Прибор для понижения напряжения: Как понизить напряжение переменного и постоянного тока?

Как понизить напряжение переменного и постоянного тока?

За счет наличия большого количества международных стандартов и технических решений питание электронных устройств может осуществляться от различных номиналов. Но, далеко не все они присутствуют в свободном доступе, поэтому для получения нужной разности потенциалов придется использовать преобразователь. Такие устройства можно найти как в свободной продаже, так и собрать самостоятельно из радиодеталей.

В связи с наличием двух родов электрического тока: постоянного и переменного, вопрос,  как понизить напряжение, следует рассматривать в  ключе каждого из них отдельно.

Понижение напряжения постоянного тока

В практике питания бытовых приборов существует масса примеров работы электрических устройств от постоянного тока. Но номинал рабочего напряжения может существенно отличаться, к примеру, если из 36 В вам нужно получить 12 В, или в ситуациях, когда от USB разъема персонального компьютера нужно запитать прибор от 3 В вместо имеющихся 5 вольт.

Для снижения такого уровня от блока питания или другого источника почти вполовину можно использовать как простые методы – включение в цепь дополнительного сопротивления, так и более эффективные – заменить стабилизатор напряжения в ветке обратной связи.

Рис. 1. Замена резистора или стабилитрона

На рисунке выше приведен пример схемы блока питания, в котором вы можете понизить вольтаж путем изменения параметров резистора и стабилитрона. Этот узел на рисунке обведен красным кругом, но в других моделях место установки, как и способ подсоединения, может отличаться. На некоторых схемах, чтобы понизить напряжение вы сможете воспользоваться лишь одним стабилитроном.

Если у вас нет возможности подключаться к блоку питания – можно обойтись и менее изящными методами. К примеру, вы можете понизить напряжение за счет включения в цепь резистора или подобрать диоды, второй вариант является более практичным для цепей постоянного тока. Этот принцип основан на падении напряжения за счет внутреннего сопротивления элементов. В зависимости от соотношения проводимости рабочей нагрузки и полупроводникового элемента может понадобиться около 3 – 4 диодов.

Рис. 2. Понижение постоянного напряжения диодами

На рисунке выше показана принципиальная схема понижения напряжения при помощи диодов. Для этого они включаются в цепь последовательно по отношению к нагрузке. При этом выходное напряжение окажется ниже входного ровно на такую величину, которая будет падать на каждом диоде в цепи.  Это довольно простой и доступный способ, позволяющий понизить напряжение, но его основной недостаток – расход мощности для каждого диода, что приведет к дополнительным затратам электроэнергии.

Понижение напряжения переменного тока

Переменное напряжение в 220 Вольт повсеместно используется для бытовых нужд, за счет физических особенностей его куда проще понизить до какой-либо величины или осуществлять любые другие манипуляции. В большинстве случаев, электрические приборы и так рассчитаны на питание от электрической сети, но если они были приобретены за рубежом, то и уровень напряжения для них может существенно отличаться.

К примеру, привезенные из США устройства питаются от 110В переменного тока, и некоторые умельцы берутся перематывать понижающий трансформатор для получения нужного уровня. Но, следует отметить, что импульсный преобразователь, которым часто комплектуется различный электроинструмент и приборы не стоит перематывать, так как это приведет к его некорректной работе в дальнейшем. Куда целесообразнее установить автотрансформатор или другой на нужный вам номинал, чтобы понизить напряжение.

С помощью трансформатора

Изменение величины напряжения при помощи электрических машин используется в блоках питания и подзарядных устройствах. Но чтобы понизить  вольтаж источника в такой способ, можно использовать различные типы преобразовательных трансформаторов:

• С выводом от средней точки – могут выдавать разность потенциалов как 220В, так и в два раза меньшее – 127В или 110В. От него вы сможете взять установленный номинал на те же 110В со средней точки. Это заводские изделия, которые массово устанавливались в старых советских телевизорах и других приборах. Но у этой схемы преобразователя имеется существенный недостаток – если нарушить целостность обмотки ниже среднего вывода, то на выходе трансформатора получится номинал значительно большей величины.

Рис. 3. Понижение трансформатором с отводом от средней точки

• Автотрансформатором – это универсальная электрическая машина, которая способна не только понизить вольтаж, но и повысить его до нужного вам уровня. Для этого достаточно перевести ручку в нужное положение и проследить полученные показания на вольтметре.

Рис. 4. Использование автотрансформатора

• Понижающим трансформатором с преобразованием 220В на нужный вам номинал или с любого другого напряжения переменной частоты. Реализовать этот метод можно как уже готовыми моделями трансформаторов, так и самодельными. За счет наличия большого количества инструментов и приспособлений, сегодня каждый может собрать трансформатор с заданными параметрами в домашних условиях. Более детально об этом вы можете узнать из соответствующей статьи: https://www.asutpp.ru/transformator-svoimi-rukami.html

Выбирая конкретную модель электрической машины, чтобы понизить напряжение, обратите внимание на характеристики конкретной модели по отношению к тем устройствам, которые вы хотите запитать.

Наиболее актуальными параметрами у трансформаторов являются:

• Мощность – трансформатор должен не только соответствовать, подключаемой к нему нагрузке, но и превосходить ее, хотя бы на 10 – 20%. В противном случае максимальный ток приведет к перегреву обмоток трансформатора и дальнейшему выходу со строя.
• Номинал напряжения – выбирается и для первичной, и для вторичной цепи. Оба параметра одинаково важны, так как, выбрав модель с входным напряжением на 200 или 190В, на выходе вы при питании от 220В получится пропорционально большая величина.
• Защита от поражения электротоком – все обмотки и выводы от них должны обязательно иметь достаточную изоляцию и защиту от прикосновения.
• Класс пыле- влагозащищенности – определяет устойчивость оборудования к воздействию окружающих факторов. В современных приборах обозначается индексом IP.

Помимо этого любой преобразователь напряжения, даже импульсный трансформатор, следовало бы защитить от токов короткого замыкания и перегрузки в обмотках. Это существенно сократит затраты на ремонт при возникновении аварийных ситуаций.

С помощью резистора

Для понижения напряжения в цепь нагрузки последовательно включается  делитель напряжения в виде активного сопротивления.

Основной сложностью в регулировке напряжения на подключаемом приборе является зависимость от нескольких параметров:

• величины напряжения;
• сопротивления нагрузки;
• мощности источника.

Если  вы будете понижать от бытовой сети, то ее можно считать источником бесконечной мощности и принять эту составляющую за константу. Тогда расчет резистора будет выполняться таким методом:

R = U_c/I — R_н ,

где

• R – сопротивление резистора;
• R_Н – сопротивление прибора нагрузки;
• I – ток, который должен обеспечиваться в номинальном режиме прибора;
•  U_C – напряжение в сети.

После вычисления номинала резистора можете подобрать соответствующую модель из имеющегося ряда. Стоит отметить, что куда удобнее менять потенциал при помощи переменного резистора, включенного в цепь. Подключив его последовательно с нагрузкой, вы можете подбирать положение таким образом, чтобы понизить напряжение до необходимой величины. Однако эффективным способ назвать нельзя, так как помимо работы в приборе, электрическая энергия будет просто рассеиваться на резисторе, поэтому этот вариант является временным или одноразовым решением.

Видео по теме

Как понизить напряжение с 12 на 5 вольт (резистор, микросхема) 📹

 В этой статье расскажу о весьма банальных вещах, что не менялись уже не одно десятилетие, да они вообще не менялись. Другое дело, что с тех пор как был изучен принцип снижения напряжения в замкнутой цепи за счет сопротивления, появились и другие принципы питания нагрузки, за счет ШИМ, но тема это отдельная, хотя и заслуживающая внимания. Поэтому продолжу все-таки по порядку логического русла, когда расскажу о законе Ома, потом о его применении для различных радиоэлементов участвующих в понижении напряжения, а после уже можно упомянуть и о ШИМ.

Закон Ома при понижении напряжения

 Собственно был такой дядька Георг Ом, который изучал протекание тока в цепи. Производил измерения, делал определенные выводы и заключения. Итогами его работы стала формула Ома, как говорят закон Ома. Закон описывает зависимость падения напряжения, тока от сопротивления.
Сам закон весьма понятен и схож с представлением таких физических событий как протекание жидкости по трубопроводу. Где жидкость, а вернее ее расход это ток, а ее давление это напряжение. Ну и само собой любые изменения сечения или препятствия в трубе для потока, это будет сопротивлением. Итого получается, что сопротивление «душит» давление, когда из трубы под давлением, могут просто капать капли, и тут же падает и расход. Давление и расход величины весьма зависящие друг от друга, как ток и напряжение. В общем если все записать формулой, то получается так:

R=U/I; То есть давление (U) прямо пропорционально сопротивлению в трубе (R), но если расход (I) будет большой, то значит сопротивления как такового нет… И увеличенный расход должен показывать на пониженное сопротивление.

 Весьма туманно, но объективно! Осталось сказать, что закон то этот впрочем, был получен эмпирическим путем, то есть окончательные факторы его изменения весьма не определены.
Теперь вооружившись теоретическими знаниями, продолжим наш путь в познании того, как же снизить нам напряжение.

Как понизить напряжение с 12 на 5 вольт с помощью резистора

 Самое простое это взять и использовать нестабилизированную схему. То есть когда напряжение просто понизим за счет сопротивления и все. Рассказывать о таком принципе особо нечего, просто считаем по формуле выше и все. Приведу пример. Скажем снижаем с 12 вольт до 5.

R=U/I. С напряжением понятно, однако смотрите, у нас недостаточно данных! Ничего не известно о «расходе», о токе потребления. То есть если вы решите посчитать сопротивление для понижения напряжения, то обязательно надо знать, сколько же «хочет кушать» наша нагрузка.

Эту величину вам необходимо будет посмотреть на приборе, который вы собираетесь питать или в инструкции к нему. Примем условно ток потребления 50 мА=0,05 А. Осталось также еще заметить, что по этой формуле мы подберем сопротивление, которое будет полностью гасить напряжение, а нам надо оставить 5 вольт, то 12-5=7 вольт подставляем в формулу.
R= 7/0,05=140 Ом нужно сопротивление, чтобы после из 12 вольт получить 5, с током на нагрузке в 50 мА.
 Осталось упомянуть о не менее важном! О том, что любое гашение энергии, а в данном случае напряжение, связано с рассеиваемой мощностью, то есть наш резистор должен будет «выдержать» то тепло, которое будет рассеивать. Мощность резистора считается по формуле.
P=U*I. Получаем. P=7*0,05=0,35 Вт должна быть мощность резистора. Не менее. Вот теперь курс расчет для резистора можно считать завершенным.

Как понизить напряжение с 12 на 5 вольт с помощью микросхемы

 Ничего принципиально не меняется и в этом случае. Если сравнивать этот вариант понижения через микросхему, с вариантом использующим резистор. По факту здесь все один в один, разве что добавляются полезные «интеллектуальные» особенности подстройки внутреннего сопротивления микросхемы исходя из тока потребления. То есть, как мы поняли из абзаца выше, в зависимости от тока потребления, расчетное сопротивление должно «плавать». Именно это и происходит в микросхеме, когда сопротивление подстраивается под нагрузку таким образом, что на выходе микросхемы всегда одно и тоже напряжение питания! Ну и плюсом идут такие «полезные плюшки» как защита от перегрева и короткого замыкания. Что касательно микросхем, так называемых стабилизаторов напряжения на 5 вольт, то это могут быть: LM7805, КРЕН142ЕН5А. Подключение тоже весьма простое.

