. А в сети вольтаж часто скачет, проваливается или вовсе обрывается: это связано с удаленностью от источника и несовершенством линий электропередач.
Чтобы питать приборы током с устойчивыми характеристиками, в квартирах используют стабилизаторы напряжения. Независимо от параметров вводимого в устройство тока на его выводе он будет обладать почти неизменными параметрами.
Выравнивающее ток устройство можно купить, выбирая из широкого (отличия по мощности, принципу действия, управлению и параметром выводимого напряжения). Но наша статья посвящена тому, как сделать стабилизатор напряжения своими руками. Оправдана ли в этом случае самоделка?
У самодельного стабилизатора есть три преимущества:
- Дешевизна . Все детали покупаются отдельно, а это экономически выгодно по сравнению с теми же деталями, но уже собранными в единое устройство – выравниватель тока;
- Возможность ремонта своими руками . Если один из элементов купленного стабилизатора вышел из строя, вряд ли вы его сможете заменить, даже если разбираетесь в электротехнике. Вы просто не найдете, чем заменить износившуюся деталь. С самодельным устройством все проще: вы изначально все элементы купили в магазине. Останется лишь снова сходить туда и купить то, что поломалось;
- Легкий ремонт . Если вы сами собрали преобразователь напряжения, то вы знаете на 100% его . А понимание устройства и действия поможет вам быстро выявить причину выхода из строя стабилизатора. Выяснив ее, вы без труда почините самодельный агрегат.
У стабилизатора собственного производства есть три серьезных минуса:
- Низкая надежность . На специализированных предприятиях устройства более надежны, поскольку их разработка основана на показаниях высокоточных контрольно-измерительных приборов, которых в быту не найти;
- Широкий диапазон выводимого напряжения . Если стабилизаторы промышленного производства могут выдавать относительно постоянный вольтаж (например, 215-220В), то самодельные аналоги могут иметь в 2-5 раз больший диапазон, что может быть критичным для сверхчувствительной к изменению тока техники;
- Сложная настройка . Если вы покупаете стабилизатор, то этап настройки минуется, вам останется лишь подключить устройство и управлять его работой. Если же вы создатель выравнивателя тока, то и вам его настраивать. Это трудно, даже если вы изготовили самый простой стабилизатор напряжения своими руками.
Самодельный выравниватель тока: характеристики
Стабилизатор характеризуется двумя параметрами:
- Допустимый диапазон вводимого напряжения (Uвх);
- Допустимый диапазон выводимого напряжения (Uвых).
В этой статье рассматривается симисторный преобразователь тока, потому что он обладает высокой эффективностью. Для него Uвх составляет 130-270В, а Uвых – 205-230В. Если большой диапазон входного напряжения – это преимущество, то для выходного – это недостаток.
Однако для бытовой техники этот диапазон остается допустимым. Это легко проверить, потому что допустимыми колебаниями вольтажа являются скачки и провалы не более 10%. А это 22,2 Вольта в большую или меньшую сторону. Значит допустимо изменение вольтажа от 197,8 до 242,2 Вольта. По сравнению с этим диапазоном ток на нашем симисторном стабилизаторе получается еще ровнее.
Подходит устройство для подключения к линии нагрузкой не больше 6 кВт. Ее переключение осуществляется за 0,01 секунды.
Конструкция стабилизирующего ток устройства
Самодельный стабилизатор напряжения 220В, схема которого представлена выше, включает в себя следующие элементы:
- Блок питания . Для него использованы накопители С2 и С5, трансформатор напряжения Т1, а также компаратор (сравнивающее устройство) DA1 и светодиод VD1;
- Узел, откладывающий начало нагрузки. Для его сборки понадобятся сопротивления от R1 до R5, транзисторы от VT1 до VT3, а также накопитель С1;
- Выпрямитель , замеряющий значение вольтажных скачков и провалов. В его конструкцию входит светодиод VD2 с одноименным стабилитроном, накопитель С2, резистором R14 и R13;
- Компаратор. Для него понадобятся сопротивления от R15 до R39 и сравнивающие устройства DA2 с DA3;
- Контроллер логического типа . Для него нужны микросхемы DD от 1 до 5;
- Усилители . Для них понадобятся сопротивления для ограничения тока R40-R48, а также транзисторы от VT4 до VT12;
- Светодиоды, играющие роль индикатора, — HL от 1 до 9;
- Оптронные ключи (7) с симисторами VS от 1 до 7, резисторами R от 6 до 12 и оптронными симисторами U от 1 до 7;
- Автовыключатель с предохранителем QF1;
- Автотрансформатор Т2.
