Problemas de estabilización de la tensión de red.
La calidad del suministro eléctrico en nuestras redes desgastadas y sobrecargadas deja mucho que desear. El voltaje puede variar mucho, lo que no es útil para los electrodomésticos. Algunos de ellos simplemente no pueden funcionar en tales condiciones, otros fallan más rápido. Para solucionar el problema se suelen utilizar estabilizadores de voltaje CA.
Los más populares en la actualidad son los estabilizadores, cuyo funcionamiento se basa en analizar el voltaje de entrada y cambiar los devanados del transformador para que el voltaje de salida se mantenga dentro de límites aceptables. Si la tensión de red cambia raramente, este enfoque es ideal. De hecho, el sistema se ha adaptado a una determinada tensión de entrada y funciona de forma silenciosa. Si el voltaje cambia, el estabilizador cambia y continúa funcionando. Pero en nuestras redes el voltaje suele fluctuar. En este caso, los estabilizadores fabricados con esta tecnología comienzan a cambiar constantemente. Cada cambio es estresante para el propio estabilizador, para los dispositivos conectados a él (al cambiar, se produce una fuerte caída de voltaje y una breve interrupción completa de la corriente) y para usted (el cambio suele ir acompañado de un parpadeo de la luz).
Aquí hay una selección de materiales para su atención: Se han realizado los siguientes cambios en el circuito de fuente de voltaje sinusoidal: En primer lugar, se utiliza un generador de oscilación sinusoidal más avanzado y confiable. VD1, VD2- Diodos Zener de 3,6 voltios conectados en serie espalda con espalda. En segundo lugar, se excluye el circuito de rectificación y filtrado de la tensión de entrada, ya que el bloque inferior ya produce una tensión constante y estable. Tercero, se excluye el circuito para generar bajo voltaje para alimentar el circuito de control. Este circuito se implementa en el bloque inferior, el voltaje que contiene se suministra al circuito de control, incluido el bloque superior. La potencia de un producto está limitada por la potencia de sus componentes. Cómo aumentar la potencia de estos dispositivos, lea el enlace. Desafortunadamente, periódicamente se encuentran errores en los artículos, se corrigen, se complementan, se desarrollan y se preparan otros nuevos. Suscríbete a las noticias para mantenerte informado. Si algo no está claro, ¡asegúrate de preguntar! Estimados fanáticos de los productos electrónicos caseros, hice placas de circuito impreso directamente en la impresora P220 para un estabilizador de voltaje alterno pulsado, si alguien está interesado, puedo compartir mi experiencia en la fabricación de placas de circuito en la impresora. Soldé las piezas en el tablero y pensé que todo empezaría a funcionar de inmediato. Pero resultó que la frecuencia del generador no es de 50 hercios sino de 150 con valores C4.C6 de 0,1 µF. Llegó Fuente de alimentación LED. Conductor. Linterna LED, linterna. Con tu propia mano... Cargador. Cargador de coche de pulsos. Cargando la batería... Convertidor monofásico a trifásico. Convertidor de una fase a tres. ... Aumento de los convertidores sin transformador de tensión CA y CC... Conmutación de carga de tiristores, conmutación (encendido/apagado)... Hacer un estrangulador, un inductor con tus propias manos, tú mismo... |
La opción ideal para el funcionamiento de redes eléctricas es cambiar los valores de corriente y voltaje tanto en la dirección de disminuir como de aumentar en no más del 10% de los 220 V nominales. Pero como en realidad las sobretensiones se caracterizan por grandes cambios , los aparatos eléctricos conectados directamente a la red corren el riesgo de perder sus capacidades de diseño e incluso de averiarse.
El uso de equipo especial le ayudará a evitar problemas. Pero como tiene un precio muy elevado, mucha gente prefiere montar un estabilizador de voltaje de fabricación propia. ¿Qué tan justificado está ese paso y qué será necesario para implementarlo?
Diseño y principio de funcionamiento del estabilizador.
Diseño del dispositivo
Si decides montar el dispositivo tú mismo, tendrás que mirar dentro del cuerpo del modelo industrial. Consta de varias partes principales:
- Transformador;
- Condensadores;
- Resistencias;
- Cables para conectar elementos y conectar dispositivos.
El principio de funcionamiento del estabilizador más simple se basa en el funcionamiento de un reóstato. Aumenta o disminuye la resistencia dependiendo de la corriente. Los modelos más modernos tienen una amplia gama de funciones y pueden proteger completamente los electrodomésticos de sobretensiones en la red.
Tipos de dispositivos y sus características.
Tipos y sus aplicaciones.
La clasificación de los equipos depende de los métodos utilizados para regular la corriente. Dado que esta cantidad representa el movimiento direccional de las partículas, se puede influir en ella de una de las siguientes maneras:
- Mecánico;
- Impulso.
