Направи си сам мощен стабилизатор на напрежение: електрически диаграми + стъпка по стъпка инструкции за монтаж

Изработването на домашни стабилизатори на напрежението е доста често срещана практика.Въпреки това, в по-голямата си част се създават стабилизиращи електронни схеми, които са проектирани за относително ниски изходни напрежения (5-36 волта) и относително ниски мощности. Уредите се използват като част от домакинско оборудване, нищо повече.

Ще ви кажем как да направите мощен стабилизатор на напрежение със собствените си ръце. Статията, която предложихме, описва процеса на производство на устройство за работа с мрежово напрежение от 220 волта. Като вземете предвид нашите съвети, можете да се справите сами с монтажа без никакви проблеми.

Стабилизиране на битовото напрежение

Желанието да се осигури стабилизирано напрежение в домакинската мрежа е очевидно явление. Този подход гарантира безопасността на използваното оборудване, често скъпо и постоянно необходимо във фермата. И като цяло коефициентът на стабилизиране е ключът към повишената безопасност при работата на електрическите мрежи.

Най-често се закупува за битови нужди стабилизатор за газов котел, чиято автоматизация изисква свързване към захранване, за хладилник, помпено оборудване, сплит системи и подобни консуматори.

Индустриален дизайн на стабилизатор на мрежово напрежение, който е лесен за закупуване на пазара.Гамата от такова оборудване е огромна, но винаги има възможност да направите свой собствен дизайн

Този проблем може да бъде решен по различни начини, най-простият от които е закупуването на мощен стабилизатор на напрежението, произведен индустриално.

Оферти стабилизатори на напрежението има много на търговския пазар. Възможностите за закупуване обаче често са ограничени от цената на устройствата или други фактори. Съответно, алтернатива на закупуването е сами да сглобите стабилизатор на напрежение от налични електронни компоненти.

При условие, че имате необходимите умения и познания по електрическа инсталация, теория на електротехниката (електроника), електрически вериги и елементи за запояване, може да се внедри и успешно използва на практика домашен стабилизатор на напрежение. Има такива примери.

Стабилизационното оборудване, направено със собствените си ръце от налични и евтини радиокомпоненти, може да изглежда така. Шасито и корпусът могат да бъдат избрани от старо индустриално оборудване (например от осцилоскоп)

Схемни решения за стабилизиране на електрическа мрежа 220V

При разглеждането на възможни схеми за стабилизиране на напрежението, като се има предвид относително висока мощност (поне 1-2 kW), трябва да се има предвид разнообразието от технологии.

Има няколко схемни решения, които определят технологичните възможности на устройствата:

• ферорезонансен;
• серво задвижване;
• електронни;
• инвертор

Коя опция да изберете зависи от вашите предпочитания, налични материали за монтаж и умения за работа с електрическо оборудване.

Вариант №1 - ферорезонансна верига

За самостоятелно производство, най-простият вариант на верига изглежда е първият елемент в списъка - ферорезонансна верига. Работи чрез ефекта на магнитния резонанс.

Блокова схема на прост стабилизатор, направен на базата на дросели: 1 – първи дроселов елемент; 2 – втори дроселов елемент; 3 – кондензатор; 4 – страна на входното напрежение; 5 – страна на изходното напрежение

Дизайнът на достатъчно мощен ферорезонансен стабилизатор може да бъде сглобен само с три елемента:

1. Дросел 1.
2. Дросел 2.
3. Кондензатор.

Въпреки това, простотата в този вариант е придружена от много неудобства. Дизайнът на мощен стабилизатор, сглобен с помощта на ферорезонансна верига, се оказва масивен, обемист и тежък.

Вариант №2 - автотрансформатор или серво задвижване

Всъщност говорим за схема, която използва принципа на автотрансформатор. Трансформацията на напрежението се извършва автоматично чрез управление на реостат, чийто плъзгач движи серво задвижването.

От своя страна, серво задвижването се управлява от сигнал, получен например от сензор за ниво на напрежение.

