So bauen Sie einen Spannungsstabilisator mit Ihren eigenen Händen zusammen. DIY Spannungsstabilisatorschaltungen Gleichspannungsstabilisator 220V

Der Unterschied zwischen der zugeführten Spannung und der Referenzspannung von 220 V kann sowohl auf die Qualität der Transformatoren und Leitungen als auch auf die Entfernung des Verbrauchers vom Verteilergerät zurückzuführen sein. Einer der wichtigen Faktoren, die die Spannungsstabilität beeinflussen, ist außerdem der physische Verschleiß und die Überlastung der Stromleitungen. All dies führt zu Spannungsabfällen und Überspannungen, die sich ausnahmslos negativ auf alle Elektrogeräte auswirken.

220-V-Spannungsstabilisatoren lösen dieses Problem. Die Schaltung solcher Geräte ermöglicht es Ihnen, Überspannungen im Netzwerk zu glätten und einen stabilen 220-Volt-Ausgang mit einem kleinen zulässigen Fehler zu erhalten. Gleichzeitig ist es nicht notwendig, ein solches Gerät zu kaufen – wenn Sie möchten und über minimale Kenntnisse in der Schaltung verfügen, können Sie es zu Hause mit Ihren eigenen Händen zusammenbauen.

Arten von Stabilisatoren

Alle Industriedesigns solcher Geräte lassen sich in zwei große Gruppen einteilen:

• elektromechanisch;
• gepulst.

Elektromechanisch

Der Betrieb elektromechanischer Geräte basiert auf einem Servoantrieb, der die Anzahl der Wicklungswindungen (und damit die Ausgangsspannung) ändern kann, indem er einen leitenden Schieber entlang eines Rheostaten bewegt. Solche Geräte sind günstiger als alle anderen Modelle und verfügen über eine sehr gute Stabilisierungsleistung. Aufgrund der vielen mechanischen Teile ist die Wahrscheinlichkeit jedoch höher, dass sie brechen.

Ihr größter Nachteil ist jedoch die Reaktionsgeschwindigkeit. Da der Antrieb den Stromkollektor nicht sofort bewegt, kann die Stabilisierungsverzögerung bis zu 0,1 Sekunden betragen, was für differenzempfindliche Geräte katastrophal lang ist. Mit anderen Worten, ein solcher Stabilisator hat möglicherweise einfach keine Zeit, moderne Elektronik zu schützen. Darüber hinaus ist der Nachbau eines solchen Geräts zu Hause aufgrund der vorhandenen mechanischen Teile keine triviale Aufgabe.

Impuls

Stabilisatoren werden als Impulsstabilisatoren bezeichnet, deren Funktionsweise auf dem Prinzip der Stromakkumulation und deren Verteilung an den Verbraucher in Fragmenten – Impulsen – basiert. Diese Zeitintervalle ermöglichen es dem System, den erforderlichen Strom zu akkumulieren und dann stabilisierte Leistung bereitzustellen. Zu diesen Geräten zählen auch Geräte, deren Betrieb auf Triacs und Thyristoren basiert.

Solche Geräte sind teurer als ihre elektromechanischen Gegenstücke, aber auch viel zuverlässiger – es gibt keine reibenden oder beweglichen Teile, was bedeutet, dass tatsächlich nichts kaputt gehen kann. Ihre Stabilisierungsindikatoren sind zwar schlechter – sie können die Inputindikatoren nur proportional erhöhen oder verringern. Die Reaktionsgeschwindigkeit beträgt jedoch bis zu 20 Millisekunden und das reicht aus, um selbst die empfindlichsten elektrischen Haushaltsgeräte zu schützen. Darüber hinaus kann ein solches Gerät mit den erforderlichen Fähigkeiten und Elementbasis mit Ihren eigenen Händen zusammengebaut werden.

Neben der Trennung nach dem Stabilisierungsprinzip gibt es eine Trennung in ein- und dreiphasige Geräte. Da zu Hause jedoch meist einphasiger Strom verwendet wird, berücksichtigen wir dreiphasige Geräte nicht.

Sfür 220 V

In der Schaltung, die wir als Beispiel für die Herstellung eines Stabilisators mit eigenen Händen betrachten, werden Triacs verwendet. Dank einer gut ausgewählten Elementbasis kann dieses Gerät bei Versorgung mit 130 bis 270 V eine stabile Leistung erbringen und dem Anschluss einer Last von bis zu 6 kW standhalten. Aber das Wichtigste ist die Reaktionsgeschwindigkeit – etwa 10 ms! Hier ist der Schaltplan des zukünftigen 220-V-Spannungsstabilisators:

Trotz der scheinbaren Komplexität der 220-V-Ssollte die Herstellung eines solchen Geräts mit eigenen Händen keine Probleme bereiten, wenn Sie zumindest über Grundkenntnisse in der Elektrotechnik verfügen. Also die Liste der Komponenten, die für eine erfolgreiche Montage erforderlich sind:

• Netzteil;
• Gleichrichter (Korrektur der Spannungsamplitude);
• Controller und Komparator;
• Verstärkerstufe;
• Lasteinschaltverzögerungsgerät;
• Automatischer Transformator;
• Schlüssel;
• Schalter mit Sicherungsfunktion.

Sie benötigen außerdem Drähte zum Verbinden von Elementen und Wickeltransformatoren, eine Leiterplatte zum Zusammenbau der Schaltung sowie Werkzeuge – einen Lötkolben, Lötzinn und eine Pinzette.

Der Prozess der Herstellung eines 220-V-Stabilisators mit eigenen Händen

Für die Herstellung einer Leiterplatte benötigen Sie zunächst ein Stück Folienplatine geeigneter Größe (ca. 120 x 90 mm). Das Diagramm selbst kann mit einem Bügeleisen und einem auf Papier gedruckten Schaltplan auf eine Ebene übertragen werden:

Nachdem Sie die erforderliche Architektur erhalten haben, können Sie mit dem Wickeln von Transformatoren beginnen (Sie können fertige TPK-2-2, 12 V kaufen und in Reihe schalten, aber Sie können sie auch selbst herstellen). Um jede Trance aufzuwickeln, benötigen Sie einen Magnetkern mit einem Querschnitt von 1,87 cm 2 und drei Drähten. Die erste Wicklung besteht aus 8669 Drahtwindungen mit einem Querschnitt von 0,064 mm. Die anderen beiden Wicklungen bestehen aus Draht mit einer Querschnittsfläche von 0,185 mm und enthalten jeweils 522 Windungen.

