Влаштування захисного відключення навантаження. Схема, опис

Безкоштовна технічна бібліотека

ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ
Безкоштовна бібліотека / Схеми радіоелектронних та електротехнічних пристроїв

Влаштування захисного відключення навантаження. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Безкоштовна технічна бібліотека

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Захист апаратури від аварійних режимів роботи мережі, блоки безперебійного живлення

Коментарі до статті

Пристрій захисного відключення навантаження призначений для контролю напруги в однофазній електромережі та відключення навантаження при зниженні напруги нижче номінальної, підвищенні напруги вище номінальної, стрибках напруги в мережі з амплітудою, що виходить за межі норм.

Пристрій захисного відключення навантаження (УЗОН) складається з двох ступенів захисту. Перший ступінь захисту забезпечує включення навантаження в мережу, якщо її напруга знаходиться в заданих межах (наприклад, ±10%). Якщо мережна напруга виходить за межі нижньої або верхньої межі, навантаження відключається від мережі. Подальше включення (при нормалізації напруги) здійснюється із затримкою за часом, яку можна оперативно регулювати.

Затримка включення може знадобитися при піках або провалах (наприклад, вітер замикає електропроводи) мережевого напруги, що часто повторюються.

Другий ступінь захисту служить для відключення та навантаження, і першого ступеня при значному (1,5-2 або більше разів) зниженні або перевищенні номінальної мережевої напруги. Другий ступінь підключає перший ступінь до напруги мережі тоді, коли останнє набуває значення, безпечне для роботи першого ступеня. Живлення другого ступеня здійснюється гальванічним елементом.

Основою УЗОН є спеціалізована інтегральна мікросхема (див. малюнок); блоки, що входять до неї, обмежені штрихпунктирною лінією. Всі УЗОН можна змонтувати у вигляді перехідника або вбудувати в вилку.

(Натисніть для збільшення)

Перший ступінь захисту містить такі блоки:

вторинний джерело живлення I, що живить блоки УЗОН;
компаратор верхнього порогу IV;
компаратор нижнього порога V;
логічну схему керування (DD4-DD9);
підвищує перетворювач постійної напруги VI;
джерело зразкової напруги VII;
таймер VIII, який забезпечує необхідну тимчасову затримку;
оптотиристорний ключ (VD10), що забезпечує підключення навантаження.

Другий ступінь захисту містить: компаратор верхнього порога ІІ; компаратор нижнього порога ІІІ; логічну схему управління (DD1-DD3); індикатор напруги HL1; реле К1, що підключає мережну напругу до першого ступеня.

Перший ступінь захисту включає навантаження, якщо напруга мережі живлення знаходиться в необхідних межах (наприклад, ±10%). Нижній і верхній пороги можна жорстко задати (маю на увазі, що основою пристрою служить інтегральна мікросхема) або регулювати в деяких межах (у такому випадку потрібно передбачити додаткові висновки для підключення резисторів, що підлаштовують, на малюнку це не показано). Компаратори верхньої та нижньої меж IV та V (а також II та III) являють собою інвертуючі тригери Шмітта на основі мікропотужних операційних підсилювачів з однополярним живленням. Якщо вхідна напруга (Uвх) перевищує опорну (Uоп), вихідна напруга компаратора близько потенціалу землі. Вхідною напругою (Uвх) для компараторів є напруга, що знімається з датчика струму Т1, яка випрямляється діодним мостом VD4 і фільтрується за допомогою конденсатора С2.

Якщо мережна напруга менша від нижнього або більше верхнього порогу, спрацьовує компаратор верхнього порогу IV (якщо більше) або нижнього порога V (якщо менше). У кожному з цих випадків вихід елемента DD5 (2І-НЕ) перемикається з лог. "0" в лог. "1". Маємо на увазі, що логічна схема управління виконана на КМОП елементах (для зниження енергоспоживання), тому вихідна напруга компараторів, що відповідає рівню лог. "1", повинна становити не менше 2/3 напруги літання Uпіт1.

Через інвертори DD6 і DD7 позитивний перепад напруги встановить D-тригер DD9 одиничний стан. Лог."0" на інверсному виході тригера DD9 закриє МОП-транзистор VT2, що управляє оптотиристорним ключем VD10, і навантаження відключиться від мережі. Одночасно лог."1" на прямому виході тригера дозволить роботу таймера VIII, і він почне відлік часового інтервалу, тривалість якого визначається постійною t=R6C5; її можна регулювати змінним резистором R6. Як таймер можна використовувати, наприклад, генератор прямокутних імпульсів з двійковим лічильником (необхідно передбачити ланцюг обнулення таймера при включенні живлення Uпіт1). Після закінчення відліку часового інтервалу на виході таймера з'явиться імпульс лог. "1" (Um). Якщо за час відліку напруга в мережі нормалізувалося, цей імпульс пройде через елемент DD8 (на другому вході якого при нормалізації напруги буде лог."1") і скине тригер DD9 в нульовий стан. Транзистор VT2 відкриється, оптотиристорний ключ VD10 підключить навантаження до мережі, рівень лог. "0" на прямому виході тригера заборонить роботу таймера VIII.

