Схема стабілізатора напруги 220В своїми руками для дому

Електрична мережа у багатьох наших будинках не може похвалитися високою якістю, особливо це актуально для сільської місцевості, яка віддалена від міста. Тому нерідко відбуваються перепади напруги. Місцеві виробники електричних приладів враховують цю обставину і передбачають запас міцності. Але багато людей користуються в основному закордонною технікою, для якої такі стрибки згубні. У зв'язку з чим необхідно користуватися спеціальними пристроями. І не обов'язково купувати в магазинах, можна виготовити стабілізатор напруги 220В своїми руками за схемою. Задача ця не зовсім складна, якщо робити все по інструкції.


Тільки перед складанням необхідно ознайомитися з існуючими видами подібних пристроїв і дізнатися, який їх принцип дії.

Вимушена міра

В ідеалі електромережу може працювати ефективно при незначних перепадах напруги – не більше 10%, як більшу, так і у меншу сторону від номіналу 220В. Однак, як показують реальні умови експлуатації, ці зміни часом досить значні. А це вже загрожує виходом з ладу підключених приладів. І щоб уникнути таких неприємностей, створено такий пристрій, як стабілізатор напруги. І якщо струм вийде за межі допустимого значення, пристрій в автоматичному режимі обесточит підключені електроприлади. Чим ще може бути викликана необхідність в такому пристрої і чому деякі люди замислюються над виготовленням саморобного стабілізатора напруги 220В за схемою? Наявність такого помічника виправдано в силу наступних можливостей:

Побутова техніка гарантовано буде працювати довгий час.

Моніторинг напруги електромережі.

Заданий рівень напруги підтримується автоматично.

Перепади струму не позначаються на електроприладах.

Якщо в місці проживання такі електричні «аномалії» трапляються часто, варто задуматися над придбанням хорошого стабілізатора. В крайньому випадку зібрати його самостійно.

Різновиди стабілізаторів

Головна складова будь-якого такого оберігає електричного пристрою – це його автотрансформатор регульованого типу. В даний час багатьма виробниками випускається декілька видів приладів, у яких реалізована своя технологія стабілізації напруги. До таких відносяться дві основні схеми стабілізатора напруги 220В для дому:

Електромеханічні.

Електронні.

Існують ще й ферорезонансні аналоги, які в побуті практично не використовуються, але про них буде сказано трохи пізніше. Тепер варто перейти до опису існуючих моделей.

Електромеханічні (сервопривідні) пристрої

Регулювання напруги електромережі проводиться за допомогою повзунка, який пересувається по обмотці. Одночасно з цим задіюється різне кількість витків. Всі ми вчилися в школі, а деякі може бути мали справу з реостатом на уроках фізики. За таким аналогічним принципом працює електромеханічний стабілізатор напруги. Тільки переміщення повзунка здійснюється не вручну, а за допомогою електродвигуна, званого сервоприводом. Знати будову цих приладів просто необхідно, якщо є бажання виготовити стабілізатор напруги 220В своїми руками за схемою.
Електромеханічні пристрої відрізняються високою надійністю, і забезпечують плавне регулювання напруги. Характерні переваги:

Стабілізатори працюють під будь-яким навантаженням.

Ресурс істотно більше, ніж у інших аналогів.

Доступна вартість (наполовину нижче, ніж в електронних приладів)

На жаль, при всіх перевагах присутні і недоліки:

В силу механічного пристрою затримка спрацьовування дуже помітна.

В таких приладах застосовуються вугільні контакти, які піддаються природньому зносу з плином часу.

Присутність шуму при роботі, хоч його практично не чутно.

Малий робочий діапазон 140-260 Ст.