Как будет работать этот аппарат?
После включения в сеть накопителя узла с отложенной нагрузкой (С1) еще разряжен. Транзистор VT1 включается, а 2 и 3 – закрываются. Через последний впоследствии пойдет ток на светодиоды и оптронные симисторы. Но пока транзистор закрыт, диоды не дают сигнал, и симисторы еще закрыты: нагрузки нет. Но ток уже идет через первый резистор к накопителю, который начинает накапливать энергию.
Описанный выше процесс занимает 3 секунды, после чего срабатывает триггер Шмитта, основанный на транзисторах VT 1 и 2, после чего включается транзистор 3. Теперь можно считать нагрузку открытой.
Выходящее напряжение с третьей обвивки трансформатора на блоке питания выравнивается вторыми диодом и конденсатором. Затем ток направляет к R13, проходит по R14. На данный момент напряжение пропорционально вольтажу в сети. Затем ток подается компараторам не инвертирующим. Тут же на инвертирующие сравнивающие устройства входит уже выровненный ток, который подается на сопротивления от 15 до 23. Затем подключается контроллер, обрабатывающие входные сигналы на устройствах для сравнения.
Нюансы стабилизации в зависимости от подаваемого на вход напряжения
Если вводится напряжение до 130 Вольт, то на выводах компараторов обозначается логический уровень (ЛУ) низкого вольтажа. Четвертый транзистор открыт, а светодиод 1 моргает и говорит о том, что наблюдается сильный провал в линии. Вы должны понять, что стабилизатор не в состоянии выдать напряжение нужной величины. Поэтому все симисторы закрыты, и нагрузка отсутствует.
Если вольтаж на вводе составляет 130-150 Вольт, то на сигналах 1 и А наблюдается высокий ЛУ, однако для других сигналов он по-прежнему низкий. Включается пятый транзистор, светится второй диод. Оптронный симистор U1.2 и симистор VS2 открываются. Нагрузка пойдет по последнему и дойдет до вывода обвивки второго автотрансформатора сверху.
При входном вольтаже 150-170 Вольт высокий ЛУ наблюдается на 1, 2 и В сигналах, на остальных он все еще низкий. Тогда включается шестой транзистор и включается третий диод, включается VS2 и ток подается на второй (если считать сверху) вывод обвивки второго автотрансформатора.
Аналогично описывается работа стабилизатора при диапазонах напряжения 170-190В, 190-210В, 210-230В, 230-250В.
Изготовление печатной платы
Для симисторного преобразователя тока нужна печатная плата, на которой будут размещаться все элементы. Ее размер: 11,5 на 9 см. Для ее изготовления понадобится стеклотексолит, покрытый фольгой с одной стороны.
Плату можно напечатать на принтере лазерного типа, после чего в ход пойдет утюг. Изготовить плату самостоятельно удобно с помощью программы Sprint Loyout. А схема размещения элементов на ней приведена ниже.
Как сделать трансформаторы Т1 и Т2?
Первый трансформатор Т1 мощностью 3 кВт изготавливается с использованием магнитопровода с площадью поперечного сечения (ППС) 187 кв. мм. И трех проводов ПЭВ-2:
- Для первой обвивки ППС всего 0,003 кв. мм. Количество витков – 8669;
- Для второй и третьей обмоток ППС всего 0,027 кв. мм. Количество витков – 522 на каждой.
Если же нет желания наматывать провод, то можно приобрести два трансформатора ТПК-2-2×12В и соединить их последовательно, как на рисунке ниже.
Чтобы изготовить автотрансформатор второй мощностью в 6 кВт, вам понадобится тороидальный магнитопровод и провод ПЭВ-2, из которого будет сделана обвивка в 455 витков. И тут нужны отводы (7 штук):
- Обвивка 1-3 отводов из провода с ППС 7 кв. мм;
- Обвивка 4-7 отводов из провода с ППС 254 кв. мм.
