Релейный стабилизатор напряжения схема — Самоделки
Cхема релейных стабилизаторов напряжения
Этот стабилизатор напряжения предназначен для питания устройств на основе цифровых ИМС, не предъявляющих высоких требований по стабильности и уровню пульсаций выходного напряжения. Стабилизатор напряжения снабжен защитой от перегрузок по току и коротких замыканий.
Основные параметры:
Входное напряжение — 15…22 В
Выходное напряжение — 5 В
Ток срабатывания защиты — 11 А
Уровень пульсаций на выходе — менее 100 мВ
Рабочая частота — 20 кГц
Ток нагрузки (мах) — 10 А
Схема стабилизатора напряжения:
Для получения такого тока нагрузки применено составное включение нескольких транзисторов, для лучшего согласования которых используются дополнительные напряжения смещения, снимаемые с выпрямителей на диодах VD1, VD2. Резистор R4 выполнен из толстой высокоомной проволоки, намотанной на керамический корпус от сгоревшего предохранителя. Дроссели L1, L3 выполнены из отрезка изолированного монтажного провода сечением 1,5…2 мм2, пропущенного через четыре ферритовых кольца марки М2000НМ1 типоразмера К16X8X6 с зазором 0,1 мм каждое. Дроссель L2 намотан на каркасе, который устанавливается в броневой сердечник Б36 из феррита марки М2000НМ1.Каркас следует сделать разборным, чтобы после намотки катушек его можно было снять. Первичная обмотка наматывается «канатиком» из 20 проводов типа ПЭВ-1 0,4 мм, и имеет 15 витков. Вторичная обмотка состоит из двух секций; первая секция имеет 6 витков провода ПЭВ-1 0,8 мм, вторая — 2 витка провода ПЭВ-1 0,4 мм. Конец первой и начало второй секции соединены. На схеме отмечено начало первой секции. После намотки катушек их освобождают от каркаса и заливают эпоксидной смолой. После монтажа катушек в сердечник в нем устанавливают зазор 0,3 мм. Транзистор КТ947А можно заменить на КТ935, КТ912, диод КД219 — на КД213.
Схема 1: Релейный стабилизатор напряжения
Схема электромеханических (сервоприводных) стабилизаторов напряжения
Основные технические характеристики:
• переносное исполнение
• автоматический выключательна передней панели
• подключение — винтовые клеммы
• принцип работы — электромеханический автотрансформатор, управляемый прецизионной электроникой
• входное напряжение — 150 V… 250 V
• форма выходного напряжения — чистая синусоида
• коэфф. гармоник — нет дополнительных искажений
• встроенная защита от перенапряжения — 246 V ±4 V
• защита от пониженного напряжения — 184 V ±4 V
• скорость реакции — менее 1 секунды
• частота сети: 50/60 Гц
• КПД: 98% при 220 В в сети
• рабочая температура: 5… 40°С
Схема стабилизатора напряжения:
Упрощенная структурно-функциональная схема приведена на рисунке. Основу схемы составляет автотрансформатор, намотанный на торроидальный ферромагнитный сердечник, который компенсирует изменение входного напряжения путём увеличения либо уменьшения коофициента трансформации. Блок управления и защиты A1 служит для контроля входного и выходного напряжения и формирования управляющего импульса для работы серводвигателя постоянного тока, который перемещает щеточный контакт по обмоткам автотрансформатора, изменяя его основные характеристики, тем самым, поддерживая выходное напряжение на уровне 220В. Блок A1 контролирует критические значения напряжения, тока и температуры щёточного контакта и при необходимости отключает нагрузку от сети.
Схема 2: Сервоприводный стабилизатор напряжения
Схема симисторных (тиристорных, полупроводниковых) стабилизаторов напряжения
Симиcтop — это полупроводниковый прибор, который широко используется в системах, питающихся переменным напряжением. Упрощенно он может рассматриваться как управляемый выключатель. В закрытом состоянии он ведет себя как разомкнутый выключатель. Напротив, подача управляющего тока на управляющий электрод симистора ведет к переходу его в проводящее состояние. В это время симистор подобен замкнутому выключателю.
Схема стабилизатора напряжения:
В основе данного типа стабилизатора все тот же многообмоточный автотрансформатор. Схема построения аналогична стабилизатору релейного типа за исключением выходного каскада. В качестве коммутирующих элементов вместо реле выступают симисторы, что и определяет основные технические характеристики данных стабилизаторов напряжения.
Скорость отработки возмущений весьма высокая – время включения отключения ступени составляет в среднем 40-50 мсек. В качестве примера: при точности стабилизации в 3% скорость нарастания напряжения у симисторного стабилизатора составит 132 В/с, тогда как у релейного аналога при равных условиях она составит 66 В/сек.
Схема 3: Симисторный стабилизатор напряжения
F1-плавкий предохранитель
VD1…VD5- симисторы
Ремонт стабилизаторов серии LPS-хххrv — Схемы&Ремонт — Статьи — Каталог статей
Предлагаю для ознакомления схему релейного стабилизатора LPS-800RV (800 Вт), подобная схемотехника и других стабилизаторов
этой серии LPS-1500RV (1500 Вт), LPS-2000RV (2 кВт), LPS-2500RV(2,5 кВт), LPS-4000RV (4 кВт), LPS-6000RV (6 кВт) различаются
Назначения радиоэлементов и узлов в рассматриваемой ниже схеме.
Схема управления платы стабилизатора, запитана от обмоток автотрансформатора через диод D8 конденсатор C. Напряжение 12В
с конденсатора через резистор R45 подается на обмотки реле и параметрический стабилизатор Q6,D11,R47 с выхода которого
питания 6,3В подается на схему.
В момент включения выход стабилизатора будет отключён это сделано умышленно для того чтобы не появилась неконтролируемые
напряжения до входа схемы управления в штатный режим работы. Чтобы этого избежать первоначально измеряется входное сетевое
в районе 220 вольт. Узел задержки выполнен на операционном усилителе А5.2 время задержки около 4 секунд, что вполне достаточно
времени для измерения и коммутации обмоток автотрансформатора при необходимости время задержки можно увеличить до 3 минут
нажатием кнопки «DELAY/UNDELAY».
Время задержки индицирует моргание светодиода на передней панели «DEL». Генератор работы светодиода выполнен на операционном
усилителе 5.1. Открывание транзистора Q7 включает реле SC1, контакты которого подключают нагрузку, через диод D15 блокируется работа
Контроль напряжения входного/выходного, возможно, проконтролировать по вольтметрам переменного напряжения PV1,PV2 установленных
на передней панели прибора, там же установлен светодиод c надписью «UNU», включение этого светодиода свидетельства о том, что питания
в сети меньше 120В или больше 230В. Управление индикатором выхода из зоны стабилизация осуществляется операционными
усилителями А5.4, А5.3.
Верхний предел напряжения 230 вольт и выше установит высокий уровень на выходе операционного усилителя А5.4, при низком напряжении
до 140 Вольт высокий уровень будет операционный усилитель А5.3, оба выхода подключены через диоды D7,D6 на базу транзистора Q8,
напряжения, светодиод не горит.
Поддерживание на выходе напряжение 220 вольт необходимо измерить входное напряжение и коммутировать обмотки
автотрансформатора относительно входного напряжения. Эту задачу выполняет операционный усилитель А4, включенный по
компараторной схеме. Опорное напряжение для усилителей А4 выставляется построечными резисторами, определяющие порог срабатывания
компаратора. Выход микросхемы, нагруженный драйверами транзисторов которые управляют реле коммутации.