Варто зауважити, що на відміну від інверторного стабілізатора напруги 220В (своїми руками за схемою його можна виготовити всупереч удаваним складнощів), тут ще є трансформатор. А що стосується принципу роботи, то аналіз напруги проводиться електронним блоком управління. Якщо він помітить значні відхилення від номінального значення, він посилає команду на переміщення повзунка. Струм регулюється шляхом підключення більшої кількості витків трансформатора. На той випадок, якщо прилад не встигає своєчасно зреагувати на надмірне перевищення напруги, пристрої стабілізатора передбачено реле.

Електронні стабілізатори

Принцип дії електронних приладів влаштований трохи інакше. Тут в основі лежать кілька схем:

тиристорная або семисторная;

релейний;

інверторна.

Працюють такі пристрої безшумно, за винятком релейних стабілізаторів. У них перемикання режимів здійснюється за допомогою силових реле, якими керує електронний блок управління. Оскільки вони механічно роз'єднують контакти, то в час експлуатації таких приладів час від часу чути шум. Для когось це може бути серйозним мінусом. Тому найкращим варіантом буде придбання або виготовлення інверторного стабілізатора напруги 220В своїми руками, схему якого знайти нескладно. Інші електронні аналоги мають спеціальні ключі тиристори і семисторы і тому працюють вони в безшумному режимі. Також це дозволяє стабілізаторам спрацьовувати майже миттєво. Серед інших переваг можна виділити:

відсутність нагріву;

робочий діапазон становить 85-305 (у релейних приладах він дорівнює 100-280 В);

компактні габарити;

низька вартість (знову-таки застосовно до релейних стабілізаторів).

Загальний недолік електронних пристроїв полягає в ступінчастою схемою регулювання напруга електромережі. До того ж тиристорні прилади мають найвищу вартість, але водночас і відрізняються досить довгим терміном служби.

Інверторна технологія

Відмінною особливістю таких пристроїв є відсутність трансформатора в конструкції приладу. Однак регулювання напруги здійснюється електронним способом, а тому він відноситься до попереднього типу, але є як би окремим класом. Якщо є бажання виготовити саморобний стабілізатор напруги 220В, схему якого неважко дістати, то краще вибрати саме інверторне технологію. Адже тут цікавий сам принцип роботи. Інверторні стабілізатори оснащуються двома фільтрами, що дозволяє мінімізувати відхилення напруги від номінального значення в межах 05%. Надходить у пристрій струм, перетворюється в постійну напругу, що проходить через весь прилад, а перед виходом знову приймає колишню форму.

Ферорезонансні аналоги

Принцип дії ферорезонансних стабілізаторів грунтується на ефекті магниторезонанса, що виникає в тій системі з дроселями і конденсаторами. В роботі вони трохи схожі на електромеханічні пристрої, тільки замість повзунка тут феромагнітний сердечник, що переміщається щодо котушок. Подібна система відрізняється високою надійністю, однак має великі розміри і видає багато шуму при роботі. Також присутній серйозний недолік – функціонують такі прилади лише під навантаженням. Якщо раніше така схема мережевого стабілізатора напруги 220В користувалася популярністю, то тепер від неї краще відмовитися. До того ж тут не виключені синусоїдальні спотворення. З цієї причини для сучасних побутових електричних приладів такий варіант не підходить. Але якщо в господарстві є потужні електродвигуни, ручні інструменти, зварювальні апарати, то такі стабілізатори ще застосовні. Ферорезонансні стабілізатори були широко поширені у побуті 20 або 30 років тому. В той час через них харчувалися старі телевізори, оскільки мали особливу конструкцію, що не дозволяло безпечно використовувати електромережу безпосередньо. Існують сучасні моделі цих стабілізаторів, які позбавлені багатьох недоліків, але коштують вони дуже дорого.

Саморобний апарат

А яку можна реалізувати схему стабілізатора напруги 220В своїми руками? Найпростіший варіант стабілізатора складається з мінімальної кількості комплектуючих:

трансформатор;

конденсатор;

діоди;

резистор;

дроти (для з'єднання мікросхем).