Der zweite Transformator ist anders – er ist auf einem ringförmigen Magnetkern montiert, aber die Anzahl der Windungen beträgt bereits 455. Der zweite Transformatorblock muss 7 Abgriffe enthalten, und wenn für die ersten drei ein 3 mm 2-Draht ausreicht, dann für den Im Übrigen ist es notwendig, einen Bus mit einer Querschnittsfläche von mindestens 18 mm 2 zu verwenden. Dies verhindert eine Erwärmung des Geräts während des Betriebs und erhöht die allgemeine Sicherheit.

Nach dem Zusammenbau der Transformatoren müssen diese gemäß dem folgenden Diagramm in Reihe geschaltet werden:

Die restlichen Komponenten zur Montage müssen zugekauft werden. Nachdem Sie alles Notwendige besorgt haben, können Sie mit dem Zusammenbau des Geräts gemäß dem elektrischen Schaltplan beginnen. Es ist wichtig zu bedenken, dass der Controller-Chip und die Triacs mit Wärmeleitpaste oder Kleber auf einem Kühlkörper montiert werden müssen.

Durch die Zusammenstellung aller Elemente erhalten Sie ein zuverlässiges und hochwertiges Gerät mit Eigenschaften, die alle Haushaltsbedürfnisse eines gewöhnlichen Wohngebäudes erfüllen.

Wenn eine solche Schaltung für Sie kompliziert ist, ist es besser, eine andere Version eines selbstgebauten Stabilisators zu wählen, beispielsweise einen Relaistyp. Die Schaltung eines solchen 220-V-Stabilisators ist nicht so kompliziert wie die der Triac-Version und wird in allen Zeitschriften für Funkamateure meist als Beispiel aufgeführt:

Die Schaltung ist einfach und enthält 3 Stabilisierungsblöcke mit unterschiedlichen Spannungsschwellen. Jeder von ihnen besteht aus einer Zenerdiode und Widerständen. Zusätzlich zu den Blöcken enthält die Schaltung zwei Transistorschalter, die elektromagnetische Relais steuern. Aufgrund seiner Einfachheit und relativen Zuverlässigkeit ist ein solches Gerät eine hervorragende Alternative zu komplexeren Geräten.

Vor- und Nachteile eines selbstgemachten Stabilisators

Zu den positiven Aspekten eines solchen Geräts zählen:

• Ziemlich hohe Stabilisierungsraten, ausreichend für den inländischen Bedarf;
• Niedriger Preis im Vergleich zu Werksgeräten;
• Verfügbarkeit der Selbstreparatur.

Allerdings bringt ein solcher Stabilisator neben seinen Vorteilen auch eine Reihe von Nachteilen mit sich:

• Die Selbstmontage ist qualitativ schlechter als die Werksmontage (Löten, Transformatoren wickeln usw.);
• Komplexer und sorgfältiger Aufbau des fertigen Geräts;
• Aufgrund fehlender Spezialausrüstung ist es nicht möglich, genaue Stabilisierungsdaten zu erhalten.

Abschließend möchte ich sagen, dass Sie die Montage eines solchen Geräts nicht in Angriff nehmen sollten, wenn Sie nicht über zumindest grundlegende Kenntnisse im Schaltungsdesign und Erfahrung im Löten von Funkkomponenten verfügen, da es sich um einen verantwortungsvollen und wichtigen Knotenpunkt in der Elektrik handelt Netzwerk des Hauses, von dem die Sicherheit aller Elektrogeräte abhängt.

Darin finden Sie grundlegende Daten zur Auslegung des Spannungsstabilisators Video:

Der Artikel diskutiert die Möglichkeit des kontinuierlichen Schaltens von Wechselstromkreisen mithilfe elektromechanischer Relais. Die Möglichkeit, die Erosion von Relaiskontakten zu reduzieren und dadurch die Haltbarkeit zu erhöhen und Störungen durch den Betrieb zu reduzieren, wurde aufgezeigt am Beispiel eines Netzspannungsstabilisators für eine Wohnung.

Idee

Es gelang mir, einen Artikel „Arten von Spannungsstabilisatoren“ zu finden, in dem es um die Möglichkeit ging, im Moment des Schaltens eine Diode an die Relaiskontakte anzuschließen. Die Idee besteht darin, die Wechselspannung während der positiven Halbwelle zu schalten. In diesem Fall können Sie für die Schaltzeit eine Diode parallel zu den Relaiskontakten schalten.

Was bietet diese Methode? Das Schalten von 220 V ändert sich in das Schalten nur von 20 V, und da es keine Unterbrechung des Laststroms gibt, entsteht praktisch kein Lichtbogen. Darüber hinaus entsteht bei niedrigen Spannungen praktisch kein Lichtbogen. Es entsteht kein Lichtbogen – die Kontakte verbrennen oder verschleißen nicht, die Zuverlässigkeit erhöht sich um das Zehnfache oder mehr. Die Haltbarkeit der Kontakte wird ausschließlich durch den mechanischen Verschleiß bestimmt, der sich auf 10 Millionen Schaltvorgänge beläuft.

Um diese Idee umzusetzen und zu testen, wurde ein 2-kW-Wechselstrom-Relaisstabilisator zur Stromversorgung der Wohnung montiert. Hilfsrelais schalten die Diode nur für die Dauer des Schaltens des Hauptrelais während der positiven Halbwelle. Es stellte sich heraus, dass die Relais erhebliche Verzögerungs- und Prellzeiten aufweisen, der Schaltvorgang jedoch auf einen Halbzyklus gequetscht werden konnte.

Schematische Darstellung

Programm

Im Hauptprogramm werden die Messergebnisse verarbeitet und ggf. ein Befehl zum Schalten des Relais gegeben.
Für jede Relaisgruppe werden unter Berücksichtigung der notwendigen Verzögerungen separate Ein- und Ausschaltprogramme geschrieben R2on, R2off, R1on Und R1off.
Das 5. Bit von Port C wird im Programm verwendet, um einen Taktimpuls an das Oszilloskop zu senden, damit die Ergebnisse des Experiments angezeigt werden können.