Основные неисправности, выявленные в процессе ремонтов:
1. Высыхание электролитических конденсаторов.
2. Подгорание контактов реле.
3. Повреждения транзистора Q6.
4. Некачественный монтаж некоторых радиоэлементов.
5. Плохой контакт разъемов с винтовым зажимом.
Похожие темы:
Ремонт релейного стабилизатора напряжения Uniel RS-1/500 VILALS RSA 52K схема
Зарядное устройство
При использовании материалов сайта, обязательна ссылка на сайт http://vinratel.at.ua
Релейный стабилизатор со среднеквадратичным вольтметром.
РадиоКот >Схемы >Питание >Преобразователи и UPS >Релейный стабилизатор со среднеквадратичным вольтметром.
2010
Несмотря на то что на дворе 21 век есть еще места, где напряжение изменяется в широких пределах в зависимости от времени суток и подключенной нагрузки. Вот для таких мест и предназначен этот стабилизатор.
Принцип действия релейного стабилизатора основан на добавлении с помощью трансформатора (автотрансформатора) дополнительного напряжения на выход. При слишком высоком напряжении необходимо наоборот убрать излишки. Стабилизатор может быть реализован в виде автотрансформатора с одним выходом и несколькими входами. В зависимости от величины входного напряжения с помощью реле происходит переключение входного напряжения между входами автотрансформатора.
Схема, на основании которой решено было разрабатывать устройство, содержала компараторы для принятия решения о включении реле. Но для увеличения сервисных возможностей устройство было решено создавать с использованием микроконтроллера. Наиболее массово используемыми контроллерами на постсоветском пространстве можно считать контроллеры Atmel. Из них был выбран наиболее распространенный atmega8.
С помощью встроенного АЦП он измеряет входное напряжение и принимает решение о включении необходимого реле. За основу был взят проект вольтметра среднеквадратичных значений по ссылке https://arv.radioliga.com/component/option,com_remository/Itemid,27/func,fileinfo/id,85/ . Схему пришлось изрядно доработать.
Во-первых, для обеспечения безопасности устройства измеряемое напряжение должно подаваться на вход устройства с помощью трансформатора. Для точного измерения напряжения после трансформатора не годится обычный диодный мостик из-за падения в 0,6 вольта на каждом диоде. Поэтому должен был быть использован выпрямитель без ошибки.
Во-вторых, необходимо было доработать схему на предмет дополнительных выходов для управления реле.
И наконец, в-третьих, необходимо было разработать заново программу измерения напряжения (в исходном проекте отсутствуют исходники) и принятия решения о включении того или иного реле.
Первоначально схема была составлена в симуляторе для проверки работоспособности идеи:
Описание схемы
Измеряемое напряжение через трансформатор TR1 подается на активный выпрямитель на операционном усилителе LM358 (U2). Активный выпрямитель работает следующим образом. При положительной волне напряжение подается на делитель, состоящий из последовательного соединения R1, R2 и R3. На инвертирующий вход ОУ подается положительное напряжение. ОУ в насыщении. Выход ОУ близок к уровню земли. При отрицательной полуволне напряжения ОУ работает как инвертирующий усилитель с коэффициентом усиления R2/R1. Сопротивление R3 выступает в качестве дополнительной нагрузки ОУ. Для симметричного выпрямления и согласования напряжения с входным диапазоном АЦП значения сопротивлений должны быть точно подогнаны и подчиняться следующим формулам:
R1 = R2*Uout*1024/Uin/2.5
R3 = (R1 + R2)/(R1/R2 — 1)
После активного выпрямителя через фильтр R5-C2, убирающий высокочастотные помехи, выпрямленное напряжение подается на вход АЦП PC0 контроллера. Значение выпрямленного напряжения отображается на светодиодном индикаторе. Для управления служат 3 кнопки. 4 выхода микроконтроллера используются для управления реле. Три из них переключают напряжение, а четвертое отключает нагрузку в случае перенапряжения или слишком низкого напряжения.
Описание работы
Напряжение с точностью до вольта отображается на светодиодном 3 разрядном индикаторе. Обновление показаний производится с частотой приблизительно 3 раза в секунду. Такое замедление выполнено специально, поскольку обновление показаний каждый период иногда приводило к мельтешению последнего разряда. В нормальном режиме на индикатор выводится усредненное по 16 периодам среднеквадратичное значение напряжения.
После каждого периода производится расчет напряжения. Это напряжение сравнивается с заданными порогами включения реле. Для обеспечения более редкого переключения реле применен программный гистерезис и фильтрация. Фильтрация заключается в задержке переключения на несколько периодов. Если за это время напряжение пришло в норму, переключения не осуществляется. Время фильтрации оперативно подстраивается программно.
Если входное напряжение превышает заданный верхний порог или падает до нижнего порога, отключается главное реле и нагрузка обесточивается. Верхний и нижний пороги отключения можно оперативно изменять.
После того как напряжение вошло в диапазон регулирования стабилизатора, нужным образом коммутируются входы автотрансформатора, и подключается нагрузка. Это подключение происходит не мгновенно, а с некоторой задержкой. Величина задержки подстраивается оперативно.
Все оперативно подстраиваемые параметры (верхний и нижний порог, время фильтра, задержка включения) сохраняются в энергонезависимой памяти.
При любом переключении реле мгновенное среднеквадратичное значение (на последнем перед переключением периоде) в течение 2 секунд отображается на индикаторе. Признаком отображения мгновенного значения является завершающая дополнительная точка. По окончании отображения мгновенного напряжения прибор переходит в предыдущий режим отображения.
Управление прибором.
Прибор имеет 2 основных режима отображения: режим среднеквадратичного значения напряжения и режим отображения частоты сети и 3 кнопки:UP, DOWN и ENTER. В режиме напряжения отображается среднеквадратичное значение напряжения без десятичных точек. При отображении частоты горит десятичная точка в среднем разряде. Переключение в режим частотомера осуществляется нажатием кнопки ENTER, обратно — по любой. Нажатие клавиш UP, DOWN в режиме измерения напряжения включает меню настройки. Меню имеет 5 настроек, каждая из которых отображается 2 стилизованными буквами:
rE — return — возврат из режима настроек в режим отображения напряжения
Hi — hight — верхний порог отключения
Lo — low — нижний порог отключения
dE — delay — задержка включения нагрузки ( периодов)
Fi — filter — время фильтра (периодов)
Перемещение в меню осуществляется по кругу клавишами UP, DOWN. Настройка активизируется нажатием клавиши ENTER. При этом отображается текущее значение параметра. Значение может быть увеличено или уменьшено клавишами UP, DOWN соответственно. При удержании клавиши через некоторое время происходит автоматическое изменение параметра с частотой примерно 5 раз в секунду. Значение задержки включения в этом случае изменяется на 10, остальные — на 1. Клавишей ENTER значение сохраняется, после чего происходит возврат в меню настройки. Причем короткое нажатие производит только оперативное изменение параметра. Длинное нажатие сохраняет параметр в энергонезависимую память. После сохранения в энергонезависимой памяти на дисплее некоторое время (4 сек) отображается надпись SA (saved). Выход из меню настройки осуществляется выбором пункта rE (return).
Внимание! При работе в любом режиме может отображаться текущее напряжение, вызвавшее переключение. В течение до 2 секунд после этого нажатия клавиш отрабатываются, но изменения могут не отображаться на индикаторе. Возврат к отображению текущего параметра происходит автоматически через 2 секунды.