El primero se basa en la ley de Ohm. Los dispositivos cuyo funcionamiento se basa en él se denominan lineales. Incluyen dos codos que se conectan mediante un reóstato. La tensión aplicada a un elemento pasa a través del reóstato y, por tanto, aparece en el otro, desde donde se suministra a los consumidores.
Los dispositivos de este tipo le permiten configurar de manera muy simple los parámetros de corriente de salida y pueden actualizarse con componentes adicionales. Pero es imposible utilizar dichos estabilizadores en redes donde la diferencia entre la corriente de entrada y salida es grande, ya que no podrán proteger los electrodomésticos de cortocircuitos bajo cargas pesadas.
Veamos el video, el principio de funcionamiento del dispositivo de pulso:
Los modelos de pulso funcionan según el principio de modulación de amplitud de la corriente. El circuito estabilizador utiliza un interruptor que lo interrumpe en ciertos intervalos. Este enfoque permite que la corriente se acumule uniformemente en el condensador y, una vez que esté completamente cargado, llegue a los dispositivos.
A diferencia de los estabilizadores lineales, los de pulso no tienen la capacidad de establecer un valor específico. Hay modelos elevadores y reductores a la venta; esta es una opción ideal para el hogar.
Los estabilizadores de voltaje también se dividen en:
- Fase única;
- Tres fases.
Pero dado que la mayoría de los electrodomésticos funcionan desde una red monofásica, en las viviendas se suele utilizar equipos del primer tipo.
Empecemos a montar: componentes, herramientas.
Dado que un dispositivo triac se considera el más efectivo, en nuestro artículo veremos cómo ensamblar dicho modelo usted mismo. Cabe señalar de inmediato que este estabilizador de voltaje de bricolaje igualará la corriente siempre que el voltaje de entrada esté en el rango de 130 a 270 V.
La potencia permitida de los dispositivos conectados a dichos equipos no puede exceder los 6 kW. En este caso, la carga se cambiará en 10 milisegundos.
En cuanto a los componentes, para montar dicho estabilizador necesitarás los siguientes elementos:
- Unidad de poder;
- Rectificador para medir la amplitud del voltaje;
- Comparador;
- Controlador;
- Amplificadores;
- LED;
- Unidad de retardo de encendido de carga;
- Autotransformador;
- interruptores optoacopladores;
- Interruptor-fusible.
Las herramientas que necesitaré son un soldador y unas pinzas.
Etapas de fabricación
Para ensamblar un estabilizador de voltaje de 220 V para su hogar con sus propias manos, primero debe preparar una placa de circuito impreso con un tamaño de 115x90 mm. Está hecho de lámina de fibra de vidrio. El diseño de las piezas se puede imprimir en una impresora láser y transferir al tablero con una plancha.
Veamos el vídeo, un sencillo dispositivo casero:
diagrama de circuito electrico
- núcleo magnético con una sección transversal de 1,87 cm²;
- tres cables PEV-2.
El primer cable se utiliza para crear un devanado y su diámetro es de 0,064 mm. El número de vueltas debe ser 8669.
Los dos cables restantes serán necesarios para hacer otros devanados. Se diferencian del primero en que su diámetro es de 0,185 mm. El número de vueltas de estos devanados será 522.
Si desea simplificar su tarea, puede utilizar dos transformadores TPK-2-2 de 12 V ya preparados. Están conectados en serie.
En el caso de realizar estas piezas tú mismo, una vez lista una de ellas, se pasa a crear la segunda. Requerirá un circuito magnético toroidal. Para el bobinado, elija el mismo PEV-2 que en el primer caso, solo que el número de vueltas será 455.
También en el segundo transformador tendrás que hacer 7 grifos. Además, para los tres primeros se utiliza un cable con un diámetro de 3 mm, y para el resto se utilizan autobuses con una sección de 18 mm². Esto ayudará a evitar que el transformador se caliente durante el funcionamiento.
conexión de dos transformadores
Es mejor comprar todos los demás componentes de un dispositivo que usted mismo cree en una tienda. Una vez que haya comprado todo lo que necesita, puede comenzar con el montaje. Lo mejor es comenzar instalando un microcircuito que actúa como controlador en un disipador de calor, que está hecho de aluminio platino con un área de más de 15 cm². También se montan triacs. Además, el disipador de calor sobre el que se van a instalar debe tener una superficie de refrigeración.
Si le parece complicado montar un estabilizador de voltaje triac de 220 V con sus propias manos, puede optar por un modelo lineal más sencillo. Tendrá propiedades similares.
La eficacia de un producto hecho a mano
¿Qué empuja a una persona a fabricar tal o cual dispositivo? La mayoría de las veces es su alto costo. Y en este sentido, un estabilizador de voltaje ensamblado con sus propias manos es, por supuesto, superior a un modelo de fábrica.
Las ventajas de los dispositivos caseros incluyen la posibilidad de autorreparación. La persona que montó el estabilizador comprendió tanto su principio de funcionamiento como su estructura y, por lo tanto, podrá solucionar el mal funcionamiento sin ayuda externa.