Spezifikationen

Details und Design

Einstellungen

Der Stabilisator wirkt bei mir seit dem 3. Monat und hat sich als sehr gut erwiesen. Zuvor hat bei mir ein Stabilisator eines früheren Designs funktioniert. Es funktionierte gut, aber manchmal fiel die unterbrechungsfreie Stromversorgung des Computers beim Umschalten aus. Mit dem neuen Stabilisator ist dieses Problem für immer verschwunden.

Wenn man bedenkt, dass die Erosion der Kontakte im Relais stark zurückgegangen ist (es gibt praktisch keine Funkenbildung), wäre es möglich, schwächere Relais als die Hauptrelais zu verwenden (LIMING JZC - 22F).

Mängel festgestellt

Schlussfolgerungen

Verwendete Quellen

Dateien

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Das Stromnetz in vielen unserer Häuser kann sich nicht mit einer hohen Qualität rühmen, dies gilt insbesondere für ländliche Gebiete, die weit von der Stadt entfernt sind. Daher kommt es häufig zu Spannungsstößen. Lokale Hersteller von Elektrogeräten berücksichtigen diesen Umstand und sehen einen Sicherheitsspielraum vor. Viele Menschen nutzen jedoch hauptsächlich ausländische Technologien, für die solche Sprünge destruktiv sind. Daher ist der Einsatz spezieller Geräte erforderlich. Und Sie müssen sie nicht im Laden kaufen; Sie können einen 220-V-Spannungsstabilisator gemäß dem Diagramm mit Ihren eigenen Händen herstellen. Diese Aufgabe ist nicht ganz schwierig, wenn Sie alles gemäß den Anweisungen tun.

Unmittelbar vor der Montage müssen Sie sich mit den vorhandenen Gerätetypen vertraut machen und deren Funktionsweise herausfinden.

Zwangsmaßnahme

Im Idealfall kann das Stromnetz mit geringen Spannungsabfällen effizient arbeiten – nicht mehr als 10 %, sowohl über als auch unter der Nennspannung von 220 V. Wie die realen Betriebsbedingungen zeigen, sind diese Änderungen jedoch teilweise recht erheblich. Und schon jetzt droht der Ausfall angeschlossener Geräte.

Und um solche Probleme zu vermeiden, wurde ein Gerät wie ein Spannungsstabilisator entwickelt. Und wenn der Strom den zulässigen Wert überschreitet, schaltet das Gerät die angeschlossenen Elektrogeräte automatisch ab.

Was könnte sonst noch dazu führen, dass ein solches Gerät benötigt wird, und warum denken manche Leute darüber nach, einen selbstgebauten 220-V-Spannungsstabilisator entsprechend der Schaltung herzustellen? Die Anwesenheit eines solchen Assistenten ist aufgrund folgender Möglichkeiten gerechtfertigt:

• Haushaltsgeräte funktionieren garantiert lange.
• Überwachung der Netzspannung.
• Das vorgegebene Spannungsniveau wird automatisch eingehalten.
• Stromstöße beeinträchtigen Elektrogeräte nicht.

Wenn solche elektrischen „Anomalien“ an Ihrem Wohnort häufig auftreten, sollten Sie über die Anschaffung eines guten Stabilisators nachdenken. Als letzten Ausweg bauen Sie es selbst zusammen.

Arten von Stabilisatoren

Der Hauptbestandteil eines solchen elektrischen Schutzgeräts ist sein einstellbarer Spartransformator. Derzeit produzieren viele Hersteller verschiedene Arten von Geräten, die über eine eigene Spaverfügen. Dazu gehören zwei Haufür 220 V für den Haushalt:

• Elektromechanisch.
• Elektronisch.

Es gibt auch Ferroresonanz-Analoga, die im Alltag praktisch nicht verwendet werden, auf die aber etwas später eingegangen wird. Nun lohnt es sich, mit der Beschreibung vorhandener Modelle fortzufahren.

Elektromechanische (Servoantriebs-)Geräte

Die Einstellung der Netzspannung erfolgt über einen Schieber, der sich entlang der Wicklung bewegt. Dabei kommen unterschiedliche Windungszahlen zum Einsatz. Wir haben alle in der Schule gelernt, und einige von uns haben sich vielleicht im Physikunterricht mit einem Rheostat beschäftigt.

Spannung funktioniert nach einem ähnlichen Prinzip. Lediglich der Schieber wird nicht manuell, sondern über einen Elektromotor, einen sogenannten Servoantrieb, bewegt. Es ist lediglich erforderlich, den Aufbau dieser Geräte zu kennen, wenn Sie gemäß dem Diagramm einen 220-V-Spannungsstabilisator mit Ihren eigenen Händen herstellen möchten.

Elektromechanische Geräte sind äußerst zuverlässig und sorgen für eine reibungslose Spannungsregelung. Charakteristische Vorteile:

• Stabilisatoren funktionieren unter jeder Belastung.
• Die Ressource ist deutlich größer als die anderer Analoga.
• Erschwingliche Kosten (halb niedriger als bei elektronischen Geräten)

Leider gibt es bei allen Vorteilen auch Nachteile:

• Aufgrund des mechanischen Aufbaus ist die Reaktionsverzögerung sehr spürbar.
• Solche Geräte verwenden Kohlenstoffkontakte, die im Laufe der Zeit einem natürlichen Verschleiß unterliegen.
• Das Vorhandensein von Geräuschen während des Betriebs, obwohl diese praktisch nicht hörbar sind.
• Kleiner Betriebsbereich 140–260 V.

Es ist erwähnenswert, dass es im Gegensatz zum 220-V-Wechselrichter-Spannungsstabilisator (den Sie trotz der offensichtlichen Schwierigkeiten mit Ihren eigenen Händen gemäß der Schaltung herstellen können) auch einen Transformator gibt. Was das Funktionsprinzip angeht, erfolgt die Spannungsanalyse durch eine elektronische Steuereinheit. Stellt er deutliche Abweichungen vom Sollwert fest, sendet er einen Befehl zum Bewegen des Schiebereglers.

