Почему стабилизатор напряжения постоянно щёлкает

Постоянные щелчки

Для регулярных щелчков стабилизатора может быть несколько причин:

1. Выход из строя одного из силовых реле. Поскольку ресурс на переключение у реле ограничен, по исчерпании его начинается подгорание контактов, повышение переходного сопротивления. Это провоцирует большую просадку напряжения на выходе стабилизатора, и чем больше нагрузка – тем больше просадка. Пытаясь исправить ситуацию, контроллер начинает переключаться на следующую ступень, где напряжение на самом деле выше и контроллеру приходится снова переключаться на предыдущее реле. Таким путём образуется замкнутый круг переключений и щелчков.
2. Плохое состояние сети электрического питания. Это могут быть плохие контакты, наличие множества скруток, линия большой протяжённости с малым количеством сечений проводников. При попытках подключения нагрузки через устройство стабилизации в момент соединения сетевое напряжение понижается. Обнаружив этот момент, стабилизатор начинает попытки повышать его посредством переключения к более высоковольтной автотрансформаторной обмотке. Но в момент соединения цепь питания потребителей на секунды разъединяется и сетевое напряжение возвращается на свой нормальный уровень. Заметив это, прибор стабилизации снова переключается на предыдущий уровень цепи. Таким образом создаётся бесконечный цикл переключений между силовыми реле.
3. Неполадке в управляющей схеме (контроллере). Проблема индивидуальна по причине различий между схемами для каждого отдельного стабилизатора. Однако обычно контроллер должен иметь некоторый сдвиг во избежание постоянного срабатывания в пределах некоторых значений напряжения.

Непрекращающиеся щелчки способны привести к быстрому выходу прибора из строя. Поскольку реле не предназначены для такого режима работы, контакты могут быстро обгореть либо залипнуть. Залипание же приведёт либо к сгоранию предохранителя на входе либо к тому, что на выход стабилизатора будет подаваться повышенное напряжение, что чревато уже выходом из строя приборов-потребителей.

Степень сложности ремонта стабилизаторов напряжения

Все приборы стабилизации оснащены защитными функциями, с помощью которых контролируются технические показатели на соответствие заявленным данным и условиям эксплуатации. У каждой модели защитная система своя, но существуют общие понимания выхода за пределы допустимого, что не позволяет аппарату дальше работать.

Прежде всего, требуется:

• проверка на наличие КЗ, входного и выходного напряжения, температурного режима компонентов;
• изучение высвеченного на дисплее кода ошибки.

Наиболее трудно определить неисправность симисторных ключей прибора, так как их управление связано со знанием электроники. При ремонте не обойтись без принципиальной схемы, измерительных средств, в том числе осциллографа. По контрольным точкам снятых осциллограмм определяются повреждения в структурном модуле устройства. Затем предстоит проверка каждой радиодетали и узла на предмет дефекта.

В стабилизаторах релейного типа нередко причиной неполадок становится реле, предназначенное для переключения обмоток трансформатора. Частые переключения контактов реле приводят к их выгоранию, заклиниванию, или перегоранию самой катушки. Если пропадает напряжение либо выходит сообщение об ошибке – стоит проверить все реле.

Наиболее прост ремонт электромеханического стабилизатора, у которого работа и реакция на изменение параметров сети становятся очевидными сразу после снятия корпуса. Недаром простая конструкция и высокая точность стабилизации делают эти модели весьма распространенными.

Принцип действия стабилизатора

Поскольку щёлкать в стабилизаторе способны только реле, значит, сделан он по релейной схеме. Каждый релейный стабилизатор имеет в своём строении автотрансформатор, повышающий или понижающий напряжение исходя из соотношения витков обмоток. При приближении значения напряжения к верхней границе диапазона схема устройства переключается на обмотку автотрансформатора с более низковольтным значением, и, как следствие, выходное напряжение становится ниже. Таким же образом это действует и в противоположном направлении: при отклонении напряжения в сети в сторону нижнего порога стабилизирующее устройство переключается на повышающую обмотку автотрансформатора.