Además, todas las piezas para dicho dispositivo se compraron previamente en la tienda, por lo que si fallan, siempre puedes encontrar uno similar.
Si comparamos la confiabilidad de un estabilizador ensamblado con nuestras propias manos y fabricado en una empresa, entonces la ventaja está del lado de los modelos de fábrica. En casa, es casi imposible desarrollar un modelo de alto rendimiento, ya que no existe ningún equipo de medición especial.
Conclusión
Existen diferentes tipos de estabilizadores de voltaje y algunos de ellos es muy posible hacerlos usted mismo. Pero para ello será necesario comprender los matices del funcionamiento del equipo, adquirir los componentes necesarios y realizar su correcta instalación. Si no confía en sus habilidades, la mejor opción es comprar un dispositivo fabricado en fábrica. Un estabilizador de este tipo cuesta más, pero la calidad es significativamente superior a la de los modelos ensamblados de forma independiente.
El estabilizador es un autotransformador de red, cuyas derivaciones cambian automáticamente según el voltaje de la red eléctrica.
El estabilizador le permite mantener el voltaje de salida en 220 V cuando el voltaje de entrada cambia de 180 a 270 V. La precisión de la estabilización es de 10 V.
El diagrama del circuito se puede dividir en circuito de baja corriente (o circuito de control) y circuito de alta corriente (o circuito autotransformador).
El circuito de control se muestra en la Figura 1. La función del medidor de voltaje se asigna a un microcircuito policomparador con indicación de voltaje lineal: A1 (LM3914).
La tensión de red se suministra al devanado primario del transformador de baja potencia T1. Este transformador tiene dos devanados secundarios, de 12 V cada uno, con un terminal común (o un devanado de 24 V con una derivación central).
Para obtener la tensión de alimentación se utiliza el rectificador de diodo VD1. El voltaje del condensador C1 se suministra al circuito de alimentación del microcircuito A1 y a los LED de los optoacopladores H1.1-H9.1. Y además, sirve para obtener tensiones ejemplares estables de las marcas de escala mínima y máxima. Para obtenerlos se utiliza un estabilizador paramétrico en el US y el P1. Los valores de medición límite se establecen ajustando las resistencias R2 y R3 (la resistencia R2 es el valor superior, la resistencia RZ es el valor inferior).
La tensión medida se toma de otro devanado secundario del transformador T1. Se rectifica mediante el diodo VD2 y se suministra a la resistencia R5. Es mediante el nivel de tensión continua en la resistencia R5 que se evalúa el grado de desviación de la tensión de red del valor nominal. Durante el proceso de configuración, la resistencia R5 se coloca preliminarmente en la posición media y la resistencia RЗ en la parte inferior de acuerdo con el circuito.
Luego, se suministra un voltaje aumentado (aproximadamente 270 V) al devanado primario T1 desde un autotransformador del tipo LATR, y la resistencia R2 establece la escala del microcircuito al valor en el que se enciende el LED conectado al pin 11 (temporalmente, en lugar de LED con optoacoplador, puede conectar LED normales). Luego, el voltaje alterno de entrada se reduce a 190 V y se usa la resistencia RЗ para configurar la escala al valor cuando el LED conectado al pin 18 A1 está encendido.
Si no se pueden realizar los ajustes anteriores, deberá ajustar un poco R5 y repetirlos nuevamente. Así, mediante aproximaciones sucesivas, se logra un resultado cuando un cambio en el voltaje de entrada de 10 V corresponde a la conmutación de las salidas del microcircuito A1.
Hay nueve valores umbral en total: 270 V, 260 V, 250 V, 240 V, 230 V, 220 V, 210 V, 200 V, 190 V.
El diagrama esquemático del autotransformador se muestra en la Figura 2. Se basa en un transformador tipo LATR convertido. Se desmonta el cuerpo del transformador y se retira el contacto deslizante, que se utiliza para cambiar los grifos. Luego, a partir de los resultados de las mediciones preliminares de voltaje de los grifos, se extraen conclusiones (de 180 a 260 V en pasos de 10 V), que posteriormente se conmutan mediante interruptores triac VS1-VS9, controlados por el sistema de control mediante optoacopladores H1-H9. . Los optoacopladores están conectados de tal manera que cuando la lectura del microcircuito A1 disminuye en una división (en 10 V), cambia a la toma creciente (en los siguientes 10 V) del autotransformador. Y viceversa: un aumento en las lecturas del microcircuito A1 conduce a un cambio al grifo reductor del autotransformador. Al seleccionar la resistencia de la resistencia R4 (Fig. 1), se establece la corriente a través de los LED de los optoacopladores, a la cual los interruptores triac conmutan de manera confiable. El circuito de los transistores VT1 y VT2 (Fig. 1) sirve para retrasar el encendido de la carga del autotransformador durante el tiempo necesario para completar los procesos transitorios en el circuito después del encendido. Este circuito retrasa la conexión de los LED del optoacoplador a la alimentación.