Der Strom wird durch Zuschalten weiterer Windungen des Transformators eingestellt. Für den Fall, dass das Gerät keine Zeit hat, rechtzeitig auf zu hohe Spannung zu reagieren, ist im Stabilisatorgerät ein Relais vorgesehen.

Elektronische Stabilisatoren

Das Funktionsprinzip elektronischer Geräte ist etwas anders. Dem liegen mehrere Schemata zugrunde:

• Thyristor oder Siebenstor;
• Relais;
• Wechselrichter

Mit Ausnahme von Relaisstabilisatoren arbeiten solche Geräte geräuschlos. Sie wechseln den Modus mithilfe von Leistungsrelais, die von einer elektronischen Steuereinheit gesteuert werden. Da sie die Kontakte mechanisch trennen, kann es beim Betrieb solcher Geräte hin und wieder zu Geräuschen kommen. Für manche mag das ein gravierender Nachteil sein.

Daher wäre es die beste Wahl, einen 220-V-Wechselrichter-Spannungsstabilisator zu kaufen oder selbst herzustellen, dessen Schaltplan nicht schwer zu finden ist.

Andere elektronische Analoga verfügen über spezielle Schalter, Thyristoren und Halbleiter und arbeiten daher im lautlosen Modus. Dadurch können die Stabilisatoren auch nahezu verzögerungsfrei arbeiten. Weitere Vorteile sind:

• keine Heizung;
• der Betriebsbereich beträgt 85–305 V (bei Relaisgeräten 100–280 V);
• kompakte Abmessungen;
• niedrige Kosten (gilt auch für Relaisstabilisatoren).

Ein häufiger Nachteil elektronischer Geräte ist die Stufenschaltung zur Regelung der Netzspannung. Darüber hinaus sind Thyristorgeräte am teuersten, haben aber gleichzeitig eine sehr lange Lebensdauer.

Inverter-Technologie

Eine Besonderheit solcher Geräte ist das Fehlen eines Transformators im Gerätedesign. Die Spannungsregelung erfolgt jedoch elektronisch und gehört daher zum Vorgängertyp, ist aber sozusagen eine eigene Klasse.

Wenn Sie einen selbstgebauten 220-V-Spannungsstabilisator herstellen möchten, dessen Schaltung nicht schwer zu beschaffen ist, ist es besser, sich für die Wechselrichtertechnologie zu entscheiden. Interessant ist hier schließlich das Funktionsprinzip selbst. Wechselrichterstabilisatoren sind mit Doppelfiltern ausgestattet, wodurch Spannungsabweichungen vom Nennwert auf 0,5 % minimiert werden können. Der in das Gerät eintretende Strom wird in Gleichspannung umgewandelt, durchläuft das gesamte Gerät und nimmt vor seinem Austritt wieder seine vorherige Form an.

Ferroresonanz-Analoga

Das Funktionsprinzip von Ferroresonanzstabilisatoren basiert auf dem Magnetresonanzeffekt, der in einem System mit Drosseln und Kondensatoren auftritt. Im Betrieb ähneln sie ein wenig elektromechanischen Geräten, nur dass anstelle eines Schiebers ein ferromagnetischer Kern vorhanden ist, der sich relativ zu den Spulen bewegt.

Dieses System ist sehr zuverlässig, aber groß und macht im Betrieb viel Lärm. Es gibt auch einen gravierenden Nachteil: Solche Geräte arbeiten nur unter Last.

Wenn früher eine solche 220-V-Netzsbeliebt war, ist es jetzt besser, darauf zu verzichten. Zudem sind hier sinusförmige Verzerrungen nicht auszuschließen. Aus diesem Grund ist diese Option für moderne Haushaltsgeräte nicht geeignet. Wenn der Haushalt jedoch über leistungsstarke Elektromotoren, Handwerkzeuge und Schweißgeräte verfügt, sind solche Stabilisatoren dennoch anwendbar.

Ferroresonanzstabilisatoren waren vor 20 oder 30 Jahren im Alltag weit verbreitet. Damals wurden alte Fernseher über sie mit Strom versorgt, da sie eine spezielle Konstruktion hatten, die eine sichere direkte Nutzung des Stromnetzes nicht ermöglichte. Es gibt moderne Modelle dieser Stabilisatoren, die nicht viele Nachteile haben, aber sehr teuer sind.

Selbstgebautes Gerät

Welche Art von 220-V-Skönnen Sie mit Ihren eigenen Händen implementieren? Die einfachste Version des Stabilisators besteht aus einer minimalen Anzahl von Komponenten:

• Transformator;
• Kondensator;
• Dioden;
• Widerstand;
• Drähte (zum Anschluss von Mikroschaltungen).

Mit einfachen Fähigkeiten ist der Zusammenbau des Geräts nicht so schwierig, wie es scheint. Wenn Sie jedoch ein altes Schweißgerät haben, wird alles einfacher, da es praktisch bereits zusammengebaut ist. Das Problem ist jedoch, dass nicht jeder über ein solches Schweißgerät verfügt und es daher besser ist, eine andere Methode für ein selbstgebautes Gerät zu finden.

Schauen wir uns aus diesem Grund an, wie Sie ein Analogon eines Triac-Stabilisators herstellen können. Dieses Gerät ist für einen Eingangsbetriebsbereich von 130-270 V ausgelegt und der Ausgang wird mit 205 bis 230 V versorgt. Ein großer Unterschied im Eingangsstrom ist eher ein Plus, für den Ausgangsstrom jedoch bereits ein Minus . Für viele Haushaltsgeräte ist dieser Unterschied jedoch akzeptabel.

Was die Stromversorgung betrifft, ermöglicht der handgefertigte 220-V-Stromkreis den Anschluss von Elektrogeräten bis zu 6 kW. Die Last schaltet innerhalb von 10 Millisekunden um.

Vorteile eines selbstgebauten Geräts

Ein selbstgebauter Stabilisator hat seine Vor- und Nachteile, die Sie unbedingt kennen sollten. Hauptvorteile:

• niedrige Kosten;
• Wartbarkeit;
• unabhängige Diagnostik.

Der offensichtlichste Vorteil sind die geringen Kosten. Alle Teile müssen separat erworben werden, was mit vorgefertigten Stabilisatoren immer noch nicht zu vergleichen ist.