Само собой для эффективной работы микросхемы ставим ее на радиатор. Ток стабилизации ограничен 1,5 -2 А.
Вот такие вот принципы понижения напряжения с 12 на 5 вольт. Теперь один раз их поняв, вы сможете легко рассчитать какое сопротивление надо поставить или как подобрать микросхему, чтобы получить любое другое более низкое напряжение.
Осталось сказать пару слов о ШИМ.

 Широко импульсная модуляция весьма перспективный и самое главное высокоэффективный метод питания нагрузки, но опять же со своими подводными камнями. Вся суть ШИМ сводится к тому, чтобы выдавать импульсами такое напряжение питание, которое суммарно с моментами отсутствия напряжения будет давать мощность и среднее напряжение достаточное для работы нагрузки. И здесь могут быть проблемы, если подключить источник питания от одного устройства к другому. Ну, самые простые проблемы это отсутствие тех характеристик, которые заявлены. Возможны помехи, неустойчивая работа. В худшем случае ШИМ источник питания может и вовсе сжечь прибор, под которые не предназначен изначально!

Высокое или повышенное напряжение. Как понизить напряжение в сети

Высокое и повышенное напряжение. Причины возникновения

Как в наших электросетях могут появиться высокое или повышенное напряжение? Как правило к повышению напряжения могут привести некачественные электрические сети или аварии в сетях. К недостаткам сетей можно отнести: устаревшие сети, низкокачественное обслуживание сетей, высокий процент амортизации электрооборудования, неэффективное планирование линий передач и распределительных станций, не управляемый рост количества потребителей. Это приводит к тому, что сотни тысяч потребителей, получают высокое или повышенное напряжение. Значение напряжения в таких сетях может достигать 260, 280, 300 и даже 380 Вольт.

Одной из причин повышенного напряжения, как ни странно, может быть пониженное напряжение потребителей, находящихся далеко от трансформаторной подстанции. В этом случае часто электрики умышленно повышают выходное напряжение электрической подстанции, чтобы добиться удовлетворительных показателей тока у последних в линии передач потребителей. В итоге, у первых в линии напряжение будет повышенным. По этой же причине можно наблюдать повышенное напряжение в дачных поселках. Здесь изменение параметров тока связаны с сезонностью и периодичностью потребления тока. Летом мы наблюдаем рост потребления электроэнергии. В этот сезон на дачах находится много людей, они используют большое количество энергии, а зимой потребление тока резко падает. В выходные дни потребление на дачных участках растёт, а в рабочие дни падает. В результате имеем картину неравномерного потребления энергии. В этом случае, если установить выходное напряжение на подстанции (а они, как правило, недостаточной мощности) нормальным (220 Вольт), то летом и в выходные напряжение резко просядет и будет пониженным. Поэтому электрики изначально настраивают трансформатор на повышенное напряжение. В итоге зимой и в рабочие дни напряжение в поселках высокое или повышенное.

Вторая большая группа причин появления высокого напряжения — это перекосы по фазам при подключении потребителей. Часто бывает так, что подключение потребителей происходит хаотично без предварительного плана и проекта. Или в ходе реализации проекта или развития поселений происходит изменение значения потребления на разных фазах линии передач. Это может привести к тому, что на одной фазе напряжение будет пониженным, а на другой фазе — повышенным.

Третья группа причин повышенного напряжения в сети — это аварии на линиях электропередач и внутренних линиях. Здесь следует выделить две основные причины — обрыв нуля и попадание тока высокого напряжения в обычные сети. Второй случай — это редкость, случается в городах в сильный ветер, ураган. Бывает, что линия питания электротранспорта (трамвая или троллейбуса) попадает при обрыве на линии городских сетей. В этом случае в сеть может попасть и 300, и 400 Вольт.

Теперь рассмотрим, что происходит при пропадании «нуля» во внутренние домовые сети. Этот случай бывает довольно часто. Если в одном подъезде дома используется две фазы, то при пропадании нуля (например, нет контакта на нуле) происходит изменение значения напряжения на разных фазах. На той фазе, где сейчас нагрузка в квартирах меньше, напряжение будет завышенным, на второй фазе — заниженным. Причем напряжение распределяется обратно пропорционально нагрузке. Так, если на одной фазе нагрузка именно в этот момент в 10 раз больше, чем на другой, то мы можем получить на первой фазе 30 Вольт (низкое напряжение), а на второй фазе — 300 Вольт (высокое напряжение). Что приведет к сгоранию электрических приборов и, возможно, пожару.

Чем опасно высокое и повышенное напряжение

Высокое напряжение опасно для электрических приборов. Значительное повышение напряжения может привести к сгоранию приборов, их перегреву, дополнительному износу. Особенно критичны к высокому напряжению электронное оборудование и электромеханические приборы.

Повышенное напряжение может привести к пожару в доме, нанести большой ущерб.

Как защититься от высокого напряжения и как понизить напряжение в сети

Чтобы защитить свои сети от повышенного напряжения, пиков высокого напряжения, скачков тока и перенапряжения необходимо использовать устройства защиты от скачков напряжения.

Подробнее смотрите в разделе «Устройства защиты от импульсных перенапряжений». Чтобы понизить напряжение, нормализовать параметры тока необходимо использовать стабилизаторы. Подробнее смотрите в разделе «Стабилизаторы напряжения».

Читайте также:

Как понизить напряжение — Мои статьи — Каталог статей

Как понизить напряжение сопротивлением?

Сопротивление ограничивает ток и при его протекании падает напряжение на сопротивление (токоограничивающий резистор). Такой способ позволяет понизить напряжение для питания маломощных устройств с токами потребления в десятки, максимум сотни миллиампер.

Примером такого питания можно выделить включение светодиода в сеть постоянного тока 12 (например, бортовая сеть автомобиля до 14.7 Вольт). Тогда, если светодиод рассчитан на питание от 3.3 В, током в 20 мА, нужен резистор R:

R=(14.7-3.3)/0.02)= 570 Ом

Но резисторы отличаются по максимальной рассеиваемой мощности:

P=(14.7-3.3)*0.02=0.228 Вт

Ближайший по номиналу в большую сторону — резистор на 0.25 Вт.

Именно рассеиваемая мощность и накладывает ограничение на такой способ питания, обычно мощность резисторов не превышает 5-10 Вт. Получается, что если нужно погасить большое напряжение или запитать таким образом нагрузку мощнее, придется ставить несколько резисторов т.к. мощности одного не хватит и ее можно распределить между несколькими.

Способ снижения напряжения резистором работает и в цепях постоянного тока и в цепях переменного тока.

Недостаток — выходное напряжение ничем нестабилизировано и при увеличении и снижении тока оно изменяется пропорционально номиналу резистора.

Как понизить переменное напряжение дросселем или конденсатором?

Если речь вести только о переменном токе, то можно использовать реактивное сопротивление. Реактивное сопротивление есть только в цепях переменного тока, это связно с особенностями накопления энергии в конденсаторах и катушках индуктивности и законами коммутации.

Дроссель и конденсатор в переменном токе могут быть использованы в роли балластного сопротивления.

Реактивное сопротивление дросселя (и любого индуктивного элемента) зависит от частоты переменного тока (для бытовой электросети 50 Гц) и индуктивности, оно рассчитывается по формуле:

где ω – угловая частота в рад/с, L-индуктивность, 2пи – необходимо для перевода угловой частоты в обычную, f – частота напряжения в Гц.

Реактивное сопротивление конденсатора зависит от его емкости (чем меньше С, тем больше сопротивление) и частоты тока в цепи (чем больше частота, тем меньше сопротивление). Его можно рассчитать так:

Пример использования индуктивного сопротивление — это питание люминесцентных ламп освещения, ДРЛ ламп и ДНаТ. Дроссель ограничивает ток через лампу, в ЛЛ и ДНаТ лампах он используется в паре со стартером или импульсным зажигающем устройством (пусковое реле) для формирования всплеска высокого напряжения включающего лампу. Это связано с природой и принципом работы таких светильников.

А конденсатор используют для питания маломощных устройств, его устанавливают последовательно с питаемой цепью. Такой блок питания называется «бестрансфоматорный блок питания с балластным (гасящим) конденсатором».

Очень часто встречают в качестве ограничителя тока заряда аккумуляторов (например, свинцовых) в носимых фонарях и маломощных радиоприемниках. Недостатки такой схемы очевидны — нет контроля уровня заряда аккумулятора, их выкипание, недозаряд, нестабильность напряжения.

Как понизить и стабилизировать напряжение постоянного тока

Чтобы добиться стабильного выходного напряжения можно использовать параметрические и линейные стабилизаторы. Часто их делают на отечественных микросхемах типа КРЕН или зарубежных типа L78xx, L79xx.

Линейный преобразователь LM317 позволяет стабилизировать любое значение напряжения, он регулируемый до 37В, вы можете сделать простейший регулируемый блок питания на его основе.

Если нужно незначительно снизить напряжение и стабилизировать его описанные ИМС не подойдут. Чтобы они работали должна быть разница порядка 2В и более. Для этого созданы LDO(low dropout)-стабилизаторы. Их отличие заключается в том, что для стабилизации выходного напряжение нужно, чтобы входное его превышало на величину от 1В. Пример такого стабилизатора AMS1117, выпускается в версиях от 1.2 до 5В, чаще всего используют версии на 5 и 3.3В, например в платах Arduino и многом другом.

Конструкция всех вышеописанных линейных понижающих стабилизаторов последовательного типа имеет существенный недостаток – низкий КПД. Чем больше разница между входным и выходным напряжением – тем он ниже. Он просто «сжигает» лишнее напряжение, переводя его в тепло, а потери энергии равны:

Pпотерь = (Uвх-Uвых)*I

Компания AMTECH выпускает ШИМ аналоги преобразователей типа L78xx, они работают по принципу широтно-импульсной модуляции и их КПД равен всегда более 90%.

Они просто включают и выключают напряжение с частотой до 300 кГц (пульсации минимальны). А действующее напряжение стабилизируется на нужном уровне. А схема включения аналогичная линейным аналогам.

Как повысить постоянное напряжение?

Для повышения напряжения производят импульсные преобразователи напряжения. Они могут быть включены и по схеме повышения (boost), и понижения (buck), и по повышающе-понижающей (buck-boost) схеме. Давайте рассмотрим несколько представителей:

1. Плата на базе микросхемы XL6009

2. Плата на базе LM2577, работает на повышение и понижение выходного напряжения.

3. Плата преобразователь на FP6291, подходит для сборки 5 V источника питания, например powerbank. С помощью корректировке номиналов резисторов может перестраиваться на другие напряжения, как и любые другие подобные преобразователь – нужно корректировать цепи обратной связи.

4. Плата на базе MT3608

Здесь всё подписано на плате – площадки для пайки входного – IN и выходного – OUT напряжения. Платы могут иметь регулировку выходного напряжения, а в некоторых случая и ограничения тока, что позволяет сделать простой и эффективный лабораторный блок питания. Большинство преобразователей, как линейных, так и импульсных имеют защиту от КЗ.