Что купить?
В магазине электро и радиотехники купите (в скобках обозначение на схеме):
- 7 оптронных симисторов MOC3041или 3061 (U от 1 до 7);
- 7 простых симисторов BTA41-800B (VS от 1 до 7);
- 2 светодиода DF005M или КЦ407А (VD 1 и 2);
- 3 резистора СП5-2, можно 5-3 (R 13, 14, 25);
- Выравнивающий ток элемент КР1158ЕН6А или Б(DA1);
- 2 сравнивающих устройства LM339N или К1401СА1 (DA 1 и 2);
- Включатель с предохранителем;
- 4 конденсатора пленочных или керамических (С 4, 6, 7, 8);
- 4 конденсатора оксидных (С 1, 2, 3, 5);
- 7 сопротивлений для ограничения тока, на их выводах он должен быть равен 16 мА (R от 41 до 47);
- 30 сопротивлений (любых) с допуском 5%;
- 7 сопротивлений С2-23 с допуском от 1% (R от 16 до 22).
Особенности сборки устройства для выравнивания напряжения
Микросхема стабилизирующего ток устройства устанавливается на теплоотводе, для которого подходит пластинка из алюминия. Ее плошать не должна быть меньше 15 кв. см.
Теплоотвод с охлаждающей поверхностью необходим и симисторам. Для всех 7 элементов достаточно одного теплоотвода с площадью не меньше 16 кв. дм.
Чтобы изготавливаемый нами преобразователь переменного напряжения работал, понадобится микроконтроллер. С его ролью отлично справляется микросхема КР1554ЛП5.
Вы уже знаете, что в схеме можно найти 9 мигающих диодов. Все они расположены на ней так, чтобы они попадали в отверстия, которые имеются на лицевой панели устройства. И если корпус стабилизатора не допускает их расположения, как на схеме, то вы можете видоизменить ее так, чтобы светодиоды выходили на ту сторону, которая будет для вас удобна.
Вместо мигающих светодиодов допускается использование немигающих. Но в таком случае нужно брать диоды с ярким красным свечением. Подходят элементы марок: АЛ307КМ и L1543SRC-Е.
Теперь вы знаете, как сделать стабилизатор напряжения на 220 вольт. И если ранее вам уже приходилось делать что-то подобное, то эта работа для вас не окажется сложной. В результате вы сможете сэкономить несколько тысяч рублей на покупке стабилизатора промышленного производства.
Стабилизатор представляет собой сетевой автотрансформатор, отводы обмотки которого переключаются автоматически в зависимости от величины напряжения в электросети.
Стабилизатор позволяет поддерживать выходное напряжение на уровне 220V при изменении входного от 180 до 270 V. Точность стабилизации 10V.
Принципиальную схему можно разделить на слаботоковую схему (или схему управления) и сильнотоковую (или схему автотрансформатора).
Схема управления показана на рисунке 1. Роль измерителя напряжения возложена на поликомпараторную микросхему с линейной индикацией напряжения, — А1 (LM3914).
Сетевое напряжение поступает на первичную обмотку маломощного трансформатора Т1. У этого трансформатора есть две вторичные обмотки, по 12V на каждой, имеющие один общий вывод (или одна обмотка на 24V с отводом от середины).
Выпрямитель на диоде VD1 служит для получения питающего напряжения. Напряжение с конденсатора С1 поступает на цепь питания микросхемы А1 и светодиодов оптопар Н1.1-Н9.1. А так же, он служит для получения образцовых стабильных напряжений минимальной и максимальной отметки шкалы. Для их получения используется параметрический стабилизатор на УЗ и Р1. Предельные значения измерения устанавливаются подстроечными резисторами R2 и R3 (резистором R2 — верхнее значение, резистором RЗ -нижнее).
Измеряемое напряжение берется с другой вторичной обмотки трансформатора Т1. Оно выпрямляется диодом VD2 и поступает на резистор R5. Именно по уровню постоянного напряжения на резисторе R5 производится оценка степени отклонения сетевого напряжения от номинального значения. В процессе налаживания резистор R5 предварительно устанавливают в среднее положение, а резистор RЗ в нижнее по схеме.
