|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ Automatyczne zabezpieczenie urządzeń elektrycznych przed przepięciami. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Ochrona urządzeń przed awaryjną pracą sieci, zasilaczami awaryjnymi Proponowane urządzenie odłącza obciążenie od sieci w przypadku, gdy napięcie sieciowe wyjdzie poza zadany zakres. Maszyna została opracowana jako integralna część urządzenia sterującego pompą wibracyjną. Jednakże obciążeniem urządzenia może być dowolne urządzenie elektryczne. Podobne urządzenia opisano w literaturze [1, 2, 3]. Pod każdym względem, z wyjątkiem liczby zastosowanych części, ta maszyna nie jest gorsza od powyższej, a pod wieloma względami jest lepsza. Maszyna ma następujące możliwości i funkcje. Oddzielna regulacja górnego i dolnego progu napięcia (w zakresie 170-260 V). Izolacja galwaniczna części sterującej obwodu od sieci; pozwala to na wykorzystanie opisywanego urządzenia do monitorowania sieci o napięciu 380 V i wyższym. Wskazanie stanu urządzenia za pomocą kolorowej diody LED. Urządzenie wyłącza obciążenie po pierwszym półcyklu napięcia sieciowego poza określonym zakresem. Regulowane opóźnienie przed włączeniem urządzenia, a czas liczony jest nie od momentu wyłączenia obciążenia, ale od ostatniego „odrzuconego” półcyklu napięcia sieciowego (w czasie opóźnienia napięcie jest również kontrolowane). Maszyna posiada otwartą architekturę, dzięki czemu można ją łatwo zintegrować z innymi urządzeniami. Wady obejmują irracjonalne wykorzystanie bramek z chipami logicznymi. Maszyna współpracuje z pompą Strumok produkcji Elektromashina OJSC (Charków). Gdy napięcie spadnie poniżej 205 V, dopływ wody do pompy gwałtownie spada, w wyniku czego słabo się ochładza i może się przepalić. Kiedy napięcie przekracza 235 V, wibracje pompy stają się nieprawidłowe, a wytwarzany hałas wzrasta w przybliżeniu dwukrotnie. Schemat wyłącznika pokazano na rys. 1.
Część wejściowa jest oddzielona galwanicznie od obwodu pomiarowego za pomocą transoptora tranzystorowego VE1. Napięcie sieciowe jest ograniczone przez rezystor R1 i wytwarza impulsy prądowe poprzez diodę LED transoptora VE1. Mostek diodowy VD1 umożliwia przepuszczanie każdej połowy napięcia sieciowego przez diodę LED transoptora w kierunku do przodu. W punkcie A napięcie ma postać pokazaną na rys. 2,a. Rezystor R3 ogranicza prąd płynący przez tranzystor transoptorowy do akceptowalnego poziomu. Jeżeli napięcie sieciowe jest normalne, to na wejściach elementów logicznych (LE) DD1.1 i DD1.2 występują niskie poziomy logiczne i odpowiednio na wyjściu DD1.3 występuje poziom logiczny. „0”.