Використовуючи найпростіші навички, зібрати пристрій не так складно, як може здатися. Але при наявності старого зварювального апарату все спрощується, оскільки він практично вже зібраний. Однак проблема в тому, що не у кожної людини знайдеться такий зварювальний апарату, а тому краще підшукати інший спосіб для саморобного пристрою. З цієї причини розглянемо, як можна виготовити деякий аналог симисторного стабілізатора. Даний прилад буде розрахований на вхідний робочий діапазон 130-270 В, а на вихід буде подаватися від 205 до 230 Ст. Велика різниця вхідного струму це скоріше плюс, а ось для вихідного – це вже мінус. Але для багатьох побутових приладів ця різниця допустима. Що стосується потужності, то схема тиристорного стабілізатора напруги 220В, своїми руками виготовляється, допускає підключення електроприладів до 6 кВт. Перемикання навантаження проводиться протягом 10 мілісекунд.

Переваги саморобного пристрою

У стабілізатора, виготовленого самостійно, є своїм плюси і мінуси, про які неодмінно слід знати. Головні переваги:

низька вартість;

ремонтопридатність;

самостійне проведення діагностики.

Саме очевидне достоїнство полягає в невисокій собівартості. Всі деталі потрібно буде придбати окремо, а це все одно незрівнянно з готовими стабілізаторами. У разі виходу з ладу якого-небудь елемента придбаного стабілізатора напруги, навряд чи його можна замінити самому. В цьому разі залишається тільки викликати майстра на будинок або везти його в сервісний центр. Навіть якщо є певні знання в області електротехніки, знайти відповідну деталь не так просто. Зовсім інша справа, якщо прилад був виготовлений власноруч. Всі деталі вже знайомі і для покупки нової, досить навідатися в магазин. Якщо хто-небудь раніше вже збирав схему стабілізатора напруги 220В 10кВт своїми руками, значить, людина вже розбирається в багатьох тонкощах. Це означає, що виявити несправність не складе особливої праці.

Недоліки, які слід враховувати

Тепер торкнемося деяких мінусів. Хто і як би себе не нахвалював, він не зможе змагатися зі справжніми професіоналами по електричній частині. З цієї простої причини надійність саморобного стабілізатора буде поступатися фірмовим аналогам. Обумовлено це тим, що на виробництві використовуються високоточні контрольно-вимірювальні прилади, яких немає у рядових споживачів. Інший момент – більш широкий робочий діапазон напруги. Якщо у магазинного варіанту він становить від 215 до 220В, то в апарата, створеного в домашніх умовах, цей параметр буде перевищено в 2 або навіть 5 разів. А це вже критично для великої кількості сучасної побутової техніки.

Комплектуючі

Щоб зібрати за схемою електронний стабілізатор напруги 220В своїми руками, не обійтися без таких компонентів:

блоку живлення;

випрямляча;

компаратора;

контролера;

підсилювачів;

світлодіодів;

вузла затримки;

автотрансформатора;

оптрони ключів;

вимикача-запобіжника.

Також потрібен буде паяльник і пінцет.

Особливості домашнього виробництва

Всі елементи будуть розміщуватися на друкованій платі розміром 115х90 мм. Для чого можна взяти фольгований склотекстоліт. Схему розташування всіх робочих компонентів можна роздрукувати на лазерному принтері, а після перенести всі, використовуючи праску. Сам приклад нижче. Тепер можна переходити до виготовлення трансформаторів. І тут не все так просто. Всього потрібно виготовити два елемента. Для першого потрібно взяти:

магнітопровід з площею перерізу 187 мм 2 ;

дроту ПЕВ-2 в кількості трьох штук.