Схематична диаграма на устройство за серво задвижване, чийто монтаж ще ви позволи да създадете мощен стабилизатор на напрежение за вашия дом или селска къща. Тази опция обаче се счита за технологично остаряла

Устройство от релеен тип работи приблизително по същия начин, като единствената разлика е, че съотношението на трансформация се променя, ако е необходимо, чрез свързване или изключване на съответните намотки с помощта на реле.

Вериги от този вид изглеждат технически по-сложни, но в същото време не осигуряват достатъчна линейност на промените на напрежението. Допустимо е ръчно сглобяване на реле или серво задвижващо устройство.Въпреки това е по-разумно да изберете електронния вариант. Разходите за усилия и пари са почти еднакви.

Вариант #3 - електронна схема

Сглобяването на мощен стабилизатор с помощта на електронна верига за управление с широка гама от радиокомпоненти в продажба става напълно възможно. По правило такива вериги се сглобяват на електронни компоненти - триаци (тиристори, транзистори).

Разработени са и редица вериги на стабилизатор на напрежението, при които като превключватели се използват мощни полеви транзистори.

Блокова схема на модула за електронна стабилизация: 1 – входни клеми на устройството; 2 – триак блок за управление на трансформаторни намотки; 3 – микропроцесорен блок; 4 – изходни клеми за свързване на товара

Доста трудно е да се произведе мощно устройство изцяло под електронно управление с ръцете на неспециалист, по-добре е купете готово устройство. По този въпрос не можете да правите без опит и знания в областта на електротехниката.

Препоръчително е да обмислите тази опция за независимо производство, ако има силно желание да се изгради стабилизатор, плюс натрупания опит на електронен инженер. По-нататък в статията ще разгледаме дизайна на електронен дизайн, подходящ за изработка сами.

Подробни инструкции за сглобяване

Веригата, която се разглежда за самостоятелно производство, е по-скоро хибридна опция, тъй като включва използването на силов трансформатор във връзка с електрониката. Трансформаторът в този случай се използва сред тези, които са били инсталирани в телевизори на по-стари модели.

Това е приблизително видът силов трансформатор, от който ще се нуждаете, за да направите домашен дизайн на стабилизатор. Не може обаче да се изключи изборът на други опции или навиването със собствените си ръце.

Вярно е, че телевизионните приемници като правило инсталират трансформатори TS-180, докато стабилизаторът изисква поне TS-320, за да осигури изходно натоварване до 2 kW.

Стъпка №1 - изработване на тялото на стабилизатора

За направата на тялото на устройството е подходяща всяка подходяща кутия на базата на изолационен материал - пластмаса, текстолит и др. Основният критерий е достатъчно място за поставяне на силов трансформатор, електронна платка и други компоненти.

Също така е възможно тялото да се направи от листове от фибростъкло чрез закрепване на отделни листове с помощта на ъгли или по друг начин.

Допустимо е да изберете корпус от всякаква електроника, който е подходящ за поставяне на всички работни компоненти на домашна стабилизаторна верига. Можете също така да сглобите кутията сами, например от листове от фибростъкло

Кутията на стабилизатора трябва да бъде оборудвана с жлебове за инсталиране на превключвател, входни и изходни интерфейси, както и други аксесоари, предоставени от веригата като контролни или превключващи елементи.

Под произведения корпус се нуждаете от основна плоча, върху която ще „лежи“ електронната платка и ще бъде фиксиран трансформаторът. Плочата може да бъде изработена от алуминий, но трябва да се предвидят изолатори за монтаж на електронната платка.

Стъпка #2 - изработка на печатна платка

Тук ще трябва първоначално да проектирате оформление за поставяне и свързване на всички електронни части според електрическата схема, с изключение на трансформатора. След това лист фолио PCB се маркира по протежение на оформлението и създадената следа се чертае (отпечатва) отстрани на фолиото.

След това платката се ецва с помощта на подходящо решение (инженерите по електроника трябва да са запознати с метода на ецване на платки).

Можете да направите печатна платка за стабилизатор, като използвате доста достъпни методи у дома. За да направите това, трябва да подготвите шаблон и набор от инструменти за ецване върху фолио PCB

Полученото по този начин отпечатано копие на окабеляването се почиства, калайдисва и се монтират всички радиокомпоненти на веригата, последвано от запояване. Така се произвежда електронната платка на мощен стабилизатор на напрежение.