Wenn ein Element des gekauften Spannungsstabilisators ausfällt, ist es unwahrscheinlich, dass Sie es selbst ersetzen können. In diesem Fall müssen Sie nur noch einen Techniker zu Ihnen nach Hause rufen oder ihn zu einem Servicecenter bringen. Selbst wenn Sie über Kenntnisse im Bereich Elektrotechnik verfügen, ist es nicht so einfach, das richtige Teil zu finden. Ganz anders sieht es aus, wenn das Gerät von Hand gefertigt wurde. Alle Details sind bereits bekannt und um ein neues zu kaufen, besuchen Sie einfach den Laden.

Wenn jemand zuvor eine 220-V-10-kW-Smit eigenen Händen zusammengebaut hat, bedeutet dies, dass die Person viele Feinheiten bereits versteht. Dies bedeutet, dass die Identifizierung der Fehlfunktion nicht schwierig sein wird.

Zu berücksichtigende Nachteile

Kommen wir nun zu einigen Nachteilen. Egal wie sehr er sich selbst lobt, mit echten Profis im Elektrobereich wird er nicht mithalten können. Aus diesem einfachen Grund ist die Zuverlässigkeit eines selbstgebauten Stabilisators schlechter als die von Markenanaloga. Dies liegt daran, dass bei der Produktion hochpräzise Instrumente zum Einsatz kommen, über die normale Verbraucher nicht verfügen.

Ein weiterer Punkt ist ein größerer Betriebsspannungsbereich. Wenn er bei einer im Laden gekauften Version zwischen 215 und 220 V liegt, wird dieser Parameter bei einem zu Hause erstellten Gerät zwei- oder sogar fünfmal überschritten. Und das ist für eine Vielzahl moderner Haushaltsgeräte bereits von entscheidender Bedeutung.

Zubehör

Um einen elektronischen 220-V-Spannungsstabilisator nach der Schaltung mit eigenen Händen zusammenzubauen, können Sie auf folgende Komponenten nicht verzichten:

• Stromversorgung;
• Gleichrichter;
• Komparator;
• Regler;
• Verstärker;
• LEDs;
• Verzögerungsknoten;
• Spartransformator;
• Optokoppler-Schalter;
• Sicherungsschalter.

Sie benötigen außerdem einen Lötkolben und eine Pinzette.

Merkmale der Heimproduktion

Alle Elemente werden auf einer Leiterplatte mit den Maßen 115x90 mm platziert. Warum kann man Glasfaserfolie nehmen? Das Layout aller Funktionskomponenten kann auf einem Laserdrucker ausgedruckt und anschließend alles mit einem Bügeleisen übertragen werden. Das Beispiel selbst finden Sie weiter unten.

Jetzt können Sie mit der Herstellung von Transformatoren fortfahren. Und hier ist nicht alles so einfach. Insgesamt müssen Sie zwei Elemente herstellen. Für das erste müssen Sie Folgendes einnehmen:

• Magnetkern mit einer Querschnittsfläche von 187 mm 2;
• drei PEV-2-Drähte.

Darüber hinaus sollte einer der Drähte 0,064 mm dick sein und der andere 0,185 mm. Zunächst wird eine Primärwicklung mit der Windungszahl 8669 erstellt. Nachfolgende Wicklungen haben weniger Windungen – 522.

Der Stromkreis des 220-V-Spannungsstabilisators sieht das Vorhandensein von zwei Transformatoren vor. Daher lohnt es sich, nach dem Zusammenbau des ersten Elements mit der Herstellung des zweiten Elements fortzufahren. Und dafür benötigen Sie bereits einen toroidalen Magnetkreis. Auch hier besteht die Wicklung aus PEV-2-Draht, mit der Ausnahme, dass die Windungszahl 455 beträgt. Außerdem sollten sieben Anzapfungen vom zweiten Transformator kommen. Die ersten drei erfordern einen Draht mit einem Durchmesser von 3 mm, die restlichen 4 bestehen aus Reifen mit einem Querschnitt von 18 mm². Dadurch erwärmt sich der Transformator während der Verwendung des Stabilisators nicht.

Die Aufgabe lässt sich deutlich vereinfachen, wenn man zwei fertige TPK-2-2 12V-Elemente nimmt und in Reihe schaltet. Alle anderen notwendigen Teile müssen im Laden gekauft werden.

Montageprozess

Der Zusammenbau des Stabilisators beginnt mit der Installation der Mikroschaltung auf dem Kühlkörper. Dabei kann es sich um eine Aluminiumplatte mit einer Fläche von mindestens 15 cm2 handeln, auf der auch Triacs platziert werden sollten. Damit der Stabilisator effektiv funktioniert, können Sie auf einen Mikrocontroller nicht verzichten, für den Sie die Mikroschaltung KR1554LP5 verwenden können.

Natürlich handelt es sich hier nicht um einen 220-V-Stromkreis, aber für den häuslichen Bedarf ist ein solches Gerät völlig ausreichend. Im nächsten Schritt müssen Sie die LEDs anordnen und die blinkenden nehmen. Sie können jedoch auch andere verwenden, zum Beispiel AL307KM oder L1543SRC-E, die hellrot leuchten. Wenn es aus irgendeinem Grund nicht möglich ist, sie gemäß dem Diagramm anzuordnen, können Sie sie an einem beliebigen geeigneten Ort platzieren.

Wenn sich jemand schon einmal für ähnliche Baugruppen interessiert hat, wird der Zusammenbau eines eigenen Stabilisators nicht schwierig sein. Dies ist nicht nur eine bereichernde Erfahrung, sondern auch eine erhebliche Ersparnis, da mehrere tausend Rubel unangetastet bleiben.

Es ist notwendig, den Anschlussplan korrekt umzusetzen. Und es gibt zwei Möglichkeiten:

1. Nach dem Zähler – geeignet, wenn Sie das gesamte Stromnetz einer Wohnung oder eines Hauses schützen müssen. Direkt am Ausgang des Stromzählers wird eine Maschine platziert und an deren Ausgang der Spannungsregler angeschlossen. Bei Bedarf können Sie auch einen Schutzschalter an den Stabilisator selbst anschließen.
2. Anschließen an eine Steckdose – in diesem Fall werden nur die Geräte geschützt, die an den Regler angeschlossen sind.

