Snažni stabilizator napona vlastitim rukama: principijelne sheme + upute korak po korak za sastavljanje

Izrada domaćih stabilizatora napona – prilično je česta praksa. Međutim, uglavnom se stvaraju stabilizirajući elektronički sklopovi namijenjeni relativno niskim izlaznim naponima (5-36 volti) i relativno malim snagama. Uređaji se koriste u sastavu kućanskih aparata, ništa više od toga.

Reći ćemo vam kako napraviti snažni stabilizator napona vlastitim rukama. U našem predloženom članku opisan je proces izrade uređaja za rad s naponom mreže 220 volti. Uzimajući u obzir naše savjete, bez problema ćete se sami snaći sa sastavljanjem.

Stabilizacija napona kućanske mreže

Težnja ka osiguranju stabiliziranog napona kućanske mreže – očita je pojava. Takav pristup osigurava očuvanost opreme koja se koristi, često skupe, stalno potrebne u kućanstvu. I općenito, faktor stabilizacije – to je jamstvo povećane sigurnosti korištenja električnih mreža.

Za kućanske potrebe najčešće se kupuju stabilizator za plinski kotao, čija automatika zahtijeva priključak na napajanje, za hladnjak, crpnu opremu, split sustave i slične potrošače.

Industrijska konstrukcija stabilizatora mrežnog napona, koju je lako kupiti na tržištu. Asortiman takve opreme je ogroman, ali uvijek ostaje mogućnost izrade vlastite konstrukcije.

Riješiti takav zadatak može se na različite načine, od kojih je najjednostavniji – kupiti snažni stabilizator napona, izrađen industrijskim načinom.

Ponuda stabilizatora napona na komercijalnom tržištu je velika. Međutim, često su mogućnosti nabave ograničene cijenom uređaja ili drugim čimbenicima. Slijedom toga, alternativa kupnji postaje sastavljanje stabilizatora napona vlastitim rukama od dostupnih elektroničkih komponenti.

Pod uvjetom da posjedujete odgovarajuće vještine i znanja iz elektroinstalacija, teorije elektrotehnike (elektronike), razvoda shema i lemljenja elemenata, samostalno izrađeni stabilizator napona može se realizirati i uspješno primijeniti u praksi. Postoje takvi primjeri.

Otprilike tako može izgledati oprema za stabilizaciju, izrađena vlastitim rukama od dostupnih i jeftinih radio dijelova. Šasiju i kućište možete odabrati od stare industrijske opreme (na primjer, od osciloskopa).

Shematska rješenja stabilizacije električne mreže 220V

Razmatrajući moguća shematska rješenja za stabilizaciju napona s obzirom na relativno visoku snagu (najmanje 1-2 kW), trebate imati na umu raznolikost tehnologija.

Postoji nekoliko shematskih rješenja koja određuju tehnološke sposobnosti uređaja:

• ferorezonantna;
• servopogonska;
• elektronički;
• invertorska.

Koji ćete odabrati ovisi o vašim preferencijama, dostupnim materijalima za sastavljanje i vještinama rada s elektrotehničkom opremom.

Varijanta #1 – ferorezonantna shema

Za samostalnu izradu najjednostavnijom opcijom sheme čini se prva točka popisa – ferorezonantna shema. Ona radi na korištenju efekta magnetske rezonancije.

Strukturna shema jednostavnog stabilizatora izrađenog na osnovi prigušnica: 1 – prvi prigušni element; 2 – drugi prigušni element; 3 – kondenzator; 4 – strana ulaznog napona; 5 – strana izlaznog napona.

Konstrukciju dovoljno snažnog ferorezonantnog stabilizatora moguće je sastaviti samo od tri elementa:

1. Prigušnica 1.
2. Prigušnica 2.
3. Kondenzator.

Međutim, jednostavnost u ovoj opciji popraćena je brojnim neugodnostima. Konstrukcija snažnog stabilizatora sastavljena prema ferorezonantnoj shemi postaje masivna, glomazna, teška.

Varijanta #2 – autotransformator ili servo pogon

Zapravo se radi o shemi u kojoj se koristi princip autotransformatora. Transformacija napona automatski se ostvaruje upravljanjem reostatom, čiji klizač pomiče servopogon.

Zauzvrat, servopogon se upravlja signalom dobivenim, na primjer, od senzora razine napona.

Principijelna shema servopogonskog aparata, čija će montaža omogućiti izradu snažnog stabilizatora napona za dom ili vikendicu. Međutim, ova se opcija smatra tehnološki zastarjelom.