Как повысить переменное напряжение?

Для корректировки переменного напряжения используют два основных способа:

1. Автотрансформатор;

2. Трансформатор.

Автотрансформатор – это дроссель с одной обмоткой. Обмотка имеет отвод от определенного количества витков, так подключаясь между одним из концов обмотки и отводом, на концах обмотки вы получаете повышенное напряжение во столько раз, во сколько соотносится общее количество витков и количество витков до отвода.

Промышленностью выпускаются ЛАТРы – лабораторные автотрансформаторы, специальные электромеханические устройства для регулировки напряжения. Очень широко применение они нашли в разработке электронных устройств и ремонте источников питания. Регулировка достигается за счет скользящего щеточного контакта, к которому подключается питаемое устройство.

Недостатком таких устройств является отсутствие гальванической развязки. Это значит, что на выходных клеммах может запросто оказаться высокое напряжение, отсюда опасность поражения электрическим током.

Трансформатор – это классический способ изменения величины напряжения. Здесь есть гальваническая развязка от сети, что повышает безопасность таких установок. Величина напряжения на вторичной обмотке зависит от напряжений на первичной обмотки и коэффициента трансформации.

Uвт=Uперв*Kтр

Kтр=N1/N2

Отдельный вид – это импульсные трансформаторы. Они работают на высоких частотах в десятки и сотни кГц. Используются в подавляющем большинстве импульсных блоках питания, например:

• Зарядное устройство вашего смартфона;

• Блок питания ноутбука;

• Блок питания компьютера.

За счет работы на большой частоте снижаются массогабаритные показатели, они в разы меньше чем у сетевых (50/60 Гц) трансформаторов, количество витков на обмотках и, как следствие, цена. Переход на импульсные блоки питания позволил уменьшить габариты и вес всей современной электроники, снизить её потребление за счет увеличения кпд (в импульсных схемах 70-98%).

В магазинах часто встречаются электронные траснформаторы, на их вход подаётся сетевое напряжение 220В, а на выходе например 12 В переменное высокочастотное, для использования в нагрузке которая питается от постоянного тока нужно дополнительно устанавливать на выход диодный мост и высокоскоростных диодов.

Внутри находится импульсный трансформатор, транзисторные ключи, драйвер, или автогенераторная схема, как изображена ниже.

Достоинства – простота схемы, гальваническая развязка и малые размеры.

Недостатки – большинство моделей, что встречаются в продаже, имеют обратную связь по току, это значит что без нагрузки с минимальной мощностью (указано в спецификациях конкретного прибора) он просто не включится. Отдельные экземпляры оборудованы уже ОС по напряжению и работают на холостом ходу без проблем.

Простые способы понижения напряжения постоянного и переменного тока | ASUTPP

Известно, что для работы любого электроприбора и электрооборудования необходимо напряжение определённой величины, однако, для питания разных приборов эта цифра может отличаться. Процесс понижения постоянного и переменного напряжения неотъемлемая составляющая любой электрической подстанции, электроустановки и работы бытовых приборов, гаджетов и техники, используемой в домашних условиях.

Например, согласно ПУЭ 6.1.16-18 питание переносных светильников должно быть не выше 50 вольт, для безлопастного их использования, но стандартная величина напряжения применяемого во многих странах равна 220 или 230 Вольт. Для питания любой электронной системы собранной на микропроцессорных элементах составляет порядка 5 Вольт постоянного тока. В связи с этим, существуют несколько способов изменения, в сторону понижения, величины постоянного и переменного тока.

Способы понижения величины переменного напряжения

Переменное напряжение как высоковольтное (на подстанциях выше 1000 Вольт), так и низковольтное (220 и 380 Вольт) применяемое в электроснабжении жилых и нежилых помещений можно понизить двумя способами:

1. Трансформаторным. Трансформатор — это электромагнитное устройство, изготовленное из сердечника (магнитопровода) и связанных индуктивно обмоток, назначение которого и заключается в преобразовании величины переменного напряжения без изменения частоты. Причем изменять величину он способен как в сторону уменьшения, так и увеличения.

При этом трансформаторный способ один из самых распространённых, простых и безопасных, так как за счёт гальванической развязки, то есть отсутствие непосредственного электрического контакта между обмотками, снижается до минимума вероятность попадания напряжения первичной стороны, в данном случаи большей величины, на устройство, подключенное к вторичной (понижающей обмотке трансформатора), защищено бесконтактной связью.

Нужно отметить, что существуют, так называемые, автотрансформаторы, которые способны изменять путём вращения ручки величину напряжения на клеммах с низкой стороны.

Схема понижающего трансформатора

Схема понижающего трансформатора

2. Пониженное, с помощью трансформатора, переменное напряжение затем можно легко выпрямить с помощью диода или диодной сборки с конденсатором и стабилитроном для улучшения качества постоянного напряжения.

Схема понижающего трансформатора с выпрямителем

Схема понижающего трансформатора с выпрямителем

3. Безтрансформаторным. Это способ применяется в недорогих блоках питания, в основном китайского производства, и заключается в изменении величины переменного напряжения за счёт балластного конденсатора. Данный способ используется для питания маломощной электроники, например светодиодных ламп, зарядки аккумуляторов фонариков. Основной недостаток бестрансформаторных — это большая вероятность попадания напряжения питания (высокого), на понижающую сторону, в следствии пробоя конденсатора С1.

Схема бестрансформаторного понижение напряжения

Схема бестрансформаторного понижение напряжения

В любом случае, обязательно нужно учесть не только величину пониженного напряжения, но и силу тока вторичных цепей, которая прямо пропорциональна мощности, питаемого электрооборудования.

Способы понижения постоянного напряжения

В практике не так часто возникают ситуации при которых необходимо уменьшение величины постоянного напряжения. При этом снизить его в несколько раз простым способом весьма проблематично, существуют лишь несложные методы понижения постоянного напряжения на несколько вольт, например, с 12В на 9В, или же часто встречается необходимость уменьшения 5 Вольт питания до 3В.

Это можно реализовать несколькими способами:

• Путём последовательного подключения нескольких диодов. Каждому диоду, в зависимости от характеристик свойственно падение напряжение, поэтому их количество будет подбираться в зависимости насколько необходимо снизить потенциал;

Простейшая схема понижения постоянного напряжения

Простейшая схема понижения постоянного напряжения

• Изменением параметра резистора и стабилитрона в схеме исходного блока питания. Однако, без принципиальной схемы и опыта работы с электроникой, выполнить это будет проблематично.

Существует ещё один способ изменения величины постоянного тока до необходимой, с преобразованием постоянного напряжения в переменное с помощью инверторной схемы, а затем последующая его трансформация и выпрямление, но этом метод к простым отнести вряд ли возможно.

Еще более детально я рассмотрел эти и другие способы в своем новом видео:

способы и приборы. Блок питания Делитель напряжения на индуктивностях

Как получить нестандартное напряжение, которое не укладывается в диапазон стандартного?

Стандартное напряжение – это такое напряжение, которое очень часто используется в ваших электронных безделушках. Это напряжение в 1,5 Вольта, 3 Вольта, 5 Вольт, 9 Вольт, 12 Вольт, 24 Вольт и тд. Например, в ваш допотопный МР3 плеер вмещалась одна батарейка в 1,5 Вольта. На пульте дистанционного управления ТВ используются уже две батарейки по 1,5 Вольта, включенные последовательно, значит уже 3 Вольта. В USB разъеме самые крайние контакты с потенциалом в 5 Вольт. Наверное, у всех в детстве была Денди? Чтобы питать Денди нужно было подавать на нее напряжение в 9 Вольт. Ну 12 Вольт используется практически во всех автомобилях. 24 Вольта используется уже в основном в промышленности. Также для этого, условно говоря, стандартного ряда “заточены” различные потребители этого напряжения: лампочки, проигрыватели, и тд.

Но, увы, наш мир не идеален. Иногда просто ну очень надо получить напряжение не из стандартного ряда. Например, 9,6 Вольт. Ну ни так ни сяк… Да, здесь нас выручает Блок питания . Но опять же, если использовать готовый блок питания, то наряду с электронной безделушкой придется таскать и его. Как же решить этот вопрос? Итак, я Вам приведу три варианта:

Вариант №1

Сделать в схеме электронной безделушки регулятор напряжения вот по такой схеме (более подробно ):

Вариант №2

На Трехвыводных стабилизаторах напряжения построить стабильный источник нестандартного напряжения. Схемы в студию!

Что мы в результате видим? Видим стабилизатор напряжения и стабилитрон, подключенный к среднему выводу стабилизатора. ХХ – это две последние цифры, написанные на стабилизаторе.
Там могут быть цифры 05, 09, 12 , 15, 18, 24. Может уже есть даже больше 24. Не знаю, врать не буду. Эти две последние цифры говорят нам о напряжении, которое будет выдавать стабилизатор по классической схеме включения:

Здесь стабилизатор 7805 выдает нам по такой схеме 5 Вольт на выходе. 7812 будет выдавать 12 Вольт, 7815 – 15 Вольт. Более подробно про стабилизаторы можно прочитать .

U стабилитрона

– это напряжение стабилизации на стабилитроне.

Если мы возьмем стабилитрон с напряжением стабилизации 3 Вольта и стабилизатор напряжение 7805, то на выходе получим 8 Вольт. 8 Вольт – уже нестандартный ряд напряжения;-). Получается, что подобрав нужный стабилизатор и нужный стабилитрон, можно с легкостью получить очень стабильное напряжение из нестандартного ряда напряжений;-).

Давайте все это рассмотрим на примере. Так как я просто замеряю напряжение на выводах стабилизатора, поэтому конденсаторы не использую. Если бы я питал нагрузку, тогда бы использовал и конденсаторы. Подопытным кроликом у нас является стабилизатор 7805. Подаем на вход этого стабилизатора 9 Вольт от балды:

Следовательно, на выходе будет 5 Вольт, все таки как-никак стабилизатор 7805.

Теперь берем стабилитрон на U стабилизации =2,4 Вольта и вставляем его по этой схеме, можно и без конденсаторов, все-таки делаем просто замеры напряжения.

Опа-на, 7,3 Вольта! 5+2,4 Вольта. Работает! Так как у меня стабилитроны не высокоточные (прецизионные), то и напряжение стабилитрона может чуточку различаться от паспортного (напряжение, заявленное производителем). Ну, я думаю, это не беда. 0,1 Вольт для нас погоды не сделают. Как я уже сказал, таким образом можно подобрать любое значение из ряда вон.

Вариант №3

Есть также другой подобный способ, но здесь используются диоды. Может быть Вам известно, что падение напряжение на прямом переходе кремниевого диода составляет 0,6-0,7 Вольт, а германиевого диода – 0,3-0,4 Вольта
? Именно этим свойством диода и воспользуемся;-).

Итак, схему в студию!

Собираем по схеме данную конструкцию. Нестабилизированное входное постоянное напряжение также и осталось 9 Вольт. Стабилизатор 7805.

Итак, что на выходе?

Почти 5.7 Вольт;-), что и требовалось доказать.