Während des Betriebs erwärmt sich das Gerät und der enge Raum sorgt nicht für eine ausreichende Kühlung. Dadurch versagt der Stabilisator schnell. Die beste Option ist in diesem Fall ein offener Bereich.

Sollte dies aus verschiedenen Gründen nicht möglich sein, können Sie eine Nische speziell für das Gerät bauen. In diesem Fall ist es notwendig, einen Abstand von mindestens 10 cm von der Oberfläche der Nische bis zu den Wänden des Stabilisators einzuhalten. Nach dem Zusammenbau des Geräts sollten Sie es überprüfen und auf das Vorhandensein von Fremdgeräuschen achten.

Nachdem Sie mit Ihren eigenen Händen erfolgreich 220 V erzeugt haben, sollten Sie nicht denken, dass damit alles endet. Es ist notwendig, jedes Jahr eine vorbeugende Wartung durchzuführen, die eine Inspektion des Stabilisators und gegebenenfalls ein Nachspannen der Kontakte umfasst. Nur so kann sichergestellt werden, dass ein selbst hergestelltes „Produkt“ genauso effektiv funktioniert wie seine industriellen Gegenstücke.

Als Fazit

Ohne Zweifel erfordert die Herstellung eines Stabilisators bestimmte Kenntnisse und Fähigkeiten. Sie müssen auch genau verstehen, wie solche Geräte funktionieren, und einige Nuancen kennen. Darüber hinaus müssen Sie alle erforderlichen Komponenten kaufen und eine ordnungsgemäße Installation durchführen.

Vielleicht wird die ganze Arbeit für manche schwierig erscheinen. Wenn Sie sich also nicht auf Ihre Fähigkeiten verlassen, ist es besser, nicht für Teile, sondern für das Gerät selbst in den Laden zu gehen. Darüber hinaus haben alle Modelle eine bestimmte Garantiezeit.

Probleme mit der Netzspannungsstabilisierung

Die Qualität der Stromversorgung in unseren ausgelasteten und überlasteten Netzen lässt zu wünschen übrig. Die Spannung kann stark schwanken, was für Haushaltsgeräte nicht sinnvoll ist. Einige von ihnen können unter solchen Bedingungen einfach nicht funktionieren, andere versagen schneller. Um das Problem zu lösen, werden üblicherweise Wechselspannungsstabilisatoren eingesetzt.

Am beliebtesten sind derzeit Stabilisatoren, deren Funktionsweise auf der Analyse der Eingangsspannung und dem Schalten der Transformatorwicklungen basiert, damit die Ausgangsspannung innerhalb akzeptabler Grenzen gehalten wird. Ändert sich die Netzspannung selten, ist dieser Ansatz ideal. Tatsächlich hat sich das System an eine bestimmte Eingangsspannung angepasst und arbeitet leise. Ändert sich die Spannung, schaltet der Stabilisator um und arbeitet weiter. Doch in unseren Netzen schwankt die Spannung oft. In diesem Fall beginnen die mit dieser Technologie hergestellten Stabilisatoren ständig zu wechseln. Jedes Umschalten ist eine Belastung für den Stabilisator selbst, für Ihre daran angeschlossenen Geräte (beim Umschalten kommt es zu einem starken Spannungsabfall und einer kurzen vollständigen Stromunterbrechung) und für Sie selbst (das Umschalten geht normalerweise mit einem Blinken des Lichts einher).

Haushaltsgeräte reagieren empfindlich auf Spannungsspitzen, nutzen sich schneller ab und es kommt zu Fehlfunktionen. Im Stromnetz ändert sich die Spannung häufig, sinkt oder steigt. Dies ist auf die Abgelegenheit der Energiequelle und die schlechte Qualität der Stromleitung zurückzuführen.

Um Geräte an eine stabile Stromversorgung anzuschließen, werden in Wohngebäuden Spannungsstabilisatoren eingesetzt. An ihrem Ausgang weist die Spannung stabile Eigenschaften auf. Der Stabilisator kann in einer Einzelhandelskette gekauft werden, ein solches Gerät kann jedoch auch selbst hergestellt werden.

Es gelten Toleranzen für Spannungsänderungen von maximal 10 % des Nennwertes (220 V). Diese Abweichung muss sowohl nach oben als auch nach unten beachtet werden. Es gibt jedoch kein ideales Stromnetz und die Spannung im Netz ändert sich häufig, was den Betrieb der daran angeschlossenen Geräte erschwert.

Elektrogeräte reagieren negativ auf solche Netzschwankungen und können schnell ausfallen und ihre vorgesehene Funktion verlieren. Um solche Folgen zu vermeiden, verwenden Menschen selbstgebaute Geräte, sogenannte Spannungsstabilisatoren. Ein mit Triacs hergestelltes Gerät hat sich zu einem wirksamen Stabilisator entwickelt. Wir werden uns ansehen, wie man mit eigenen Händen einen Spannungsstabilisator herstellt.

Eigenschaften des Stabilisators

Dieses Stabilisierungsgerät weist keine erhöhte Empfindlichkeit gegenüber Änderungen der über die gemeinsame Leitung zugeführten Spannung auf. Die Spannungsglättung wird durchgeführt, wenn die Eingangsspannung im Bereich von 130 bis 270 Volt liegt.

An das Netzwerk angeschlossene Geräte werden mit einer Spannung von 205 bis 230 Volt betrieben. Mit einem solchen Gerät können Elektrogeräte mit einer Gesamtleistung von bis zu 6 kW betrieben werden. Der Stabilisator schaltet die Verbraucherlast in 10 ms um.

Stabilisatorgerät

Diagramm der Stabilisierungsvorrichtung.

