Устройство плавного включения электроламп

Устройство плавного включения электроламп

 

Каждому из нас знакома ситуация — щёлкаем выключателем в надежде зажечь свет в комнате, а лампочка вспыхивает и перегорает в считанные доли секунды…

Приходится брать стул, лезть под потолок и менять перегоревшую лампу на новую. Такое может произойти практически со всеми лампами накаливания, даже с самыми дорогими и долговечными, чтобы ни говорили нам производители.

Дело в том, что в холодном состоянии сопротивление спирали лампы в 10…15 раз меньше, чем в разогретом. Поэтому пусковой ток лампы мощностью, например, 100 Вт может достигать 15 А. После разогрева спирали, который происходит за несколько полупериодов сетевого напряжения, ток уменьшается до рабочего. Именно этот момент пуска является порой губительным для лампочки. Со временем спираль лампы изнашивается, утоньшается, приобретает неоднородности в своей структуре и становится более чувствительной к подобным перегрузкам при включении. Соответственно увеличивается вероятность перегорания.

Облегчить условия пуска холодной спирали лампочки и тем самым снизить вероятность её перегорания можно. Для этого надо подавать напряжение питания на лампу не с полной, а с постепенно увеличивающейся амплитудой. Тогда к моменту подачи полной амплитуды спираль лампы успеет полностью разогреться и перейти в нормальный режим работы.

В этой статье приведено описание такого устройства на базе отечественной, современной, широко распространенной и недорогой микросхемы (ИМС) — фазового регулятора 1182ПМ1.

Эта микросхема предназначена для плавного включения/выключения ламп накаливания или для регулировки яркости их свечения. Максимальная рабочая мощность — 150 Вт, максимальное рабочее напряжение — 220 В. ИМС может применяться для регулировки скорости вращения электродвигателей (вентиляторы, бытовые электродвигатели и пр.) и для управления более мощными силовыми приборами (тиристоры, симисторы). ИМС выполнена в стандартном корпусе DIP (16) или POWER DIP (12+4), что очень упрощает её практическое использование.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ УСТРОЙСТВА

Напряжение питания Un, В 80…270
Максимальный ток нагрузки, А 1,2
Частота сети переменного тока, Гц 40…70
Размеры печатной платы, мм 38×32

ОПИСАНИЕ РАБОТЫ

Принципиальная электрическая схема фазового регулятора показана на рис.1.

Рис.1. Схема электрическая принципиальная регулятора.

Устройство выполнено на базе ИМС 1182ПМ1 (DA1). Схема плавного включения позволяет путем постепенного увеличения фазового угла постепенно увеличивать подаваемое на лампу напряжение. При этом спираль успевает разогреться до максимальной температуры к моменту подачи полной фазы. Тем самым снижается вероятность выхода спирали лампы из строя в момент пуска.

Выводы 3 и 6 ИМС DA1 предназначены для подключения цепи управления (СЗ, R3, SW1) фазовым регулятором. Время плавного включения лампы зависит от номинала ёмкости СЗ (время заряда ёмкости), а время плавного выключения — от номинала сопротивления R3 (время разряда ёмкости СЗ через резистор R3). Значения этих номиналов пользователь может выбрать самостоятельно. С номиналами, приведенными в данной статье, время включения и выключения составляет, примерно, 1 секунду.

Сетевое напряжение питания подключается к контактам ХЗ, Х4. Лампа накаливания — к контактам Х1, Х2. В качестве выключателя SW1 рекомендуется использовать настенный комнатный выключатель (при этом монтаж устройства можно произвести в его распаечной коробке).

ВНИМАНИЕ! Подключение устройства к сети переменного тока необходимо производить при замкнутом выключателе SW1. В противном случае ИМС регулятора может выйти из строя.

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ

Рассмотренное устройство можно применять не только в целях плавного включения/выключения ламп накаливания, но и для регулировки яркости их свечения. Для этого схема дополняется потенциометром со встроенным выключателем согласно рис.2, а элементы СЗ, R3 не устанавливаются. Сопротивление потенциометра R следует выбирать равным 47кОм.

В данной конструкции необходимо совместить выключатель SW и регулировочный резистор R. При этом выключатель должен замыкаться после вывода резистора на минимальное значение. Этому будет соответствовать выключенное состояние лампы. В этом же положении необходимо подключать устройство к сети переменного тока. В противном случае ИМС регулятора может выйти из строя.