Процесс переключения обмоток трансформатора курирует специальное устройство – контроллер стабилизатора, а переключения производятся посредством набора силовых реле. Именно эти реле в моменты подсоединения и производят те самые щелчки, которые слышит пользователь.

В стандартном стабилизаторе может находиться от четырёх до семи силовых реле. И чем больше скачков напряжения в сети электропитания, тем чаще происходят переключения и слышны щелчки. Также в эти мгновения может моргать свет и выключаться высокочувствительная техника.

Устройство

Основным компонентом стабилизатора является трансформатор, который подключается к диодам. Из них выполнен выпрямительный мост. Далее по схеме идут транзисторы, регулятор напряжения. Дополнительно установлены конденсаторы для выравнивания напряжения. Автоматическая система выключается с помощью механизма замыкания – реле.

Стабилизаторы Прогресс производятся следующих видов:

• Трехфазные.
• Однофазные.
• Релейные.
• Тиристорные.
• Электромеханические.

3-фазные модели применяются в случае проведения в доме трехфазной сети питания. Однако можно установить три отдельных однофазных стабилизатора на каждую фазу. Однофазный стабилизатор монтируют на фазу, где подключены более дорогие устройства. Если нагрузка между фазами будет распределена правильно, то электросеть будет работать стабильно.

Условия применения:

• Температура от +5 до +40 градусов.
• Влажность до 80% при 25 градусах.
• Исполнение по климату УХЛ – 4,2.
• Внешняя среда без токопроводной пыли, не взрывоопасная.
• Отсутствие агрессивных газов и паров.

Неисправности стабилизаторов Прогресс:

• Дисплей показывает ошибку «L», или «Н».
• Не включается питание.
• Не производится стабилизация напряжения.
• Выбивает защитный автомат.

При возникновении ошибки на экране при недостаточном напряжении «L», при повышенной величине напряжения «Н» чаще всего нужно отремонтировать управляющую плату. Стоимость такого ремонта обычно может составлять от 700 рублей для моделей релейного вида, и более 3 тыс. рублей для моделей электромеханического вида.

При выбивании автомата сети ремонт стабилизатора Прогресс встанет вам примерно не менее 1000 рублей для различных видов приборов. В основном стоимость ремонта стабилизатора зависит от мощностных характеристик прибора.

Если прибор совсем не включается, то причиной такой неисправности может быть цепь питания, плата управления, либо сгорел трансформатор. В этом случае стоимость ремонта составит около 500 рублей.

Если стабилизатор не выравнивает напряжение, то есть, на входе оно равно выходному значению, либо уменьшено выходная величина, то ремонт будет стоить выше, особенно для релейного и электромеханического типа прибора. Также в таком случае целесообразно проверить входной автомат, и при необходимости заменить.

Ремонт двигателя сервопривода

Когда сгорел сам двигатель, то есть два варианта:

1. Покупка нового и его установка.
2. Попытка реставрации старого двигателя.

Второй вариант дает возможность реанимировать двигатель собственными силами, однако, на не долгое время. Для реанимации нужно произвести отключение двигателя от общей схемы. После этого его нужно подключить к мощному источнику питания.

Вашей задачей является подача на его выходы тока с постоянным напряжением в 5 вольт. Ток при этом должен иметь силу от 90 до 160 мА. При подаче такого тока на щетках двигателя сгорает каждая мелкая частица «мусора».

Полезный совет: поскольку двигатель относится к реверсивному типу, то при подаче напряжения нужно менять полярность. Эта процедура проводится два раза.

После таких действий двигатель сможет снова работать, и стабилизатор будет выполнять свою основную функцию. Далее по несложной схеме можно проводить процедуру подключения стабилизатора напряжения, выпущенного компанией «Ресанта».

Эта схема предусматривает подключение входного фазного и нейтрального кабелей к входной фазной и нейтральной клеммам соответственно. Аналогичным является подключение выходных проводов. Также обязательно подключают заземляющий провод.

