Автоматично устройство за изключване на котела с увеличаване на консумацията на енергия

54684848

Представете си ситуацията: обикновен градски апартамент. Задръствания или основна машина - при 16 A; Ограничението на консумацията на енергия вече не позволява. Има електрически бойлер. Домакинята включва желязо и се използва за гладене; В този момент охладителният котел автоматично се включва за отопление. Текущото потребление надвишава нормата, щепселите или автоматичната машина са извадени, апартаментът се изключва. Досадно и на компютъра липсваше важна информация.

И сега си представете друга ситуация: близо до тезгяха на стената виси малка кутия малко повече цигарен пакет. "Усещането", че общото потребление на ток се е увеличило, а останалата част от бойлера не е достатъчна, нарушава електрозахранването ТЕМ и когато всичко е изгладено и изключено, то се възстановява и котелът продължава да се загрява с малко закъснение.

Освен това кутията веднага включва и изключва котела в зависимост от включването / изключването на железния термостат: той не съдържа електромеханични превключватели, не работи по-бавно от 10 msec (електромеханичният контактор не е по-бърз от 20 msec) и машината на апартамента "не вижда" превключването на консуматорите. Независимо от продължителността на гладенето, котелът няма да има време да се охлади и общото потребление на електроенергия няма да се увеличи.

Това е "кутията" - устройството за автоматично изключване на котела - и е описано по-късно в статията.

Принцип на действие

Схемата на устройството е показана на фигурата. Базата му е измервателен трансформатор от типа TTN (токов трансформатор) TM1. Първичната намотка TM1 (W1) - намотка или половин емайлирана мед с голямо напречно сечение - е включена в счупването на фазовия проводник L. Нейната индуктивност и активно съпротивление са незначителни и нямат ефект върху електрозахранването на апартамента. Вторична намотка W2 - много завои от тънка тел. Тези, които познават електродинамиката, веднага ще разберат, че при наличието на феромагнитна магнитна верига, напрежението U на вторичната намотка ще бъде директно пропорционално на първичния ток I, а в нейната величина може да се прецени големината на тока в измерваната верига.

Електрическа схема на устройството за автоматично изключване на електрическия котел

Електрическа схема на устройството за автоматично изключване на електрическия котел

Токоизправителният диод VD1 и запаметяващият кондензатор С1 заедно с ТМ1 представляват измервателната единица. Съотношението на преобразуване е избрано да бъде 1: 1.5, т.е. При ток в измерваната верига от 30 A, напрежението на C1 е 45 V. Такъв достатъчно висок коефициент на преобразуване е избран за отстраняване на хистерезиса на устройството по ток. Ако вземем това, да речем, 5: 1 (6 V в С1 при измерена 30 А), тогава когато устройството е настроено на 6 А, обратното възстановяване на вторичната верига се извършва при 5.7 А. 0.3 А, разликата при 220 V е 66 W, т.е. Една или две светлинни лампи могат да "объркат" устройството.

Ограничителният резистор R1, регулиращият потенциометър R2, ценеровият диод VD2, светодиодът1, шуцът за изтичане R3 и транзисторът VT1 представляват управляващия и дисплейния блок. Принципът на работа е очевиден: R2 настройва устройството на желания ток. Когато напрежението на двигателя надвишава напрежението на ценеровият диод плюс 2 V (спад на напрежението върху светодиода), се отваря VT1, затваряйки схемата на тиристорни VS1 контролни електроди към общия проводник, който затваря и отваря веригата за захранване на котела. LED1 в същото време светва поради тока на основата VT1, който сигнализира за работата на устройството.

Диодният мост VD2-VD6, делителят на напрежението R5 / R4 и тиристорът VS1 представляват комутационния възел. Тя се сглобява по обичайния начин чрез преодоляване на диагонала на диодния мост. Същевременно синусоидалният еднополюсен ток се задейства с честота от 100 Hz, преминаващ през нагревателя на котела и тиристора. Чрез R5 / R4 в началото на всеки импулс (когато напрежението достигне приблизително 2 V), тиристорът се отваря и преминава през ток. Когато напрежението падне до около 0.5 V, тиристорът се затваря и "чака" за следващия импулс.

Когато управляващият блок се задейства, отворът се задейства през отворения VT1 "go to earth", след следващата половин вълна от 220 V 100 Hz тиристорът е затворен и следващият не преминава през противоположно насочените рамена VD2-VD6. С използването на тиристори, произведени в 70-те години от старите боклуци като VS1, капацитетът на котела е 90% от номиналния капацитет, а с модерните оптотистори - 97-98%.

Ограничителният резистор R6 и LED2 са индикатор за свързване на котела. Индикаторът LED2 показва, че котелът е захранван от устройството.

Забележка: LED2 сигнализира само за захранването. Отоплението на котела включва / изключва, както преди, термостата.

