Stabilizator puternic de tensiune realizat manual: scheme principiale + instrucțiuni pas cu pas de asamblare

Fabricarea stabilizatoarelor de tensiune de casă – o practică destul de frecventă. Cu toate acestea, în cea mai mare parte, se creează scheme electronice de stabilizare, proiectate pentru tensiuni de ieșire relativ mici (5-36 volți) și puteri relativ reduse. Dispozitivele sunt utilizate în componența aparatelor de uz casnic, nimic mai mult.

Vă vom spune cum să faceți un stabilizator de tensiune puternic cu propriile mâini. În articolul propus de noi este descris procesul de fabricare a dispozitivului pentru lucrul cu tensiunea rețelei de 220 de volți. Ținând cont de sfaturile noastre, vă veți descurca singur cu asamblarea fără probleme.

Stabilizarea tensiunii rețelei de uz casnic

Aspirația de a asigura o tensiune stabilizată a rețelei casnice – un fenomen evident. O astfel de abordare asigură păstrarea echipamentelor exploatate, adesea costisitoare, permanent necesare în gospodărie. Și, în general, factorul de stabilizare – este garanția unei siguranțe sporite în exploatarea rețelelor electrice.

Pentru scopuri casnice, cel mai des se achiziționează un stabilizator pentru centrala pe gaz, a cărui automatizare necesită conectarea la alimentarea cu energie electrică, pentru frigider, echipamente de pompare, sisteme split și consumatori similari.

Construcția industrială a stabilizatorului de tensiune de rețea, care nu este greu de achiziționat pe piață. Sortimentul unui astfel de echipament este imens, dar rămâne întotdeauna posibilitatea de a face propria construcție.

Rezolva o astfel de sarcină se poate în diferite moduri, cel mai simplu dintre care – a cumpăra un stabilizator de tensiune puternic, fabricat prin metode industriale.

Ofertele de stabilizatoare de tensiune pe piața comercială sunt numeroase. Cu toate acestea, adesea posibilitățile de achiziție sunt limitate de costul dispozitivelor sau de alți factori. În consecință, alternativa achiziției devine asamblarea unui stabilizator de tensiune de mâna dumneavoastră din componente electronice accesibile.

Cu condiția de a avea abilitățile și cunoștințele corespunzătoare de instalații electrice, teoria electrotehnicii (electronicii), trasarea schemelor și lipirea elementelor, un stabilizator de tensiune de casă poate fi realizat și utilizat cu succes în practică. Există astfel de exemple.

Aproximativ așa poate arăta echipamentul de stabilizare, fabricat manual din componente radio accesibile și ieftine. Șasiul și carcasa pot fi alese de la un echipament industrial vechi (de exemplu, de la un osciloscop).

Soluții de scheme pentru stabilizarea rețelei electrice de 220 V

Având în vedere posibilele soluții schematice pentru stabilizarea tensiunii, ținând cont de puterea relativ mare (cel puțin 1-2 kW), trebuie să avem în vedere diversitatea tehnologiilor.

Există mai multe soluții schematice care determină capacitățile tehnologice ale dispozitivelor:

• ferorezonante;
• cu servomotor;
• electronice;
• cu invertor.

Ce variantă să alegeți depinde de preferințele dumneavoastră, de materialele disponibile pentru asamblare și de abilitățile de lucru cu echipamente electrotehnice.

Varianta #1 – schema ferorezonantă

Pentru fabricarea independentă, cea mai simplă variantă de schemă pare a fi primul punct al listei – schema ferorezonantă. Aceasta funcționează pe baza efectului de rezonanță magnetică.

Schema structurală a unui stabilizator simplu realizat pe bază de bobine: 1 – primul element bobinat; 2 – al doilea element bobinat; 3 – condensator; 4 – partea tensiunii de intrare; 5 – partea tensiunii de ieșire

Construcția unui stabilizator ferorezonant suficient de puternic poate fi asamblată doar din trei elemente:

1. Bobină 1.
2. Bobină 2.
3. Condensator.

Cu toate acestea, simplitatea în această variantă este însoțită de o mulțime de inconveniente. Construcția unui stabilizator puternic, asamblat după schema ferorezonantă, devine masivă, voluminoasă, grea.

Varianta #2 – autotransformator sau servomotor

De fapt, este vorba despre o schemă în care se folosește principiul autotransformatorului. Transformarea tensiunii se realizează automat prin controlul unui reostat, al cărui cursor este deplasat de un servomotor.

La rândul său, servomotorul este controlat de un semnal primit, de exemplu, de la un senzor de nivel al tensiunii.

Schema de principiu a aparatului cu servomotor, a cărei asamblare va permite crearea unui stabilizator de tensiune puternic pentru casă sau pentru cabană. Cu toate acestea, această variantă este considerată depășită tehnologic.