En lugar del microcircuito LM3914, no se pueden utilizar microcircuitos LM3915 o LM3916 similares, debido a que funcionan según una ley logarítmica, pero aquí se necesita uno lineal, como el LM3914. El transformador T1 es un transformador chino de pequeñas dimensiones del tipo TLG, para una tensión primaria de 220V y dos tensiones secundarias de 12V (12-0-12V) y una corriente de 300mA. Puedes utilizar otro transformador similar.
El transformador T2 se puede fabricar con LATR, como se describe anteriormente, o puede enrollarlo usted mismo.
Los electrodomésticos son susceptibles a las sobretensiones: se desgastan más rápido y fallan. Y en la red, el voltaje a menudo salta, cae o incluso se interrumpe: esto se debe a la distancia desde la fuente y a la imperfección de las líneas eléctricas.
Para alimentar dispositivos con corriente con características estables, se utilizan estabilizadores de voltaje en los apartamentos. Independientemente de los parámetros de la corriente introducida en el dispositivo en su salida, tendrá parámetros casi sin cambios.
Se puede adquirir un dispositivo ecualizador de corriente eligiendo entre una amplia gama (diferencias de potencia, principio de funcionamiento, control y parámetro de tensión de salida). Pero nuestro artículo está dedicado a cómo hacer un estabilizador de voltaje con sus propias manos. ¿Se justifica en este caso el trabajo casero?
Un estabilizador casero tiene tres ventajas:
- Baratura. Todas las piezas se compran por separado y esto es rentable en comparación con las mismas piezas, pero ya ensambladas en un solo dispositivo: un ecualizador de corriente;
- Posibilidad de reparación de bricolaje.. Si uno de los elementos del estabilizador comprado falla, es poco probable que pueda reemplazarlo, incluso si comprende la ingeniería eléctrica. Simplemente no encontrará nada con qué reemplazar una pieza desgastada. Con un dispositivo casero todo es más sencillo: inicialmente compraste todos los elementos en la tienda. Sólo queda volver allí y comprar lo roto;
- Fácil reparación. Si usted mismo ha montado un convertidor de tensión, lo sabe al 100%. Y comprender el dispositivo y su funcionamiento le ayudará a identificar rápidamente la causa de la falla del estabilizador. Una vez que lo descubras, podrás reparar fácilmente tu unidad casera.
El estabilizador de producción propia tiene tres graves desventajas:
- Baja confiabilidad. En las empresas especializadas, los dispositivos son más confiables, ya que su desarrollo se basa en lecturas de instrumentación de alta precisión, que no se encuentran en la vida cotidiana;
- Amplio rango de voltaje de salida. Si los estabilizadores industriales pueden producir un voltaje relativamente constante (por ejemplo, 215-220 V), entonces los análogos caseros pueden tener un rango de 2 a 5 veces mayor, lo que puede ser crítico para equipos que son hipersensibles a los cambios de corriente;
- Configuración compleja. Si compra un estabilizador, se omite la etapa de configuración, todo lo que tiene que hacer es conectar el dispositivo y controlar su funcionamiento. Si eres el creador del ecualizador actual, entonces deberías configurarlo también. Esto es difícil, incluso si usted mismo ha fabricado el estabilizador de voltaje más simple.
Ecualizador de corriente casero: características.
El estabilizador se caracteriza por dos parámetros:
- Rango permitido de voltaje de entrada (Uin);
- Rango permitido de voltaje de salida (Uout).
Este artículo analiza el convertidor de corriente triac porque es muy eficiente. Para ello, Uin es 130-270 V y Uout es 205-230 V. Si un amplio rango de tensión de entrada es una ventaja, para la salida es una desventaja.
Sin embargo, para los electrodomésticos este rango sigue siendo aceptable. Esto es fácil de comprobar, porque las fluctuaciones de tensión permitidas son sobretensiones y caídas de no más del 10%. Y esto son 22,2 voltios hacia arriba o hacia abajo. Esto significa que está permitido cambiar el voltaje de 197,8 a 242,2 voltios. En comparación con este rango, la corriente en nuestro estabilizador triac es aún más suave.
El dispositivo es adecuado para conectarse a una línea con una carga de no más de 6 kW. Cambia en 0,01 segundos.
Diseño de un dispositivo estabilizador de corriente.