Затем, на первичную обмотку Т1 от автотрансформатора типа ЛАТР подают повышенное напряжение (около 270V) и резистором R2 выводят шкалу микросхемы на значение, при котором горит светодиод, подключенный к выводу 11 (временно вместо светодиодов оптопар можно подключить обычные свето-диоды). Затем входное переменное напряжение уменьшают до 190V и резистором RЗ выводят шкалу на значение когда горит светодиод, подключенный к выводу 18 А1.
Если вышеуказанные настройки сделать не удается, нужно подстроить немного R5 и повторить их снова. Так, путем последовательных приближений добиваются результата, когда изменению входного напряжения на 10V соответствует переключение выходов микросхемы А1.
Всего получается девять пороговых значений, — 270V, 260V, 250V, 240V, 230V, 220V, 210V, 200V, 190V.
Принципиальная схема автотрансформатора показана на рисунке 2. В его основе лежит переделанный трансформатор типа ЛАТР. Корпус трансформатора разбирают и удаляют ползунковый контакт, который служит для переключения отводов. Затем по результатам предварительных измерений напряжений от отводов делают выводы (от 180 до 260V с шагом в 10V), которые, в дальнейшем переключают при помощи симисторных ключей VS1-VS9, управляемых системой управления посредством оптопар Н1-Н9. Оптопары подключены так, что при снижении показания микросхемы А1 на одно деление (на 10V) происходит переключение на повышающий (на очередные 10V) отвод автотрансформатора. И наоборот, — увеличение показаний микросхемы А1 приводит к переключению на понижающий отвод автотрансформатора. Подбором сопротивления резистора R4 (рис. 1) устанавливают ток через светодиоды оптопар, при котором симис-торные ключи переключаются уверенно. Схема на транзисторах VТ1 и VT2 (рис. 1) служит для задержки включения нагрузки автотрансформатора на время, необходимое на завершение переходных процессов в схеме после включения. Эта схема задерживает подключение светодиодов оптопар к питанию.
Вместо микросхемы LM3914 нельзя использовать аналогичные микросхемы LM3915 или LM3916, из-за того, что они работают по логарифмическому закону, а здесь нужен линейный, как у LM3914. Трансформатор Т1 — малогабаритный китайский трансформатор типа TLG, на первичное напряжение 220V и два вторичных по 12V (12-0-12V) и ток 300mА. Можно использовать и другой аналогичный трансформатор.
Трансформатор Т2 можно сделать из ЛАТРа, как описано выше, или намотать его самостоятельно.
Феррорезонансный стабилизатор , возьмите трансформатор, первичная обмотка которого без каких-либо отрицательных последствий для себя выдерживает , в несколько раз превышающее входное. Последовательно в ней включите бумажный конденсатор, емкость которого подберите экспериментальным путем таким образом, резонансная частота контура, образованного этим конденсатором и первичной обмоткой, оказалась равна частоте питающей сети. Конденсатор также должен выдерживать напряжение, в несколько раз превышающее входное. Связано это с тем, что при резонансе оно значительно повышается. Вторичную обмотку рассчитайте таким образом, чтобы именно при таком, повышенном напряжении на первичной напряжение на вторичной было равно требуемому. Используйте такой стабилизатор только в сетях переменного тока и только при условии стабильной частоты. Совместно с генератором, оборудованным ДВС, такой стабилизатор будет работать очень плохо.
Для изготовления параметрического стабилизатора постоянного напряжения возьмите стабилизирующий элемент - газовый или полупроводниковый стабилитрон. Последний включите в обратной полярности, поскольку в прямой он открывается как обычный диод. Последовательно включите резистор, сопротивление которого рассчитайте по формуле: R=(Uвх-Uст)/(Iст+Iн), где UВх - входное напряжение, Uст - напряжение стабилизации, I - ток стабилизации, который можно взять близким к току нагрузки, Iн - ток нагрузки.
Стабилитрон возьмите рассчитанный на максимальный ток не меньше суммы Iст и Iн. Мощность резистора рассчитайте по формуле: P=(Uвх-Uст)(Iст+Iн).
