Doe-het-zelf krachtige spanningsstabilisator: schakelschema's + stap-voor-stap montage-instructies

Het maken van zelfgemaakte spanningsstabilisatoren is een vrij gebruikelijke praktijk.Er worden echter voor het grootste deel stabiliserende elektronische circuits gemaakt die zijn ontworpen voor relatief lage uitgangsspanningen (5-36 volt) en relatief lage vermogens. De apparaten worden gebruikt als onderdeel van huishoudelijke apparatuur, meer niet.

We zullen u vertellen hoe u met uw eigen handen een krachtige spanningsstabilisator kunt maken. Het artikel dat we hebben voorgesteld beschrijft het proces van het vervaardigen van een apparaat dat werkt met een netwerkspanning van 220 volt. Met inachtneming van ons advies kunt u de montage zonder problemen zelf uitvoeren.

Stabilisatie van de huishoudelijke spanning

De wens om gestabiliseerde spanning aan het huishoudelijke netwerk te leveren is een voor de hand liggend fenomeen. Deze aanpak garandeert de veiligheid van de gebruikte apparatuur, die vaak duur is en voortdurend nodig is op de boerderij. En over het algemeen is de stabilisatiefactor de sleutel tot meer veiligheid bij de werking van elektrische netwerken.

Meestal gekocht voor huishoudelijke doeleinden stabilisator voor gasboiler, waarvan de automatisering een aansluiting op een stroomvoorziening vereist, voor koelkast, pompapparatuur, splitsystemen en soortgelijke verbruikers.

Industrieel ontwerp van een netspanningsstabilisator, die eenvoudig op de markt verkrijgbaar is.Het bereik van dergelijke apparatuur is enorm, maar er is altijd de mogelijkheid om je eigen ontwerp te maken

Dit probleem kan op verschillende manieren worden opgelost, waarvan de eenvoudigste is door een krachtige, industrieel vervaardigde spanningsstabilisator te kopen.

Aanbiedingen spanningsstabilisatoren er zijn er genoeg op de commerciële markt. De aankoopmogelijkheden worden echter vaak beperkt door de kosten van apparaten of andere factoren. Een alternatief voor aanschaf is dus om zelf een spanningsstabilisator samen te stellen uit beschikbare elektronische componenten.

Mits u over de juiste vaardigheden en kennis beschikt van elektrische installatie, de theorie van elektrotechniek (elektronica), bedradingscircuits en soldeerelementen, kan een zelfgemaakte spanningsstabilisator worden geïmplementeerd en met succes in de praktijk worden gebruikt. Er zijn zulke voorbeelden.

Stabilisatieapparatuur die met uw eigen handen is gemaakt van beschikbare en goedkope radiocomponenten kan er ongeveer zo uitzien. Het chassis en de behuizing kunnen worden geselecteerd uit oude industriële apparatuur (bijvoorbeeld uit een oscilloscoop)

Circuitoplossingen voor het stabiliseren van het 220V-elektriciteitsnet

Bij het overwegen van mogelijke circuitoplossingen voor spanningsstabilisatie, rekening houdend met een relatief hoog vermogen (minimaal 1-2 kW), moet rekening worden gehouden met de verscheidenheid aan technologieën.

Er zijn verschillende circuitoplossingen die de technologische mogelijkheden van apparaten bepalen:

• ferroresonant;
• servo-aangedreven;
• elektronisch;
• omvormer

Welke optie u moet kiezen, hangt af van uw voorkeuren, beschikbare materialen voor montage en vaardigheden in het werken met elektrische apparatuur.

Optie #1 - ferroresonantiecircuit

Voor zelfproductie lijkt de eenvoudigste circuitoptie het eerste item op de lijst te zijn: een ferroresonant circuit. Het werkt met behulp van het magnetische resonantie-effect.

Blokschema van een eenvoudige stabilisator gemaakt op basis van smoorspoelen: 1 – eerste gasklepelement; 2 – tweede gasklepelement; 3 – condensator; 4 – ingangsspanningszijde; 5 – uitgangsspanningszijde

Het ontwerp van een voldoende krachtige ferroresonante stabilisator kan worden samengesteld met behulp van slechts drie elementen:

1. Gaspedaal 1.
2. Gaspedaal 2.
3. Condensator.

De eenvoud van deze optie gaat echter gepaard met veel ongemakken. Het ontwerp van een krachtige stabilisator, geassembleerd met behulp van een ferroresonantiecircuit, blijkt enorm, omvangrijk en zwaar.

Optie #2 - autotransformator of servoaandrijving

In feite hebben we het over een circuit dat het principe van een autotransformator gebruikt. Spanningstransformatie wordt automatisch uitgevoerd door het besturen van een reostaat, waarvan de schuifregelaar de servoaandrijving beweegt.

Op zijn beurt wordt de servoaandrijving bestuurd door een signaal dat bijvoorbeeld wordt ontvangen van een spanningsniveausensor.