Aproximativ după aceeași schemă funcționează un dispozitiv de tip releu, cu singura diferență că raportul de transformare se modifică, la nevoie, prin conectarea sau deconectarea înfășurărilor corespunzătoare cu ajutorul releelor.

Schemele de acest tip par deja mai complexe tehnic, dar nu asigură o liniaritate suficientă a variației tensiunii. Se permite asamblarea manuală a unui dispozitiv cu relee sau pe servomotor. Totuși, este mai rezonabil să alegeți varianta electronică. Cheltuielile de efort și resurse sunt practic identice.

Varianta #3 – schemă electronică

Asamblarea unui stabilizator puternic după schema de comandă electronică, având un sortiment vast de componente radio disponibile în vânzare, devine perfect posibilă. De obicei, astfel de scheme se montează pe componente electronice – triace (tiristoare, tranzistoare).

De asemenea, a fost elaborată o întreagă serie de scheme de stabilizatoare de tensiune, în care ca comutatoare sunt utilizate tranzistoare cu efect de câmp de putere.

Schema structurală a modulului de stabilizare electronică: 1 – bornele de intrare ale dispozitivului; 2 – blocul de comandă cu triace a înfășurărilor transformatorului; 3 – blocul microprocesor; 4 – bornele de ieșire pentru conectarea sarcinii.

A fabrica un aparat puternic complet sub comandă electronică cu mâinile unui nespecialist este destul de dificil, mai bine cumpărați un dispozitiv gata făcut. În această treabă nu se poate fără experiență și cunoștințe în domeniul electrotehnicii.

Este rezonabil să luați în considerare această variantă pentru producția independentă, dacă aveți o dorință puternică de a construi un stabilizator, plus experiența acumulată de electronist. În continuare, în articol vom analiza construcția variantei electronice, potrivită pentru fabricarea cu propriile mâini.

Instrucțiuni detaliate de asamblare

Schema luată în considerare pentru fabricarea independentă este mai degrabă o variantă hibridă, deoarece presupune utilizarea unui transformator de putere împreună cu componente electronice. Transformatorul în acest caz este dintre cele care au fost instalate în televizoarele modelelor vechi.

Cam un astfel de transformator de putere va fi necesar pentru fabricarea unei construcții artizanale de stabilizator. Totuși, nu este exclusă alegerea altor variante sau chiar înfășurarea cu propriile mâini.

Este adevărat că în receptoarele de televiziune, de regulă, se montau transformatoare TS-180, în timp ce pentru stabilizator este necesar cel puțin un TS-320 pentru a asigura o sarcină la ieșire de până la 2 kW.

Pasul #1 – fabricarea carcasei stabilizatorului

Pentru fabricarea carcasei aparatului va fi potrivită orice cutie adecvată pe bază de material izolant – plastic, textolit etc. Principalul criteriu este suficient spațiu pentru amplasarea transformatorului de putere, plăcii electronice și a altor componente.

De asemenea, carcasa poate fi fabricată din tablă de sticlotextolit, fixând foile separate cu ajutorul colțarelor sau în alt mod.

Este permis să alegeți o carcasă de la orice dispozitiv electronic, potrivită pentru amplasarea tuturor componentelor de lucru ale schemei unui stabilizator de casă. De asemenea, carcasa poate fi asamblată manual, de exemplu, din foi de textolit cu fibră de sticlă.

Carcasa stabilizatorului trebuie prevăzută cu caneluri pentru instalarea comutatorului, a interfețelor de intrare și ieșire, precum și a altor accesorii prevăzute de schemă ca elemente de control sau comutație.

Pentru carcasa fabricată este necesară o placă de bază pe care se va așeza placa electronică și pe care va fi fixat transformatorul. Placa poate fi făcută din aluminiu, dar trebuie prevăzuți izolatori pentru prinderea plăcii electronice.

Pasul #2 – fabricarea plăcii de circuit imprimat

Aici va fi necesar să proiectați inițial un aspect pentru amplasarea și interconectarea tuturor componentelor electronice conform schemei electrice, cu excepția transformatorului. Apoi, pe baza aspectului, se marchează o foaie de textolit foliat și se desenează (se imprimă) pe partea de folie traseul creat.

Apoi se gravează placa cu ajutorul unei soluții corespunzătoare (electronistilor le este cunoscută metoda de gravare a plăcilor).

Fabricarea plăcii de circuit imprimat a stabilizatorului prin metode destul de accesibile se poate face direct în condiții casnice. Pentru aceasta, trebuie să pregătiți un șablon și un set de substanțe pentru gravare pe textolit foliat.