Если два диода соединять последовательно, то на каждом из них будет падать напряжение, следовательно, оно будет суммироваться:

На каждом кремниевом диоде падает по 0,7 Вольт, значит, 0,7+0,7=1,4 Вольта. Также и с германиевыми. Можно соединить и три, и четыре диода, тогда нужно суммировать напряжения на каждом. На практике более трех диодов не используют. Диоды можно ставить даже малой мощности, так как в этом случае ток через них все равно будет мал.

Нужно знать, как понизить напряжение в цепи, чтобы не повредить электрические приборы. Всем известно, что к домам подходит два провода — ноль и фаза. Это называется однофазной крайне редко используется в частном секторе и многоквартирных домах. Необходимости в ней просто нет, так как вся бытовая техника питается от сети переменного однофазного тока. Но вот в самой технике требуется делать преобразования — понижать переменное напряжение, преобразовывать его в постоянное, изменять амплитуду и прочие характеристики. Именно эти моменты и нужно рассмотреть.

Снижение напряжения с помощью трансформаторов

Самый простой способ — это использовать трансформатор пониженного напряжения, который совершает преобразования. Первичная обмотка содержит большее число витков, чем вторичная. Если есть необходимость снизить напряжение вдвое или втрое, вторичную обмотку можно и не использовать. Первичная обмотка трансформатора используется в качестве индуктивного делителя (если от нее имеются отводы). В бытовой технике используются трансформаторы, со вторичных обмоток которых снимается напряжение 5, 12 или 24 Вольта.

Это наиболее часто используемые значения в современной бытовой технике. 20-30 лет назад большая часть техники питалась напряжением в 9 Вольт. А ламповые телевизоры и усилители требовали наличия постоянного напряжения 150-250 В и переменного для нитей накала 6,3 (некоторые лампы питались от 12,6 В). Поэтому вторичная обмотка трансформаторов содержала такое же количество витков, как и первичная. В современной технике все чаще используются инверторные блоки питания (как на компьютерных БП), в их конструкцию входит трансформатор повышающего типа, он имеет очень маленькие габариты.

Делитель напряжения на индуктивностях

Индуктивность — это катушка, намотанная медным (как правило) проводом на металлическом или ферромагнитном сердечнике. Трансформатор — это один из видов индуктивности. Если от середины первичной обмотки сделать отвод, то между ним и крайними выводами будет равное напряжение. И оно будет равно половине напряжения питания. Но это в том случае, если сам трансформатор рассчитан на работу именно с таким питающим напряжением.

Но можно использовать несколько катушек (для примера можно взять две), соединить их последовательно и включить в сеть переменного тока. Зная значения индуктивностей, несложно произвести расчет падения на каждой из них:

1. U(L1) = U1 * (L1 / (L1 + L2)).
2. U(L2) = U1 * (L2 / (L1 + L2)).

В этих формулах L1 и L2 — индуктивности первой и второй катушек, U1 — напряжение питающей сети в Вольтах, U(L1) и U(L2) — падение напряжения на первой и второй индуктивностях соответственно. Схема такого делителя широко применяется в цепях измерительных устройств.

Делитель на конденсаторах

Очень популярная схема, используется для снижения значения питающей сети переменного тока. Применять ее в цепях постоянного тока нельзя, так как конденсатор, по теореме Кирхгофа, в цепи постоянного тока — это разрыв. Другими словами, ток по нему протекать не будет. Но зато при работе в цепи переменного тока конденсатор обладает реактивным сопротивлением, которое и способно погасить напряжение. Схема делителя похожа на ту, которая была описана выше, но вместо индуктивностей используются конденсаторы. Расчет производится по следующим формулам:

1. Реактивное сопротивление конденсатора: Х(С) = 1 / (2 * 3,14 *f * C).
2. Падение напряжения на С1: U(C1) = (C2 * U) / (C1 + C2).
3. Падение напряжения на С2: U(C1) = (C1 * U) / (C1 + C2).

Здесь С1 и С2 — емкости конденсаторов, U — напряжение в питающей сети, f — частота тока.

Делитель на резисторах

Схема во многом похожа на предыдущие, но используются постоянные резисторы. Методика расчета такого делителя немного отличается от приведенных выше. Использоваться схема может как в цепях переменного, так и постоянного тока. Можно сказать, что она универсальная. С ее помощью можно собрать понижающий преобразователь напряжения. Расчет падения на каждом резисторе производится по следующим формулам:

1. U(R1) = (R1 * U) / (R1 + R2).
2. U(R2) = (R2 * U) / (R1 + R2).

Нужно отметить один нюанс: величина сопротивления нагрузки должна быть на 1-2 порядка меньше, чем у делительных резисторов. В противном случае точность расчета будет очень грубая.

Практическая схема блока питания: трансформатор

Для выбора питающего трансформатора вам потребуется знать несколько основных данных:

1. Мощность потребителей, которые нужно подключать.
2. Значение напряжения питающей сети.
3. Значение необходимого напряжения во вторичной обмотке.

S = 1,2 *
√P1.

А мощность Р1 = Р2 / КПД. Коэффициент полезного действия трансформатора никогда не будет более 0,8 (или 80%). Поэтому при расчете берется максимальное значение — 0,8.

Мощность во вторичной обмотке:

Р2 = U2 * I2.

Эти данные известны по умолчанию, поэтому произвести расчет не составит труда. Вот как понизить напряжение до 12 вольт, используя трансформатор. Но это не все: бытовая техника питается постоянным током, а на выходе вторичной обмотки — переменный. Потребуется совершить еще несколько преобразований.

Схема блока питания: выпрямитель и фильтр

Далее идет преобразование переменного тока в постоянный. Для этого используются полупроводниковые диоды или сборки. Самый простой тип выпрямителя состоит из одного диода. Называется он однополупериодный. Но максимальное распространение получила мостовая схема, которая позволяет не просто выпрямить переменный ток, но и избавиться максимально от пульсаций. Но такая схема преобразователя все равно неполная, так как от переменной составляющей одними полупроводниковыми диодами не избавиться. А понижающие трансформаторы способны преобразовать переменное напряжение в такое же по частоте, но с меньшим значением.

Электролитические конденсаторы используются в блоках питания в качестве фильтров. По теореме Кирхгофа, такой конденсатор в цепи переменного тока является проводником, а при работе с постоянным — разрывом. Поэтому постоянная составляющая будет протекать беспрепятственно, а переменная замкнется сама на себя, следовательно, не пройдет дальше этого фильтра. Простота и надежность — это именно то, что характеризует такие фильтры. Также могут применяться сопротивления и индуктивности для сглаживания пульсаций. Подобные конструкции используются даже в автомобильных генераторах.

Стабилизация напряжения

Вы узнали, как понизить напряжение до нужного уровня. Теперь его нужно стабилизировать. Для этого используются специальные приборы — стабилитроны, которые изготовлены из полупроводниковых компонентов. Они устанавливаются на выходе блока питания постоянного тока. Принцип работы заключается в том, что полупроводник способен пропустить определенное напряжение, излишек преобразуется в тепло и отдается посредством радиатора в атмосферу. Другими словами, если на выходе БП 15 вольт, а установлен стабилизатор на 12 В, то он пропустит именно столько, сколько нужно. А разница в 3 В пойдет на нагрев элемента (закон сохранения энергии действует).

Заключение

Совершенно другая конструкция — это стабилизатор напряжения понижающий, он делает несколько преобразований. Сначала напряжение сети преобразуется в постоянное с большой частотой (до 50 000 Гц). Оно стабилизируется и подается на импульсный трансформатор. Далее происходит обратное преобразование до рабочего напряжения (сетевого или меньшего по значению). Благодаря использованию электронных ключей (тиристоров) постоянное напряжение преобразуется в переменное с необходимой частотой (в сетях нашей страны — 50 Гц).

Как самому собрать простой блок питания и мощный источник напряжения.
Порой приходится подключать различные электронные приборы, в том числе самодельные, к источнику постоянного напряжения 12 вольт. Блок питания несложно собрать самостоятельно в течении половины выходного дня. Поэтому нет необходимости приобретать готовый блок, когда интереснее самостоятельно изготовить необходимую вещь для своей лаборатории.

Каждый, кто захочет сможет изготовить 12 — ти вольтовый блок самостоятельно, без особых затруднений.
Кому-то необходим источник для питания усилителя, а кому запитать маленький телевизор или радиоприемник…
Шаг 1: Какие детали необходимы для сборки блока питания…
Для сборки блока, заранее подготовьте электронные компоненты, детали и принадлежности из которого будет собираться сам блок….
-Монтажная плата.
-Четыре диода 1N4001, или подобные. Мост диодный.
-Стабилизатор напряжения LM7812.
-Маломощный понижающий трансформатор на 220 в, вторичная обмотка должна иметь 14В — 35В переменного напряжения, с током нагрузки от 100 мА до 1А, в зависимости от того какую мощность необходимо получить на выходе.
-Электролитический конденсатор емкостью 1000мкФ — 4700мкФ.
-Конденсатор емкостью 1uF.
-Два конденсатора емкостью 100nF.
-Обрезки монтажного провода.
-Радиатор, при необходимости.
Если необходимо получить максимальную мощность от источника питания, для этого необходимо подготовить соответствующий трансформатор, диоды и радиатор для микросхемы.
Шаг 2: Инструменты….
Для изготовления блока необходимы инструменты для монтажа:
-Паяльник или паяльная станция
-Кусачки
-Монтажный пинцет
-Кусачки для зачистки проводов
-Устройство для отсоса припоя.
-Отвертка.
И другие инструменты, которые могут оказаться полезными.
Шаг 3: Схема и другие…

Для получения 5 вольтового стабилизированного питания, можно заменить стабилизатор LM7812 на LM7805.
Для увеличения нагрузочной способности более 0,5 ампер, понадобится радиатор для микросхемы, в противном случае он выйдет из строя от перегрева.
Однако, если необходимо получить несколько сотен миллиампер (менее, чем 500 мА) от источника, то можно обойтись без радиатора, нагрев будет незначительным.
Кроме того, в схему добавлен светодиод, чтобы визуально убедиться, что блок питания работает, но можно обойтись и без него.

Схема блока питания 12в 30А
.
При применении одного стабилизатора 7812 в качестве регулятора напряжения и нескольких мощных транзисторов, данный блок питания способен обеспечить выходной ток нагрузки до 30 ампер.
Пожалуй, самой дорогой деталью этой схемы является силовой понижающий трансформатор. Напряжение вторичной обмотки трансформатора должно быть на несколько вольт больше, чем стабилизированное напряжение 12в, чтобы обеспечить работу микросхемы. Необходимо иметь в виду, что не стоит стремиться к большей разнице между входным и выходным значением напряжения, так как при таком токе теплоотводящий радиатор выходных транзисторов значительно увеличивается в размерах.
В трансформаторной схеме применяемые диоды должны быть рассчитаны на большой максимальный прямой ток, примерно 100А. Через микросхему 7812 протекающий максимальный ток в схеме не составит больше 1А.
Шесть составных транзисторов Дарлингтона типа TIP2955 включенных параллельно, обеспечивают нагрузочный ток 30А (каждый транзистор рассчитан на ток 5А), такой большой ток требует и соответствующего размера радиатора, каждый транзистор пропускает через себя одну шестую часть тока нагрузки.
Для охлаждения радиатора можно применить небольшой вентилятор.
Проверка блока питания

При первом включении не рекомендуется подключать нагрузку. Проверяем работоспособность схемы: подсоединяем вольтметр к выходным клеммам и измеряем величину напряжения, оно должно составлять 12 вольт, или значение очень близко к нему. Далее подключаем нагрузочный резистор 100 Ом, мощностью рассеивания 3 Вт, или подобную нагрузку — типа лампы накаливания от автомобиля. При этом показание вольтметра не должно изменяться. Если на выходе отсутствует напряжение 12 вольт, отключите питание и проверьте правильность монтажа и исправность элементов.
Перед монтажом проверьте исправность силовых транзисторов, так как при пробитом транзисторе напряжение с выпрямителя прямиком попадает на выход схемы. Чтобы избежать этого, проверьте на короткое замыкание силовые транзисторы, для этого измерьте мультиметром по раздельности сопротивление между коллектором и эмиттером транзисторов. Эту проверку необходимо провести до монтажа их в схему.