Причому один з проводів повинен бути товщиною 0064 мм, а іншої – 0185 мм. Для початку створюється первинна обмотка з кількістю витків – 8669. У наступних витків обмоток поменше – 522. Електрична схема стабілізатора напруги 220В передбачає наявність двох трансформаторів. Тому після складання першого елемента варто переходити до виготовлення другого. А для цього вже потрібен тороїдальний магнітопровід. Обмотка тут також робиться з дроту ПЕВ-2 хіба що число витків буде рівною 455. Крім того, від другого трансформатора повинні виходить сім відводів. Для перших трьох потрібен провід діаметром 3 мм, а решта 4 будуть з шин перерізом 18 мм2. Завдяки цьому трансформатора не буде нагріватися під час використання стабілізатора. Завдання можна істотно спростити, якщо взяти два вже готових елемента ТПК-2-212В і з'єднати їх послідовно. Всі інші необхідні деталі потрібно придбати в магазині.

Складальний процес

Збірка стабілізатора починається з установки мікросхеми на тепловідвід. Це може бути алюмінієва пластина площею не менше 15 см 2 , на якій також слід розташувати сімістори. Для ефективної роботи стабілізатора не обійтися без мікроконтролера, для чого можна використовувати мікросхему КР1554ЛП5. Звичайно, це не схема інверторного стабілізатора напруги 220В, але для побутових потреб такого приладу цілком достатньо. На наступному етапі потрібно розташувати світлодіоди, причому брати потрібно миготливі. Однак можна використовувати й інші, приміром, АЛ307КМ або L1543SRC-Е, у яких яскраве червоне світіння. Якщо з якої-небудь причини не вдасться розташувати їх як того вимагає схема, можна розмістити їх в будь-якому зручному місці. Якщо хто-небудь захоплювався подібними збірками раніше, то зібрати власний стабілізатор не складе великої праці. Це не тільки збагачення досвіду, але й суттєва економія, оскільки кілька тисяч рублів залишаться недоторканими.

Поради по монтажу

Деякі корисні рекомендації, які дозволять правильно експлуатувати саморобний стабілізатор. Після того як пристрій зібрано, необхідно знайти підходяще місце, де буде забезпечена хороша вентиляція. Необхідно правильно реалізувати схему підключення стабілізатора напруги 220В для дому. І тут є два способи:

Після лічильника – підходить, коли потрібно захистити всю електромережу квартири або будинку. Безпосередньо на вихід від електролічильника ставиться автомат, а регулятор напруги підключається вже до його висновку. До самого стабілізатора при необхідності теж можна підключити автоматичний вимикач.

Підключення в розетку – в цьому випадку під захистом виявляться тільки ті прилади, які підключені до регулятора.

У процесі роботи прилад буде грітися, а тісний простір не забезпечить належне охолодження. В результаті стабілізатор швидко вийде з ладу. Оптимальний варіант в цьому випадку – відкритий майданчик. Якщо це неможливо в силу різних причин, спеціально для приладу можна спорудити нішу. При цьому необхідно витримати не менше 10 см від поверхні ніші до стінок стабілізатора. Після складання пристрою варто його перевірити і звернути увагу на наявність яких-небудь сторонніх шумів. Після того, як за схемою стабілізатор напруги 220В своїми руками успішно створений, не варто думати, що на цьому все закінчується. Необхідно щороку проводити профілактичні роботи, які пов'язані з оглядом стабілізатора і перетяжкою контактів при необхідності. Тільки так можна бути впевненим у тому, що саморобний «продукт» буде працювати так само ефективно, як і виробничі аналоги.

В якості висновку

Поза всяким сумнівом, самостійне виготовлення стабілізатора вимагає певних знань і навичок. Також потрібно розуміти, як саме працюють такі пристрої, і знати деякі нюанси. Крім цього, потрібно придбати всі необхідні комплектуючі і виконати правильний монтаж. Можливо, вся роботу для когось видасться складним. Тому, якщо немає впевненості у своїх силах, то краще піти в магазин не за деталями, а за самим приладом. До того ж на всі моделі передбачений певний гарантійний період.