ЗАЩИТА ХОЛОДИЛЬНИКА
Приобретя довольно дорогой холодильник и наслушавшись страшных историй о том, как быстро они сгорают от перепадов напряжения в сети 220В, было решено снабдить его устройством защиты холодильника.
Выбор пал на схему защиты холодильника из Радио 7-2005. Автомат может временно - на пару минут, отключать холодильник от сети при выходе напряжения за допустимые пределы, или при увеличении тока в нагрузке.
Питание на схему поступает от выпрямителя на диоде VD3 с гасящим конденсатором С1 и стабилитроне VD2. Контроль сетевого напряжения производит ОУ DA1, элементы которого работают как компараторы. Выпрямитель на VD1 формирует пропорциональное средневыпрямленному переменного, постоянное напряжение. Резисторами R2 и R6 регулируют верхнюю и нижнюю границы допустимого интервала сетевого напряжения. Микросхема DD1 отсчитывает пятиминутный интервал задержки включения холодильника. Светодиод, включенный в эмиттерную цепь транзистора VT2, является индикатором режима работы устройства. Узел токовой защиты состоит из датчика тока — резистора R13, усилителя на VT1, конденсатора С5, VD8R21, DD2.3, DD2.4 и диода VD9.
Когда напряжение в сети выходит за установленные пределы, уровень на одном из выходов DA1 станет высоким. Поступив через VD5 или VD6 на выв. 9 счетчика-делителя микросхемы DD1, он запрещает работу счетчика, на выходе М которого будет установлен низкий уровень. В результате импульсы с выхода элемента DD2.1 не проходят на выход DD2.2. Симистор, на управляющий электрод которого не поступают открывающие импульсы, закрыт и холодильник обесточен. Транзистор VT2 открыт, светодиод включен и сигнализирует о блокировке. Когда же напряжение сети придет в норму, на обоих выходах ОУ установится низкий уровень. Так как С5 разряжен, уровень на выходе DD2.4 тоже низкий. Высокий уровень на выходе М разрешает прохождение импульсов частотой 2,12 кГц через DD2.2. Усиленные транзистором VT3, импульсы открывают симистор. Холодильник работает, а светодиод погашен.
Детали автомата защиты холодильника собраны на печатной плате.
Для установки порогов срабатывания вместо автотрансформатора можно использовать любой сетевой на 100 Вт и вторичкой ~30 В. Подключив вторичку так, как на рисунке А, имеем на выходе 250В для настройки верхнего предела.
Перевернув вторичку, как на Б, получим 220 - 30 = 190 В. Настраиваем по ним нижний предел отключения следующим образом. Подав на автомат защиты холодильника переменное напряжение 190 В, установим движок подстроечного резистора R2 в положение, соответствующее границе включения светодиода. Потом, подадим напряжение 250 В и повторим настройку, вращая движок резистора R6. Для регулировки узла токовой защиты потребуется нагрузка, потребляющая ток 5 А.
Принцип работы холодильника
При включении компрессор поршнем сжимает хладагент и продавливает его в конденсатор, который представляет собой змеевик из трубок на задней стенке холодильника.
Нестабильная сеть — причина неисправности компрессора
В конденсаторе пары хладагента охлаждаются и конденсируются в жидкость. На участке конденсатора имеется повышенное давление. Охлаждённый хладагент в жидком состоянии через капиллярную трубку под давлением впрыскивается в испаритель, где испаряется и забирает тепло холодильника.
И далее всё повторяется, компрессор нагнетает хладагент в конденсатор и создает разряжение в испарителе. Устроен компрессор так же как и бензиновый двигатель, где поршни раскручивают коленчатый вал, а в компрессоре наоборот электрический двигатель раскручивает поршень, который на выходе создает давление на хладагент, а на входе компрессора — разрежения.
Как только достигается необходимая температура в холодильнике, компрессор отключается, и начинается выравнивание давления хладагента, процесс которого можно услышать, прислонив ухо к холодильнику.
Неисправности современных холодильников при перепадах напряжения в сети
Если советские холодильники были рассчитаны на работу в условиях перепада напряжения в сети, то этого не скажешь о современных холодильниках. Компрессоры старых холодильников были мощные, и им не составляло труда преодолеть высокое давление в системе при повторном запуске.