Перед расчетами все единицы переведите в систему СИ, и результаты получатся в ней же. Выходное напряжение снимите со стабилитрона.
Чтобы сделать компенсационный стабилизатор постоянного напряжения, возьмите микросхему 7805, 7806, 7809, 7812 или 7815, в зависимости от того, какое вам необходимо напряжение на выходе (соответственно, 5, 6, 9, 12 или 15 В). Установите ее на крупный теплоотвод. Возьмите два оксидных конденсатора емкостью 1000 мкФ, рассчитанные на напряжение в 25 В. Минусовые выводы обоих конденсаторов подключите ко второму выводу микросхемы, плюсовой вывод первого конденсатора - к ее выводу 1, плюсовой вывод второго - к ее выводу 3. Параллельно каждому из оксидных конденсаторов включите по керамическому любой емкости. Возьмите источник нестабильного напряжения, превышающего требуемое стабильное примерно на четыре вольта. "Плюс" его подключите к выводу 1 микросхемы, "минус" - к выводу 2. С вывода 3 снимите положительный полюс стабильного напряжения, с вывода 2 - отрицательный. Максимальный выходной ток для микросхем 7805 и 7806 равен 3 А, для остальных - 1,5 А. Для микросхем с буквами M и тем более L в середине обозначения он значительно меньше.
Идеальным вариантом работы электросетей является изменение значений тока и напряжения как в сторону уменьшения, так и увеличения не более чем на 10% от номинальных 220 В. Но поскольку в реальности скачки характеризуются большими изменениями, то электроприборам, подключенным к сети напрямую, грозит потеря проектных возможностей и даже выход из строя.
Избежать неприятностей поможет использование специального оборудования. Но поскольку оно отличается весьма высокой ценой, то многие предпочитают собирать стабилизатор напряжения сделанный своими руками. Насколько оправдан такой шаг и что потребуется для его реализации?
Конструкция и принцип действия стабилизатора
Конструкция прибора
Решив собрать прибор самостоятельно придется заглянуть внутрь корпуса промышленной модели. Она состоит из нескольких основных деталей:
- Трансформатора;
- Конденсаторов;
- Резисторов;
- Кабеля для соединения элементов и подключения устройства.
Принцип действия самого простого стабилизатора основан на работе реостата. Он повышает или понижает сопротивление в зависимости от силы тока. Более современные модели обладают широким набором функций и способны в полной мере защитить бытовую технику от скачков напряжения в сети.
Виды приборов и их особенности
Виды и их применения
Классификация оборудования зависит от методов, используемых для регулировки тока. Поскольку эта величина представляет собой направленное движение частиц, то воздействовать на нее можно одним из способов:
- Механическим;
- Импульсным.
Первый основывается на законе Ома. Приборы, работа которых основана на нем называют линейными. Они включают в себя два колена, которые соединяются при помощи реостата. Поданное на один элемент напряжение проходит по реостату и таким образом оказывается на другом, с которого поступает к потребителям.
Приборы этого типа позволяют очень только выставлять параметры выходного тока и могут быть модернизированы дополнительными узлами. Но использовать такие стабилизаторы в сетях, где разница между входным и выходным током велика нельзя, так как они не смогут обезопасить бытовую технику от КЗ при больших нагрузках.
Смотрим видео, принцип работы импульсного прибора:
Импульсные модели работают по принципу амплитудной модуляции тока. В цепи стабилизатора используется выключатель, разрывающий ее через определенные промежутки времени. Такой подход позволяет равномерно накапливать ток в конденсаторе, а после его полной зарядки и далее на приборы.
В отличие от линейных стабилизаторов импульсные не имеют возможности задавать определенную величину. В продаже встречаются модели повышающе-понижающие – это идеальный выбор для дома.
Также стабилизаторы напряжения делятся на:
- Однофазные;
- Трехфазные.
Но так как большинство бытовых приборов работают от однофазной сети, то в жилых помещениях используют как правило оборудование, относящееся к первому типу.