Внешний вид устройства показан на фото, печатная плата — на рис.3, расположение элементов — на рис.4. Конструктивно регулятор выполнен на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита. Для удобства подключения питающего напряжения, лампы и внешнего выключателя на плате предусмотрены посадочные места под клеммные винтовые зажимы.

Конструкция предусматривает установку платы в корпус или распаечную коробку настенного комнатного выключателя. Для этого имеются монтажные отверстия 03 мм по краям платы.

Автором было испытано данное устройство на электролампах накаливания разной мощности (от 40 Вт до 150 Вт). Устройство действительно увеличивает ресурс лампочек и позволяет сэкономить пусть и небольшую, но значимую сумму семейного бюджета. Собрать это устройство будет под силу начинающему радиолюбителю.

О.Садиков, Москва
[email protected]

Плавный пуск электродвигателя своими руками: для болгарки, электроинструмента

У всех кто пользуется болгаркой не один год, она ломалась. Поначалу каждый мастер пытался отремонтировать шлифовальную машинку сверкающую искрами самостоятельно, надеясь, что она заработает после замены щёток. Обычно после такой попытки, сломанный инструмент остается лежать на полке с прогоревшими обмотками. А на замену покупается новая болгарка.

Дрели, шуруповёрты, перфораторы, фрезеры в обязательном порядке оборудованы регулятором набора оборотов. Некоторые так называемые калибровочные шлифмашинки также снабжаются регулятором, а обычные болгарки имеют только кнопку включения.

Маломощные болгарки производители не усложняют дополнительными схемами преднамеренно, ведь такой электроинструмент должен стоить дешево. Понятно конечно, что срок службы недорого инструмента всегда короче, чем у более дорогого профессионального.

Самую простую болгарку можно модернизировать, так что у неё перестанут повреждаться редуктор и обмоточные провода якоря. Эти неприятности преимущественно происходят при резком, другими словами, ударном пуске болгарки.

Вся модернизация заключается всего лишь в сборке электронной схемы и закреплении её в коробке. В отдельном коробке, потому что в ручке шлифмашинки очень мало места.

Проверенная, рабочая схема выложена ниже. Она первоначально предназначалась для регулировки накала ламп, то есть для работы на активную нагрузку. Её главное достоинство ? простота.

1. Изюминкой устройства плавного пуска, принципиальную схему которого вы видите, является микросхема К1182ПМ1Р. Эта микросхема узкоспециализированная, отечественного производства.
2. Время разгона можно увеличить, выбрав конденсатор С3 большей емкости. Во время заряжания этого конденсатора, электродвигатель набирает обороты до максимума.
3. Не нужно ставить взамен резистора R1 переменное сопротивление. Резистор сопротивлением 68 кОм оптимально подобран для этой схемы. При такой настройке можно плавно запустить болгарку мощностью от 600 до 1500 Вт.
4. Если собираетесь собрать регулятор мощности, тогда нужно заменить резистор R1 переменным сопротивлением. Сопротивление в 100 кОм, и больше, не занижает напряжение на выходе. Замкнув ножки микросхемы накоротко, можно вовсе выключить подключенную болгарку.
5. Вставив в силовую цепь семистор VS1 типа ТС-122-25, то есть на 25А, можно плавно запускать практически любую доступную в продаже шлифмашинку, мощностью от 600 до 2700 Вт. И остается большой запас по мощности на случай заклинивания шлифмашинки. Для подключения болгарок мощностью до 1500 Вт, достаточно импортных семисторов BT139, BT140. Эти менее мощные электронные ключи дешевле.

Семистор в приведенной выше схеме полностью не открывается, он отрезает около 15В сетевого напряжения. Такое падения напряжения никак не сказывается на работе болгарки.

Но при нагреве семистора, обороты подключенного инструмента сильно снижаются. Эта проблема решается установкой радиатора.

У этой простой схемы есть ещё один недостаток – несовместимость её с установленным в инструмент регулятором оборотов.

Собранную схему нужно запрятать в коробок из пластмассы. Корпус из изоляционного материала важен, ведь нужно обезопасить себя от сетевого напряжения. В магазине электротоваров можно купить распределительную коробку.

К коробке прикручивается розетка и подключается кабель с вилкой, что делает эту конструкцию внешне похожей на удлинитель.

Если позволяет опыт и есть желание, можно собрать более сложную схему плавного пуска. Приведенная ниже принципиальная схема является стандартной для модуля XS–12. Этот модуль устанавливается в электроинструмент при заводском производстве.

Если нужно менять обороты подключенного электродвигателя, тогда схема усложняется: устанавливается подстроечный, на 100 кОм, и регулировочный резистор на 50 кОм.