Rozważmy działanie kanału reagującego na spadek napięcia sieciowego. Kanał montowany jest na elementach DA1.1, R6, VD2, R8, C1. Podczas gdy napięcie sieciowe jest wystarczająco wysokie, napięcie w punkcie A w każdym półokresie napięcia sieciowego spada poniżej poziomu napięcia ustawionego na wejściu odwracającym DA1.1 za pomocą rezystora dostrajającego R4. Obie bramki układu DA1 służą jako komparatory napięcia. Nie wolno stosować kondensatorów korekcji częstotliwości. W każdym półcyklu na wyjściu DA1.1 pojawiają się ujemne impulsy napięcia (patrz ryc. 2, b), które poprzez łańcuch R6, VD2 rozładowują kondensator C1 prawie do zera. Następnie, zanim w kolejnej połowie cyklu napięcia sieciowego pojawi się nowy impuls, kondensator C1 jest ładowany przez rezystor R8. Wartość R8 dobiera się tak, aby podczas półcyklu napięcia sieciowego równego 10 ms napięcie na C1 zbliżało się do progu załączenia wyzwalacza DD1.1, ale go nie przekraczało (patrz rys. 2c). Rezystor R6 ogranicza prąd wyjściowy wzmacniacza operacyjnego. Dioda VD2 zapobiega ładowaniu kondensatora przez prąd wyjściowy wzmacniacza operacyjnego, gdy jego moc wyjściowa jest logarytmiczna. „1”. Jeśli więc napięcie sieciowe nie spadnie poniżej poziomu określonego przez rezystor R4, to na wejściu falownika DD1.1 napięcie odpowiada poziomowi log. „0”, a zatem wynikiem będzie poziom dziennika. „1”. Jeżeli napięcie w sieci spadnie poniżej dopuszczalnego poziomu, wówczas sygnał w punkcie A nie spadnie poniżej napięcia ustawionego przez rezystor R4, w rezultacie na wyjściu wzmacniacza operacyjnego DA1.1 nie zostanie wygenerowany ujemny impuls , kondensator C1 naładuje się do napięcia wystarczającego do przełączenia wyzwalacza DD1.1 (rys. 2, b, c). Co więcej, to przełączenie nastąpi przed końcem aktualnego „wadliwego” półcyklu napięcia sieciowego. Pierwszy następny „normalny” półcykl napięcia sieciowego przywróci ten węzeł do pierwotnego stanu, ponieważ przez rezystor o rezystancji 270 omów kondensator C1 rozładowuje się niemal natychmiast w porównaniu z częstotliwością sieci. Kanał reagujący na napięcie sieciowe przekraczające poziom ustawiony przez rezystor dostrajający R5 montowany jest na elementach DA1.2, R7, VD3, C2, R9. Dopóki napięcie w sieci nie przekracza zadanego poziomu, sygnał w punkcie A nie spada poniżej poziomu określonego przez rezystor R5 na nieodwracającym wejściu wzmacniacza operacyjnego DA1.2 (rys. 2a). Ponieważ napięcie na wejściu odwracającym DA1.2 jest większe niż na wejściu nieodwracającym, wyjście będzie logarytmiczne. „0” (ryc. 2, f). Kondensator C2 jest w pełni naładowany. Na wejściu falownika DD1.2 - log. „0”, a wynikiem jest log „1”. Dla tego kanału zadaniem było uzyskanie sygnału stałego, niezbędnego do normalnej pracy diody sygnalizacyjnej, przez okres czasu, gdy napięcie w sieci jest wyższe od normalnego. Gdy tylko napięcie sieciowe przekroczy określony poziom, na wyjściu komparatora DA1.2 generowany jest dodatni impuls. Kondensator C2 zostanie rozładowany przez łańcuch R7, VD3 (ryc. 2, e, f). Na wejściu falownika DD1.2 pojawi się log. „1”, a jego wynikiem jest log. „0”, co odpowiada wzrostowi napięcia sieciowego powyżej progu. Dopóki na wyjściu komparatora DA1.2 nie pojawi się kolejny dodatni impuls, kondensator C2 będzie ładowany przez rezystor R9. Wartość rezystora R9 dobiera się tak, aby napięcie na wejściu wyzwalacza DD1.2 nie spadło poniżej poziomu odpowiadającego logowi. „1” na czas 10 ms, tj. aż do następnego półcyklu sieci (ryc. 2, d). Zatem, jeśli kilka półcykli napięcia sieciowego z rzędu przekroczy określony poziom, wówczas sygnał