Približno po istoj shemi djeluje uređaj relejnog tipa s tom razlikom što se koeficijent transformacije mijenja, po potrebi, spajanjem ili isključivanjem odgovarajućih namota pomoću releja.

Shemi takve vrste izgledaju tehnički složenije, ali ne osiguravaju dovoljnu linearnost promjene napona. Ručno sastavljanje relejnog ili servo uređaja dopušteno je. Međutim, pametnije je odabrati elektroničku varijantu. Utrošak truda i sredstava gotovo je isti.

Varijanta #3 – elektronička shema

Sastavljanje snažnog stabilizatora prema shemi elektroničkog upravljanja uz širok asortiman radio komponenti u prodaji postaje sasvim moguće. U pravilu se takve sheme sastavljaju na elektroničkim komponentama – trijacima (tiristorima, tranzistorima).

Također je razvijen čitav niz shema stabilizatora napona, gdje se kao sklopke koriste snažni tranzistori s efektom polja.

Strukturna shema modula elektroničke stabilizacije: 1 – ulazne stezaljke uređaja; 2 – trijački blok za upravljanje namotajima transformatora; 3 – mikroprocesorski blok; 4 – izlazne stezaljke za priključak opterećenja

Izraditi snažan uređaj potpuno pod elektroničkim upravljanjem rukama nestručnjaka prilično je teško, bolje je kupiti gotov uređaj. U ovom poslu ne može se bez iskustva i znanja iz područja elektrotehnike.

Razmatrati ovu varijantu za samostalnu izradu opravdano je ako postoji snažna želja za izgradnjom stabilizatora, plus stečeno iskustvo elektroničara. Dalje u članku razmotrit ćemo konstrukciju elektroničkog izvođenja pogodnu za izradu vlastitim rukama.

Detaljne upute za sastavljanje

Shema koja se razmatra za samostalnu izradu prije je hibridna varijanta, jer pretpostavlja korištenje energetskog transformatora zajedno s elektronikom. Transformator se u ovom slučaju uzima iz onih koji su ugrađivani u televizore starijih modela.

Otprilike takav energetski transformator bit će potreban za izradu samogradne konstrukcije stabilizatora. Međutim, ne isključuje se odabir drugih varijanti ili namotavanje vlastitim rukama.

Doduše, u TV prijemnicima su se u pravilu ugrađivali transformatori TS-180, dok je za stabilizator potreban barem TS-320 kako bi se osiguralo izlazno opterećenje do 2 kW.

Korak #1 – izrada kućišta stabilizatora

Za izradu kućišta uređaja prikladna je bilo koja odgovarajuća kutija od izolacijskog materijala – plastike, tekstolita i sl. Glavni kriterij je dovoljnost prostora za smještaj energetskog transformatora, elektroničke ploče i ostalih komponenti.

Također je kućište dopušteno izraditi od listovnog staklotekstolita, pričvršćujući pojedine listove pomoću kutnika ili na drugi način.

Dopušteno je odabrati kućište bilo kojeg elektroničkog uređaja koje odgovara za smještaj svih radnih komponenti kruga samogradnog stabilizatora. Također, kućište se može sastaviti vlastitim rukama, na primjer, od listova stakloplastike.

Kutiju stabilizatora potrebno je opremiti utorima za ugradnju prekidača, ulaznog i izlaznog sučelja, te ostalih dodataka predviđenih shemom kao kontrolnih ili sklopnih elemenata.

Za izrađeno kućište potrebna je temeljna ploča na koju će 'leći' elektronička ploča i na koju će biti pričvršćen transformator. Ploča se može napraviti od aluminija, ali treba predvidjeti izolatore za pričvršćivanje elektroničke ploče.

Korak #2 – izrada tiskane pločice

Ovdje će biti potrebno najprije projektirati raspored i povezivanje svih elektroničkih dijelova prema shemi spoja, osim transformatora. Zatim se prema rasporedu označi list folijom obloženog stakloplastike i nacrta (otisne) na strani folije izrađeno povezivanje.

Zatim se pločica jetka pomoću odgovarajuće otopine (elektroničarima bi metoda jetkanja pločica trebala biti poznata).

Izraditi tiskanu pločicu stabilizatora sasvim dostupnim naćinima moguće je izravno u kućnim uvjetima. Za to je potrebno pripremiti šablonu i set sredstava za jetkanje na folijom obloženom stakloplastici.

Tako dobiveni tiskani primjerak rasporeda se očisti, pokositri (premaže kositrom) i izvrši montaža svih radio-komponenti sheme uz naknadno lemljenje. Tako se izvodi izrada elektroničke pločice snažnog stabilizatora napona.