Un estabilizador de voltaje de 220 V casero, cuyo diagrama se presenta arriba, incluye los siguientes elementos:
- unidad de poder. Utiliza los dispositivos de almacenamiento C2 y C5, el transformador de tensión T1, así como un comparador (dispositivo de comparación) DA1 y LED VD1;
- Nudo, retrasar el inicio de la carga. Para ensamblarlo necesitarás resistencias de R1 a R5, transistores de VT1 a VT3, así como almacenamiento C1;
- Rectificador, midiendo el valor de las sobretensiones y caídas de tensión. Su diseño incluye un LED VD2 con un diodo zener del mismo nombre, un variador C2, una resistencia R14 y R13;
- Comparador. Requerirá resistencias de R15 a R39 y comparar los dispositivos DA2 con DA3;
- Controlador de tipo lógico. Requiere chips DD del 1 al 5;
- Amplificadores. Necesitarán resistencias para limitar la corriente R40-R48, así como transistores de VT4 a VT12;
- LED, desempeñar el papel de indicador: HL del 1 al 9;
- Interruptores optoacopladores(7) con triacs VS de 1 a 7, resistencias R de 6 a 12 y triacs optoacopladores U de 1 a 7;
- Cambio automático con fusible QF1;
- Autotransformador T2.
¿Cómo funcionará este dispositivo?
Después de que la unidad del nodo con la carga pendiente (C1) se conecta a la red, todavía está descargada. El transistor VT1 se enciende y 2 y 3 se cierran. A través de este último, la corriente fluirá posteriormente hacia los LED y los triacs optoacopladores. Pero mientras el transistor está cerrado, los diodos no dan señal y los triacs siguen cerrados: no hay carga. Pero la corriente ya fluye a través de la primera resistencia hacia el dispositivo de almacenamiento, que comienza a acumular energía.
El proceso descrito anteriormente dura 3 segundos, después de lo cual se activa el disparador Schmitt, basado en los transistores VT 1 y 2, después de lo cual se enciende el transistor 3. Ahora la carga puede considerarse abierta.
El voltaje de salida del tercer devanado del transformador en la fuente de alimentación se ecualiza mediante el segundo diodo y el condensador. Luego la corriente se dirige a R13 y pasa por R14. Actualmente, el voltaje es proporcional al voltaje en la red. Luego, la corriente se suministra a comparadores no inversores. Inmediatamente, los dispositivos de comparación inversores reciben una corriente ya ecualizada, que se suministra a las resistencias de 15 a 23. Luego se conecta un controlador para procesar las señales de entrada en los dispositivos de comparación.
Matices de estabilización dependiendo del voltaje suministrado a la entrada.
Si se introduce un voltaje de hasta 130 voltios, se indica un nivel lógico (LU) de bajo voltaje en los terminales del comparador. El cuarto transistor está abierto y el LED 1 parpadea e indica que hay una fuerte caída en la línea. Debe comprender que el estabilizador no puede producir el voltaje requerido. Por tanto, todos los triacs están cerrados y no hay carga.
Si el voltaje en la entrada es de 130-150 voltios, entonces se observa una LU alta en las señales 1 y A, pero para otras señales aún es baja. El quinto transistor se enciende, el segundo diodo se enciende. Optoacoplador triac U1.2 y triac VS2 abiertos. La carga irá por este último y llegará desde arriba al terminal de devanado del segundo autotransformador.
Con un voltaje de entrada de 150-170 voltios, se observa una LU alta en las señales 1, 2 y V, en el resto todavía es baja. Luego, el sexto transistor se enciende y el tercer diodo se enciende, VS2 se enciende y la corriente se suministra al segundo (si se cuenta desde arriba) terminal de devanado del segundo autotransformador.
El funcionamiento del estabilizador se describe de la misma forma en los rangos de voltaje de 170-190 V, 190-210 V, 210-230 V, 230-250 V.
fabricación de PCB
Para un convertidor de corriente triac, necesita una placa de circuito impreso en la que se colocarán todos los elementos. Su tamaño: 11,5 por 9 cm, para realizarlo necesitarás fibra de vidrio, cubierta con papel de aluminio por un lado.
El tablero se puede imprimir en una impresora láser, después de lo cual se utilizará una plancha. Es conveniente hacer un tablero usted mismo utilizando el programa Sprint Loyout. A continuación se muestra un diagrama de la ubicación de los elementos.
¿Cómo hacer los transformadores T1 y T2?
El primer transformador T1 con una potencia de 3 kW se fabrica utilizando un núcleo magnético con una sección transversal (CSA) de 187 m2. mm. Y tres cables PEV-2:
- Para el primer envoltorio, el PPS es de sólo 0,003 metros cuadrados. mm. Número de vueltas – 8669;
- Para el segundo y tercer devanado, el PPS es de sólo 0,027 pies cuadrados. mm. El número de vueltas es 522 en cada una.
Si no desea enrollar el cable, puede comprar dos transformadores TPK-2-2×12V y conectarlos en serie, como se muestra en la siguiente figura.
Para fabricar un autotransformador con una segunda potencia de 6 kW, necesitará un núcleo magnético toroidal y un cable PEV-2, a partir del cual se realizará una envoltura de 455 vueltas. Y aquí necesitamos curvas (7 piezas):
- Envolviendo 1-3 curvas del alambre con PPS 7 sq. milímetros;
- Envolviendo 4-7 curvas de alambre con PPS 254 sq. mm.