Правда, энергосбережения у них не было никакого. Энергосбережение современных холодильников делятся на несколько групп и самое низкое потребление энергии в группе А+++. Расход электроэнергии уменьшается за счет улучшения теплоизоляции, при которой уменьшается время работы компрессора, и уменьшения мощности компрессора.
Небольшая мощность электродвигателя негативно сказывается при работе в нашей некачественной электросети. Если в странах, где производят эти холодильники, электросеть стабильна и такой мощности компрессора вполне достаточно, то в странах СНГ дела обстоят гораздо хуже.
Частые перепады напряжения в сети с кратковременными отключениями приводят к отказу компрессора и электроники холодильника. При низком напряжении сети ток электродвигателя резко возрастает, защита по току срабатывает. Это может повторяться до полного выхода из строя компрессора.
Резкое увеличение напряжения провоцируют повышение давления хладагента на поршень, и ток также резко возрастает. После непродолжительного времени срабатывает защита. Такие повторяющиеся процессы приводят компрессор к поломке. И ещё возможен третий вариант, когда происходит кратковременное отключение сети.
Компрессор останавливается во время работы и вновь запускается. За время работы уже создалось некоторое давление хладагента в конденсаторе холодильника, и преодолеть его компрессору будет тяжело. К большим пусковым токам двигателя добавляется ещё большое сопротивление хладагента.
Реле напряжений РН — 101М
Срабатывает защита по току и отключает компрессор. Немного остынув, защита вновь включает компрессор, и цикл повторяется, пока не сгорит обмотка электродвигателя. После кратковременного отключения сети время выдержки включения холодильника должно быть не менее 5 минут, или нужно самим выдернуть вилку из розетки. А если в этот момент никого нет дома или просто не заметили кратковременную моргушку?
Способы защиты холодильника от скачков напряжения
В дорогих холодильных установках в электронике уже предусмотрена защита холодильника от скачков напряжения и установлено время задержки включения. В большинстве же, популярные и недорогие холодильники и морозильники продают без защиты.
Чтобы продлить жизнь холодильникам лучшим вариантом будет установка реле напряжения РН -101М с функцией времени задержки включения от 0 до 15 минут. Такое устройство выдерживает мощность нагрузки до 3 кВт. Если имеется холодильник и морозильник их можно запитать от одного РН -101М.
Порог напряжения лучше выставить 180-260 В. Далее, проследив некоторое время за индикацией сети на дисплее реле напряжения можно сузить пределы напряжений до 190 -250 В. Время задержки включения холодильника выставляется 5 минут, а отдельных морозильных камер 10 минут.
Можно поставить одно реле напряжений в электрощитке квартиры и выставить время повторного включения холодильника 10 минут. Но такое включение создает неудобства. Ждать включения сети в квартире нужно будет 10 минут после его подачи.
Если приобретение реле контроля напряжения невозможно, можно собрать схему реле времени с задержкой включения своими руками для холодильника.
Схема такого реле повторного включения приводится ниже. При этих номиналах элементов время задержки составляет 5 минут 30 секунд. Так как современные холодильные агрегаты чувствительны к качеству сети, в это реле времени нужно поставить конденсатор JFV серии. На схеме он обозначен X2 и предназначен для подавления всех видов импульсных помех от различных силовых и коммутационных устройств (генераторы, сварочные аппараты, мощные промышленные установки) амплитудой до 2,5 кВ. Их можно найти на платах неисправных стиральных машин.
Конструктивное несовершенство электрических сетей является основной причиной резких скачков напряжения. Предугадать время очередного перепада невозможно. Единственное, что мы можем сделать для предотвращения неприятных последствий – это заранее обезопасить электрических потребителей в своем доме. В этой статье мы расскажем, как и чем защитить сеть квартиры и дома.
Что спасет от скачка нап ряжения
Защита от перепадов напряжения возможна при помощи разных типов защитных устройств. Мы поговорим о самых распространенных. Это реле контроля напряжения (РН) и бытовые стабилизаторы.