Простейший стабилизатор напряжения своими руками

Рассмотрим, каким образом можно изготовить самостоятельно стабилизатор на 220 вольт собственными руками, имея под рукой несколько простых деталей. Если в вашей электрической сети напряжение значительно снижено, то такой прибор подойдет вам как нельзя кстати. Чтобы его изготовить, понадобится готовый трансформатор, и несколько простых деталей. Лучше взять такой пример прибора себе на заметку, так как получается неплохое устройство, обладающее достаточной мощностью, например, для микроволновки.

Для холодильников и различных других бытовых устройств понижение напряжения сети очень вредно, больше чем повышение. Если поднять величину напряжения сети, применяя автотрансформатор, то во время уменьшения напряжения сети на выходе прибора напряжение будет нормальной величины. А если в сети напряжение станет в норме, то на выходе мы получим повышенное значение напряжения. Например, возьмем трансформатор на 24 В. При напряжении на линии 190 В на выходе устройства получится 210 В, при значении сети 220 В на выходе получится 244 В. Это вполне допустимо и нормально для работы бытовых устройств.

Для изготовления нам понадобится основная деталь – это простой трансформатор, но не электронный. Его можно найти готовый, либо изменить данные на уже имеющемся трансформаторе, например, от сломанного телевизора. Трансформатор будем соединять по схеме автотрансформатора. Напряжение на выходе будет получаться примерно на 11% выше напряжения сети.

При этом нужно соблюдать осторожность, так как во время значительного перепада напряжения в сети в большую сторону, на выходе устройства получится напряжение, которое значительно превышает допустимую величину. Автотрансформатор будет добавлять к напряжению линии сети всего 11%

Это значит, что мощность автотрансформатора берется также на 11% от мощности потребителя. Например, мощность микроволновки равна 700 Вт, значит трансформатор берем 80 Вт. Но лучше брать мощность с запасом

Автотрансформатор будет добавлять к напряжению линии сети всего 11%. Это значит, что мощность автотрансформатора берется также на 11% от мощности потребителя. Например, мощность микроволновки равна 700 Вт, значит трансформатор берем 80 Вт. Но лучше брать мощность с запасом.

Регулятор SA1 дает возможность, если нужно, подсоединять нагрузку потребителя без автотрансформатора. Конечно, это не полноценный стабилизатор, но зато для его изготовления не требуется больших вложений и много времени.

Самодельный стабилизатор напряжения

Watch this video on YouTube

Стабилизатор напряжения и его особенности

Когда напряжение входа становится меньше 130 вольт, то на выходах компараторов появляется логический уровень малого размера. В этот момент транзистор VТ4 находится в открытом виде, первый светодиод мигает. Эта индикация сообщает о наличии низкого напряжения, что означает невозможность выполнения регулируемым стабилизатором своих функций.

Все симисторы закрытии и нагрузка отключена. Когда напряжение находится в пределах 130-150 вольт, то сигналы 1 и А имеют свойства высокого значения логического уровня. Такой уровень имеет низкое значение. В таком случае транзистор VТ5 открывается, и начинает сигнализировать второй светодиод.

Оптосимистор U1.2 открывается, так же, как и симистор VS2. Через симистор будет протекать нагрузочный ток. Затем нагрузка зайдет в верхний вывод катушки автотрансформатора Т2.

Если напряжение входа 150 – 170 В, то сигналы 2, 1 и В имеют повышенное значение логического уровня. Другие сигналы имеют низкий уровень. При таком напряжении входа транзистор VТ6 открывается, 3-й светодиод включается. В этот момент 2-й симистор открывается и ток поступает на второй вывод катушки Т2, являющийся 2-м сверху.

Собранный самостоятельно стабилизатор напряжения на 220 вольт будет соединять обмотки 2-го трансформатора, если уровень напряжения входа достигнет соответственно: 190, 210, 230, 250 вольт. Чтобы сделать такой стабилизатор, необходима печатная плата 115 х 90 мм, изготовленная из фольгированного стеклотекстолита.