Схема
После успешного апробирования основных принципов в симуляторе был собран прибор по следующей схеме.
По сравнению с симулятором произведены некоторые изменения. Роль инверторов выполняют транзисторы, добавлен разъем программирования и стабилизатор питания.
В этой схеме на вход Uin подается измерительный сигнал с трансформатора. Действующее значение этого сигнала 1.8В при 220В входного напряжения. Резисторы R3 и R6 используются для подстройки отображаемого значения под реальное входное напряжение. Разъем J2 подает сигналы на модуль управления реле.
Конструкция и детали
Основная схема собрана на печатной плате, остальное выполнено навесным монтажом.
В качестве транзисторов управления индикатором могут быть использованы любые маломощные npn. В качестве ОУ — любой у которого диапазон входа и выхода достигает уровня земли. Транзисторы управления реле — обязательно дарлингтоны. В авторской конструкции применены КТ829 с резисторами 5,6к в базе. Реле — на 24 вольта с током около 70мА. Автотрансформатор изготовлен из ЛАТРа с подпайкой к нему дополнительных выводов и исключения подвижного контакта. Отводы подобраны таким образом, что бы между ними было напряжение около 22В. Контроллер заменить без исправления программного обеспечения нельзя. Fuses настроены на работу контроллера от внутреннего RC генератора на 8 МГц. Вся конструкция помещена в корпус от компьютера. Плата с контроллером вставляется на место CD привода и прикреплена к пластмассовой заглушке.
Настройка
Настройке подлежит, прежде всего, активный выпрямитель. Для его настройки необходимо измерить входное и выходное напряжение измерительного трансформатора ( коэффициент трансформации). Потом по известному значению R4 согласно формулам рассчитать значения остальных двух резисторов. Эти сопротивления выставить построечными резисторами.
После этого подать сетевое напряжение на вход трансформатора и подстроить верхний резистор R3 таким образом, чтобы отображаемое напряжение соответствовало реальному напряжению в сети. Потом отключить устройство от трансформатора и подать отрицательное напряжение на вход. Запомнить показания прибора. Потом подать на вход положительное напряжение и подстроить нижним резистором R6 показания, что бы они совпадали с запомненными. Таким образом настраивается симметрия выпрямления обеих полуволн. Процедуру настройки нужно повторить несколько раз до тех пор пока после нее показания не будут соответствовать входному напряжению.
Параметры
Интервал входного напряжения при выходном напряжении 220В+-20% — 160В — 260В.
Разрешающая способность вольтметра среднеквадратичных значений — 1В
Диапазон измеряемых напряжений — 0 — 700В
Диапазон частот вольтметра — 0 — 200 Гц
Разрешающая способность частотомера — 0.1 Гц
Диапазон измерения частоты — 38 — 70 Гц
Интервал задержки включения — 0 — 32000 периодов ( 0 — 10 мин)
Время фильтрации — 0 — 999 периодов
Верхний порог отключения — 220 — 500В
Нижний порог отключения — 100 — 179В
Алгоритмы
Далее идет описание математической обработки сигнала для получения среднеквадратичного значения. Для простого повторения конструкции оно может быть опущено при прочтении. При разработке устройств обычно уделяется мало внимания описанию алгоритма. Но в устройствах на контроллерах именно он представляет главную ценность.
Микроконтроллер с частотой около 9500Гц (192 выборки на периоде) производит выборки входного сигнала. В обработчике прерывания АЦП каждая выборка возводится в квадрат и добавляется к значению накопителя квадратов напряжений. По окончании каждого периода значение накопителя квадратов передается на обработку в основной цикл программы.
Для нахождения минимума используется 8 последних отсчетов сигнала. Высчитывается их взвешенная сумма. При минимальном значении суммы, или вернее, как только это значение начало увеличиваться по сравнению с предыдущим значением, считаем, что сигнал прошел минимум. Так как может быть некоторая несимметричность при настройке выпрямителя, то измерение производится по периоду, хотя вполне можно было бы считать и каждые полпериода.
В основном цикле программы обнаруживается, что сумма квадратов напряжений на периоде посчитана и производится вычисление напряжения. Для этого суммы квадратов и количество отсчетов подвергаются усреднению по 16 точкам методом скользящего среднего. После этого усредненное значение суммы квадратов делится на усредненное значение количества отсчетов и из частного извлекается корень. Полученное значение масштабируется и выводится на индикатор.
Для индикации применен светодиодный индикатор на 3 цифры и динамическая индикация. Индикатор обновляется в том же обработчике прерывания от АЦП.
Файлы:
Файл проекта Proteus.
Прошивка МК с исходником.
Вопросы, как обычно, складываем тут.
Как вам эта статья? |
Заработало ли это устройство у вас? |
Принципиальные схемы стабилизаторов напряжения — ИБП и стабилизаторы напряжения — Статьи
22.06.15
Основные типы стабилизаторов напряжения
В настоящее время большее распространение получили следующие типы стабилизаторов напряжения: релейные стабилизаторы, электронные стабилизаторы, электромеханические стабилизаторы.
Выбор типа стабилизатора напряжения определяется спецификой задачи, которую нужно решить. Различные схемы построения стабилизатора напряжения определяют основные параметры приборов. Среди важных параметров стабилизаторов следует выделить следующие: точность стабилизации, скорость стабилизации, надежность работы, защита от электрических помех, срок эксплуатации, стоимость стабилизатора.
Рассмотрим принципы работы основных типов стабилизаторов напряжения и их принципиальные электрические схемы.
Схема работы релейного стабилизатора
Схема работы релейного стабилизатора напряжения основана на ступенчатом регулировании напряжения путем автоматической коммутации секций вторичной обмотки трансформатора. Коммутация секций обмоток происходит с помощью силовых реле, работой которых управляет электронная плата. Специальный процессор ведет контроль входного и выходного напряжения, вычисляет необходимое число трансформации и осуществляет коммутацию нужного числа силовых реле. Такая схема стабилизатора позволяет быстро и эффективно стабилизировать напряжение в нужном диапазоне.
Принципиальная электрическая схема релейного стабилизатора напряжения.
Схема работы электронного стабилизатора
Схема работы электронного стабилизатора напряжения основана на ступенчатом регулировании напряжения путем автоматической коммутации секций вторичной обмотки трансформатора. Коммутация секций обмоток происходит с помощью силовых тиристоров, работой которых управляет электронный блок управления. Напряжение на выходе стабилизатора в случае применения схемы вольтодобавочного типа определяется суммированием основного и добавочного напряжения. Такая схема стабилизатора позволяет быстро и эффективно стабилизировать напряжение в нужном диапазоне, обеспечивая высокую надежность и бесшумность работы.
Принципиальная электрическая схема релейного стабилизатора напряженияaa
Схема работы электромеханического стабилизатора
Схема работы электромеханического стабилизатора напряжения основана на плавном регулировании напряжения путем автоматической коммутации дополнительного числа витков вторичной обмотки трансформатора. Коммутация дополнительных витков трансформатора происходит с помощью подвижного контакта, приводимого в движение сервоприводом. Положением подвижного контакта управляет электронный или аналоговый блок управления. Как только напряжение на входе становиться большим или меньшим установленного, блок управления дает команду на перемещение подвижного контакта до момента установления правильного напряжения на выходе. Эта схема работы стабилизатора позволяет вести плавное и точное изменение напряжения. Однако время стабилизации напряжения в такой схеме стабилизатора достаточно велико. Большим минусом стабилизаторов, построенных по этой схеме, является физический износ подвижного контакта
Принципиальная электрическая схема электромеханического стабилизатора напряжения
Разделы / ИБП и стабилизаторы напряжения
Полезные ссылки на схемы, компоненты, сайты
Как отмыть печатные платы от канифоли, флюса, грязи, окислов в ультразвуке
Электроника для автомобиля, что делать если в генераторе утечка, как устранить разряд аккумулятора
Отступление от темы или полезные самоделки
Ставим реле и утечки в генераторе нет.