Een schematisch diagram van een servo-aandrijfapparaat, waarvan u met de montage een krachtige spanningsstabilisator voor uw huis of landhuis kunt creëren. Deze optie wordt echter als technologisch verouderd beschouwd

Een apparaat van het relaistype werkt op ongeveer dezelfde manier, met als enige verschil dat de transformatieverhouding, indien nodig, verandert door de overeenkomstige wikkelingen met behulp van een relais aan te sluiten of te ontkoppelen.

Dit soort schakelingen zien er technisch complexer uit, maar bieden tegelijkertijd niet voldoende lineariteit van spanningsveranderingen. Het is toegestaan ​​​​om een ​​relais- of servo-aandrijfapparaat handmatig te monteren.Het is echter verstandiger om voor de elektronische optie te kiezen. De kosten van inspanning en geld zijn vrijwel hetzelfde.

Optie #3 - elektronisch circuit

Het assembleren van een krachtige stabilisator met behulp van een elektronisch regelcircuit met een uitgebreid assortiment radiocomponenten dat te koop is, wordt heel goed mogelijk. In de regel worden dergelijke circuits geassembleerd op elektronische componenten - triacs (thyristors, transistors).

Er is ook een aantal spanningsstabilisatorcircuits ontwikkeld, waarbij vermogensveldeffecttransistors als schakelaars worden gebruikt.

Blokschema van de elektronische stabilisatiemodule: 1 – ingangsklemmen van het apparaat; 2 – triac-besturingseenheid voor transformatorwikkelingen; 3 – microprocessoreenheid; 4 – uitgangsklemmen voor belastingsaansluiting

Het is vrij moeilijk om een ​​krachtig apparaat volledig onder elektronische controle te vervaardigen met de handen van een niet-specialist; het is beter koop een kant-en-klaar apparaat. Wat dit betreft kun je niet zonder ervaring en kennis op het gebied van elektrotechniek.

Het is raadzaam om deze optie voor onafhankelijke productie te overwegen als er een sterke wens is om een ​​stabilisator te bouwen, plus de opgebouwde ervaring van een elektronica-ingenieur. Verderop in het artikel zullen we kijken naar het ontwerp van een elektronisch ontwerp dat geschikt is om het zelf te maken.

Gedetailleerde montage-instructies

Het circuit dat wordt overwogen voor zelfproductie is eerder een hybride optie, omdat er gebruik wordt gemaakt van een stroomtransformator in combinatie met elektronica. De transformator wordt in dit geval gebruikt uit de transformatoren die zijn geïnstalleerd in televisies van oudere modellen.

Dit is ongeveer het soort stroomtransformator dat je nodig hebt om een ​​zelfgemaakt stabilisatorontwerp te maken. De selectie van andere opties of doe-het-zelfwikkeling kan echter niet worden uitgesloten.

Toegegeven, tv-ontvangers installeerden in de regel TS-180-transformatoren, terwijl de stabilisator minimaal een TS-320 nodig heeft om een ​​uitgangsbelasting van maximaal 2 kW te leveren.

Stap 1 - het stabilisatorlichaam maken

Voor het maken van de behuizing van het apparaat is elke geschikte doos op basis van isolatiemateriaal geschikt - plastic, textoliet, enz. Het belangrijkste criterium is voldoende ruimte voor het plaatsen van een stroomtransformator, een elektronisch bord en andere componenten.

Het is ook mogelijk om het lichaam uit glasvezelplaten te maken door afzonderlijke platen met behulp van hoeken of op een andere manier te bevestigen.

Het is toegestaan ​​om uit elke elektronica een behuizing te kiezen die geschikt is voor het plaatsen van alle werkende componenten van een zelfgemaakt stabilisatorcircuit. Je kunt de behuizing ook zelf samenstellen, bijvoorbeeld uit glasvezelplaten

De stabilisatorkast moet zijn uitgerust met groeven voor het installeren van een schakelaar, ingangs- en uitgangsinterfaces, evenals andere accessoires die door het circuit worden geleverd als bedienings- of schakelelementen.

Onder de vervaardigde behuizing heb je een basisplaat nodig waarop het elektronische bord zal "liggen" en de transformator zal worden bevestigd. De plaat kan van aluminium zijn, maar er moeten isolatoren worden aangebracht voor de montage van de elektronische kaart.

Stap 2 - een printplaat maken

Hier moet u in eerste instantie een lay-out ontwerpen voor de plaatsing en aansluiting van alle elektronische onderdelen volgens het schakelschema, behalve de transformator. Vervolgens wordt een vel folie-PCB gemarkeerd langs de lay-out en het gemaakte spoor wordt op de zijkant van de folie getekend (afgedrukt).

Vervolgens wordt het bord geëtst met behulp van een geschikte oplossing (elektronica-ingenieurs moeten bekend zijn met de methode van het etsen van borden).

Je kunt thuis een printplaat voor een stabilisator maken met behulp van redelijk betaalbare methoden. Om dit te doen, moet u een stencil en een set gereedschappen voorbereiden voor het etsen op folie-PCB's

De op deze manier verkregen gedrukte kopie van de bedrading wordt gereinigd, vertind en alle radiocomponenten van het circuit worden geïnstalleerd, gevolgd door solderen. Dit is hoe het elektronische bord van een krachtige spanningsstabilisator wordt vervaardigd.