wyjściowy DD1.2 będzie miał stały poziom logarytmiczny. „0”. Po włączeniu urządzenia kondensator C4 nie ładuje się natychmiast. Dzięki temu na wyjściu DD6.3 generowany jest dodatni impuls, który ustawia wyzwalacz DD4.1 i licznik DD7 do początkowego stanu zerowego. Generator zamontowany na LE DD6.2, DD6.4 rozpoczyna pracę natychmiast po podłączeniu urządzenia do sieci i pracuje nieprzerwanie. Dopóki napięcie sieciowe jest normalne, wyzwalacz DD4.1 pozostaje w stanie zerowym. Na obu wejściach log DD5.1. „0”, jego wyjściem jest również log. „0”. W efekcie na wejściu R licznika DD7 utrzymywany jest poziom log „1”, a licznik nie reaguje na sekwencję impulsów na wejściu C. Poziom jest log. „1” z wyjścia DD1.4 trafia do bazy tranzystora VT3, a do obciążenia dostarczane jest napięcie sieciowe. Logikę pracy maszyny podano w tabeli stanów elementów DD5.1, DD6.1 (patrz tabela 1). Tabela 1
Gdy na wyjściu pojawi się jeden z elementów DD1.1, DD1.2, log. „0”, na wyjściu DD1.3 pojawi się log. „1” (ryc. 2, d), co spowoduje zresetowanie wyzwalacza DD4.1 do stanu pojedynczego. W takim przypadku tranzystor VT3 zamknie się. Do końca bieżącego półcyklu napięcia sieciowego w obciążeniu nadal będzie prąd, ale w następnym półcyklu triak VS1 nie będzie się już otwierał. Trigger DD4.1 zapamiętuje stan maszyny. Licznik DD7 tworzy opóźnienie przed włączeniem obciążenia do sieci. Dopóki napięcie sieciowe nie powróci do normy, oba wejścia DD5.1 będą logowane. „1”, w rezultacie licznik DD7 w dalszym ciągu nie będzie zliczał impulsów generatora. Kiedy napięcie sieciowe powróci do normy, na wejściu S wyzwalacza DD4.1 pojawi się log. „0”. Teraz wejścia DD5.1 będą miały różne poziomy logiczne, a licznik DD7 zacznie zliczać impulsy generatora (patrz tabela). Jeżeli w tym momencie ponownie wystąpi skok napięcia, spowoduje to pojawienie się dodatniego impulsu na wejściu R DD7, co spowoduje powrót licznika do zera. Elementy C3, R2 ustawiają częstotliwość generatora na około 1 Hz. Czas opóźnienia przed włączeniem obciążenia można regulować wybierając jedno z wyjść licznika DD7. Jeżeli wybrane zostanie wyjście Q5, opóźnienie wynosi 32 s. Pozostałe wyjścia odpowiednio zmniejszają lub zwiększają tę wartość o wielokrotność 2. Po dotarciu 7. ujemnego spadku napięcia na wejście C DD32, na jego wyjściu Q5 pojawi się wysoki poziom logiczny. Poprzez DD3.1 poziom ten trafi na wejście R wyzwalacza DD4.1 i ustawi go na zero. Następnie tranzystor VT3 otworzy się, a do obciążenia zostanie dostarczone napięcie sieciowe. Za pomocą diody elektroluminescencyjnej sterowanej kolorem wskazywane są trzy stany wyłącznika. Gdy urządzenie znajduje się w stanie opóźnienia przed włączeniem, dioda LED świeci na pomarańczowo, ponieważ świecą oba przejścia. W tym przypadku wysoki poziom logiczny występuje na wszystkich czterech wejściach LE DD2.1, DD2.2. Gdy napięcie sieciowe spadnie poniżej lub powyżej dopuszczalnego poziomu, na wejściu 8 DD2.1 lub 12 DD2.2 pojawi się poziom log. „0”, a jeden z kryształów przestaje świecić. Co więcej, jeśli napięcie jest poniżej normy, to czerwona dioda gaśnie i mamy zieloną poświatę. Jeśli napięcie jest wysokie, HL1 świeci na czerwono. Gdy napięcie sieciowe jest normalne, a obciążenie jest podłączone do sieci, HL1 nie świeci się, ponieważ wejścia 9 DD2.1, 13 DD2.2 mają poziom logiczny. „0”. W urządzeniu zastosowano importowaną diodę LED o średnicy 10 mm z mleczną soczewką. Zdecydowana większość importowanych diod LED o średnicy soczewki 8 mm lub większej ma maksymalny stały prąd przez jedno złącze 30 mA. W opisywanej maszynie prądy przejściowe są ograniczone