Реле защиты от скачков напряжения
Защита дома от скачков напряжения с помощью РН рекомендуется в тех случаях, когда напряжение в сети устойчиво, а его заметные скачки редки. РН представляет собой устройство, способное считывать параметры электрического тока и разрывать электрическую цепь в тот момент, когда показатели выйдут за пределы заданного диапазона. После того, как показетели в общей сети нормализуются, устройство автоматически замкнет цепь и возобновит питание потребителей. Функция возобновления питания через заданный промежуток времени (с задержкой), встроенная в реле напряжения 220в для дома, помогает продлить срок службы некоторых бытовых устройств, холодильников и т.п.
РН обладают небольшими габаритами, сравнительно низкой стоимостью и хорошим быстродействием. К недостаткам РН можно отнести их неспособность сглаживать колебания электрической энергии. Для максимальной защиты всех потребителей потребуется установить сразу несколько устройств.
РН защищает сеть только от недопустимых скачков напряжения и не предназначено для защиты от коротких замыканий (эту функцию выполняют автоматические выключатели).
Современные модели РН бывают трех типов:
1. Стационарное реле, встраиваемое в электрический щиток дома или квартиры.
2. Реле для индивидуальной защиты одного потребителя.
3. Реле индивидуальной защиты нескольких потребителей.
Если с эксплуатацией реле второго и третьего типа все практически ясно, то РН первого типа имеет более сложную конструкцию, а его установка требует определенных знаний. Подобные устройства монтируются на входе в помещение, так выполняется защита от скачков напряжения в сети всего домашнего электрооборудования.
Выбор РН
Выбирая реле, чтобы защитить домашнюю сеть, достаточно знать номинал электрического тока, который способен пропускать через себя вводной автоматический выключатель. Если, к примеру, пропускная способность выключателя равна 25А (что соответствует потребляемой мощности – 5,5 кВт), то рабочие характеристики РН должны быть на ступень выше – 32А (7 кВт). Если выключатель рассчитан на 32А, то реле должно выдерживать ток в 40 – 50А.
loa поьзователь FORUMHOUSE
Я для такого случая взял реле на 40 А, при вводном автомате 25/32 (стоит первый, но уставка увеличится).
Некоторые люди выбирают марку РН, опираясь на суммарную потребляемую мощность. Это не совсем правильно. Ведь реле, способное выдерживать ток в 32А, может спокойно работать как при нагрузке в 7 кВт, так и при гораздо большей мощности потребления. Только во втором случае в рабочую схему РН необходимо встраивать специальный магнитный контактор. Но об этом в следующем разделе.
Установка РН
Стандартная схема установки РН в распределительный щиток показана на рисунке. Это наиболее простая защита от скачка напряжения.
Работы по установке РН следует производить только при отключенном вводном выключателе!
Как видим, все просто: реле контроля устанавливается сразу после электрического счетчика и подключается к фазному проводу, через который осуществляется электроснабжение всего дома. При скачке за пределы выставленного (регулируемого) диапазона реле отсоединяет внешнюю питающую сеть от внутренней электропроводки, и выполняется защита от скачков напряжения в квартире и в доме.
РН, вмонтированное в панель щитка, занимает минимум пространства на DIN-рейке.
Если мощность потребителей домашней сети даст в сумме 7 кВт и более, производители настоятельно рекомендуют встраивать в рабочую схему РН дополнительный электромагнитный контактор. Хотя, надежный контактор в общей схеме никогда не станет лишней деталью, смотрим следующий комментарий:
Vitichek пользователь FORUMHOUSE
К любому реле лучше ставить контактор, хоть производители и пишут, что РН выдерживает большие токи. Контактор имеет большие контакты и меньшее сопротивление.
Это устройство помогает разгрузить контакты РН, самостоятельно разъединяя силовую линию от общей сети бытовых потребителей. Реле контроля, в момент недопустимого перенапряжения, лишь подает команду на отключение. После этого электромагнитная катушка контактора разъединяет силовые контакты, соединяющие внешнюю и внутреннюю сети. Схема подключения в этом случае будет следующей:
Система защиты от перепада напряжения.