Блок питания 3 — 24в

Схема блока питания выдает регулируемое напряжение в диапазоне от 3 до 25 вольт, при токе максимальной нагрузки до 2А, если уменьшить токоограничительный резистор 0,3 ом, ток может быть увеличен до 3 ампер и более.
Транзисторы 2N3055 и 2N3053 устанавливаются на соответствующие радиаторы, мощность ограничительного резистора должно быть не менее 3 Вт. Регулировка напряжения контролируется ОУ LM1558 или 1458. При использовании ОУ 1458 необходимо заменить элементы стабилизатора, подающие напряжение с вывода 8 на 3 ОУ с делителя на резисторах номиналом 5.1 K.
Максимальное постоянное напряжение для питания ОУ 1458 и 1558 36 В и 44 В соответственно. Силовой трансформатор должен выдавать напряжение, как минимум на 4 вольт больше, чем стабилизированное выходное напряжение. Силовой трансформатор в схеме имеет на выходе напряжение 25.2 вольт переменного тока с отводом посредине. При переключении обмоток выходное напряжение уменьшается до 15 вольт.

Схема блока питания на 1,5 в

Схема блока питания для получения напряжения 1,5 вольта, используется понижающий трансформатор, мостовой выпрямитель со сглаживающим фильтром и микросхема LM317.

Схема регулируемого блока питания от 1,5 до 12,5 в

Схема блока питания с регулировкой выходного напряжения для получения напряжения от 1,5 вольта до 12,5 вольт, в качестве регулирующего элемента применяется микросхема LM317. Ее необходимо установить на радиатор, на изолирующей прокладке для исключения замыкания на корпус.

Схема блока питания с фиксированным выходным напряжением

Схема блока питания с фиксированным выходным напряжением напряжением 5 вольт или 12 вольт. В качестве активного элемента применяется микросхема LM 7805, LM7812 она устанавливается на радиатор для охлаждения нагрева корпуса. Выбор трансформатора приведен слева на табличке. По аналогии можно выполнить блок питания и на другие выходные напряжения.

Схема блока питания мощностью 20 Ватт с защитой

Схема предназначена для небольшого трансивера самодельного изготовления, автор DL6GL. При разработке блока ставилась задача иметь КПД не менее 50%, напряжение питания номинальное 13,8V, максимум 15V, на ток нагрузки 2,7а.
По какой схеме: импульсный источник питания или линейный?
Импульсные блоки питания получается малогабаритный и кпд хороший, но неизвестно как поведет себя в критической ситуации, броски выходного напряжения…
Несмотря на недостатки выбрана схема линейного регулирования: достаточно объемный трансформатор, не высокий КПД, необходимо охлаждение и пр.
Применены детали от самодельного блока питания 1980-х годов: радиатор с двумя 2N3055. Не хватало еще только µA723/LM723-регулятор напряжения и несколько мелких деталей.
Регулятор напряжения напряжения собран на микросхеме µA723/LM723 в стандартная включении. Выходные транзисторы Т2, Т3 типа 2N3055 для охлаждения устанавливаются на радиаторы. При помощи потенциометра R1 устанавливается выходное напряжение в пределах 12-15V. При помощи переменного резистора R2 устанавливается максимальное падение напряжение на резисторе R7, которое составляет 0,7В (между контактами 2 и 3 микросхемы).
Для блока питания применяется тороидальный трансформатор (может быть любой по вашему усмотрению).
На микросхеме MC3423 собрана схема срабатывающая при превышении напряжения (выбросах) на выходе блока питания, регулировкой R3 выставляется порог срабатывания напряжения на ножке 2 с делителя R3/R8/R9 (2,6V опорное напряжение), с выхода 8 подается напряжение открывающее тиристор BT145, вызывающее короткое замыкание приводящее к срабатыванию предохранителя 6,3а.

Для подготовки блока питания к эксплуатации (предохранитель 6,3а пока не участвует) выставить выходное напряжение например, 12.0В. Нагрузите блок нагрузкой, для этого можно подключить галогенную лампу 12В/20W. R2 настройте, что бы падение напряжение было 0,7В (ток должен быть в пределах 3,8А 0,7=0,185Ωх3,8).
Настраиваем срабатывание защиты от перенапряжения, для этого плавно выставляем выходное напряжение 16В и регулируем R3 на срабатывание защиты. Далее выставляем выходное напряжение в норму и устанавливаем предохранитель (до этого ставили перемычку).
Описанный блок питания можно реконструировать для более мощных нагрузок, для этого установите более мощный трансформатор, дополнительно транзисторы, элементы обвязки, выпрямитель по своему усмотрению.

Самодельный блок питания на 3.3v

Если необходим мощный блок питания, на 3,3 вольта, то его можно изготовить, переделав старый блок питания от пк или используя выше приведенные схемы. К примеру, в схема блока питания на 1,5 в заменить резистор 47 ом большего номинала, или поставить для удобства потенциометр, отрегулировав на нужное напряжение.

Трансформаторный блок питания на КТ808

У многих радиолюбителей остались старые советские радиодетали, которые валяются без дела, но которые можно с успехом применить и они верой и правдой вам долго будут служить, одна из известных схем UA1ZH, которая гуляет по просторам интернета. Много копий и стрел сломано на форумах при обсуждении, что лучше полевой транзистор или обычный кремниевый или германиевый, какую температуру нагрева кристалла они выдержат и кто из них надежнее?
У каждой стороны свои доводы, ну а вы можете достать детали и смастерить еще один несложный и надежный блок питания. Схема очень простая, защищена от перегрузки по току и при параллельном включении трех КТ808 может выдать ток 20А, у автора использовался такой блок при 7 параллельных транзисторов и отдавал в нагрузку 50А, при этом емкость конденсатора фильтра была 120 000 мкф, напряжение вторичной обмотки 19в. Необходимо учитывать, что контакты реле должны коммутировать такой большой ток.

При условии правильного монтажа, просадка выходного напряжения не превышает 0.1 вольта

Блок питания на 1000в, 2000в, 3000в

Если нам необходимо иметь источник постоянного напряжения на высокое напряжение для питания лампы выходного каскада передатчика, что для этого применить? В интернете имеется много различных схем блоков питания на 600в, 1000в, 2000в, 3000в.
Первое: на высокое напряжение используют схемы с трансформаторов как на одну фазу, так и на три фазы (если имеется в доме источник трехфазного напряжения).
Второе: для уменьшения габаритов и веса используют бестрансформаторную схему питания, непосредственно сеть 220 вольт с умножением напряжения. Самый большой недостаток этой схемы — отсутствует гальваническая развязка между сетью и нагрузкой, как выход подключают данный источник напряжения соблюдая фазу и ноль.

В схеме имеется повышающий анодный трансформатор Т1 (на нужную мощность, к примеру 2500 ВА, 2400В, ток 0,8 А) и понижающий накальный трансформатор Т2 — ТН-46, ТН-36 и др. Для исключения бросков по току при включении и защите диодов при заряде конденсаторов, применяется включение через гасящие резисторы R21 и R22.
Диоды в высоковольтной цепи зашунтированы резисторами с целью равномерного распределения Uобр. Расчет номинала по формуле R(Ом)=PIVх500. С1-С20 для устранения белого шума и уменьшения импульсных перенапряжений. В качестве диодов можно использовать и мосты типа KBU-810 соединив их по указанной схеме и, соответственно, взяв нужное количество не забывая про шунтирование.
R23-R26 для разряда конденсаторов после отключения сети. Для выравнивания напряжения на последовательно соединенных конденсаторах параллельно ставятся выравнивающие резисторы, которые рассчитываются из соотношения на каждые 1 вольт приходится 100 ом, но при высоком напряжении резисторы получаются достаточно большой мощности и здесь приходится лавировать, учитывая при этом, что напряжение холостого хода больше на 1,41.

Еще по теме

Трансформаторный блок питания 13,8 вольта 25 а для КВ трансивера своими руками.

Ремонт и доработка китайского блока питания для питания адаптера.

Электрическая машина для повышения или понижения напряжения, 13 (тринадцать) букв

Примеры употребления слова трансформатор в литературе.

Трубка возбуждалась высоковольтным трансформатором, но при очень малых давлениях показывала только две или три линии Бальмера и слабые признаки сотен линий, которые, как мы теперь знаем, объясняются присутствием молекулярного водорода.

А теперь Брэнгвин своими глазами видел настоящий флаг с черепом и костями, как на будке трансформатора токов высокого напряжения.

Форбс сообщал, что полковник Бустаманте закончил эксперименты с собачьим потомством трансформатора Оуэна, получил блестящие результаты и принципиально решил проблему увеличения штата оборотней: все щеночки, покушав рудбекию, тако-ое показали.

При свете раннего солнца город был похож на огромный ящик с сокровищами, обитый черным и серым бархатом пепелищ и наполненный миллионами сверкающих драгоценных камней: осколками аккумуляторов, амперметров, анализаторов, батарей, библиотечных автоматов, бутылок, банкнотов, бобин, вентиляторов, генераторов, громкоговорителей, динамо-машин, динамометров, детекторов, калориметров, конденсаторов, копилок, консервных автоматов, вакуумных установок, изоляторов, ламп, магнето, массспектрометров, масштабных линеек, машин по учету личного состава, моек для посуды, мотогенераторов, моторов, механических уборщиков, осциллографов, очистителей, записывающих устройств, напильников, колосников, обогревателей, панелей управления, понижающих трансформаторов, прерывателей, преобразователей, приводных ремней, потенциометров, пылеулавливателей, резцов, распылителей, регуляторов частоты, радиоприемников, реакторов, реле, реостатов, рентгеновских установок, сварочных аппаратов, счетных машин, счетчиков Гейгера, светофоров, сопротив

Отец Видикон выдернул из запасного трансформатора перегоревший резистор.

Источник: библиотека Максима Мошкова

Вам нужно устройство для понижения напряжения для сварочного аппарата?

Сварочный шов, который можно легко выполнить в контролируемом пространстве, становится более сложным, если его разместить в ограниченном пространстве и в условиях высокой влажности. Кроме того, неблагоприятные условия часто подвергают сварщиков риску и повышают вероятность поражения электрическим током.