Изображение платы можно отпечатать на принтере. Затем с помощью утюга переносят это изображение на плату.

Основные неисправности

Из вышеописанного принципа работы электромеханического стабилизатора становится понятно, что когда происходит изменение тока в электросети, происходит одновременное вращение якоря двигателя и движение графитовой щетки.

Постоянное движение сервопривода и является главной слабостью электромеханического устройства. Почему? Потому, что в результате трения щетки о витки катушки происходит чрезмерное нагревание как щетки, так и витков под ней.

Кроме этого, трение вызывает износ щетки и загрязнение медных проводов. Последняя причина обусловливает появление искр.

Учитывая тот факт, что в наших электролиниях ток меняется очень часто, то с такой же частотой происходит движение сервопривода. Такое частое вращение становится причиной выхода из строя самого двигателя.

Примечательной особенностью является то, что поломка двигателя вызывает выход из строя других деталей. Так, появляется вероятность выхода из строя выходного каскада управления двигателем.

Специалисты компании «Ресанта» собирают этот каскад на основе пары транзисторов Q2 TIP41C и Q1 TIP42C. Когда происходит сгорание этих транзисторов, то сгорают и резисторы R45 и R46.

Они являются составляющими коллекторной цепи вышеуказанных транзисторов. R45 и R46 характеризуются сопротивлением в 10 Ом и мощностью в 2 ватта.

Когда есть такие неисправности, то надо провести проверку линейного стабилизатора. Его латвийские специалисты собирают на базе стабилитрона DM4 и транзистора Q3 TIP41C.

Если все эти составляющие электросхемы стабилизатора напряжения электромеханического типа, изготовленного компанией «Ресанта», сгорели, то их в любом случае нужно купить и заменить.

Выполняем ремонт устройства

Если причиной выхода из строя стабилизатора послужила поломка двигателя, есть два пути решения беды:

• Покупка и установка нового двигателя.
• Попытка самостоятельной реставрации старого мотора.

Для ремонта двигателя необходимо отключить его от основной схемы и подключить к мощному источнику электрического питания. На выходы мотора следует подать напряжение в 5 вольт с силой тока от 90 до 150 мА. При таких параметрах на щетках электродвигателя происходит сгорание пыли, грязи и мусора, который способен нарушать функционирование мотора.

Если поломка не связана с двигателем, необходимо проверить все электронные компоненты в общей схеме при помощи мультиметра. При обнаружении поломки следует отпаять поврежденные элементы и заменить их на аналогичные (маркировку можно посмотреть на корпусе элементов). Обычно из строя выходят транзисторы, сгорание которых приводит к последующему сгоранию нескольких резисторов.

Ремонт релейного стабилизатора

Иногда в релейных стабилизаторах в непригодность приходят транзисторные ключи, которые в разных моделях устройств могут собираться на базе разных транзисторов. В случае если при прозвоне элементов были обнаружены непригодные для работы усилители, их необходимо заменить на аналогичные. Также причина поломки может крыться в засорении контактов реле. Устранять проблему надо таким образом:

1. Снимите крышку релейного блока.
2. Отпустите пружину подвижного контакта реле, чтобы снять его.
3. При помощи наждачной бумаги очистите контакт от гари и мусора.
4. Повторите процедуру под номером 3 с каждым подвижным контактом.
5. Обработайте все контакты бензином, чтобы закрепить результат.
6. Соберите реле в обратном порядке.

После ремонта транзистора необходимо провести его диагностику, чтобы убедиться в правильности ремонта. Для этого обычно используют ЛАТР, который сопрягается со стабилизатором. С помощью этого приспособления отслеживается работа стабилизатора, в роли нагрузки используется лампа. ЛАТР нужен для подачи на реле разного напряжения. Если при этом диагностируемое устройство показывает верную работу, значит ремонт стабилизатора выполнен правильно и его можно использоваться для работы.