Защита от скачков напряжения 220в
Для того чтобы РН смогло принести пользу своему владельцу, его рабочие параметры (пределы допустимых напряжений и время задержки возобновления питания) необходимо правильно отрегулировать. Если в рабочей схеме используется одно РН, то устанавливать пределы допустимых значений следует, ориентируясь на характеристики бытовой техники, чувствительной к перепадам. Наиболее чувствительным и дорогостоящим оборудованием является аудио- и видеотехника. Диапазон допустимых значений напряжения для нее составляет 200 – 230В.
Допускаемое отклонение напряжения от номинальных показателей в отечественных энергетических сетях составляет 10% (198…242В). В случае частого срабатывания РН эти показатели можно брать за основу, осуществляя регулировку реле. Однако чувствительную бытовую электронику в этом случае рекомендуется защищать с помощью переносных стабилизаторов невысокой цены.
DenBak пользователь FORUMHOUSE
Никто и не говорит, что надо при плюс-минус 15В выключаться. Есть диапазон предельно допустимых отклонений в 10%, его большинство приборов должно выдерживать. Ставить нужно, исходя из этого, примерно 190В-250В. Хотя, с нашим состоянием сетей, особенно в частном секторе ожидаемо все. Так что разумная осторожность не повредит.
Для того чтобы обеспечить максимально надежную защиту всех потребителей, следует использовать электрическую схему с несколькими реле. Рабочая схема защиты, включающая несколько РН, позволяет разбить потребителей по группам – в соответствии с их чувствительностью к перенапряжению:
- К первой группе относится аудио- и видеотехника (допускаемые значения напряжения – 200 – 230В);
- Ко второй можно отнести бытовую технику, оснащенную электрическим двигателем: холодильники, кондиционеры, стиральные машины и т. д. (допускаемые значения – 190 – 235В);
- Третья группа – это простые нагревательные приборы и освещение (допускаемые значения – 170 – 250В).
Каждая группа потребителей подключается к своему РН. В такой схеме рабочие параметры каждого реле настраиваются индивидуально.
Защита сети от перенапряжения и скачков.
Время задержки возобновления питания должно соответствовать эксплуатационным требованиям, предъявляемым к бытовой технике. Для некоторых холодильников, к примеру, рекомендуемая задержка равняется 10 минутам.
Защита трехфазной сети с помощью РН
Если электроснабжение вашего дома осуществляется через трехфазную систему, то на каждую фазу целесообразно устанавливать отдельное реле контроля.
Трехфазные реле напряжения созданы исключительно для защиты соответствующего оборудования (электродвигателя и т.п.). Если подобное реле установлено на вводе в жилище, то перекос напряжения на одной из фаз приводит к обесточиванию всех однофазных потребителей.
Стабилизаторы напряжения
Если в вашем доме наблюдаются постоянные скачки напряжения, то РН будет срабатывать несколько раз в сутки, обесточивая весь дом. Поэтому в таких случаях рекомендуется менее простой, более дорогой, но и более практичный способ защиты домашней электроники. Состоит он в применении стабилизаторов – устройств, сглаживающих скачки напряжения во внешней сети, выдавая на выходе постоянный показатель 220В.
По типу подключения различают два вида стабилизаторов: локальные (которые подключаются к розетке, защищая от одного до нескольких потребителей) и стационарные (подключаемые к вводному силовому кабелю и осуществляющие защиту всех потребителей домашней сети). Локальные стабилизаторы следует использовать для защиты наиболее чувствительной бытовой техники. Их можно эксплуатировать в комплекте со стационарным РН.
Стационарные стабилизаторы представляют собой сложные устройства, которые не только сглаживают перепады напряжения во всей бытовой сети, но и способны спасти дорогую технику, автоматически отключая питание потребителей при перегрузке и
достижении критических значений.
Устанавливать стационарные стабилизаторы крайне рекомендуется, если значение напряжения несколько раз в сутки выходит за пределы 205…235В (это можно определить с помощью обыкновенного тестера).
Если в доме постоянно моргает свет, а напряжение выходит за пределы 195…245В, то пользоваться домашними электроприборами без стабилизатора запрещено!
Как выбирать стабилизатор
Выбирать стабилизатор следует, исходя из суммарной мощности домашних потребителей. Устройство обязательно должно обладать приличным запасом мощности.