Вторичное поражение электрическим током может произойти, если сварщик случайно коснется электрода и сварочных работ. Поэтому сварка в ограниченном пространстве часто оставляет сварщика в тесноте, что создает огромный риск случайного контакта с токопроводящими частями.

В большинстве случаев сварщики должны носить сухие перчатки, избегать касания электрода кожей или влажной одеждой и сохранять сухую изоляцию между своим телом и свариваемым или заземляемым металлом. Но при сварке во влажных, сырых или влажных условиях это снижает сопротивление кожи тела и изолирующие свойства стандартных средств индивидуальной защиты (СИЗ), что увеличивает риск поражения электрическим током!

Рис.1 Работа функции защиты от поражения электрическим током (типовой пример)

Знаете ли вы, что устройство VRD, помимо общепринятых правил техники безопасности, снижает имеющееся напряжение до более безопасного уровня? Инжир.1 показан типичный пример работы VRD. Напряжение на выходных клеммах составляет около 13 В в периоды без сварки. Когда сварка начинается, выходным напряжением на клеммах будет напряжение нагрузки (напряжение дуги + падение напряжения из-за падения напряжения на кабеле).

Когда сварочный стержень вынимается из основного металла и дуга выключается после завершения сварки, напряжение на клеммах будет равно напряжению холостого хода (от 60 до 80 В постоянного тока), которое будет уменьшено VRD примерно до 13 В в пределах Второй.Таким образом, VRD вызовет небольшое снижение характеристик зажигания дуги. Высокое напряжение холостого хода возникает только на мгновение в начале дуги. Следовательно, если выходная клемма, сварочный держатель или электродная часть сварочного стержня соприкасаются с кожей, риск поражения электрическим током от вторичного поражения электрическим током снижается.

УСТРОЙСТВА СНИЖЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ

Когда сопротивление на выходе превышает 200 Ом
или электрод снимается с заготовки, тогда
VRD вернет мощность сварщика к уменьшенной
состояние выхода.

Правила, относящиеся к снижению напряжения, можно получить
с сайта www.standards.com.au
«Введите в Стандарте № 3195».

Зачем это нужно

У многих новых сварщиков и у некоторых старых аппаратов есть открытая
напряжение в цепи превышает 105 вольт постоянного тока или 85 вольт
переменный ток Это напряжение в настоящее время является допустимым и нормальным (сухим).
условия могут быть вполне безопасными.

Единственная беда — 95% сайтов не имеют этих нормальных
условия например (влажный или мокрый, едкий, соленый, работающий при
высоты или в замкнутом пространстве) поражение электрическим током в этих
условия могут оказаться фатальными. (Мерцание желудочков,
падение с высоты и невозможность убежать от источника питания
в замкнутом пространстве) не говоря уже о серьезных физических
травмы, полученные в результате вторичного поражения электрическим током.
шок.
Поражение электрическим током от источника питания сварщика также может вызвать
серьезные внутренние повреждения человеческого тела. Эти травмы
не всегда сразу заметны.

Еще одна безопасная практика работы — иметь выключатель мертвого человека (изоляция).
в цепи электродов этот переключатель изолирует питание
от электрода, если в этом возникнет необходимость. Эта система требует
обученный наблюдатель для работы с переключателем Dead Man должен
сварщик попадет в любые опасные для жизни ситуации.

Также рекомендуется протестировать все вышеперечисленные устройства.
регулярно. SafeTac производит VRD, выключатель на случай смерти
и тестовый блок, упомянутый выше. Другие устройства VRD и безопасности
могут быть разработаны с учетом особых требований оператора и компании.

• Необходимо проверить уровень изоляции сварочного аппарата.
  регулярно.

Устройства понижения напряжения

• используются как вспомогательные средства оператора
  безопасность.

БЕЗОПАСНАЯ РАБОТА
ВСЕГДА СЛЕДУЕТ СОБЛЮДАТЬ ПРАКТИКИ!

Устройство понижения напряжения (VRD) в сварке: Руководство для начинающих — Weldpundit

По мере роста осведомленности о технологиях и безопасности вводится больше мер безопасности при сварке, таких как устройства понижения напряжения (VRD). Прочитав этот пост, вы сможете понять, что такое VRD, его различные формы, недостатки и то, нужен ли он вам или нет.

Что такое устройство понижения сварочного напряжения (VRD)?

Устройство понижения напряжения (VRD) — это устройство снижения опасности, которое снижает напряжение холостого хода сварщика (OCV) для предотвращения поражения электрическим током от сварочного тока. VRD часто сочетается с аппаратами для сварки штучным электродом, используемыми во влажной среде.

OCV — это напряжение между держателем электрода (или стингером) и рабочим (или заземляющим) зажимом, когда сварочный аппарат включен, но вы не выполняете сварку.Если у вас есть сварочный стержень в стингере и рабочий зажим подключен, OCV находится между стержнем и основным металлом.

Машины для ручной сварки в тяжелых условиях (SMAW) используют высокий OCV до 85 В, а для еще более сложных работ они могут достигать 110 В. Доступные сварщики для домашних сварщиков и любителей имеют OCV 50 В. VRD снижает эти напряжения ниже 15 В.

Во многих ситуациях высокого риска VRD являются обязательными, и специальные законы регулируют спецификации и использование VRD. При сварке с повышенным риском их отключение запрещено.

Какие бывают типы устройств понижения напряжения (VRD)?

VRD может быть отдельным устройством, которое прикрепляется к разъемам сварочного кабеля, постоянно размещается в сварочном аппарате или встроено в сварочный аппарат.

Внешние VRD

Внешние устройства VRD для тяжелых условий эксплуатации могут работать в сложных условиях, не вызывая при этом проблем с безопасностью. Эти VRD:

• Устойчивы к ударам и коррозии.
• Полностью водонепроницаемая.
• Может работать в широком диапазоне сварочного напряжения и силы тока с идеальным 100% рабочим циклом.
• Также они имеют встроенную систему оповещения о нарушении поддержания низкого напряжения.

Вы подключаете внешний VRD к разъемам сварочного кабеля, а после этого подключаете стингер и рабочий зажим к VRD. Как и ожидалось, внешние VRD очень дороги.

Комплекты VRD

Комплекты

VRD — это небольшие блоки, которые можно постоянно устанавливать в сварочные аппараты. Эти VRD специально разработаны для популярных сварщиков, работающих в тяжелых условиях, которые используют высокие OCV в суровых условиях.Они соответствуют характеристикам и внутреннему устройству каждого сварщика, поэтому могут идеально подходить и работать.

Встроенные VRD

Наконец, многие современные сварочные аппараты или аппараты для сварки TIG, которые также могут выполнять сварку прерывистым сварным швом, имеют встроенный VRD. Некоторые сварщики позволяют выбирать, использовать или не использовать VRD, а также время задержки перед тем, как VRD снизит OCV после остановки дуги.

Почему устройство понижения напряжения (VRD) полезно при сварке?

Устройство понижения напряжения (VRD) полезно при сварке, поскольку оно снижает опасность поражения электрическим током в условиях повышенного риска.В то же время VRD при необходимости обеспечивает надлежащий OCV.

Большинство аппаратов для ручной сварки используют высокий OCV для сжигания всех доступных сварочных стержней, особенно стержней с основным или низким содержанием водорода, таких как E7018.

Значение OCV 75 В и выше запустит дугу с первой попытки и предотвратит прилипание стержня к основному металлу.

Но чем выше OCV, тем выше риск поражения электрическим током. При сварке наиболее вероятным местом поражения электрическим током является замена электрода.

При соблюдении правил техники безопасности поражение электрическим током от сварочного тока минимально. В обычных условиях напряжения 75 В или даже 85 В недостаточно, чтобы обойти сопротивление сухой кожи.

Однако многие сварочные работы выполняются в неидеальных условиях:

• Особенно летом вы потеете, а ваши сварочные перчатки и одежда могут впитать пот до опасного уровня, прежде чем вы это заметите.
• На некоторых сварочных площадках сварка выполняется очень рано утром или недалеко от воды.
• Сварочные провода могут быть в плохом состоянии с оголенной внутренней проволокой.
• Сварщики часто используют перчатки в плохом состоянии и оставляют кожу незащищенной.
• Можно сваривать металлические поверхности или вокруг них.

Если ваша кожа соприкасается с водой, естественное сопротивление электричеству падает во много раз. Кроме того, если ваша кожа порезана или обожжена, она также будет иметь меньшее сопротивление.

В таких условиях даже низкое напряжение OCV, равное 30 В, может заставить ток пройти через вашу кожу.Независимо от того, насколько коротким может быть электрический шок, он может вызвать у вас равновесие. Вы можете упасть с высоты, на твердую поверхность или на очень горячий сварной шов.

Низкое напряжение, поддерживаемое VRD, значительно снижает риск поражения электрическим током и помогает избежать серьезных ситуаций.

Как работает VRD?

Влияние устройства понижения напряжения на напряжение холостого хода до и после сварки.

Устройство VRD контролирует уровень сопротивления сварочных клемм.Когда сопротивление велико, например, воздух, ваши сварочные перчатки или даже ваша кожа, VRD поддерживает пониженный OCV 15 В или даже меньше.

Когда вы пытаетесь зажечь дугу, коснувшись электрода на основном металле, сопротивление падает до очень низкого уровня, и VRD обнаруживает это. Чтобы иметь возможность зажигать дугу, VRD допускает нормальное значение OCV.

Когда вы закончите сварку, VRD обнаруживает новые более высокие уровни сопротивления и после небольшой задержки снижает OCV до 15 В.

Каковы недостатки VRD?

Основным недостатком VRD является то, что он может создавать проблемы, когда вы хотите работать с трудно запускаемыми электродами, такими как:

• Основные стержни или стержни с низким содержанием водорода, такие как E7016 и E7018.
• Стержни из целлюлозы, такие как E6010 и E6011.
• Несколько стержней для высоколегированных сталей, например стержни для нержавеющей стали.
• Прутки для цветных металлов.

Этим сложным для запуска стержням требуется высокое OCV не менее 75 В для хороших результатов.Если VRD не имеет быстрого времени отклика, когда электрод касается основного металла, в конечном итоге вы получите зажигание дуги и стержень, прилипший к основному металлу.

Порывы дуги считаются дефектом сварки при сварке упрочняемых металлов, поскольку они могут привести к растрескиванию.

Кроме того, VRD, который активируется сразу после прекращения дуги, делает прихваточную сварку очень затруднительной или даже невозможной.

По этим причинам многие сварщики избегают использования VRD или деактивируют его, даже незаконно, если он встроен.

Современные устройства VRD, попытайтесь решить эту проблему, обеспечивая быстрое время отклика и программируемую задержку времени, что упрощает запуск и перезапуск удилища.

Кроме того, когда были представлены VRD, они были большими и тяжелыми, что уменьшало портативность и было склонно к сбоям. Однако в наши дни технология предлагает компактные VRD, часто встраиваемые в сварочный аппарат, и они очень надежны.

Как проверить VRD сварщика?

Самый простой способ проверить обещанное более низкое напряжение VRD — это проверить электрододержатель и рабочий зажим с помощью вольтметра или мультиметра (Википедия).

После этого идут специализированные тестеры VRD. Они могут варьироваться от простых тестеров, которые действуют как специализированные вольтметры, до тестеров для тяжелых условий эксплуатации, которые подключаются к разъемам проводов и контролируют напряжение в режиме реального времени.