Exemplarul de circuit imprimat obținut în acest fel se curăță, se cositorește cu staniu și se realizează montarea tuturor componentelor radio ale schemei, urmată de lipire. Astfel se efectuează fabricarea plăcii electronice a unui stabilizator de tensiune puternic.

În principiu, se pot utiliza servicii externe de gravare a plăcilor de circuit imprimat. Acest serviciu este destul de acceptabil ca preț, iar calitatea fabricării «imprimatului» este semnificativ mai mare decât în varianta de acasă.

Pasul #3 – asamblarea stabilizatorului de tensiune

Placa echipată cu componente radio se pregătește pentru interconectarea externă. În special, de pe placă se scot liniile de conectare externă (conductoare) cu alte elemente – transformator, comutator, interfețe etc.

Pe placa de suport a carcasei se instalează transformatorul, se conectează la transformator circuitele plăcii electronice, se fixează placa pe izolatori.

Exemplu de stabilizator de tensiune de tip releu, fabricat în condiții casnice, plasat într-o carcasă de la un instrument de măsură industrial uzat.

Nu va rămâne decât să conectați la schemă elementele externe montate pe carcasă, să instalați tranzistorul cheie pe radiator, după care se închide carcasa peste construcția electronică asamblată. Stabilizatorul de tensiune este gata. Se poate trece la reglare și testare ulterioară.

Principiul de funcționare și testarea dispozitivului de casă

Elementul de reglare al schemei electronice de stabilizare este un tranzistor puternic cu efect de câmp de tip IRF840. Tensiunea de procesare (220-250V) trece prin înfășurarea primară a transformatorului de putere, este redresată de puntea de diode VD1 și ajunge la drena tranzistorului IRF840. Sursa acestui component este conectată la potențialul negativ al punții de diode.

Schema de principiu a blocului de stabilizare de mare putere (până la 2 kW), pe baza căreia au fost asamblate și sunt utilizate cu succes mai multe aparate. Schema a demonstrat un nivel optim de stabilizare la sarcina indicată, dar nu mai mult.

Partea schemei în care este inclusă una dintre cele două înfășurări secundare ale transformatorului este formată dintr-un redresor cu diode (VD2), un potențiometru (R5) și alte elemente ale regulatorului electronic. Această parte a schemei generează semnalul de comandă care ajunge la poarta tranzistorului cu efect de câmp IRF840.

În cazul creșterii tensiunii rețelei de alimentare, semnalul de comandă reduce tensiunea porții tranzistorului cu efect de câmp, ceea ce duce la închiderea comutatorului. În consecință, la bornele de conectare a sarcinii (XT3, XT4), posibila creștere a tensiunii este limitată. În cazul scăderii tensiunii rețelei, schema funcționează în mod invers.

Reglarea aparatului nu se distinge printr-o complexitate deosebită. Aici este necesar un bec incandescent obișnuit (200-250 W), care trebuie conectat la bornele de ieșire ale aparatului (X3, X4). Apoi, prin rotirea potențiometrului (R5), tensiunea la bornele menționate se aduce la nivelul de 220-225 volți.

Se oprește stabilizatorul, se deconectează becul incandescent și se pornește aparatul cu o sarcină completă (nu mai mare de 2 kW).

După 15-20 de minute de funcționare, se oprește din nou aparatul și se controlează temperatura radiatorului tranzistorului cheie (IRF840). Dacă încălzirea radiatorului este semnificativă (peste 75°), trebuie selectat un radiator de disipare a căldurii mai puternic.

Dacă procesul de fabricare a stabilizatorului vi se pare prea complicat și irațional din punct de vedere practic, fără probleme deosebite puteți găsi și achiziționa un dispozitiv de fabricație industrială. Regulile și criteriile de selectare a stabilizatorului de 220 V sunt prezentate în articolul pe care îl recomandăm.

Concluzii și material video util pe această temă

În videoclipul de mai jos este examinată una dintre posibilele construcții ale stabilizatorului de fabricație casnică.

În principiu, puteți lua notă de această variantă a aparatului de stabilizare de casă:

Asamblarea blocului care stabilizează tensiunea rețelei este posibilă cu propriile mâini. Acest lucru este confirmat de numeroase exemple în care radioamatorii cu puțină experiență dezvoltă (sau aplică o schemă existentă), pregătesc și asamblează schema electronică.

De obicei, nu se constată dificultăți în achiziționarea pieselor pentru fabricarea unui stabilizator de casă. Costurile de producție sunt scăzute și se amortizează în mod natural atunci când stabilizatorul este pus în funcțiune.

Lăsați, vă rog, comentarii, adresați întrebări, publicați fotografii pe tema articolului în blocul de mai jos. Povestiți cum ați construit un stabilizator de tensiune cu propriile mâini. Împărtășiți informații utile care ar putea fi utile vizitatorilor site-ului, începătorilor în electrotehnică.