Регулятор мощности на тиристоре и однопереходном транзисторе
Защита стабилизатора линейного или импульсного, от перегрева при КЗ
Схема мощного стабилизатора тока на 100 — 200А (КР140УД20, КТ827)
Источник питания с плавной инверсией выходного напряжения +/-5В
Схема блока питания на кр142ен1, ен2, и типовая схема включения
Схема блока питания на кр142ен3, ен4, и типовая схема включения
Схема источника напряжения на к142ен5, кр142ен5
Импульсные стабилизаторы напряжения на основе К142ен5 (с непрерывным регулированием)
Примеры применения схем на к142ен6
Читать далее про стабилизатор К142ЕН6, КР140ЕН6… К142ен8, КР142ЕН8
Схема двуполярного источника напряжения на к142ен12, кр142ен18 практические схемы
Увеличение мощности микросхемы 142ен (например на к142ен5)
Схема без защиты от КЗ
Ставим дополнительный транзистор.
Транзистор в таких схемах играет роль мощного ключа: до
тех пор, пока потребляемая мощность нагрузки в пределах нормы, то
микросхема работает в штатном режиме.
При увеличении тока нагрузки увеличивается падение напряжения на
резисторе R1, транзистор начинает открываться, ограничивая тем самым ток
через микросхему.
Причем основная функция схемы- стабилизация напряжения при этом
сохраняется: при увеличении входного напряжения снижается входной ток, а
следовательно и управляющее напряжение на транзисторе и наоборот.
Однако такая схема имеет один недостаток: она не имеет защиты от КЗ в
нагрузке. Более того- в случае КЗ, ток через резистор R1 возрастет до
максимума, отперев тем самым и транзистор.
Схема с защитой от КЗ, (например на кр142ен8 )
Введение в схему второго транзистора (VT2) позволило защитить ключевой транзистор от перегрузки.
Токовым датчиком в данной схеме служит резистор R1,
сопротивление которого подбирается таким образом, чтобы транзистор VT1
открывался при токе нагрузки около 100мА.
Далее, под воздействием нагрузки, начнет расти ток и на резисторе R2.
При большом падении напряжения на нем откроется транзистор VT2, который
зашунтирует транзистор VT1.
Полезные и интересные статьи
Читать про стабилизаторы серии к142, к1114, к1145, к1168, 286
На предыдущую страницу На главную страницу На следующую страницу
Замена реле в стабилизаторе напряжения. Как заменить реле?
Время прочтения: 5 мин
Дата публикации: 18-02-2022
На рынке Украины наибольшей популярностью пользуются три вида стабилизаторов напряжения: электромеханические, электронные и релейные. Наиболее востребованными являются стабилизаторы релейного типа, причина чему крайне проста: они наиболее доступны и, при этом, обладают довольно хорошими характеристиками и отличными показателями надежности.
Схема релейного стабилизатора напряжения основана на ступенчатом автотрансформаторе. Его вторичная обмотка поделена на ступени, то есть выводы. При подключении выхода стабилизатора к той или иной ступени автотрансформатора происходит изменение количества витков во вторичной обмотке, что сказывается на номинале выходного напряжения. Автоматике стабилизатора требуется лишь измерить, на какой ступени будет сниматься наиболее близкий к 220В номинал, и эту ступень скоммутировать. В релейных стабилизаторах напряжения коммутация осуществляется при помощи электромагнитных реле. Именно реле являются причиной доступности стабилизаторов данного типа, и они же стали частой причиной возникновения неисправности.
В случае поломки ни в коем случае не рекомендуется лезть в недра оборудования своими руками. Рекомендуется тут же обратиться в сервисный центр. Если Вы купили стабилизатор в интернет-магазине «Вольтмаркет», то, к примеру, можно оставить заявку через обратную связь и сервисный инженер свяжется с Вами в скором времени.
И хотя электромагнитные реле просты в своей конструкции, они имеют немало уязвимостей. Рассмотрим основные неисправности, при которых может потребоваться замена реле в стабилизаторе напряжения.
Сгорание катушки реле
В электромагнитном реле контакты замыкаются и размыкаются за счет воздействия так называемого якоря, который примагничивается специальной намагничивающей катушкой. Управляющие сигналы подаются на эту катушку с платы управления. В исключительных ситуациях катушка может перегореть и реле просто перестанет примагничивать якорь, что приведет к невозможности замыкания контактов. Если автоматика переключится на ступень со сгоревшей катушкой, коммутации не произойдет и на выходе ничего не будет – потребители отключатся. Стабилизатор, при этом, может сообщить о неисправности.
Подгорание контактов
Коммутация контакта реле под нагрузкой сопровождается возникновением искры. Со временем контакт может выгорать, что, в свою очередь, может повлиять на передачу напряжения к потребителю. Многие производители стараются минимизировать искрение при помощи технологии «Cross-Zero», когда коммутация осуществляется в момент пересечение синусоидой тока нуля. Это, конечно же, ситуацию радикальным образом не меняет, и реле все еще могут выгорать. В реле, рассчитанных на 24 вольта, даже маленький нагар на контакте препятствует прохождению тока, когда как в силовых реле стабилизаторов напряжения контакты в случае возникновения нагара продолжат выгорать на износ.
Залипание контактов
Это, наверное, худшее, что может произойти с реле стабилизатора напряжения. К счастью, подобное случается редко. Замкнутый контакт реле в процессе прохождения через него электрического тока может просто напросто залипнуть. Когда автоматика стабилизатора снимет с катушки сигнал управления и подаст его на другое реле, контакт не разомкнется. Таким образом, два одновременно замкнутых реле создадут короткое замыкание, что, в свою очередь, приведет к сгоранию обмотки. И в этот раз речь идет об обмотке силового автотрансформатора, а не отдельно взятого реле.
Заклинивание реле
Конструкция реле предусматривает наличие некоторого количества подвижных компонентов. Любые механические элементы в результате износа могут заклинить. Это касается далеко не только реле. В таком случае последствия зависят от того, в каком положении заклинило реле.
Способ замены реле в стабилизаторе напряжения зависит от способа его подключения. В стабилизаторах малой мощности может иметь место обычная пайка на распределительной плате, когда как в мощных моделях реле могут быть подключены без пайки.
Можно ли ремонтировать реле
Не всегда неисправность реле является бесповоротной. Довольно часто можно осуществить ремонт реле стабилизатора напряжения. В частности, неремонтопригодными являются реле со сгоревшей катушкой и с напрочь выгоревшими контактами. В иных же случаях реле можно спасти, но рассчитывать на длительный срок службы как «из коробки» не приходится.
Наиболее просто исправить выгорание контактов. Требуется избавить реле от крышки, если таковая имеется, после чего обработать все контакты самой мелкой наждачной бумагой. Далее следует хорошо прочистить контакты спиртом и покрыть смазочно-защитным средством. Думать о длительном ресурсе при такой кустарной обработке не приходится, поэтому предпочтительнее заменить реле на аналогичное. Если есть такая возможность, лучше установить реле той же модели.