¿Qué comprar?
Compre en una tienda de equipos eléctricos y de radio (designación entre paréntesis en el diagrama):
- 7 triacs optoacopladores MOC3041 o 3061 (U de 1 a 7);
- 7 triacs simples BTA41-800B (VS de 1 a 7);
- 2 LED DF005M o KTs407A (VD 1 y 2);
- 3 resistencias SP5-2, 5-3 posibles (R 13, 14, 25);
- Elemento ecualizador de corriente KR1158EN6A o B (DA1);
- 2 dispositivos de comparación LM339N o K1401CA1 (DA 1 y 2);
- Cambiar con fusible;
- 4 condensadores de película o cerámicos (C 4, 6, 7, 8);
- 4 condensadores de óxido (C 1, 2, 3, 5);
- 7 resistencias para limitar la corriente, en sus terminales debe ser igual a 16 mA (R de 41 a 47);
- 30 resistencias (cualquiera) con una tolerancia del 5%;
- 7 resistencias C2-23 con una tolerancia del 1% (R de 16 a 22).
Características de montaje del dispositivo para ecualización de tensión.
El microcircuito del dispositivo estabilizador de corriente se instala en un disipador de calor, para el cual es adecuada una placa de aluminio. Su superficie no debe ser inferior a 15 metros cuadrados. cm.
Los triacs también necesitan un disipador de calor con una superficie de enfriamiento. Para los 7 elementos es suficiente un disipador de calor con una superficie de al menos 16 metros cuadrados. dm.
Para que funcione el convertidor de voltaje CA que fabricamos, necesitará un microcontrolador. El microcircuito KR1554LP5 hace frente perfectamente a su función.
Ya sabes que puedes encontrar 9 diodos intermitentes en el circuito. Todos ellos están ubicados en él de manera que encajen en los orificios que se encuentran en el panel frontal del dispositivo. Y si el cuerpo del estabilizador no permite su ubicación, como en el esquema, entonces puedes modificarlo para que los LED salgan del lado que más te convenga.
En lugar de LED que parpadean, se pueden utilizar LED que no parpadean. Pero en este caso, es necesario llevar diodos con un brillo rojo brillante. Son adecuados elementos de las siguientes marcas: AL307KM y L1543SRC-E.
Ahora ya sabes cómo hacer un estabilizador de voltaje de 220 voltios. Y si ya has tenido que hacer algo similar antes, entonces este trabajo no te resultará difícil. Como resultado, puede ahorrar varios miles de rublos en la compra de un estabilizador industrial.
Las sobretensiones tienen un impacto negativo en cualquier electrodoméstico. Esto es especialmente cierto en el caso de la electrónica de alta precisión que regula el funcionamiento de los dispositivos de calefacción.
Para igualar la corriente en casa, utilice un estabilizador de voltaje. En su forma más simple, funciona según el principio de un reóstato, aumentando y disminuyendo la resistencia dependiendo de la intensidad de la corriente. Pero también existen dispositivos más modernos que protegen completamente los equipos contra sobretensiones. Hablemos de cómo hacerlos.
Estabilizador de voltaje y principio de su funcionamiento.
Para una comprensión más detallada del funcionamiento del dispositivo, consideremos los componentes de la corriente eléctrica:
- fuerza actual,
- Voltaje,
- frecuencia.
La intensidad de la corriente es la cantidad de carga que ha pasado a través de un conductor en un período de tiempo determinado. El voltaje, si se explica de manera muy simple, equivale al concepto de trabajo realizado por un campo eléctrico. La frecuencia es la velocidad a la que el flujo de electrones cambia de dirección. Este valor es típico exclusivamente de la corriente alterna que circula en la red eléctrica. La mayoría de los electrodomésticos están diseñados para un voltaje de 220 voltios, mientras que la corriente debe ser de 5 amperios y la frecuencia debe ser de 50 hercios.
En la mayoría de los casos, los electrodomésticos tienen un nivel aceptable para cada uno de los parámetros, pero cualquier protección está diseñada para garantizar que las condiciones de funcionamiento de los dispositivos se mantengan sin cambios durante mucho tiempo. En nuestra red las fluctuaciones actuales ocurren casi constantemente. La amplitud es de hasta 2 A para corriente y hasta 40-50 V para voltaje. La frecuencia actual también es diferente de 50 Hz y oscila entre 40 Hz y 60 Hz.
Este problema está asociado a muchos factores, pero el principal de ellos es la distancia del consumidor final a la fuente de electricidad. Como resultado de un transporte suficientemente largo y de transformaciones repetidas, la corriente pierde estabilidad. Este defecto en las redes eléctricas está presente no sólo en nuestro país, sino también en cualquier otro país que utilice electricidad. Por lo tanto, se inventó un dispositivo especial para estabilizar la corriente de salida.