При повышении, а также понижении напряжения в сети, которое происходит в результате аварий или обрыва линий электропередач бытовая техника может полностью выйти из строя. Нередко скачки напряжения сопровождаются еще и коротким замыканием, что является опасностью не только для различных агрегатов, но и для жизни людей.
Причины возникновения скачков напряжения:
- нередко это происходит из-за постоянного выключения или включения бытовой техники. Например, при аварийном отключении станков на большом заводе произойдет серьезный скачок напряжения, который может привести к поломке большого количества электроники;
- перенапряжение в сети возникает также по причине обрывов линий электропередач или во время грозы, когда разряды молний наблюдаются недалеко от линий электропередач. Поэтому в документации к электроприборам есть советы об их отключении бытовых электроприборов во время грозы;
- бытовая электроника ломается из-за повышенного напряжения, которое превышает нормы для конкретного прибора. К этому приводит неравномерное потребление электричества.
Последствия скачков напряжения
Проблема защиты бытовой техники от скачков напряжения в сети очень важна из-за высокой стоимости большинства электроприборов. В электрических сетях низкого качества напряжение может увеличиваться до 250 В и падать меньше 180 В
, что является нарушением нормативов. Если бытовая техника продолжительное время работает при перенапряжении, то это уменьшает срок эксплуатации приборов, приводит к пробою изоляции и различным неисправностям.
Практически все производители бытовой техники стремятся защитить электроприборы от неожиданных сюрпризов перенапряжения и колебаний в сети, внося защитные элементы в саму конструкцию. Например, некоторые холодильники просто перестают работать, когда напряжение понижается до 180 В.
В холодильниках в результате нестабильного напряжения в электросети, прежде всего, из строя выходит электродвигатель . Причем одновременно о проблеме одновременно могут заявить все жильцы подъезда, бытовая техника которых пострадала от резкого изменения напряжения. например, рассчитан на работу с напряжением в 220В, а возможные отклонения могут составлять 187В -242В. Если напряжение будет больше 242В в течение долгого времени, то может возникнуть чрезмерное нагревание пусковой обмотки, которое приведет к оплавлению изоляции и короткому замыканию. Результатом всего этого будет ремонт, при котором придется менять все основные детали агрегата.
В России напряжение электрического тока в сети часто имеет низкие показатели, ниже 187В, а также сохраняется на этом уровне слишком долго. В таком случае пускозащитное реле не срабатывает, а пусковая обмотка не включается. Это приводит к нагреванию рабочей обмотки электродвигателя, которое вызывает необходимость в дорогом .
Чтобы не допустить этих проблем, необходимо принять следующие меры:
- 1.Качественно сделать контакт, что выражается в отсутствии расшатанных розеток и вилок. Прежде всего, нужно обеспечить надежный контакт вилки с розеткой, так как это обязательное требование правил эксплуатации холодильного агрегата любого типа.
- 2.Для нужно сделать отдельную розетку, а другие приборы на кухне подключить к остальным точкам электропитания.
- 3.При систематических колебаниях напряжения, а также отключениях электричества, стоит купить стабилизатор напряжения электрического тока. Это позволит сэкономить на постоянном ремонте холодильников.
В таком случае всегда будет работать без проблем в течение многих лет, так как срок службы бытовой техники во многом зависит от качественного электропитания. Постоянные отключения и скачки напряжения часто сопровождаются поломками подобной техники.
Многие неисправности приводящие впоследствии к дорогостоящему ремонту холодильника возникают в результате неправильной эксплуатации агрегата.
Наверняка, читая инструкцию по эксплуатации вашего холодильника, можно обратить внимание на то, что после отключения холодильника, рекомендуется включать его опять не ранее, чем через 10 минут. Почему так?
Это связано с отличительными чертами работы компрессионного холодильного аппарата.
В период работы компрессора в конденсаторе морозильной установки хладагент присутствует под высочайшим давлением. В последствии как компрессор выключить давление в различных частях системы не сумеет мгновенно выровняться.
На протяжение некого времени на выходе компрессора (на стороне нагнетания) сберегается сравнительно завышенное давление которое воздействует на поршень компрессора. Эл-двигатель компрессора на пуск в таких тяжелых условиях не рассчитан, его пускового момента не достаточно на то, чтоб двинуть поршень против созданного давления.