do 20 mA przez rezystory R11 i R12. Tranzystory VT1, VT2 są wzmacniaczami prądów wyjściowych LE DD2.1, DD2.2. Załączanie obciążenia w sieci 220 V odbywa się za pomocą triaka VS1. Do izolacji galwanicznej od sieci stosuje się transoptory tyrystorowe VE2, VE3. Gdy obciążenie jest podłączone do sieci, na wyjściu LE DD1.4 pojawia się wysoki poziom logiczny. Prąd wyjściowy DD1.4 jest ograniczony przez rezystor R14 i wzmacniany przez tranzystor VT3 do 27 mA. Gdy przez diody transoptorowe przepływa wystarczający prąd, fototyrystory otwierają się na początku każdego półcyklu napięcia sieciowego. Na początku każdego półcyklu rosnące napięcie sieciowe powoduje przepływ prądu przez łańcuch: pin 8, mostek diodowy VD4, fototyrystory transoptora VE2, VE3, mostek diodowy VD4, R18, złącze sterujące triaka VS1. To ostatnie powoduje otwarcie VS1, w wyniku czego prąd w obciążeniu nadal rośnie i przepływa przez otwarty triak VS1. W następnym półcyklu sieci triak VS1 otwiera się impulsem o przeciwnej polaryzacji, ale prąd nadal przepływa przez fototyrystory w kierunku do przodu, dzięki mostkowi diodowemu VD4. Rezystory R16, R17 wyrównują napięcia na zamkniętych fototyrystorach. Należy to zrobić, ponieważ prądy upływowe różnych transoptorów mogą różnić się kilkukrotnie. Po odłączeniu obciążenia od sieci napięcie ulega redystrybucji na zamkniętych fototyrystorach tak, że na jednym występuje napięcie 250 V, a na drugim 89 V (przy efektywnym napięciu sieci 240 V wartość amplitudy wynosi 240x2 = 339 V), natomiast dla tego typu transoptora maksymalne wyjściowe napięcie przewodzenia w stanie wyłączonym wynosi 200 V. Z tego powodu również konieczne jest zastosowanie dwóch transoptorów. Wartość rezystorów R16, R17 należy dobrać tak, aby prąd płynący przez rezystory był około 10 razy większy od prądu płynącego przez zamknięte fototyrystory (prąd upływowy AOU103V wynosi 0,1 mA). Rezystor R18 ogranicza prąd płynący przez VE2, VE3 i elektrodę sterującą triaka. Jest to konieczne, ponieważ triak VS1 otwiera się dopiero przy pewnym napięciu między anodą a katodą, przy którym prąd przepływający przez transoptory VE2, VE3 i złącze sterujące VS1 może wzrosnąć powyżej dopuszczalnego limitu. Rezystor R19 zapewnia połączenie galwaniczne pomiędzy elektrodą sterującą a katodą triaka, co zwiększa stabilność triaka w stanie zamkniętym (szczególnie w podwyższonych temperaturach). Przy zastosowaniu triaka TS106-10 moc obciążenia nie powinna przekraczać 2,2 kW. Inną wersję izolowanego galwanicznie rozłącznika obciążenia w sieci 220 V można wykonać w oparciu o moduł optotyrystorowy VS2 (patrz rys. 1 w RE10). Gdy prąd przepływa przez diody LED modułu, każdy półokres napięcia sieciowego przechodzi przez obciążenie i fototyrystor podłączony w kierunku do przodu. Pod względem stosunku ceny do jakości obie opcje zamiany jednostek są takie same, jednak biorąc pod uwagę czas produkcji, zdecydowanie wygrywa druga opcja. Moduły MTOTO80 produkowane są na prądy od 60 A i wyższe, dlatego moce przełączane mogą być bardzo duże. Wymiary modułu 92x20x30 mm. Przy obciążeniu do 1 kW bez grzejnika moduł przegrzewa się zaledwie o 5°C w stosunku do temperatury otoczenia. Ostatnio do przełączania obciążenia stosuje się sterowanie impulsowe triakiem. Zmniejsza to zużycie energii przez urządzenie. Takie rozwiązania techniczne w nieuzasadniony sposób komplikują obwód, ponieważ oszczędność energii jest mniejsza niż 0,5% przy obciążeniu 100 W (najgorszy triak zużywa mniej niż 0,5 W w obwodzie sterującym). Wraz ze wzrostem obciążenia oszczędności energii maleją jeszcze bardziej. Przed użyciem opisywanej