Der Spannungsstabilisator gemäß der angegebenen Schaltung umfasst folgende Teile:

1. Das Netzteil, das die Kapazitäten C2, C5, einen Komparator, einen Transformator und eine thermoelektrische Diode umfasst.
2. Ein Knoten, der den Anschluss der Verbraucherlast verzögert und aus Widerständen, Transistoren und Kapazitäten besteht.
3. Eine Gleichrichterbrücke, die die Spannungsamplitude misst. Der Gleichrichter besteht aus einem Kondensator, einer Diode, einer Zenerdiode und mehreren Teilern.
4. Spannungskomparator. Seine Komponenten sind Widerstände und Komparatoren.
5. Logikcontroller auf Mikroschaltungen.
6. Verstärker, Transistoren VT4-12, Strombegrenzungswiderstände.
7. LEDs als Indikatoren.
8. Optitronic-Schlüssel. Jeder der Spitznamen ist mit Triacs und Widerständen sowie Optosimistoren ausgestattet.
9. Elektrischer Schutzschalter oder Sicherung.
10. Spartransformator.

Funktionsprinzip

Schauen wir uns an, wie es funktioniert.

Nach dem Anschließen der Stromversorgung befindet sich die Kapazität C1 im Entladezustand, der Transistor VT1 ist geöffnet und VT2 ist geschlossen. Der VT3-Transistor bleibt ebenfalls geschlossen. Dadurch fließt Strom zu allen LEDs und einem auf Triacs basierenden Optitron.

Da sich dieser Transistor im geschlossenen Zustand befindet, leuchten die LEDs nicht und jeder Triac ist geschlossen, die Last ist ausgeschaltet. In diesem Moment fließt Strom durch den Widerstand R1 und kommt bei C1 an. Dann beginnt der Kondensator aufzuladen.

Der Verschlusszeitbereich beträgt drei Sekunden. In diesem Zeitraum werden alle Übergangsprozesse durchgeführt. Nach ihrer Fertigstellung wird ein Schmitt-Trigger basierend auf den Transistoren VT1 und VT2 ausgelöst. Danach öffnet der 3. Transistor und die Last wird angeschlossen.

Die von der 3. Wicklung T1 kommende Spannung wird durch die Diode VD2 und die Kapazität C2 ausgeglichen. Als nächstes fließt der Strom an den Widerständen R13-14 zum Teiler. Vom Widerstand R14 wird an jedem nichtinvertierenden Komparatoreingang eine Spannung angelegt, deren Größe direkt von der Größe der Spannung abhängt.

Die Anzahl der Komparatoren beträgt 8. Sie basieren alle auf den Mikroschaltungen DA2 und DA3. Gleichzeitig wird dem invertierten Eingang der Komparatoren Gleichstrom zugeführt, der über die Teiler R15-23 versorgt wird. Als nächstes tritt der Controller in Aktion und empfängt das Eingangssignal jedes Komparators.

Spannungsstabilisator und seine Funktionen

Wenn die Eingangsspannung unter 130 Volt fällt, erscheint an den Ausgängen der Komparatoren ein kleiner Logikpegel. In diesem Moment ist der Transistor VT4 geöffnet, die erste LED blinkt. Diese Anzeige weist auf das Vorhandensein einer Unterspannung hin, was bedeutet, dass der einstellbare Stabilisator seine Funktionen nicht erfüllen kann.

Alle Triacs sind geschlossen und die Last ist ausgeschaltet. Wenn die Spannung im Bereich von 130–150 Volt liegt, haben die Signale 1 und A die Eigenschaften eines hohen Logikpegels. Dieses Niveau ist niedrig. In diesem Fall öffnet der Transistor VT5 und die zweite LED beginnt zu signalisieren.

Optosimitor U1.2 öffnet, genau wie Triac VS2. Der Laststrom fließt durch den Triac. Dann gelangt die Last in den oberen Anschluss der Spartransformatorspule T2.

Wenn die Eingangsspannung 150 - 170 V beträgt, haben die Signale 2, 1 und B einen erhöhten logischen Pegelwert. Andere Signale sind niedrig. Bei dieser Eingangsspannung öffnet der Transistor VT6 und die 3. LED leuchtet auf. In diesem Moment öffnet der 2. Triac und Strom fließt zum zweiten Anschluss der T2-Spule, der der 2. von oben ist.

Ein selbstmontierter 220-Volt-Spannungsstabilisator verbindet die Wicklungen des 2. Transformators, wenn die Eingangsspannung 190, 210, 230, 250 Volt erreicht. Um einen solchen Stabilisator herzustellen, benötigen Sie eine 115 x 90 mm große Leiterplatte aus Folienfiberglas.

Das Tafelbild kann auf einem Drucker ausgedruckt werden. Anschließend wird dieses Bild mit einem Bügeleisen auf die Tafel übertragen.

Herstellung von Transformatoren

Sie können die Transformatoren T1 und T2 selbst herstellen. Für T1, dessen Leistung 3 kW beträgt, müssen ein Magnetkern mit einem Querschnitt von 1,87 cm 2 und 3 PEV-Drähte verwendet werden – 2. 1. Draht mit einem Durchmesser von 0,064 mm. Damit wird die erste Spule mit einer Windungszahl von 8669 gewickelt. Die anderen 2 Drähte werden zur Bildung der restlichen Wicklungen verwendet. Die Drähte darauf müssen den gleichen Durchmesser von 0,185 mm und die Anzahl der Windungen 522 haben.

Um solche Transformatoren nicht selbst herzustellen, können Sie vorgefertigte Versionen von TPK - 2 - 2 x 12 V in Reihe geschaltet verwenden.

Zur Herstellung eines 6-kW-Transformators T2 wird ein Ringmagnetkern verwendet. Die Wicklung ist mit PEV-2-Draht mit der Windungszahl 455 gewickelt. Am Transformator müssen 7 Anzapfungen installiert werden. Die ersten 3 davon sind mit 3 mm Draht umwickelt. Die restlichen 4 Zweige werden mit Reifen mit einem Querschnitt von 18 mm 2 umwickelt. Bei einem solchen Leitungsquerschnitt kommt es zu keiner Erwärmung des Transformators.

Die Taps werden in den folgenden Runden vorgenommen: 203, 232, 266, 305, 348 und 398. Die Runden werden ab dem unteren Tap gezählt. In diesem Fall muss der elektrische Strom des Netzwerks durch den Abgriff 266 Windungen fließen.