U načelu, moguće je koristiti vanjske usluge jetkanja tiskanih pločica. Ta usluga je sasvim prihvatljive cijene, a kvaliteta izrade 'pločice' znatno je viša nego u kućnoj izvedbi.

Korak #3 – sastavljanje stabilizatora napona

Pločica opremljena radio-komponentama priprema se za vanjsko povezivanje. Konkretno, s pločice se izvode vanjski vodovi (vodiči) prema drugim elementima – transformatoru, prekidaču, sučeljima itd.

Na temeljnu ploču kućišta postavlja se transformator, spajaju se s transformatorom krugovi elektroničke pločice, a pločica se učvršćuje na izolatorima.

Primjer samogradnog stabilizatora napona relejnog tipa, izrađenog u kućnim uvjetima, smještenog u kućište industrijskog mjernog instrumenta koji je postao neupotrebljiv.

Preostaje još samo spojiti na shemu vanjske elemente montirane na kućištu, postaviti ključni tranzistor na hladnjak (radijator), nakon čega se kućištem zatvara sastavljena elektronička konstrukcija. Stabilizator napona je gotov. Može se pristupiti podešavanju i daljnjim ispitivanjima.

Princip rada i testiranje vlastoručno izrađenog uređaja

Regulirajući element elektroničke sheme stabilizacije je moćni poljski tranzistor tipa IRF840. Napon za obradu (220-250 V) prolazi kroz primarni namot energetskog transformatora, ispravlja se diodnim mostom VD1 i dolazi na odvod tranzistora IRF840. Izvor tog istog tranzistora spojen je s negativnim potencijalom diodnog mosta.

Principijelna shema stabilizacijskog bloka visoke snage (do 2 kW), na temelju koje je sastavljeno i uspješno se koristi nekoliko uređaja. Shema je pokazala optimalnu razinu stabilizacije pri navedenom opterećenju, ali ne većem.

Dio sheme u koji je uključen jedan od dva sekundarna namota transformatora, tvore diodni ispravljač (VD2), potenciometar (R5) i ostali elementi elektroničkog regulatora. Tim dijelom sheme oblikuje se upravljački signal koji dolazi na vrata poljskog tranzistora IRF840.

U slučaju povišenja napona napojne mreže, upravljačkim signalom se snižava napon na vratima poljskog tranzistora, što dovodi do zatvaranja sklopke. Sukladno tome, na kontaktima za priključak opterećenja (XT3, XT4) moguće povišenje napona se ograničava. Obrnutim načinom shema radi u slučaju sniženja mrežnog napona.

Podešavanje uređaja ne odlikuje se posebnom složenošću. Ovdje će biti potrebna obična žarulja sa žarnom niti (200-250 W), koju treba uključiti na izlazne stezaljke uređaja (X3, X4). Zatim se okretanjem potenciometra (R5) napon na označenim stezaljkama dovede na razinu 220-225 volti.

Isključite stabilizator, odspojite žarulju sa žarnom niti i uključite uređaj s punim opterećenjem (ne većim od 2 kW).

Nakon 15-20 minuta rada ponovno isključite uređaj i provjerite temperaturu hladnjaka ključnog tranzistora (IRF840). Ako je zagrijavanje hladnjaka značajno (više od 75°), treba odabrati snažniji hladnjak za odvođenje topline.

Ako vam se proces izrade stabilizatora učinio previše složenim i neracionalnim s praktičnog stajališta, bez posebnih problema možete pronaći i kupiti uređaj tvorničke izvedbe. Pravila i kriteriji odabira stabilizatora na 220 V navedeni su u članku koji preporučujemo.

Zaključci i koristan video na temu

U videozapisu ispod razmatra se jedna od mogućih konstrukcija stabilizatora domaće izrade.

U načelu, možete uzeti u obzir ovu inačicu samostalno izrađenog stabilizacijskog uređaja:

Sastavljanje bloka koji stabilizira mrežni napon vlastitim rukama moguće je. To potvrđuju brojni primjeri kada radioamateri s malo iskustva vrlo uspješno razvijaju (ili primjenjuju postojeću), pripremaju i sastavljaju elektroničku shemu.

Poteškoća s nabavom dijelova za izradu domaćeg stabilizatora obično nema. Troškovi proizvodnje su niski i prirodno se isplate kada se stabilizator stavi u pogon.

Molimo Vas, ostavite komentare, postavljajte pitanja, objavljujte fotografije na temu članka u bloku ispod. Ispričajte kako ste sastavili stabilizator napona vlastitim rukama. Podijelite korisne informacije koje bi mogle biti korisne posjetiteljima stranice koji su početnici u elektrotehnici.