Tipos de estabilizadores de voltaje
Dado que la corriente es el movimiento dirigido de partículas, se utilizan los siguientes para regularla:
- método mecánico,
- método de impulso.
La mecánica se basa en la ley de Ohm. Este estabilizador se llama lineal. Consta de dos codos conectados entre sí por un reóstato. El voltaje se suministra a una rodilla, pasa a través del reóstato y llega a la segunda rodilla, desde donde se distribuye más. La ventaja de este método es que le permite configurar los parámetros de la corriente de salida con bastante precisión. Dependiendo de su finalidad, el estabilizador lineal se actualiza con piezas de repuesto adicionales. Vale la pena señalar que el dispositivo hace frente eficazmente a su tarea sólo si la diferencia entre la corriente de entrada y salida es pequeña. De lo contrario, el estabilizador tendrá una baja eficiencia. Pero incluso esto es suficiente para proteger los electrodomésticos y protegerse de cortocircuitos en caso de sobrecarga de la red.
El estabilizador de voltaje por impulsos se basa en el principio de modulación de amplitud de la corriente. El circuito estabilizador de voltaje está diseñado de tal manera que hay un interruptor en el circuito que automáticamente interrumpe el circuito a intervalos regulares. Esto permite que la corriente se suministre en partes y se acumule uniformemente en el condensador. Una vez cargado, la corriente ya ecualizada se suministra a los dispositivos. La desventaja de este método es que no permite establecer un valor específico. Sin embargo, los estabilizadores pulsados de refuerzo son bastante comunes y son ideales para uso doméstico. Ecualizan la corriente dentro de un rango ligeramente inferior o ligeramente superior a lo normal. En ambos casos, todos los parámetros actuales no exceden el enchufe permitido.
Es importante tener en cuenta la división de dispositivos en:
- estabilizador de voltaje monofásico,
- Estabilizador de voltaje trifásico.
Después de la redistribución en el transformador, sale una línea trifásica, que generalmente va al panel de distribución de una casa separada. Más allá del panel hacia el apartamento ya se encuentran la fase estándar y el cero. Por tanto, la mayoría de los electrodomésticos están diseñados específicamente para una red monofásica. Por tanto, en apartamentos típicos es recomendable utilizar un estabilizador monofásico. Además, cuesta 10 veces menos que uno trifásico, aunque lo montes tú mismo.
Los estabilizadores de voltaje para casas de campo también pueden ser trifásicos. Esto es especialmente cierto en el caso de bombas potentes, cultivadores y equipos de construcción pesados. En este caso, es necesario fabricar un estabilizador diseñado para transformar la corriente de un dispositivo específico. En la práctica, esto es bastante difícil de hacer. Por tanto, es más fácil alquilarlo. El uso de los dispositivos anteriores es temporal, por lo que no tiene sentido gastar tiempo y dinero en un estabilizador de voltaje trifásico.
Elementos principales de un estabilizador de voltaje.
Para montar un ecualizador de corriente sencillo no necesitarás ninguna habilidad especial ni piezas específicas. Los estabilizadores de voltaje para el hogar constan de:
- transformador,
- condensadores,
- resistencias,
- diodos,
- cables para conectar el microcircuito.
Ideal si tienes una máquina de soldar vieja. Es muy fácil convertirlo en un estabilizador de voltaje, además, no es necesario comprar repuestos adicionales ni diseñar una carcasa para los microcircuitos. Este tema se analiza en el vídeo al final del artículo. Pero la soldadura innecesaria es muy rara, así que veamos el procedimiento para crear un estabilizador de voltaje desde cero. Dado que un estabilizador de conmutación no permite un ajuste preciso de los parámetros, consideraremos un estabilizador de voltaje lineal.
Hacer un estabilizador de voltaje casero
Su base es un transformador. En la práctica, los transformadores son mucho más pequeños que las enormes cajas para igualar el alto voltaje proveniente de una central eléctrica. Son dos bobinas que forman un acoplamiento electromagnético inductivo. En pocas palabras, se aplica corriente a una bobina, la carga y luego surge un campo electromagnético que carga la segunda bobina, desde donde fluye la corriente. Esta relación se expresa mediante la fórmula:
| tu 2 | = | norte 2 | = | yo 1 |
| tu 1 | número 1 | yo 2 |
- U 1 – tensión en el devanado primario,
- U 2 – tensión en el devanado secundario,
- N 1 – número de vueltas en el devanado primario,
- N 2 – número de vueltas en el devanado secundario,
- I 1 – intensidad de corriente en el devanado primario,
- I 2 – intensidad de corriente en el devanado secundario.