Биполарният превключвател S1.1 / S1.2 е проектиран да включи котела директно, ако веригата е повредена. Надеждността на устройството е много висока; Веригата е изградена по такъв начин, че по-голямата част от възможните неизправности не водят до прекъсване на връзката, а до постоянно подаване на напрежение към котела, сякаш изобщо няма "кутии", но устройството е проектирано, за да се отърве от караниците, вместо да ги добавя. S1.1 / S1.2 - със светлинна индикация на бордовото, за да се види, котелът се захранва през "кутията" или директно.

Обяснения към схемата

Устройството е разработено въз основа на принципа "дъб": пуснат, свързан и забравен. Това обяснява някои архаични схеми.

Например, вместо TM1, който искате да вятър, можете да използвате компактен датчик за ток върху чувствителни на магнитна лента електронни компоненти. Но такъв датчик предава по-нататъшни краткосрочни вълни на напрежение - импулсен шум (PI) в схемата. IP - основният източник на електронни неизправности, свързани директно с мрежата и техните източници в модерен апартамент е повече от достатъчно. TTN в комбинация със запаметяващия кондензатор подтиска напълно ПИ без допълнителни филтри.

Определянето на R1 може да бъде от 1 до 5,6 kΩ. Намаляването му увеличава граничната стойност на тока на приемане; Увеличаване - намалява. VD1 - за напрежение от 4.7-5.6 V. Това е достатъчно, за да се елиминира хистерезисът на работния ток. LED1 и LED2 - увеличена яркост; Яркостта им е ясно видима дори при ток от 2 mA.

Транзисторът VT1 трябва да бъде с достатъчна мощност; Базовият му ток може да надвиши 10 mA. Изгубена мощност - не по-малко от 5 W; Максималното допустимо напрежение на колектора е от 50 V. Оригиналният дизайн използва стария съветски KT815G; Поставете някой от неговите аналози или по-мощни.

Мост VD2-VD6 и тиристор VS1 - за ток не по-малък от 20 A. Текущото потребление на битови котли не надвишава 10 А; Двойният "военен" текущ резерв, вместо едночленно или половин индустриално или 30% домакинство, прави мостът и тиристорът практически вечни. VS1 трябва да се инсталира на радиатор с площ от 30-50 квадратни метра. см.

S1.1 / S1.2 - за ток от 10 A с вградена светлинна индикация, както е посочено по-горе. Възможно е да се предприемат по-ефективно, но даването на голям текущ марж за S1.1 / S1.2 не прави много смисъл: той се превръща в изключителни случаи и често не превключва.

товарителница

Магнитната индукция в магнитната сърцевина TM1 е делът на Tesla (T), така че може да бъде навит дори на желязо от калайдисан или на W-образен ферит. Трансформаторната стомана все още е за предпочитане: индукцията на насищане на ферит е много по-малка и при внезапно силни скокове в напрежението в мрежата IP може да проникне в схемата. Площта на участъка е от 1 кв. Км. Вижте Още - не е страшно, но теглото и размерът на устройството ще се увеличат.

В оригиналната TM1, "пазарен" китайски адаптер за захранване се навива върху рамката на изгорелия трансформатор. Радиолюбителите знаят, че е безполезно да пренавиждат "китайския": феромагнитна сплав с висока коерцитивност, чиито плочи ядрото е напечатано, чувствително към топлина, влошава свойствата си, когато се изгаря и отново навива много бързо. Но като TTN, такъв трансформатор работи без забележимо нагряване при максималния ток в първичната намотка.

Трансформаторна конструкция TM1

Трансформаторна конструкция TM1

Конструкцията и данните на TM1 са показани на фигурата. Първичната намотка W1 е завъртане или един и половина от 10-12 медни емайлирани проводника с диаметър от 1.0-0.8 mm, сгънати заедно, мед или разфасовки от медна емайлирана шина от съответната секция. Текущата плътност j в W1 е желателно да издържи до 4 A / cm2, за да се избегне магнитната насищане на сърцевината от PI. Коефициентът на превръщане в известна степен зависи от магнитните свойства на сърцевинния материал и неговата площ на напречното сечение, така че при производството на ТМ1 на случайна магнитна верига трябва да бъде избран броят на завоите на вторичната намотка W2.

Избор на W2

Изборът се основава на съотношението 1 A - 1 V AC напрежение; Тогава, след изправянето на C1 получаваме само 40-45 V. Motayem W2, да речем, 200 оборота, за скоростта на работа. Търсим дом, който е доста мощен потребител. Да кажем, че има електрическа кана на 1300 вата. При 220 V в мрежата, текущото му потребление е 1300/220 = 6 A в закона на Ом.