Детали и материалы

Остальные элементы и детали стабилизатора для самостоятельной сборки приобретаются в торговой сети. Перечислим их перечень:

1. Симисторы (отптроны) МОС 3041 – 7 шт.
2. Симисторы ВТА 41 – 800 В – 7 шт.
3. КР 1158 ЕН 6А (DА1) стабилизатор.
4. Компаратор LМ 339 N (для DА2 и DА3) – 2 шт.
5. Диоды DF 005 М (для VD2 и VD1) – 2 шт.
6. Резисторы проволочные СП 5 или СП 3 (для R13, R14 и R25) – 3 шт.
7. Резисторы С2 – 23, с допуском 1% — 7 шт.
8. Резисторы любого номинала с допуском 5% — 30 шт.
9. Резисторы токоограничивающие – 7 шт, для пропускания ими тока 16 миллиампер (для R 41 – 47) – 7 шт.
10. Конденсаторы электролитические – 4 шт (для С5 – 1).
11. Конденсаторы пленочные (С4 – 8).
12. Выключатель, оснащенный предохранителем.

Оптроны МОС 3041 заменяются на МОС 3061. КР 1158 ЕН 6А стабилизатор можно менять на КП 1158 ЕН 6Б. Компаратор К 1401 СА 1 можно установить в качестве аналога LM 339 N. Вместо диодов можно использовать КЦ 407 А.

Микросхему КР 1158 ЕН 6А надо устанавливать на теплоотвод. Для его изготовления применяют алюминиевую пластинку 15 см2. Также на него необходимо установить симисторы. Для симисторов допускается применять общий теплоотвод. Площадь поверхности должна превышать 1600 см2. Стабилизатор необходимо снабдить микросхемой КР 1554 ЛП 5, выступающей в качестве микроконтроллера. Девять светодиодов располагаются так, что попадают в отверстия на панели прибора спереди.

Если устройство корпуса не дает установить их таким образом, как на схеме, то их размещают на другой стороне, где расположены печатные дорожки. Светодиоды необходимо устанавливать мигающего типа, но можно монтировать и немигающие диоды, при условии, что они будут светиться ярким красным светом. Для таких целей применяют АЛ 307 КМ или L 1543 SRC — Е.

Можно выполнить сборку более простых исполнений приборов, но они будут иметь определенными особенностями.

Заключение

Если нужен бесшумный стабилизатор напряжения, смотрите в сторону электронных или электромеханических устройств. В стабилизаторах электронного типа переключение между обмотками осуществляется при помощи полупроводниковых приборов (т.е. вместо реле используются тиристоры или симимсторы). А в электромеханических переключение организовано по принципу ЛАТРа — специальный ползунок движется прямо по виткам обмотки трансформатора. Так как реле в таких стабилизаторах отсутствуют, то и работают они без щелчков.

Вот как устроен электромеханический стабилизатор внутри:

Иногда вместо ролика ставят обычные щетки (как в электродвигателях). Такая конструкция менее долговечна, но зато дешевле.

Не смотря на все достоинства электронных и электромеханических стабилизаторов, они могут сильно гудеть (особенно под большой нагрузкой). Это гудит сам автотрансформатор и, увы, никуда от этого не денешься. Особенно этим прославились вездесущие Ресанты — они порой так зверски гудят, что на щелчки даже внимания не обращаешь.

Ну а если вам сильно надоело слушать, как гудит стабилизатор напряжения, можете потратиться на приборы с двойным преобразованием. Они не гудят и не щелкают, и вообще работают совершенно бесшумно. В них реализован совершенно иной принип стабилизации — преобразование сетевого напряжения в постоянное, а затем генерация переменного напряжения нужной формы (синус) и амплитуды (220В).

Единственный недостаток стабилизаторов двойного преобразования — это цена. Стоимость таких приборов колеблется от 7 тыс. руб. (350 Вт) до 170 000 руб (20 кВт). Что очень дорого на мой взгляд.