компрессор
Потому, когда сходу после остановки снова включить двигатель компрессора, то он не сумеет "раскрутиться", а останется в заблокированном состоянии. Такой режим работы (подача питания на двигатель с заблокированным валом ) считается очень опасным, обмотки мотора в этих условиях станут испытать перегрузку и нагреваться и быстро уменьшать ресурс работы этого мотора.
Потребляемый ток двигателя станет существенно увеличен, что вызовет через небольшое время срабатывание аварийной защиты компрессора. Сработавшая защита естественно обесточит движок на пару минут, а потом опять подаст напряжения на обмотки мотора компрессора. За этот период времени давление в системе уже успеет выровняться и двигатель сумеет опять заработать.
Помимо всего этого, в современных холодильниках, в системы большинства компрессоров, к примеру компании Самсунг, для пуска мотора часто употребляются, электрические позисторные пусковые реле заместо типовых механических.
Рабочий элемент этих реле (позистор) в период работы компрессора пребывает в очень нагретом состоянии. А для воплощения пуска, позистор обязан быть сравнительно прохладным. В соответствии с этим, в последствии отключения компрессора позистору нужно остынуть перед запуском, а для этого также нужно время. В случае если пауза в работе станет мала, то мало охладившийся позистор не сумеет выполнить пуск мотора и включится аварийная защита.
позистор
Защита дает возможность избежать неприятных последствий работы мотора с заблокированным валом, но объективно говорят, что в отсутствии особенной необходимости доводить дело до срабатывания защиты не стоит.
Именно по данным причинам в инструкциях по эксплуатации раздельно упоминается, что при выключении холодильника, повторное подключение разрешается не ранее чем через 10 мин.. При этом, не так уж и важно каким образом был выключен компрессор холодильника, внутренним регулятором либо "вытаскиванием" вилки из розетки.
В текущее время, большая часть выпускающихся холодильников Samsung оснащаются электронными системами управления. Методы работы основной массы этих холодильников подразумевают присутствие функции защиты компрессора от повторного подключения после краткосрочного пропадания питающего напряжения.
Но, в том числе и при наличии электрической защиты, проводить "опыты" по ее эффективности лучше не стоит.
Как защитить холодильник
Для защиты домашней холодильной техники, холодильников, кондиционеров и другой компрессорной техники с подобным механизмом работы применяют отсекатели с задержкой, таймеры включения и . Причем последний будет более предпочтительней так как помимо включения с задержкой он обезопасит ваше оборудование (холодильник) от опасного повышенного и слишком низкого напряжения сети питания.
Использовать реле напряжения для такой защиты можно разными способами и моделями самих реле, они бывают на din-рейку в электрощит или же например реле напряжения - "розетка"
Или например вмонтированное реле напряжения в сетевой "фильтр - удлинитель".
По поводу монтажа, если на din-рейку (так предпочтительней), он может быть двух вариантов: реле можно поставить одно на весь дом (квартиру) а можно поставить отдельное реле на электрическую линию холодильника. Конечно же последний вариант будет более правильным и практичным, но пройдется приобрести дополнительное реле напряжения, нужно свободное место для его монтажа в электрощите и нужна та самая отдельная электрическая линия идущая от розетки холодильника к электрощитку с реле напряжения.
Если же вы поставите одно реле на весь дом (квартиру) выставленное в нем "безопасное" время включения будет заставлять вас ждать, например включения света в доме после восстановления электричества в сети. Согласитесь 10 минут ждать в темноте не очень радует. Но если пока другого варианта не предвидится, время безопасного восстановления напряжения можно конечно же немного сократить. В инструкции пишут о 10 минутах, но на практике давление в холодильном контуре выравнивается в среднем за 3-5 минут , все зависит от марки аппарата и времени работы компрессора перед отключением.
Для более надежной, долговечной и безопасной работы вашего холодильника все же рекомендуется отдельная питающая линия со своим УЗО и реле напряжения.
Но как настроить реле напряжения?
Оптимальное напряжения настройки - 190 - 245 вольт (все что за пределами будет отсекаться)
Время восстановления напряжения после аварийного отключения реле или просто отключения электричества в сети, можно настроить в пределах от 5 до 10 минут.