Вам нужен VRD для сварки?

Если вы свариваете фабрики или выполняете ремонтные работы в сухой среде, а ваши СИЗ всегда сухие, вам не нужен VRD. Однако при сварке на открытом воздухе, во влажной или влажной среде или в ограниченном токопроводящем пространстве необходимы устройства VRD.

Заключение

Устройство понижения напряжения необходимо при сварке во влажной или влажной среде, чтобы минимизировать риск поражения электрическим током и серьезных травм.

Существующие сварочные аппараты можно комбинировать с внешним или внутренним VRD. Некоторые могут поставляться со встроенным VRD.

Хотя VRD очень полезны, многим сварщикам сложно выполнять сварку стержнями с низким содержанием водорода, когда VRD активен.

Другие статьи Weldpundit

Как выбрать сварочный аппарат: лучшие характеристики для начинающих.

Выбор электродов для ручной сварки для начинающих: тип, размер и сила тока.

Что такое сварочное одеяло? Полезное руководство.

Что такое печь для сварочного прутка? Нужен ли вам для домашней сварки?

Устройство понижения напряжения для дуговой сварки переменным током

Устройство понижения напряжения для дуговой сварки переменным током

Устройство понижения напряжения для безопасности

Spec

• Размер машины: L32.5xW14.0xh22.5 (см)

Основные характеристики

Специальные функции ：

1. Энергосбережение: когда устройство используется, ток холостого хода во время работы сварщика можно экономить (в среднем ток холостого хода сварщика 300 А составляет около 15A при расчете на 15A / 220V, что означает расход электроэнергии на 3,3 градуса в час).

2. Безопаснее: когда устройство не используется, напряжение холостого хода будет оставаться только на уровне 6 В переменного тока ± между держателем сварочного стержня и положением сварки.

3. Высокая чувствительность: начальное время запуска находится в пределах 0,06 секунды, пока сварочный материал соприкасается с основным металлом.

Последнее обновление:
2013-11-04

Загружается …

Ваш запрос отправлен

Шаг 1 Заполните форму Шаг 2 Заполнение

г-жаЭМИ ЛИУ,
ДАЙОК ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ КО., ООО.

Требуется сообщение 0 /1500

Форматы файлов: htm, html, doc, docx, pdf, txt, jpg, gif, png, odt, ods.
Максимум 3 файла (всего 10 МБ).

Общий размер: 0

{{/если}}
{{#ifCond ttLoginType 3}}

Подтвердите пароль

{{/ ifCond}}

{{#if isLogin}}
Просмотр и изменение
{{/если}}

Порекомендуйте других поставщиков, если этот поставщик не отвечает.

Пожалуйста, заполните все обязательные поля.

ОК

Дуговая сварка | SafeWork NSW

Рабочий получил поражение электрическим током при замене сварочного стержня при дуговой сварке. Первоначальный шок заставил человека упасть. Затем он получил второй разряд, когда электрод коснулся его груди.Пострадавшему потребовались реанимация и госпитализация для лечения.

Работа проводилась в замкнутом пространстве, в жарких и влажных условиях. Одежда пострадавшего была влажной от пота.

Источник сварочного тока был способен обеспечивать максимальное напряжение холостого хода 79 В переменного тока (среднеквадратичное значение). Устройство для снижения опасности или напряжения не использовалось.

Электрический ток будет проходить через тело при контакте с электродом или открытой частью сварочной цепи, что может привести к поражению электрическим током или поражению электрическим током.

Рабочие подвергаются максимальному напряжению холостого хода, когда источник питания находится под напряжением, и дуга не горит (напряжение уменьшается, когда сварочная дуга горит).

Риски, связанные с поражением электрическим током при дуговой сварке, зависят от максимального используемого напряжения холостого хода и рабочей среды. Более высокое напряжение и опасная рабочая среда подвергают рабочих большему риску.

Вы должны ограничить максимальное напряжение холостого хода с учетом того, где будет производиться сварка.Сварка в зонах повышенного риска поражения электрическим током, например в замкнутых пространствах должно быть ограничено максимальное напряжение холостого хода 48 В переменного тока (среднеквадратичное значение). Напряжение холостого хода должно быть дополнительно ограничено среднеквадратичным значением 25 В переменного тока в жарких, влажных или сырых рабочих условиях, чтобы учесть снижение сопротивления кожи. Австралийский стандарт 1674.2 классифицирует рабочие среды и устанавливает максимально допустимое напряжение холостого хода для каждой категории.

Устройство понижения напряжения (VRD) ограничивает максимальное напряжение холостого хода до заданного уровня.

УЗО не защитит человека от поражения электрическим током от сварочного электрода. Однако УЗО важно для защиты от неисправностей на первичной стороне источника питания или с нее, то есть на выводе питания, первичной обмотке и корпусе, или между первичным и вторичным источниками питания.

Сварочные средства индивидуальной защиты (СИЗ) не предназначены для предотвращения поражения электрическим током, но они обеспечивают некоторую защиту. Электрическое сопротивление влажной или загрязненной одежды может значительно снизиться, что повысит риск поражения электрическим током.

Необходимые действия

Вы должны идентифицировать все опасности, включая электрические и пожарные, и оценить связанные с ними риски. Вы должны внедрить эффективные средства контроля, специфичные для задачи и рабочей среды, в том числе:

• Используемое оборудование должно подходить для рабочей среды и деятельности. Например, в ограниченном пространстве и потенциально влажной ситуации следует использовать VRD для ограничения максимального напряжения холостого хода до 25 В переменного тока среднеквадратического значения в соответствии с AS 1674.2.
• Оборудование регулярно проверяется, тестируется и обслуживается компетентным лицом. Обратитесь к квалифицированному электрику для выполнения любого электрического ремонта, а также для технического обслуживания и тестирования электрооборудования. Никогда не используйте поврежденное или неисправное оборудование.
• Машинные клеммы и соединения проводов чистые и плотные — используйте только сварочные кабели, которые полностью изолированы по всей длине с изолированными крепежными деталями.

При сварке:

• защитить как вывод электрода, так и рабочий кабель от повреждений
• избегать прямого контакта с обрабатываемой деталью или с любым металлом, контактирующим с обрабатываемой деталью
• не допускать прямого контакта с электродом, включая при замене электродов
• используйте изолированные держатели электродов и принадлежности.
• всегда надевайте сухие сварочные перчатки при работе с оборудованием, находящимся под напряжением.
• Никогда не пытайтесь подключать или менять сварочные провода до первого отключения источника питания
• Не стойте на влажной земле или в воде при сварке или выполняйте дуговую сварку во влажной или влажной среде
• Работайте на хорошо изолированном полу, где это возможно, и носите резиновая утепленная обувь.

Контроль всех рисков замкнутого пространства при сварке; включая обеспечение вентиляции, обеспечение наблюдателя за безопасностью, который может немедленно отключить питание и оказать помощь в чрезвычайной ситуации, а также подготовку и выполнение планов аварийного реагирования, включая спасение человека из замкнутого пространства.

Дополнительная информация

Редуктор напряжения для цепей дуговой сварки и т.п.

Данное изобретение относится к редуктору напряжения для цепей дуговой сварки и т.п.

Изобретение особенно применимо для автоматического снижения напряжения холостого хода вторичной обмотки трансформатора, а при дуговой сварке оно служит цели снижения напряжения между электродом или его держателем и предметом или заземлением, когда сварочная дуга горит. отсутствует, и тем самым значительно повышает безопасность оператора.

Основная цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы предоставить простое и недорогое устройство, подключенное к цепи трансформатора, для автоматического снижения его выходного напряжения холостого хода.

Другой целью изобретения является обеспечение пониженного выходного напряжения холостого хода трансформатора путем автоматического снижения напряжения первичной обмотки при размыкании вторичной цепи.

Другой целью является создание сварочного трансформатора со средствами для автоматического снижения выходного напряжения холостого хода без использования дорогостоящих выпрямительных схем и т.п.

В соответствии с изобретением сопротивление расположено последовательно с первичной обмоткой трансформатора и автоматически шунтируется релейной схемой, управляемой падением напряжения на нагрузке. Когда нет нагрузки и падение напряжения на выводах вторичной обмотки максимальное, реле отключает шунтирующую цепь, оставляя сопротивление для уменьшения напряжения, приложенного к первичной обмотке. Когда нагрузка полная и рабочее падение напряжения на выводах вторичной обмотки существенно меньше максимального значения разомкнутой цепи, реле срабатывает, шунтируя сопротивление и прикладывая повышенное напряжение к первичной обмотке.

Принципиальная схема аппарата для дуговой сварки на переменном токе, воплощающего изобретение, проиллюстрирована на прилагаемом чертеже.

Сварочная цепь, как правило, включает линии питания I и 2, приспособленные для подключения к подходящему источнику переменного тока и подающие питание на первичную обмотку сварочного трансформатора 3. Подходящий конденсатор 4 подключен через первичную обмотку к улучшить коэффициент мощности сварщика.

Вторичная обмотка трансформатора 3 соединена одним концом линией 5 с землей 6, которая при дуговой сварке составляет работу 7, а на другом конце линией 8 — электродом 9 для дуговой сварки.

Для облегчения зажигания зоны трансформатор сконструирован с характеристиками, обеспечивающими напряжение холостого хода для вторичной обмотки, превышающее 80 вольт, тогда как напряжение под нагрузкой обычно составляет около 40 вольт.

Высокое напряжение холостого хода необходимо для облегчения зажигания дуги между электродом 9 и деталью T.

Для обеспечения большей безопасности сварщика в случае его случайного контакта как с электродом 9, так и при работе в условиях разомкнутой цепи, желательно уменьшить напряжение холостого хода и в то же время сохранить доступность более высокого напряжения. напряжение для зажигания дуги.

При выполнении изобретения высокое сопротивление 10 подключено последовательно с первичной обмоткой, а шунтирующая цепь II с переключателем 12 в ней приспособлена для обхода сопротивления во время сварки.

Переключатель 12 автоматически приводится в действие для включения только во время зажигания и продолжения дуги и для размыкания при разрыве дуги и остается разомкнутым во время разомкнутой цепи вторичной обмотки. Для этого удерживающий соленоид 13 подключен к линиям 1 и 2 и запитывается в ответ на управление реле, управляемое разностью потенциалов на вторичных выводах 5 и 8.

Релейное управление состоит из реле 14 высокого напряжения и реле 15 низкого напряжения, обмотки которых соединены параллельно и между выводами 5 и 8 вторичной обмотки трансформатора. Напряжение, при котором реле 14 срабатывает для размыкания цепи удерживающей катушки 13, выше, чем максимальное падение потенциала дуги, и ниже, чем напряжение холостого хода для проводов 5 и 8. Напряжение, при котором реле 15 срабатывает, чтобы размыкать соответствующий Переключатель в линии 16 существенно ниже минимального падения потенциала дуги и ниже, чем выбранное пониженное напряжение вторичной обмотки, когда ток в первичной обмотке должен проходить через сопротивление 10.