In principe kunt u gebruik maken van PCB-etsdiensten van derden. Deze service is redelijk betaalbaar en de kwaliteit van de "zegel" is aanzienlijk hoger dan in de thuisversie.

Stap 3 - montage van de spanningsstabilisator

Voor externe bedrading is een bord uitgerust met radiocomponenten voorbereid. In het bijzonder worden externe communicatielijnen (geleiders) met andere elementen - een transformator, schakelaar, interfaces, enz. - vanaf het bord uitgevoerd.

Op de basisplaat van de behuizing is een transformator geïnstalleerd, de elektronische printplaat is op de transformator aangesloten en de plaat is aan de isolatoren bevestigd.

Een voorbeeld van een zelfgemaakte spanningsstabilisator van het relaistype, thuis gemaakt, geplaatst in een behuizing van een verslechterend industrieel meetapparaat

Het enige dat overblijft is om de externe elementen die op de behuizing zijn gemonteerd met het circuit te verbinden, de sleuteltransistor op de radiator te installeren, waarna de geassembleerde elektronische structuur met de behuizing wordt bedekt. De spanningsstabilisator is klaar. U kunt beginnen met het instellen en verder testen.

Werkingsprincipe en zelfgemaakte test

Het regelelement van het elektronische stabilisatiecircuit is een krachtige veldeffecttransistor van het type IRF840.De verwerkingsspanning (220-250V) gaat door de primaire wikkeling van de vermogenstransformator, wordt gelijkgericht door de diodebrug VD1 en gaat naar de afvoer van de IRF840-transistor. De bron van dezelfde component is verbonden met de negatieve potentiaal van de diodebrug.

Schematisch diagram van een krachtige stabilisatie-eenheid (tot 2 kW), op basis waarvan verschillende apparaten zijn geassembleerd en met succes worden gebruikt. Het circuit vertoonde het optimale stabilisatieniveau bij de gespecificeerde belasting, maar niet hoger

Het deel van het circuit, dat een van de twee secundaire wikkelingen van de transformator omvat, wordt gevormd door een diodegelijkrichter (VD2), een potentiometer (R5) en andere elementen van de elektronische regelaar. Dit deel van de schakeling genereert een stuursignaal dat naar de gate van de veldeffecttransistor IRF840 wordt gestuurd.

Bij verhoging van de voedingsspanning verlaagt het stuursignaal de poortspanning van de veldeffecttransistor, wat leidt tot het sluiten van de schakelaar. Dienovereenkomstig wordt bij de belastingaansluitcontacten (XT3, XT4) een mogelijke spanningsverhoging beperkt. Bij een daling van de netspanning werkt de schakeling omgekeerd.

Het instellen van het apparaat is niet bijzonder moeilijk. Hier heeft u een gewone gloeilamp (200-250 W) nodig, die moet worden aangesloten op de uitgangsklemmen van het apparaat (X3, X4). Vervolgens wordt door het draaien van de potentiometer (R5) de spanning op de gemarkeerde klemmen op een niveau van 220-225 volt gebracht.

Schakel de stabilisator uit, schakel de gloeilamp uit en schakel het apparaat in met volledige belasting (niet hoger dan 2 kW).

Na 15-20 minuten werking wordt het apparaat weer uitgeschakeld en wordt de temperatuur van de radiator van de sleuteltransistor (IRF840) gecontroleerd. Als de verwarming van de radiator aanzienlijk is (meer dan 75ºC), moet u een krachtiger koellichaam kiezen.

Als het productieproces van een stabilisator vanuit praktisch oogpunt te ingewikkeld en irrationeel lijkt, kunt u zonder problemen een in de fabriek gemaakt apparaat vinden en kopen. Regels en criteria een stabilisator kiezen voor 220 V vindt u in ons aanbevolen artikel.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

De onderstaande video onderzoekt een van de mogelijke ontwerpen voor een zelfgemaakte stabilisator.

In principe kunt u kennis nemen van deze versie van een zelfgemaakt stabilisatieapparaat:

Het is mogelijk om met uw eigen handen een blok samen te stellen dat de netspanning stabiliseert. Dit wordt bevestigd door talloze voorbeelden waarin radioamateurs met weinig ervaring met succes een elektronisch circuit ontwikkelen (of een bestaand exemplaar gebruiken), voorbereiden en assembleren.

Er zijn meestal geen problemen bij het kopen van onderdelen voor het maken van een zelfgemaakte stabilisator. De productiekosten zijn laag en betalen zichzelf uiteraard terug wanneer de stabilisator in werking wordt gesteld.

Laat opmerkingen achter, stel vragen, plaats foto's gerelateerd aan het onderwerp van het artikel in het onderstaande blok. Vertel ons hoe u met uw eigen handen een spanningsstabilisator hebt gemonteerd. Deel nuttige informatie die nuttig kan zijn voor beginnende elektrotechnici die de site bezoeken.