maszyny, a także podobnych urządzeń z [1-3], polecam zapoznać się z artykułem w [4]. Opisany wyłącznik może być stosowany do monitorowania sieci o napięciu 380 V i wyższym. W tym celu należy dobrać moduł MTOTO80 do wymaganego napięcia i prądu oraz wybrać rezystancję rezystora R1. Do zasilania wyłącznika wymagane jest stabilizowane źródło napięcia 9 V przy prądzie do 100 mA. Można zastosować źródło oparte na mikroukładowym stabilizatorze KR142EN8A(G) w jego standardowym złączu [5]. Zasilanie jest dostarczane do padów 10, 11 na płytce drukowanej. Detale. W opisywanej maszynie zastosowano rezystory stałe ogólnego przeznaczenia takie jak MLT, S2-23, S2-33. Rezystory trymerowe R4, R5 typu SP5-14, SP5-22. Kondensatory C1, C2 typu K73-17 na napięcie 63 V lub więcej, C3, C4 typu K10-17v lub inna ceramika o odpowiedniej wielkości. Można stosować mikroukłady z serii K176, K561, KR1561. Tranzystor KT315 z indeksami literowymi B, G, E. Transoptor AOT128 z dowolnym indeksem literowym. Diody VD2, VD3 typu KD522, KD521 z dowolnym indeksem literowym. Projekt urządzenia. Urządzenie zmontowano na płytce drukowanej wykonanej z dwustronnego włókna szklanego. Rysunki 3-5 przedstawiają odpowiednio rozmieszczenie elementów na płytce drukowanej oraz przewodów na górnej i dolnej stronie płytki drukowanej.
Wymiary deski to 85x85 mm, znajdują się 4 otwory o średnicy 2,8 mm do montażu tablicy. Elementy mocy VS1 lub VS2 instaluje się na zewnątrz płytki. Podłączane są do obwodu poprzez podkładki 1, 8, 9 (VS1) lub 6, 7 (VS2). Do produkcji płytki drukowanej można zastosować jednostronne włókno szklane, natomiast połączenia z górnej warstwy płytki zastąpić elastycznym drutem montażowym, na przykład MGTF. Podczas opracowywania płytki drukowanej zminimalizowano liczbę przewodów w górnej warstwie. Pomiędzy elementami pracującymi pod napięciem sieciowym a elementami niskonapięciowymi na płytce drukowanej wykonana jest szczelina bezpieczeństwa wytrzymująca napięcia do 500 V. Organizować coś. Do skonfigurowania wyłącznika potrzebny jest autotransformator laboratoryjny (LATR) i woltomierz prądu przemiennego. Przed strojeniem suwak rezystora zmiennego R4 ustawiamy w górnym położeniu zgodnie ze schematem, a suwak rezystora R5 w dół. Maszyna wraz z obciążeniem jest podłączona do wyjścia LATR. Nie jest konieczne stosowanie mocnego urządzenia jako obciążenia - może to być lampa o mocy 100 W. Na wyjściu LATR ustawiane jest napięcie odpowiadające górnej granicy napięcia. Następnie obracając suwak rezystora R5, zapewniają wyłączenie obciążenia. Następnie zmieniając „napięcie sieciowe” za pomocą LATR, sprawdź poprawność regulacji. W podobny sposób reguluje się dolne napięcie graniczne. Literatura:
Autor: A. A. Rudenko
Otwarto najwyższe obserwatorium astronomiczne na świecie
04.05.2024 Sterowanie obiektami za pomocą prądów powietrza
04.05.2024 Psy rasowe chorują nie częściej niż psy rasowe
03.05.2024
▪ Wielofunkcyjne przekaźniki przeciążeniowe serii EMT6 firmy EATON ▪ Dron robota morskiego z napędem autonomicznym ▪ Mini jonowy ster strumieniowy testowany na orbicie ▪ Zestaw słuchawkowy Logitech Zone Wireless 2
▪ sekcja witryny A potem pojawił się wynalazca (TRIZ). Wybór artykułu ▪ artykuł Rosjanie nadchodzą! Popularne wyrażenie ▪ artykuł Czym jest jazz? Szczegółowa odpowiedź ▪ artykuł Łączenie skóry z żelazem i drewnem. Proste przepisy i porady ▪ artykuł Mikser do linii symetrycznych. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn
www.diagram.com.ua |
Zobacz inne artykuły Sekcja 
Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:
Wszystkie języki tej strony