Стоит ли заниматься ремонтом стабилизатора?
Как уже говорилось вначале, релейные стабилизаторы не в последнюю очередь популярны в связи с доступной ценой. Если иметь дело с бюджетной техникой, то ремонт неисправного узла зачастую не стоит требуемых вложений. Если причину неисправности релейного стабилизатора напряжения можно устранить путем замены одного-двух реле, то ремонт вполне имеет смысл. Если же, к примеру, залипание контакта привело к сгоранию обмотки автотраснформатора, куда разумнее будет приобрести новый стабилизатор. Особенно если речь идет о модели малой мощности.
Таким образом, в случае выхода из строя реле есть три возможных варианта: ремонт реле, его замена и покупка нового стабилизатора. И если было решено ремонтировать стабилизатор ввиду дороговизны его замены, ни в коем случае не стоит заниматься этим самостоятельно, особенно при отсутствии соответствующих навыков.
Замена реле в стабилизаторе напряжения 5 из 5 на основе 2 оценок.
Релейный стабилизатор напряжения для питания цифровых ИМС
Получившие в последнее время широкое распространение цифровые ИМС не предъявляют к источнику питания эысоких требований по стабильности и уровню пульсаций. Поэтому для электропитания таких устройств с успехом можно применять простейшие ключевые стабилизаторы напряжения, (ключевой стабилизатор напряжения) релейного типа. Они имеют более высокий КПД, меньшие габариты и массу по сравнению с традиционными стабилизаторами непрерывного регулирования, а правильно выполненный монтаж ключевой стабилизатор напряжения позволяет избежать проникновения высокочастотных помех в питаемое устройство и первичную сеть.
На рис. 1 приведена принципиальная схема ключевой стабилизатор напряжения релейного типа. При высоких энергетических показателях качество выходного напряжения позволяет питать от него электронные устройства, выполненные на цифровых ИМС серий К130, К133, К155, К555 и им подобным. Стабилизатор напряжения снабжен защитой от перегрузок по току и коротких замыканий на выходе с автоматическим возвратом в рабочий режим при снятии перегрузки.
Основные параметры ключевой стабилизатор напряжения
Входное напряжение 15…22 В
Выходное напряжение 5 В
Ток срабатывания защиты 11 А
Пульсации выходного напряжения при токе нагрузки Iн =10A во всем диапазоне питающих напряжений (двойной размах) <100 мВ
Рабочая частота 20 кГц
Рассмотрим работу ключевой стабилизатор напряжения. При подаче на вход напряжения в цепи базы транзистора VT4 появляется ток и транзистор VT6 открывается. Ток через обмотку I дросселя L2 начинает возрастать, заряжая конденсаторы G14 — С19. При некотором напряжении U1на базе 7 транзистора VT7 последний открывается и открывает транзистор VT3, который закорачивает переход база-эмиттер транзистора VT4. Это приводит к запиранию транзистора VT6. Так как ток в обмотке I дросселя L2 не может прерваться мгновенно, открывается диод VD4, который обеспечивает непрерывность тока через дроссель во время закрытого состояния транзистора VT6. После закрывания транзистора VT6 ток в обмотке I дросселя L2 начинает убывать, а напряжение на конденсаторах С14 — С19 продолжает возрастать до момента, когда IL2 =Ih. После этого выходное напряжение начинает уменьшаться. При его значении, равном U2<U1, правый по схеме транзистор сборки VT7, а следовательно, и VT3, закрываются, транзисторы VT4— VT6 открываются. Диод VD4 тоже закрывается. Ток через дроссель начинает возрастать, а выходное напряжение продолжает уменьшаться до момента, когда IL2=Ih, после чего также начинает возрастать. Далее процессы повторяются. Цепочка R18C13 задает некоторую, задержку сигнала обратной связи и определяет частоту переключения ключевой стабилизатор напряжения.
Для получения указанного тока, нагрузки применен составной транзистор VT4—VT6. Чтобы добиться мини-мального значения напряжения насыщения транзистора VT6 следовательно, и максимального КПД), в схеме ключевой стабилизатор напряжения используется искусственное смещение коллектора VT5 и эмиттера VT4 относительно коллектора VT6 стабилизированным напряжением. Оно вырабатывается од-нополупериодными выпрямителями VD2C9 и VD3C10C11 соответственно. Стабилизация обеспечивается тем, что подзарядка указанных конденсаторов происходит во второй такт работы ключевой стабилизатор напряжения, когда транзистор VT6 закрыт, а диод VD4 — открыт (в этот интервал времени справедливо равенство: UL21=Uвых+Uvd4= const и напряжение на первичной обмотке дросселя L2 практически постоянно).
Узел защиты от токовых перегрузок выполнен на транзисторах VT1 и VT2. При токе нагрузки Iн=Iз транзистор VT1 открывается настолько, что напряжение на базе транзистора VT2.1 начинает уменьшаться, и при его некотором значении U1′ триггер Шмитта, выполненный на транзисторах VT2.1 и VT2.2, устанавливается в состояние, когда VT2.1 закрыт, VT2.2—открыт. Транзистор VT3 открывается, a VT4 — VT6 — закрываются:ключевой стабилизатор напряжения выключается (Uвых=О, Iн=О). Так как транзистор VT1 также закрывается, напряжение на базе транзистора VT2.1 начинает возрастать (конденсатор 05 заряжается через резистор R1) и при некотором/его значении U2′>U1′ триггер Шмитта возвращается в первоначальное состояние: ключевой стабилизатор напряжения включается. Если. Iн>Iз, то ключевой стабилизатор напряжения будет периодически выключаться с частотой около
3 Гц до тех пор, пока перегрузка не прекратится. Режим короткого замыкания на выходе не является опасным для рассматриваемого ключевой стабилизатор напряжения.
ключевой стабилизатор напряжения, как и всякое импульсное устройство, является потенциальным источником помех, которые могут проникать как в нагрузку, так и а первичную сеть. Для ослабления этого нежелательного эффекта на входе и выходе ключевой стабилизатор напряжения включены П-образные фильтры.
На рис. 2,а показана зависимость КПД от тока нагрузки, а на рис. 2,6 -зависимость выходного напряжения от тока нагрузки при различных значениях входного напряжения. Как видно из графиков, ключевой стабилизатор напряжения имеет вполне удовлетворительную для цифровых ИМС стабильность выходного напряжения.