Приступаем к сборке: комплектующие, инструменты
Поскольку наиболее эффективным считается симисторный аппарат, то в своей статье мы рассмотрим, как самостоятельно собрать именно такую модель. Сразу следует отметить, что этот стабилизатор напряжения, выполненный своими руками, будет выравнивать ток при условии, что входное напряжение находится в диапазоне от 130 до 270В.
Допустимая мощность приборов, подключаемых к такому оборудованию не сможет превышать 6 кВт. При этом переключение нагрузки будет осуществляться за 10 миллисекунд.
Что касается комплектующих, то для сборки такого стабилизатора понадобятся следующие элементы:
- Блок питания;
- Выпрямитель для измерения амплитуды напряжения;
- Компаратор;
- Контроллер;
- Усилители;
- Светодиоды;
- Узел задержки включения нагрузки;
- Автотрансформатор;
- Оптронные ключи;
- Выключатель-предохранитель.
Из инструментов буду необходимы паяльник и пинцет.
Этапы изготовления
Чтобы собрать стабилизатор напряжения 220В для дома своими руками сначала нужно подготовить печатную плату размером 115х90 мм. Она изготавливается из фольгированного стеклотекстолита. Схема размещения деталей может быть напечатана на лазерном принтере и при помощи утюга перенесена на плату.
Смотрим видео, самодельный несложный прибор:
схема электрическая принципиальная
- магнитопровод площадью сечения 1,87 см²;
- три кабеля ПЭВ-2.
Первый провод используется для создания одной обмотки, при этом его диаметр составляет 0,064 мм. Число витков должно равняться 8669.
Два оставшихся провода потребуются для выполнения других обмоток. Они отличаются от первого диаметром, составляющим 0,185 мм. Количество витков для этих обмоток будет равно 522.
Если хотите упростить себе задачу, то можно воспользоваться двумя готовыми трансформаторами ТПК-2-2 12В. Их соединяют последовательно.
В случае изготовления этих деталей самостоятельно после того как будет готов один из них переходят к созданию второго. Для него будет нужен тороидальный магнитопровод. Для обмотки выбирают тот же ПЭВ-2, что и в первом случае, только количество витков составит 455.
Также во втором трансформаторе придется выполнить 7 отводов. Причем для первых трех используется провод диаметром 3мм, а для остальных – шины, сечением 18 мм². Это поможет избежать нагревания трансформатора в процессе работы.
соединение двух трансформаторов
Все остальные комплектующие для прибора, создаваемого своими руками лучше приобретать в магазине. После того, как все необходимое закуплено можно приступать к сборке. Начинать лучше всего с установки микросхемы, выполняющей роль контроллера на теплоотвод, который изготавливается из алюминиевой платины площадью более 15 см². На него также монтируются симисторы. Причем теплоотвод, на который предполагается их установка должен иметь охлаждающую поверхность.
Если сборка симисторного стабилизатора напряжения 220В своими руками для вас кажется сложной, то можно остановиться на более простой линейной модели. Она будет обладать аналогичными свойствами.
Эффективность изделия, выполненного своими руками
Что толкает человека на изготовление того или иного прибора? Чаще всего – его высокая стоимость. И в этом смысле стабилизатор напряжения, собранный своими руками, конечно, превосходит фабричную модель.
К преимуществам самодельных устройств можно отнести и возможность самостоятельного ремонта. Человек, собравший стабилизатор разобрался как в его принципе действия, так и строении и поэтому сможет устранить неисправность без посторонней помощи.
Кроме того, все детали для такого прибора предварительно покупались в магазине, поэтому в случае выхода их из строя всегда можно будет найти аналогичную.
Если же сравнивать надежность стабилизатора, собранного своими руками и произведенного на предприятии, то здесь преимущество на стороне заводских моделей. В домашних условиях разработать модель, отличающуюся высокой производительностью практически невозможно, так как нет специального измерительного оборудования.
Заключение
Существуют различные типы стабилизаторов напряжения, причем некоторые из них вполне реально сделать своими руками. Но для этого придется разобраться в нюансах работы оборудования, приобрести необходимые комплектующие и выполнить их грамотный монтаж. Если вы не уверены в своих силах, то лучший вариант – приобретение устройства заводского изготовления. Стоит такой стабилизатор дороже, но и по качеству значительно превосходит модели, собираемые самостоятельно.