Включваме W1 TM1 в прекъсвача на захранването (просто не забравяйте да излее водата, чайникът не може да се включи и баластът), измерваме "промяната" в W2 с мултицет в режим на измерване на променлив ток. Нека приемем, че се оказва, че е 1.7 V. При 30 A с такава намотка получаваме 30/6 = 5x1.7 = 8.5 V и имаме нужда от 30 V. Необходимият брой въртения W2 ще бъде 30 / 8.5 = 3.53x200 (първоначалното Брой завъртания) = 706. Обръщаме до 700 или 750; Отклонението на напрежението с W2 с 20% няма значително въздействие върху работата на устройството. Диаметърът на телта няма значение, ако само намотката се побира в прозореца на рамката.

Изпълнение на дизайна

Когато устройството работи, около 5 вата топлина се освобождават. Това не е много, но в скучен случай с постоянна мощност в мрежата, топлинният режим може да е твърде тежък, така че трябва да се осигурят вентилационни отвори. Тялото е подходяща диелектрична кутия. Инсталация - върху печатна платка.

Входът с изхода на мрежата и изхода към котела се свързва чрез стандартни клеми. За да не се объркат проводниците, е желателно да се разпространяват далеч и да ги маркират. Двигател R2 - за слота, защото Настройката (виж по-долу) се извършва веднъж, когато инсталирате устройството. В случай - дупката, противоположна на двигателя R2, ​​или тя е отстранена към тялото, и след регулирането, лепене лента. LED1, LED2 и S1.1 / S1.2 се извеждат към предния панел.

Инсталиране и свързване

Устройството се монтира или в електрическото табло, или на стената между измервателния уред и главната кутия за свързване. Включва фазата на прекъсване, както е посочено. Входът от измервателния уред е свързан към входа; На излизане - останалата част от апартамента, с изключение на котела. Котелът е свързан с крана за него. Връзката, разбира се, се прави с изключен апартамент в съответствие с правилата за електрическа безопасност.

4688464864

Повече информация за инсталирането на кумулативния, както и на течащия бойлер, моля, кликнете върху връзката .

регулиране

На първо място, ние определя резерв за текущата на апартамента. Да кажем, че постоянните потребители - осветление, телевизор, компютър и др. В сумата те дадоха 700 W; Това при 220 V ще бъде 3.2 А. Автоматично, да речем, 16 А. Остава 12.8 А, това ще бъде 12.8 х 220 = 2816 вата; 2.8 kW.

След това търсим най-близкия потребител с най-ниска мощност. Например има прахосмукачка за 1400 W, същата електрическа кана, желязо за 2,2 kW и микровълнова печка за 2,8 kW. Изберете ютия, за да избегнете неочаквани прекъсвания в бъдеще. Можете да включите каната с прахосмукачка, те ще дадат общо 2,7 кВт, но това ще бъде шумно.

След това изключете котела с неговата обикновена машина, поставете двигателя R2 в най-ниската позиция според схемата. След това включете ютията и леко завъртете двигателя R2, ​​докато червеният светодиод изгасне и жълтата светлина се включи. Всичко, настройката свърши, можете да "режете" котела и да живеете спокойно.

Индикация за състояние и диагностика

При нормална работа на устройството трябва да свети LED1 (жълт) или LED2 (червен). Ако и двата вида не свети или и двете мигновено изгарят - устройството е дефектно, трябва да включите S1.1 / S1.2 преди поправката или подмяната. За диагностика включваме в мрежата това, което създаваме: жълтото трябва да излезе и червеното да светне. Възможно е обаче напрежението в мрежата да се промени; В този случай може да се наложи да промените отново.

И какво друго може да бъде включено в него?

Можете да включите "омични" потребители: ютия, чайник, електрическа камина. Микровълнова печка, хладилник, климатик, компютър, телевизор и всички, където освен електрическата спирала има поне някаква електроника, не е възможно: когато се захранват с еднополюсни импулси, такива устройства или не работят или бързо се провалят. В котела няма електроника, на биметална плоча има термостат. Осветлението също е невъзможно: практиката показва, че всички електрически крушки, изгорени от еднополюсни импулси, бързо изгарят.

Последният нюанс

Първите оператори на устройството, след като се запознаха с работата си, решиха да го пренаредят на електрическата верига на изхода на дъската за гладене, тъй като има отделен клон на окабеляването. Т.е. те дават приоритет на котела: когато токът е претоварен, ютията се изключва. Но, разбира се, всеки определя сами приоритетите в своето жилище.

дискусия:

  • 05/05/194 в 7:45 часа
    Мураками каза (а):

    Защо е по-мъдър, ако можете да приложите по-удобно и готово устройство - ограничител на мощността. Например, 1-фазов OM-110 е монтиран нарязан на захранващия кабел (след отчитане и защита), а това компактно устройство чрез контакторите може да управлява много електрически уреди - достатъчно е да групирате електрическите приемници в ред. Тя ще бъде по-удобна и надеждна, отколкото за всеки котел, електрическа печка и други енергоемки уреди за извайване на отделни кутии.

Излез

Като кликнете върху бутона "Добавяне на коментар", приемам потребителското споразумение и декларацията за поверителност на сайта.