В конструкции ключевой стабилизатор напряжения используются в основном стандартные элементы, типы и номиналы которых приведет ны на принципиальной электрической схеме. Резистор R4 представляет собой параллельное соединение трех одноваттных резисторов сопротивлением 0,1 Ом, например С5-16 В. Можно применить и самодельный резистор из толстой высокоомной проволоки. Дроссели LI —L3 — самодельные. Каждый из дросселей L1 и L3 представляет собой отрезок изолированного многожильного провода сечением 1,5…2 мм2, пропущенного через четыре ферритовых кольца марки М2000НМ1 типоразмера К16Х8Х6 с. зазором 0,1 мм каждое. Провод внутри колец располагается коаксиально, зазоры находятся на одной линии. Дроссель L2 изготавливается следующим образом: для броневого сердечника Б36 из феррита марки М2000НМ1 делается-разборный каркас катушки. Первичная обмотка наматывается «канатиком» из двадцати проводов типа ПЭВ-1 диаметром 0,4 мм и имеет 15 витков. Вторичная обмотка состоит из двух секций: первая секция имеет 6 витков провода ПЭВ-1 диаметром 0,8 мм, вторая—2 витка провода ПЭВ-1 диаметром 0,4 мм. Конец первой и начало второй секций соединены. Метка на схеме стоит у начала первой секции обмотки. Намотанная таким образом катушка заливается эпоксидной смолой и потом освобождается от каркаса. После монтажа ее в сердечник в последнем устанавливают зазор 0,3 мм с помощью шайбы из изоляционного материала (например, слюды, стеклотекстолита). Винт, скрепляющий чашки сердечника, тоже желательно взять из изоляционного или, по крайней мере, из немагнитного материала (медь, латунь). Иначе это приведет к дополнительным потерям на нагрев винта. Конденсаторы С1— С4, С12, С13 и С20 — С23 — керамические КМ-6б, С6—С11 и С14 —С19 — электролитические танталовые К52-1. Их можно заменить другими, например К50-24, К50-29. Можно использовать и конденсаторы К50-16, К50-6, однако размеры фильтров при этом несколько увеличатся и изменится рисунок печатной платы. Ста-билитрбн VD1 — термокомпенсированный серии Д818. В противном случае при прогреве ключевой стабилизатор напряжения выходное напряжение будет изменяться. Возможна замена этого стабилитрона на другой, например КС191. Транзистор КТ947А можно заменить на транзисторы КТ935, КТ912, диод КД219А —на КД213. Входное напряжение может быть повышено до 25 В, однако при этом КПД ключевой стабилизатор напряжения несколько уменьшится. Переменный резистор R13 —СП4-1 с валом длиной 12 мм.
Во время настройки ключевой стабилизатор напряжения следует помнить, что вокруг дросселей LI — L8 действует сильное электромагнитное поле, так как сердечник этих дросселей имеют зазоры. Поэтому при наблюдении процессов, происходящих в ключевой стабилизатор напряжения, на экране осциллографа будут видны импульсные помехи, обусловленные наводками на кабель осциллографа. Для того чтобы увидеть реальные процессы, нужно кабель осциллографа заэкранировать. Длина неэкранированных выводов кабеля должна быть минимальна. В процессе настройки, может быть, придется заземлцть осциллограф и радиатор в одной точке. Для наблюдения процессов в ключевой стабилизатор напряжения желательно исполь-вовать высокочастотный осциллограф с низкоомным входом, например С1-75.
Настройка ключевой стабилизатор напряжения проста. К стабилизатору подключают резистор сопротивлением около 2 Ом и с мощностью, рассеяния около 15 Вт. Затем подается входное напряжение Uвх=20 В. Если все элементы ключевой стабилизатор напряжения исправны, то он начинает работать сразу. Резистором R13 подстраивают уровень входного напряжения до значения 5 В. Далее устанавливают минимальное значение вход-ногЬ напряжения Uвх= 15 В и, изменяя емкость конденсатора С13, добиваются того, чтобы частота была около 20 кГц (проверяют по отсутствию «писка» дросселя L2 ключевой стабилизатор напряжения). Далее контролируют работу ключевой стабилизатор напряжения при максимальном токе нагрузки, а также при Iн>=Iз. Минимальный ток нагрузки зависит от обратного тока коллектора транзистора VT6 и может составлять несколько десятков миллиампер. В авторском экземпляре ключевой стабилизатор напряжения минимальный ток нагрузки был равен нулю. Во время длительной работы ключевой стабилизатор напряжения С вертикальным расположением пластины радиатора при токе нагрузки Iн=10 А и температуре окружающей среды 20°С температура радиатора не превышала 60 °С.
Облако тегов: На принципиальной электрической схеме показан релейный стабилизатор напряжения 5В. Рис.1 Принципиальная схема, стабилизатор напряжения на транзисторах. По данной схеме можно собрать стабилизатор напряжения своими руками. Стабилизатор напряжения релейный предназначен для питания устройств на цифровых интегральных микросхемах. Данный стабилизатор напряжения поддерживает на выходе стабилизированное напряжение 5 вольт. На Рис.1 представлен стабилизатор напряжения. Его схема электрическая состоит из транзисторов и катушек индуктивности.
Автоматический регулятор напряжения с релейной цепьюДля оптимального использования
Купите мощный автоматический регулятор напряжения с релейной цепью , который гарантированно обеспечит бесперебойную работу ваших приборов в идеальном состоянии на сайте Alibaba.com. Эти автоматические регуляторы напряжения с релейной схемой предлагаются от лучших и наиболее энергоэффективных брендов и предоставляют пользователям повышенный опыт. Эти релейные схемы автоматического регулятора напряжения предназначены для обеспечения безопасности и стабильности и доступны в нескольких вариантах.релейная схема автоматического регулятора напряжения , предлагаемая на Alibaba.com, имеет много необходимых и интересных функций, таких как отказоустойчивая защита цепи и точки отключения. Эти релейные цепи автоматического регулятора напряжения имеют большой диапазон и, вероятно, подходят для большинства домашних и коммерческих целей. Эти автоматические регуляторы напряжения с релейной схемой имеют тщательно продуманный внешний вид, гарантирующий отсутствие риска поражения электрическим током или несчастных случаев. Некоторые из этих элементов даже имеют светодиодные дисплеи для более плавного восприятия и большей прозрачности.
реле цепи автоматического регулятора напряжения подходят для всех видов крупных приборов и не выходят из строя легко. Они требуют очень ограниченного обслуживания, и на их содержание не нужно тратить много денег. Релейная цепь автоматический регулятор напряжения гарантирует, что ваши дорогие приборы и машины не будут повреждены из-за колебаний и неизбежны для любого домашнего или коммерческого предприятия, которое использует несколько электронных элементов. Реле схема автоматического регулятора напряжения на сайте предлагают оптимальное исполнение по экономичной цене.
Выберите автоматический регулятор напряжения с релейной схемой , который наилучшим образом соответствует вашим потребностям, будь то дом, офис или промышленность. релейная цепь автоматический регулятор напряжения Поставщики обязательно захотят воспользоваться этой привлекательной возможностью купить качественные товары по сниженным ценам. Возьмите эти удивительные предложения сегодня.
Настольный реле управления автоматическим регулятором напряжения 6ква АВР/АК для генераторной установки
Название бренда : ХЭЯ
Номер модели : СРФИИ 6КВА
Сертификация: КЭ, ИСО9001:2008, СГС, РСТ
Место происхождения : Чжэцзян, Китай
Минимальный заказ: 50 шт.
Цена : 70-100 долларов США/шт.
Условия оплаты : аккредитив, Т/Т, Вестерн Юнион, ПайПал
Возможность поставки : 30000 штук в месяц
Срок поставки : 5-8 рабочих дней
Детали упаковки: 1 шт/уп, г.Вес: 13,2 кг, упаковка: 43*33*29,5 (см)
Фаза: Однофазный
Применение : СВК
Входное напряжение : 110–275 В переменного тока
Выходное напряжение: 220 В
Точность вывода: ±8%
Частота : 50/60 Гц
Защита от перенапряжения:
Отсутствие защиты по напряжению:
Дисплей: ЖК-дисплей
Задерживать : 5 секунд
Заявление : ПК, кондиционер, морозильная камера, испытательное оборудование
Текущий тип: АС
Связаться сейчас
Генераторы (часть третья)
Регуляторы с тремя звеньями
Многие легкие самолеты используют регуляторы с тремя звеньями для своих генераторных систем.[Рис. 12-329] Этот тип регулятора включает в себя ограничитель тока и устройство отключения обратного тока в дополнение к регулятору напряжения.