По принцип можете да използвате услуги за гравиране на печатни платки на трети страни. Тази услуга е доста достъпна, а качеството на „печата“ е значително по-високо, отколкото в домашната версия.

Стъпка # 3 - сглобяване на стабилизатора на напрежението

За външно окабеляване е подготвена платка, оборудвана с радиокомпоненти. По-специално, от платката се извеждат външни комуникационни линии (проводници) с други елементи - трансформатор, ключ, интерфейси и др.

На основната плоча на корпуса е монтиран трансформатор, електронната платка е свързана към трансформатора и платката е закрепена към изолаторите.

Пример за домашен стабилизатор на напрежение от релеен тип, направен у дома, поставен в корпус от влошено индустриално измервателно устройство

Остава само да свържете външните елементи, монтирани на кутията, към веригата, да инсталирате ключовия транзистор на радиатора, след което сглобената електронна структура е покрита с кутията. Стабилизаторът на напрежението е готов. Можете да започнете настройката с по-нататъшно тестване.

Принцип на действие и домашен тест

Регулиращият елемент на електронната стабилизираща верига е мощен полеви транзистор от типа IRF840.Обработващото напрежение (220-250V) преминава през първичната намотка на силовия трансформатор, коригира се от диодния мост VD1 и отива към изтичането на транзистора IRF840. Източникът на същия компонент е свързан към отрицателния потенциал на диодния мост.

Принципна схема на стабилизиращ блок с висока мощност (до 2 kW), на базата на който са сглобени и се използват успешно няколко устройства. Веригата показа оптималното ниво на стабилизация при определеното натоварване, но не по-високо

Частта от веригата, която включва една от двете вторични намотки на трансформатора, се формира от диоден токоизправител (VD2), потенциометър (R5) и други елементи на електронния регулатор. Тази част от веригата генерира управляващ сигнал, който се изпраща към портата на полевия транзистор IRF840.

В случай на увеличаване на захранващото напрежение управляващият сигнал намалява напрежението на затвора на полевия транзистор, което води до затваряне на ключа. Съответно при контактите за свързване на товара (XT3, XT4) възможното увеличение на напрежението е ограничено. Веригата работи обратно в случай на спад на мрежовото напрежение.

Настройката на устройството не е особено трудна. Тук ще ви е необходима обикновена лампа с нажежаема жичка (200-250 W), която трябва да бъде свързана към изходните клеми на устройството (X3, X4). След това, чрез завъртане на потенциометъра (R5), напрежението на маркираните клеми се довежда до ниво от 220-225 волта.

Изключете стабилизатора, изключете лампата с нажежаема жичка и включете устройството с пълно натоварване (не по-високо от 2 kW).

След 15-20 минути работа устройството се изключва отново и се следи температурата на радиатора на ключовия транзистор (IRF840). Ако отоплението на радиатора е значително (повече от 75º), трябва да изберете по-мощен радиатор.

Ако процесът на производство на стабилизатор изглежда твърде сложен и нерационален от практическа гледна точка, можете да намерите и закупите фабрично произведено устройство без никакви проблеми. Правила и критерии избор на стабилизатор за 220 V са дадени в нашата препоръчана статия.

Изводи и полезно видео по темата

Видеото по-долу разглежда един от възможните дизайни за домашен стабилизатор.

По принцип можете да вземете под внимание тази версия на домашно стабилизиращо устройство:

Възможно е да сглобите блок, който стабилизира мрежовото напрежение със собствените си ръце. Това се потвърждава от множество примери, при които радиолюбители с малък опит доста успешно разработват (или използват съществуваща), подготвят и сглобяват електронна верига.

Обикновено няма трудности при закупуването на части за направата на домашен стабилизатор. Производствените разходи са ниски и естествено се изплащат, когато стабилизаторът бъде пуснат в експлоатация.

Моля, оставяйте коментари, задавайте въпроси, публикувайте снимки, свързани с темата на статията, в блока по-долу. Разкажете ни как сглобихте стабилизатор на напрежение със собствените си ръце. Споделете полезна информация, която може да бъде полезна за начинаещи електроинженери, посещаващи сайта.