Teile und Materialien

Die restlichen Elemente und Teile des Stabilisators zur Selbstmontage werden in der Einzelhandelskette gekauft. Hier ist eine Liste davon:

1. Triacs (Optokoppler) MOS 3041 – 7 Stk.
2. Triacs VTA 41 – 800 V – 7 Stk.
3. KR 1158 EN 6A (DA1) Stabilisator.
4. Komparator LM 339 N (für DA2 und DA3) – 2 Stk.
5. Dioden DF 005 M (für VD2 und VD1) – 2 Stk.
6. Drahtwiderstände SP 5 oder SP 3 (für R13, R14 und R25) – 3 Stk.
7. Widerstände C2 – 23, mit einer Toleranz von 1 % – 7 Stk.
8. Widerstände beliebiger Werte mit einer Toleranz von 5 % - 30 Stk.
9. Strombegrenzungswiderstände - 7 Stk., zum Durchlassen eines Stroms von 16 Milliampere (für R 41 - 47) - 7 Stk.
10. Elektrolytkondensatoren – 4 Stück (für C5 – 1).
11. Folienkondensatoren (C4 – 8).
12. Schalter mit Sicherung ausgestattet.

Optokoppler MOS 3041 werden durch MOS 3061 ersetzt. Der Stabilisator KR 1158 EN 6A kann durch KP 1158 EN 6B ersetzt werden. Der Komparator K 1401 CA 1 kann analog zum LM 339 N eingebaut werden. Anstelle von Dioden können KTs 407 A verwendet werden.

Die Mikroschaltung KR 1158 EN 6A muss auf dem Kühlkörper installiert werden. Für seine Herstellung wird eine Aluminiumplatte von 15 cm 2 verwendet. Es ist auch notwendig, darauf Triacs zu installieren. Für Triacs ist die Verwendung eines gemeinsamen Kühlkörpers zulässig. Die Fläche muss 1600 cm2 überschreiten. Der Stabilisator muss mit einer Mikroschaltung KR 1554 LP 5 ausgestattet sein, die als Mikrocontroller fungiert. Neun LEDs sind so angeordnet, dass sie in die Löcher an der Vorderseite der Instrumententafel passen.

Wenn die Gehäusekonstruktion eine Montage wie in der Abbildung nicht zulässt, werden sie auf der anderen Seite platziert, wo sich die gedruckten Leiterbahnen befinden. LEDs müssen in blinkender Ausführung eingebaut werden, es können aber auch nicht blinkende Dioden eingebaut werden, sofern diese hellrot leuchten. Verwenden Sie für solche Zwecke AL ​​307 KM oder L 1543 SRC - E.

Sie können einfachere Versionen der Geräte zusammenstellen, diese verfügen jedoch über bestimmte Funktionen.

Vor- und Nachteile, Unterschiede zu Werksmodellen

Wenn wir die Vorteile unabhängig hergestellter Stabilisatoren auflisten, sind die geringen Kosten der Hauptvorteil. Hersteller von Geräten erhöhen oft die Preise, und in jedem Fall kostet die eigene Montage weniger.

Ein weiterer Vorteil kann durch einen Faktor wie die Möglichkeit bestimmt werden, ein Gerät einfach mit eigenen Händen zu reparieren, denn wer, wenn nicht Sie, weiß besser über ein mit eigenen Händen zusammengebautes Gerät Bescheid.

Im Falle einer Panne findet der Besitzer des Gerätes sofort das defekte Element und ersetzt es durch ein neues. Der einfache Austausch von Teilen entsteht dadurch, dass alle Teile in einem Geschäft gekauft wurden und daher in jedem Geschäft problemlos nachgekauft werden können.

Der Nachteil eines selbst zusammengebauten Spannungsstabilisators ist sein komplexer Aufbau.

Der einfachste Spannungsstabilisator zum Selbermachen

Schauen wir uns an, wie Sie mit ein paar einfachen Teilen Ihren eigenen 220-Volt-Stabilisator mit Ihren eigenen Händen herstellen können. Wenn die Spannung in Ihrem Stromnetz deutlich sinkt, ist ein solches Gerät praktisch. Für die Herstellung benötigen Sie einen fertigen Transformator und ein paar einfache Teile. Es ist besser, sich ein solches Beispielgerät zur Kenntnis zu nehmen, da es sich um ein gutes Gerät mit ausreichender Leistung, beispielsweise für eine Mikrowelle, handelt.

Für Kühlschränke und verschiedene andere Haushaltsgeräte ist eine Verringerung der Netzspannung eher schädlich als eine Erhöhung. Wenn Sie die Netzwerkspannung mit einem Spartransformator erhöhen, ist die Spannung am Geräteausgang normal, während die Netzwerkspannung abnimmt. Und wenn die Spannung im Netzwerk normal wird, erhalten wir am Ausgang einen erhöhten Spannungswert. Nehmen wir zum Beispiel einen 24-V-Transformator. Bei einer Netzspannung von 190 V beträgt der Ausgang des Geräts 210 V; bei einem Netzwert von 220 V beträgt der Ausgang 244 V. Das ist durchaus akzeptabel und normal die Bedienung von Haushaltsgeräten.

Für die Herstellung benötigen wir den Hauptteil – das ist ein einfacher Transformator, aber kein elektronischer. Sie können es vorgefertigt finden oder die Daten eines vorhandenen Transformators ändern, beispielsweise von einem kaputten Fernseher. Wir werden den Transformator entsprechend der Spartransformatorschaltung anschließen. Die Ausgangsspannung wird etwa 11 % höher sein als die Netzspannung.

In diesem Fall ist Vorsicht geboten, da bei einem erheblichen Spannungsabfall im Netz nach oben am Ausgang des Gerätes eine Spannung erzeugt wird, die den zulässigen Wert deutlich überschreitet.

Der Spartransformator erhöht die Netzspannung nur um 11 %. Das bedeutet, dass auch die Leistung des Spartransformators mit 11 % der Verbraucherleistung abgenommen wird. Die Leistung eines Mikrowellenherds beträgt beispielsweise 700 W, was bedeutet, dass wir einen Transformator mit 80 W benötigen. Aber es ist besser, die Macht mit Reserve zu übernehmen.

Der SA1-Regler ermöglicht bei Bedarf den Anschluss der Verbraucherlast ohne Spartransformator. Natürlich ist dies kein vollwertiger Stabilisator, aber seine Herstellung erfordert keine großen Investitionen und viel Zeit.