Рисунок 12-329. Трехсекционный регулятор.Действие блока регулятора напряжения аналогично описанному ранее регулятору вибрационного типа. Второй из трех блоков представляет собой регулятор тока для ограничения выходного тока генератора. Третье устройство представляет собой устройство отключения обратного тока, которое отключает аккумуляторную батарею от генератора. Если батарея не отсоединена, она разряжается через якорь генератора, когда напряжение генератора падает ниже напряжения батареи, таким образом приводя генератор в движение как двигатель.Это действие называется «приводом в движение» генератора, и, если его не предотвратить, аккумулятор быстро разряжается.
Работа трехступенчатого регулятора описана в следующих параграфах. [Рис. 12-330]Рис. 12-330. Трехступенчатый регулятор для генераторов с регулируемой скоростью.
Действие вибрирующего контакта С1 в блоке регулятора напряжения вызывает кратковременное короткое замыкание между точками R1 и L2. Когда генератор не работает, пружина S1 удерживает C1 в закрытом состоянии; C2 также закрыт S2.Шунтирующее поле подключается непосредственно через якорь.
При запуске генератора напряжение на его клеммах возрастает по мере набора оборотов генератора, и якорь подает ток на поле через замкнутые контакты С2 и С1.
По мере увеличения напряжения на клеммах ток, протекающий через L1, увеличивается, и железный сердечник намагничивается сильнее. При определенной скорости и напряжении, когда магнитное притяжение подвижного рычага становится достаточно сильным, чтобы преодолеть натяжение пружины S1, точки контакта C1 разъединяются.Теперь ток возбуждения протекает через резисторы R1 и L2. Поскольку к цепи возбуждения добавляется сопротивление, поле на мгновение ослабевает, и проверяется рост напряжения на клеммах. Кроме того, поскольку обмотка L2 противоположна обмотке L1, магнитное притяжение L1 относительно S1 частично нейтрализуется, и пружина S1 замыкает контакт C1. Поэтому R1 и L2 снова замыкаются накоротко из цепи, и ток возбуждения снова возрастает; выходное напряжение увеличивается, и C1 открывается из-за действия L1.Цикл быстрый и повторяется много раз в секунду. Напряжение на клеммах генератора изменяется незначительно, но быстро, выше и ниже среднего значения, определяемого натяжением пружины S1, которое можно регулировать.
Ограничитель тока вибрационного типа предназначен для автоматического ограничения выходного тока генератора до его максимального номинального значения для защиты генератора. Как показано на рис. 12-330, L3 включен последовательно с основной линией и нагрузкой.
Рисунок 12-330. Трехступенчатый регулятор для генераторов с регулируемой скоростью.Таким образом, количество тока, протекающего по линии, определяет, когда C2 размыкается и R2 включается последовательно с полем генератора. Напротив, регулятор напряжения приводится в действие линейным напряжением, тогда как ограничитель тока приводится в действие линейным током. Пружина S2 удерживает контакт C2 замкнутым до тех пор, пока ток через основную линию и L3 не превысит определенное значение, определяемое натяжением пружины S2, и вызывает размыкание C2. Увеличение тока происходит из-за увеличения нагрузки. Это действие вставляет резистор R2 в цепь возбуждения генератора и уменьшает ток возбуждения и генерируемое напряжение.Когда генерируемое напряжение уменьшается, ток генератора уменьшается. Сердечник L3 частично размагничен, и пружина замыкает точки контакта. Это вызывает рост напряжения и тока генератора до тех пор, пока ток не достигнет значения, достаточного для повторного запуска цикла. Определенное минимальное значение тока нагрузки необходимо для того, чтобы ограничитель тока начал вибрировать.
Реле отключения обратного тока предназначено для автоматического отключения аккумуляторной батареи от генератора, когда напряжение генератора меньше напряжения аккумуляторной батареи.Если бы это устройство не использовалось в цепи генератора, батарея разряжалась бы через генератор. Это заставит генератор работать как двигатель, но, поскольку генератор соединен с двигателем, он не может вращать такую тяжелую нагрузку. В этом случае обмотки генератора могут быть серьезно повреждены чрезмерным током.
На сердечнике из мягкого железа имеются две обмотки, L4 и L5. Токовая обмотка L4, состоящая из нескольких витков толстого провода, включена последовательно с линией и несет весь линейный ток.Обмотка напряжения L5, состоящая из большого количества витков тонкого провода, шунтирована на клеммах генератора.
Когда генератор не работает, контакты C3 удерживаются в разомкнутом состоянии пружиной S3. По мере нарастания напряжения генератора L5 намагничивает железный сердечник. Когда ток (в результате генерируемого напряжения) создает достаточный магнетизм в железном сердечнике, контакт C3 замыкается, как показано на рисунке. Затем батарея получает зарядный ток. Спиральная пружина S3 настроена таким образом, что обмотка напряжения не замыкает точки контакта до тех пор, пока напряжение генератора не превысит нормальное напряжение батареи.Зарядный ток, проходящий через L4, помогает току в L5 удерживать контакты плотно замкнутыми. В отличие от C1 и C2, контакт C3 не вибрирует. Когда генератор замедляется или по какой-либо другой причине напряжение генератора падает до определенного значения ниже напряжения батареи, ток через L4 меняется на противоположный, а амперные витки L4 противоположны виткам L5. Таким образом, мгновенный разрядный ток от батареи снижает магнетизм сердечника, и С3 открывается, предотвращая разрядку батареи на генератор и привод его в движение.C3 не замыкается снова до тех пор, пока напряжение на клеммах генератора не превысит напряжение батареи на заданное значение.
Дифференциальный релейный выключатель
В электрических системах самолета обычно используется какой-либо тип релейного выключателя обратного тока, который действует не только как реле обратного тока, но также служит в качестве переключателя дистанционного управления, с помощью которого генератор может быть отключен от электрической системы в любое время. Один тип релейного переключателя обратного тока работает на уровне напряжения генератора, но наиболее часто используемым типом на больших самолетах является дифференциальный релейный переключатель, который управляется разницей в напряжении между шиной батареи и генератором.
Релейный переключатель дифференциального типа подключает генератор к главной шине электрической системы, когда выходное напряжение генератора превышает напряжение шины на 0,35–0,65 В. Он отключает генератор при протекании номинального обратного тока от шины к генератору. Дифференциальные реле на всех генераторах многодвигательного самолета не замыкаются при малой электрической нагрузке. Например, в самолете с нагрузкой 50 ампер могут замыкаться только два-три реле.При большой нагрузке уравнительная схема снижает напряжение генераторов, уже находящихся на шине, и одновременно повышает напряжение остальных генераторов, позволяя замкнуть их реле. Если генераторы правильно запараллелены, все реле остаются замкнутыми до тех пор, пока переключатель управления генератором не будет выключен или пока скорость двигателя не упадет ниже минимума, необходимого для поддержания выходного напряжения генератора.
Реле управления дифференциальным генератором, показанное на рис. 12-331, состоит из двух реле и контактора с катушкой.
Рисунок 12-331. Реле управления дифференциальным генератором.Одно реле — реле напряжения, а другое — дифференциальное реле. Оба реле содержат постоянные магниты, которые вращаются между полюсными наконечниками временных магнитов, намотанных на катушки реле. Напряжения одной полярности создают поля вокруг временных магнитов с полярностями, которые заставляют постоянный магнит двигаться в направлении, необходимом для замыкания контактов реле; напряжения противоположной полярности создают поля, вызывающие размыкание контактов реле.Дифференциальное реле имеет две катушки, намотанные на одном сердечнике. Контактор с катушкой, называемый главным контактором, состоит из подвижных контактов, которые приводятся в действие катушкой с подвижным железным сердечником.
