Практически во всей технике с электронным управление исполнительными устройствами относительно большой мощности (стиральные машины, электроплиты, духовки, водонагреватели, пылесосы...) есть цепи сетевой синхронизации. Эти ципи в тои или иной форме выделяют момент времени перехода сетевого напряжения через ноль.
Сетевая синхронизация в стиральных машинах, пылесосах и прочих устройствах с регулировкой мощности широтно импульсным методом.
Для корректной работы таких устройств необходимо регулировать длительность открытого состояния силового ключа относительно начала полупериода сетевого напряжения. На рисунке ниже видно что чем позже относительно начала полупериода, определяемого как раз при помощи схемы сетевой синхронизации, приходит на симистор мотора импульс запуска, тем меньше действующее значение напряжения на моторе (заштриховано чёрным)
То же самое касается любых устройств с коллекторным мотором и стабилизацией частоты вращения, иногда и просто регулировкой - миксеры, блендеры, электроинструмент, пылесосы и само собой стиральные машины. На первом слайде как раз показан один из способов работы такой схемы для стиральной машины.
Ниже представлен другой способ и форма синхроимпульса
В чём же отличие схем на рисунке 1 и рисунке 3 ? Да принципиально не в чём, но применение немного разное - первая схема применяется главным образом в устройствах с микроконтроллерным управлением, где ПО МК определяет что произошло изменение уровня на порту, а во втором случае можно использовать импульса сетевой синхронизации для изменения состояния цифровой схемы без дополнительных вычислений, как бы пока есть импульс - можно работать.
Сетевая синхронизация в микроволновках (СВЧ), электроплитах, водонагревателях.
Для примера рассмотрим схему сетевой синхронизации микроволновки LG c питанием от разделительного понижающего трансформатора на 50ГЦ (рисунок 4)
В этой схеме переменное напряжение 12В с выхода обмотки трансформатора поступает на усилитель-формирователь импульсов синхронизации на транзисторе Q20, с коллектора которого уже сформированные прямоугольные импульсы со скважностью почти равной 2 (меандр) поступают на вход микроконтроллера управления СВЧ.
Но ведь в СВЧ нет управляемых моторов, как и в водонагревателе и в электрических плитах с духовками. Зачем здесь сетевая синхронизация?
Ответ прост - управление нагревателями осуществляется с помощью электромагнитных реле. И в отсутствии синхронизации с сетью, их переключение происходит в произвольный момент времени. И хорошо когда это происходит например в мгновение, когда в сети 50в, ток при этом составляет примерно 1/6 от максимального. А вот если это происходит при напряжении все 300В, то и ток при этом очень большой, что приводит к очень сильному искрообразованию, коррозии контактных пятаков за счёт переноса массы и формирования мостиков плавления - в общем ко всему тому что портит контакты. В документации на электромагнитные реле обычно приводят количество циклов срабатывания под нагрузкой, и составляет оно например 100 тыс.
Вроде много, но... Рассмотрим для примера, скажем так самого сложного примера, работу реле в составе электрической Hi-Light плиты.
Эти устройства в составе электронного блока управления, содержат по одному реле на каждую спираль. На рисунке 5 их 8, значит минимум 8 реле. И срабатывают эти реле примерно 2 раза в минуту, только в зависимости от мощности отличается момент их включения, или просто длительность включенного состояния относительно выключенного.
Иными словами в такой плите реле срабатывает 120 раз за час работы. Допустим в день эта плита работает 5 часов, получаем 600 срабатываний в день, за год получаем более 200 тыс. срабатываний, т.е. свой ресурс реле исчерпает за 6 месяца работы. Как то ооочень не приемлемо, мягко говоря. А если это время наработки разделить на 8 (как положено по теории надёжности, ибо у нас 8 однотипных, одновременно работающих каналов) то получим срок, грубо в 1 месяц.
Что делать то? И вот тут приходит знание, что 100 тыс. циклов - это наработка по электрической прочности, а по механической она достигает 10...20 млн циклов, и тогда наработка составит уже около 100 мес или 7...10 лет, то что надо для бытовой техники. Вот по этому и прибегают к переключению реле при переходе сетевого напряжения через ноль, когда и ток и напряжение близки к нулю и практически не влияют на работу контактов. А для определения этого момента и служит цепь сетевой синхронизации, которая к стати то же может ломаться, особенно при построении её по схеме на рисунке 1, так как в ней элементы, до опторазвязки, работают под высоким сетевым напряжением. Особенно часто от этого обрываются высокоомные резисторы.
На этом будем итожить, ставьте нравлики, подписывайтесь, комментируйте, задавайте вопросы и до скорых встреч на страницах канала "Мастеркрым"