La fórmula no es ideal, ya que permite reducir o aumentar el voltaje. En el 90% de los casos, la corriente de bajo voltaje llega al consumidor. Por lo tanto, tiene sentido fabricar inmediatamente un transformador elevador. Las bobinas inductivas se venden en tiendas de electricidad o en cualquier mercadillo. Es importante tener en cuenta que el número de vueltas debe ser de al menos 2000 mil, ya que de lo contrario el transformador se calentará mucho y pronto se quemará. Para seleccionar la potencia del transformador, es necesario medir el voltaje en la red. Para los cálculos tomamos el valor de 196 V. La fórmula toma la siguiente forma:
Como puede verse en la fórmula, el voltaje de salida será 220x4/196=4,4 A. La mayoría de los aparatos eléctricos aceptan un enchufe de 1 A. Por lo tanto, el valor resultante es suficiente para el funcionamiento normal del equipo.
Un estabilizador de voltaje, cuya energía aumenta en una cantidad determinada, está listo. Pero si hay una subida de tensión en la red, la fórmula tomará los siguientes valores:
Esto dañará la mayoría de los aparatos eléctricos.
Para eliminar este defecto utilizamos la ley de Ohm:
- U – voltaje,
- I – fuerza actual,
- R – resistencia.
264=4,47xR, R=264/4,47=60. Esta fórmula sugiere que idealmente la resistencia de todos los elementos del sistema será de 60 ohmios. Si bajas la resistencia, el voltaje disminuirá:
220=4,47xR, R=220/4,47=50.
Para cambiar la resistencia de la red se utiliza un dispositivo llamado reóstato. Naturalmente, ajustarlo manualmente es bastante inconveniente. Por lo tanto, necesitará un microcircuito estabilizador de voltaje, que marcará el camino de la corriente eléctrica después de salir del transformador.
La forma más sencilla es llevar la corriente del transformador al condensador. Es recomendable utilizar entre 12 y 16 condensadores de la misma capacidad. Esto permitirá que la corriente se acumule y la haga más uniforme. A continuación, todos los condensadores se conectan al reóstato. La corriente en la red después del transformador estará en el rango de 4,5 a 5 A y el voltaje deseado debe ser de 220 V. Por lo tanto, tenemos la fórmula R = 220/4,75 = 46. Con valores medios, la resistencia debería ser de 46 ohmios.
Para lograr una alineación más suave, es aconsejable instalar varios reóstatos paralelos. Por lo tanto, al conectarse en una corriente después de los capacitores, el circuito debe distribuirse en 4, 6, 8 ramas separadas conectadas a reóstatos. En este caso se debe utilizar la fórmula R/número de reóstatos. Si haces una cadena de 6 reóstatos, según los datos presentados, cada uno de ellos debe tener una resistencia de 8 ohmios.
Después de pasar por los reóstatos, el circuito se ensambla nuevamente en una sola corriente y se envía al diodo. El diodo está conectado a una toma de corriente normal.
Todas estas manipulaciones se relacionan con el cable en el que se encuentra la fase, simplemente pasamos el cero directamente al enchufe.
El método indicado con reóstatos es bastante arcaico. Es mucho más eficiente utilizar un dispositivo de corriente residual convencional. La corriente del transformador se suministra al RCD, el cero también está conectado al RCD. Luego hay una salida directamente a la salida.
Si el voltaje o la corriente aumentan debido a una subida de tensión, el RCD abrirá el circuito y el electrodoméstico no sufrirá daños. El resto del tiempo, el transformador igualará eficientemente la corriente.
A voltajes más altos, se necesitará un transformador reductor. Se ensambla por analogía, con la excepción de que el devanado de la segunda bobina debe estar hecho de un cable más grueso, de lo contrario el transformador se quemará.
La forma más eficaz es montar ambos transformadores. Además, existen diseños del tipo buck-boost. En el primer caso, deberá cambiar manualmente el cable; en el segundo, el proceso se puede automatizar. Como puede ver, hacer un estabilizador de voltaje no es difícil, pero trabajar con electricidad requiere el máximo cuidado.
Consejos para trabajar con un estabilizador de voltaje casero
Importante: el circuito descrito es ideal para condiciones constantes, pero las interrupciones y sobretensiones, tanto hacia arriba como hacia abajo, ocurren con bastante frecuencia en la red eléctrica.
Por ello, a la hora de montar un estabilizador de tensión, recomendamos partir de los parámetros de un equipo específico, es decir:
- piensa en el diseño del apartamento,
- si no se esperan reparaciones, instale cables de extensión para ciertos grupos de aparatos eléctricos con parámetros similares,
- conecte cada grupo a un estabilizador separado.
Cualquier electrodoméstico, ya sea en el reverso o en el pasaporte, contiene declaraciones sobre los requisitos de energía. En base a números específicos, es mucho más fácil crear un estabilizador efectivo, ya que no es necesario adaptarse a la red. Otro dispositivo útil es un voltímetro electrónico. Es recomendable conectarlo al circuito estabilizador para un seguimiento visual de su funcionamiento.
Cualquier material que no sea madera es apto para la carrocería. Muy a menudo, los estabilizadores caseros se colocan en recipientes de plástico para alimentos.