Замыкание выключателя генератора на панели управления соединяет выход генератора с катушкой реле напряжения. Когда напряжение генератора достигает 22 вольт, ток протекает через катушку и замыкает контакты реле напряжения. Это действие замыкает цепь от генератора к аккумулятору через дифференциальную катушку.
Когда напряжение генератора превышает напряжение на шине на 0,35 вольта, через дифференциальную катушку протекает ток, контакт дифференциального реле замыкается и, таким образом, замыкает цепь катушки основного контактора. Контакты главного контактора замыкаются и подключают генератор к шине.
Когда напряжение генератора падает ниже напряжения шины (или аккумулятора), обратный ток ослабляет магнитное поле вокруг временного магнита дифференциального реле. Ослабленное поле позволяет пружине разомкнуть контакты дифференциального реле, разорвав цепь на катушку реле главного контактора, разомкнув его контакты и отключив генератор от шины.Цепь аккумуляторной батареи генератора также может быть разорвана размыканием переключателя управления кабиной экипажа, который размыкает контакты реле напряжения, вызывая обесточивание катушки дифференциального реле.
Реле перенапряжения и реле управления полем
Два других элемента, используемых в цепях управления генератором, — это реле контроля перенапряжения и реле управления полем. Как следует из названия, контроль перенапряжения защищает систему при наличии чрезмерного напряжения. Реле повышенного напряжения замыкается, когда напряжение на выходе генератора достигает 32 В, и замыкает цепь на отключающую катушку реле управления полем.Замыкание цепи отключения реле управления полем размыкает шунтирующую цепь возбуждения и замыкает ее через резистор, вызывая падение напряжения генератора; также размыкаются цепь выключателя генератора и цепь выравнивателя (многодвигательный самолет). Цепь световой индикации замкнута, предупреждая о перенапряжении. Положение «сброс» переключателя кабины экипажа используется для замыкания цепи катушки сброса в реле управления полем, возвращая реле в нормальное положение.
Бортмеханик рекомендует
Управление генератором (электрическая система самолета)
Теория управления генератором
Все самолеты предназначены для работы в определенном диапазоне напряжений (например, 13.5–14,5 вольт). А поскольку самолеты работают с различными скоростями двигателя (помните, двигатель приводит в действие генератор) и с различными электрическими требованиями, все генераторы должны регулироваться какой-то системой управления. Система управления генератором предназначена для поддержания выходной мощности генератора в пределах ограничений для всех параметров полета. Системы управления генератором часто называют регуляторами напряжения или блоками управления генераторами (GCU).Мощность авиационного генератора можно легко отрегулировать, контролируя напряженность магнитного поля генератора.Помните, что сила магнитного поля напрямую влияет на выходную мощность генератора. Чем больше ток возбуждения, тем больше выходная мощность генератора, и наоборот. На рис. 1 показано простое управление генератором, используемое для регулировки тока возбуждения. Когда управляется ток возбуждения, управляется выход генератора. Имейте в виду, что эта система настраивается вручную и не подходит для самолетов. Системы самолета должны быть автоматическими и поэтому немного сложнее.
Рисунок 1.Регулирование напряжения генератора реостатом возбуждения |
Существует два основных типа управления генератором: электромеханическое и полупроводниковое (транзисторное). Элементы управления электромеханического типа используются на старых самолетах и, как правило, требуют регулярного осмотра и обслуживания. Твердотельные системы более современны и, как правило, считаются более надежными и более точными в управлении мощностью генератора.
Функции систем управления генераторами
Большинство систем управления генераторами выполняют ряд функций, связанных с регулированием, определением и защитой системы генерации постоянного тока.Для легких самолетов обычно требуется менее сложная система управления генератором, чем для более крупных многодвигательных самолетов. Некоторые из перечисленных ниже функций отсутствуют на легких самолетах.
Регулирование напряжения
Самая основная функция GCU — регулирование напряжения. Регулирование любого типа требует, чтобы блок регулирования взял образец выходного сигнала генератора и сравнил этот образец с известным эталоном. Если выходное напряжение генератора выходит за установленные пределы, то блок регулирования должен обеспечить регулировку тока возбуждения генератора.Регулировка тока возбуждения управляет выходом генератора.
Защита от перенапряжения
Система защиты от перенапряжения сравнивает измеренное напряжение с эталонным напряжением. Схема защиты от перенапряжения используется для размыкания реле, управляющего током возбуждения возбуждения. Обычно он встречается в более сложных системах управления генератором.
Параллельная работа генераторов
На многодвигательных самолетах необходимо использовать функцию параллельной работы, чтобы все генераторы работали в установленных пределах.Как правило, параллельные системы сравнивают напряжения между двумя или более генераторами и соответствующим образом регулируют схему регулирования напряжения.
Защита от перевозбуждения
При отказе одного генератора в параллельной системе один из генераторов может получить перевозбуждение и, как правило, нести большую долю нагрузки, если не всю нагрузку. По сути, это условие заставляет генератор производить слишком большой ток. Если это состояние обнаружено, возбужденный генератор должен быть возвращен в допустимые пределы, иначе произойдет повреждение.Цепь перевозбуждения часто работает вместе с цепью перенапряжения для управления генератором.
Дифференциальное напряжение
Эта функция системы управления предназначена для обеспечения того, чтобы все значения напряжения генератора находились в пределах узких допусков перед подключением к шине нагрузки. Если выход не находится в пределах указанного допуска, контактор генератора не может подключать генератор к шине нагрузки.
Измерение обратного тока
Если генератор не может поддерживать требуемый уровень напряжения, он в конечном итоге начинает потреблять ток, а не обеспечивать его.Такая ситуация возникает, например, при выходе из строя генератора. Когда генератор выходит из строя, он становится нагрузкой для других работающих генераторов или аккумулятора. Неисправный генератор необходимо снять с автобуса. Функция измерения обратного тока контролирует систему на наличие обратного тока. Обратный ток указывает на то, что ток течет к генератору, а не от генератора. В этом случае система размыкает реле генератора и отключает генератор от шины.
Органы управления для генераторов высокой мощности
Большинство современных генераторов высокой мощности используются на самолетах корпоративного типа с турбинными двигателями.В этих небольших бизнес-джетах и турбовинтовых самолетах используется генератор и стартер, объединенные в один блок. Этот агрегат называется стартер-генератором. Преимущество стартер-генератора заключается в объединении двух блоков в одном корпусе, что экономит место и вес. Поскольку стартер-генератор выполняет две задачи: запуск двигателя и выработку электроэнергии, система управления для этого агрегата относительно сложна. Простое объяснение стартер-генератора показывает, что устройство содержит два набора обмоток возбуждения.Одно поле используется для запуска двигателя, а другое используется для выработки электроэнергии. [Рис. 2]
. В режиме генерации GCU должен отключать последовательное поле, запитывать параллельное поле и контролировать ток, создаваемый якорем.В это время стартер-генератор работает как обычный генератор. Конечно, GCU должен выполнять все функции, описанные ранее, для управления напряжением и защиты системы. Эти функции включают регулирование напряжения, определение обратного тока, дифференциальное напряжение, защиту от перевозбуждения, защиту от перенапряжения и параллельную работу генератора. Типичный GCU показан на рисунке 3.
|