Линия 16 и линия 17 являются параллельными ветвями в цепи удерживающей катушки 13. Реле 15 размыкает и замыкает линию 16, в то время как переключатель 18, управляемый удерживающей катушкой 13, размыкает и замыкает линию 17. Переключатель реле 14 включен последовательно с переключатель реле 15, а также переключатель 18, в то время как переключатель реле 15 параллелен переключателю 18. Если реле 14 и 15 замкнуты, удерживающая катушка 13 запитывается, чтобы замкнуть переключатели 12 и 18.

Сварочный аппарат работает следующим образом: предположим, что выводы I и 2 подключены к подходящему источнику питания, например, к однофазной линии переменного тока на 440 В, и что реле и переключатели находятся в положении, указанном перед начало; сварочная операция.Переключатели 12 и 18 разомкнуты из-за обесточивания катушки 13, а реле 14 обесточивается и замыкается, пока реле 15 остается разомкнутым.

Когда сварщик ударяет стержень 9 о заготовку 7, падение потенциала между выводами 5 и 8 приближается к нулю, таким образом обесточивая реле 15 и замыкая цепь удерживающей катушки 13 через реле 14, реле 15 и линию 16. При подаче напряжения на удерживающую катушку 13 замыкается. переключатели 12 и 18.

Замыкание переключателя 12 обходит или шунтирует сопротивление 10 и обеспечивает полное линейное напряжение для первичной обмотки трансформатора 3, тем самым позволяя сварщику зажигать дугу.

Замыкание переключателя 18 обеспечивает удерживающую цепь для катушки 13 через линию 17, переключатель 18 и реле 14. Когда возникает дуга, повышение падения потенциала между выводами 5 и 8 приводит в действие реле 15 и размыкает его переключатель в линии 16.

Во время технического обслуживания выключатели 12 и 18 дуги остаются замкнутыми, и сварка может продолжаться нормально.

Когда сварочный аппарат разрывает дугу, например, после завершения операции сварки, потенциал на выводах 5 и 8 имеет тенденцию повышаться до напряжения разомкнутой цепи, тем самым активируя реле 14 и размыкая цепь удерживающей катушки 13.Это приводит к размыканию переключателей 12 и 18, первый размыкает шунтирующую цепь i, так что ток через первичную обмотку должен проходить через сопротивление 10, тем самым уменьшая напряжение, приложенное к трансформатору, и напряжение холостого хода на выводах 5 и 8.

При понижении напряжения холостого хода, как описано, реле 14 обесточивается и замыкается. Однако, поскольку реле 15 остается под напряжением и разомкнуто, а переключатель 15 остается разомкнутым, катушка 13 не будет запитана до тех пор, пока электрод 9 снова не войдет в контакт с деталью 7 для зажигания дуги.

Сопротивление 10 предпочтительно предназначено для снижения напряжения, подаваемого на первичную обмотку трансформатора 3, по крайней мере, на 50%, тем самым уменьшая фактическое напряжение холостого хода вторичных выводов и 8 до менее чем 40 вольт.

Если сварщик случайно коснется как клеммы стержня 9, так и работы в условиях разомкнутой цепи, напряжение не будет достаточно высоким, чтобы вызвать серьезный удар, и протекающего тока обычно будет недостаточно для обесточивания реле 15.

За счет использования шунтирующей цепи для сопротивления и его включения и выключения, трансформатор всегда находится под напряжением, и нет прерывания доступного вторичного потенциала, особенно во время зажигания дуги.

Различные варианты осуществления изобретения могут использоваться в объеме прилагаемой формулы изобретения.

I претензия: 1. В сочетании с трансформатором с высоковольтными характеристиками холостого хода, редуктор напряжения, содержащий существенно высокое сопротивление, подключенное последовательно с первичной обмоткой трансформатора для уменьшения приложенного к нему напряжения, шунт для указанного сопротивления для полного приложения. линейное напряжение к первичной обмотке трансформатора, переключатель для размыкания и замыкания упомянутой шунтирующей цепи, удерживающая катушка для упомянутого переключателя и система реле, подключенная к вторичным выводам трансформатора, чтобы реагировать на разность потенциалов между ними для работы упомянутой удерживающей катушки и переключаться на размыкание упомянутой шунтирующей цепи в периоды, по существу, без нагрузки и ее замыкание в периоды значительной нагрузки на упомянутый трансформатор.

2. В сочетании с трансформатором с высоковольтными характеристиками холостого хода, редуктор напряжения, содержащий существенно высокое сопротивление, подключенное последовательно с первичной обмоткой трансформатора для снижения приложенного к нему напряжения, шунт для указанного сопротивления для подачи полного линейного напряжения на первичная обмотка трансформатора, переключатель для размыкания и замыкания указанной шунтирующей цепи, удерживающая катушка для указанного переключателя и релейная система, подключенная к вторичным выводам трансформатора, чтобы по-разному реагировать на высокие и низкие разности потенциалов между ними для работы указанной удерживающей катушки для размыкания упомянутой шунтирующей цепи в периоды практически без нагрузки и ее замыкания в периоды значительной нагрузки на упомянутый трансформатор.

3. В сочетании с трансформатором с высоковольтными характеристиками холостого хода, редуктор напряжения, содержащий существенно высокое сопротивление, подключенное последовательно с первичной обмоткой трансформатора для снижения приложенного к нему напряжения, шунт для указанного сопротивления для подачи полного линейного напряжения на первичная обмотка трансформатора, переключатель для размыкания и замыкания упомянутой шунтирующей цепи, удерживающая катушка для упомянутого переключателя, система реле, подключенная к вторичным выводам трансформатора, чтобы по-разному реагировать на высокие и низкие разности потенциалов между ними для работы упомянутой удерживающей катушки для размыкать указанную шунтирующую цепь в периоды, по существу, без нагрузки и замыкать ее в периоды значительной нагрузки на указанный трансформатор, и схему блокировки, управляемую указанной удерживающей катушкой, для сохранения ее подачи в течение периодов нагрузки на трансформатор.

4. В аппарате для электродуговой сварки на переменном токе трансформатор, у которого первичная обмотка соединена с линиями подачи тока, а вторичная обмотка соединена противоположными выводами с рабочим электродом и с рабочим электродом, соответственно, с высоким сопротивлением последовательно с первичной обмоткой трансформатора. , шунтирующая цепь для указанного сопротивления означает, что возбуждается вторичной обмоткой трансформатора и реагирует на потенциал разомкнутой цепи вторичной обмотки, чтобы размыкать указанную шунтирующую цепь, и означает, что нормально запитывается вторичной обмоткой трансформатора и обесточивается в ответ на короткое замыкание указанной вторичной обмотки на замкните указанную шунтирующую цепь.

5. В аппарате для электродуговой сварки на переменном токе трансформатор, первичная обмотка которого соединена с линиями подачи тока, а вторичная обмотка соединена противоположными выводами с рабочим электродом и с рабочим электродом, соответственно, с высоким сопротивлением последовательно с первичной обмоткой трансформатора. , шунтирующая цепь для указанного сопротивления, означает, что возбуждается вторичной обмоткой трансформатора и реагирует на потенциал разомкнутой цепи вторичной обмотки, чтобы размыкать указанную шунтирующую цепь, означает, что нормально запитывается вторичной обмоткой трансформатора и обесточивается в ответ на короткое замыкание указанной вторичной обмотки. для замыкания упомянутой шунтирующей цепи и блокирующей схемы для удержания упомянутого шунтирующего контура замкнутым во время зажигания и поддержания сварочной дуги.

6. В аппарате для электродуговой сварки на переменном токе трансформатор, первичная обмотка которого подключена к линиям подачи тока, а вторичная обмотка соединена противоположными выводами с рабочим электродом и рабочим электродом, соответственно, с высоким сопротивлением последовательно с первичной обмоткой трансформатора. , шунтирующая цепь для упомянутого сопротивления означает, что возбуждается вторичной обмоткой трансформатора и реагирует на повышение напряжения вторичной обмотки выше заданного значения для размыкания упомянутой шунтирующей цепи, и означает, что возбуждается вторичной обмоткой трансформатора и реагирует на падение напряжения в вторичная обмотка ниже заданного значения, чтобы замкнуть упомянутую шунтирующую цепь, 7.В аппарате для электродуговой сварки на переменном токе трансформатор, первичная обмотка которого соединена с линиями подачи тока, а вторичная обмотка соединена противоположными выводами с рабочим электродом и с рабочим электродом, соответственно, с высоким сопротивлением последовательно с первичной обмоткой трансформатора, шунтом. цепь для упомянутого сопротивления означает, что возбуждается вторичной обмоткой трансформатора и реагирует на повышение напряжения вторичной обмотки выше заданного значения, чтобы размыкать упомянутую шунтирующую цепь; означает, что возбуждается вторичной обмоткой трансформатора и реагирует на падение напряжения вторичной обмотки ниже заданного значения. значение, чтобы замкнуть упомянутую шунтирующую цепь, и блокирующую схему для удержания упомянутой шунтирующей цепи замкнутой во время зажигания и поддержания сварочной дуги.

8. В комбинации с трансформатором с высоковольтными характеристиками разомкнутой цепи, регулятор напряжения, содержащий средства, подключенные последовательно с первичной обмоткой трансформатора для существенного снижения приложенного к нему напряжения, шунтирующую цепь для упомянутых средств для подачи практически полного линейного напряжения на первичная обмотка и релейная система, подключенная к выводам вторичной обмотки трансформатора, чтобы реагировать на его напряжение для размыкания упомянутой шунтирующей цепи при установлении практически нулевых условий нагрузки для вторичной обмотки, для замыкания упомянутой шунтирующей цепи только при вторичном напряжении, близком к короткому замыканию и ниже нормальных рабочих напряжений, и для удержания упомянутой шунтирующей цепи замкнутой после этого во время поддержания рабочих напряжений при нормальных условиях нагрузки.

9. В сочетании с трансформатором с высоковольтными характеристиками холостого хода, регулятор напряжения, содержащий средства, подключенные последовательно с первичной обмоткой трансформатора для существенного снижения приложенного к нему напряжения, шунтирующую цепь для упомянутых средств для подачи практически полного линейного напряжения на первичное, реле для замыкания и размыкания упомянутой шунтирующей цепи, второе реле, подключенное к вторичным выводам, чтобы замкнуть цепь для упомянутого первого названного реле, только когда падение напряжения упомянутых вторичных проводов существенно ниже нормального рабочего напряжения, удерживающая цепь работает с помощью упомянутого первого названного реле, чтобы поддерживать то же самое в положении включения шунта после замыкания его цепи упомянутым вторым реле и во время нормальных рабочих нагрузок для вторичной обмотки, и реле, работающего для размыкания упомянутой удерживающей цепи после существенного снятия нагрузки с вторичной обмотки. чтобы тем самым открыть упомянутый шунт и снизить напряжение холостого хода трансформатора.

АЛЛЕН К. МАЛДЕР.

Цитированные ссылки Следующие ссылки зарегистрированы в 25 файле этого патента: ПАТЕНТЫ СОЕДИНЕННЫХ ШТАТОВ Номер 1,321,342 2,140,386 2,315,625 Имя Дата Van Swaay & Keus — 11 ноября 1919 г. Jones ———— 13 декабря 1938 г. Кинг -_———. _ 6 апреля 1943 г.

Safeweld Technologies — Безопасность превыше всего