Якщо напруга мережі не нормалізувалося, на верхньому вході елемента DD8 буде лог."0", і імпульс обнулення не пройде на вхід тригера DD10, але він пройде на вхід обнулення (на схемі не показаний) таймера, і останній почне відраховувати новий інтервал часу затримки. Так продовжуватиметься доти, доки напруга в мережі не нормалізується. Ланцюжок R5C4 встановлює тригер DD9 у вихідний нульовий стан при включенні джерела вторинного живлення I. Ланцюжок R4C3 не пропускає на вхід тригера занадто короткі імпульси (енергія яких не становить небезпеки навантаження), викликані перешкодами або викидами в мережі живлення. Змінюючи ємність зовнішнього конденсатора С3 можна змінювати чутливість пристрою.

При значному збільшенні або зменшенні мережна напруга становить небезпеку не тільки для навантаження, але й для джерела вторинного живлення I (а також і для першого ступеня захисту). Для захисту навантаження та першого ступеня передбачено другий ступінь захисту. Основою другий ступінь захисту є газорозрядний (або інтегральний світлодіодний з вбудованими допоміжними елементами) індикатор, в якому довжина області, що світиться, прямо пропорційна прикладеному напрузі. При значному підвищенні мережевої напруги стовпчик, що світиться, досягає апертури фотодіода VD2, компаратор верхньої межі скидається в лог."0", на виході елемента DD2 (2І-НЕ) з'являється лог."1", а на виході інвертора DD3 - лог."0" . МОП-транзистор VT1 закривається, контакти реле К1 розмикаються, відключаючи напругу від першого ступеня.

Живлення другого ступеня захисту здійснюється від підвищуючого перетворювача напруги VI. На його вхід подається або напруга параметричного стабілізатора R3VD6, або з гальванічного елемента G1. Розв'язка здійснюється діодами VD5 та VD7. При сильному зниженні напруги компаратор нижньої межі встановлюється в лог."1", на виході інвертора DD1 з'являється лог."0", на виході елемента DD2 - лог."1", а на виході інвертора DD3 - лог."0". Реле К1 відключає мережну напругу від першого ступеня. Отже, джерело вторинного харчування I працює у полегшеному режимі, вимоги щодо нього знижуються, і за сучасному рівні технології може бути малогабаритним. Переміщаючи фотодіоди VD2 та VD3 по корпусу індикатора, можна змінювати пороги спрацьовування компараторів верхньої та нижньої меж. Ланцюжок R2C1 не пропускає короткі імпульси вихід елемента DD3.

Описуваний пристрій можна застосовувати для захисту навантаження, чутливого до напруги живлення: холодильників, пилососів, телевізорів і т.п.

Автор: В.І. Василенка

Дивіться інші статті розділу Захист апаратури від аварійних режимів роботи мережі, блоки безперебійного живлення.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Штучна шкіра для емуляції дотиків 15.04.2024

У світі сучасних технологій, де віддаленість стає дедалі більш повсякденною, збереження зв'язку й почуття близькості грають значної ролі. Нещодавні розробки німецьких учених із Саарського університету в галузі штучної шкіри становлять нову еру у віртуальних взаємодіях. Німецькі дослідники з університету Саарського розробили ультратонкі плівки, які можуть передавати відчуття дотику на відстані. Ця передова технологія надає нові можливості для віртуального спілкування, особливо для тих, хто виявився далеко від своїх близьких. Ультратонкі плівки, розроблені дослідниками, товщиною всього 50 мікрометрів, можуть бути інтегровані в текстильні вироби та носитися як друга шкіра. Ці плівки діють як датчики, що розпізнають тактильні сигнали від мами чи тата, і як виконавчі механізми, що передають ці рухи дитині. Дотики батьків до тканини активують датчики, які реагують на тиск та деформують ультратонку плівку. Ця ...>>

Котячий унітаз Petgugu Global 15.04.2024

Турбота про домашніх тварин часто може бути викликом, особливо коли йдеться про підтримку чистоти в будинку. Представлено нове цікаве рішення стартапу Petgugu Global, яке полегшить життя власникам кішок та допоможе їм тримати свій будинок в ідеальній чистоті та порядку. Стартап Petgugu Global представив унікальний котячий унітаз, здатний автоматично змивати фекалії, забезпечуючи чистоту та свіжість у вашому будинку. Цей інноваційний пристрій оснащений різними розумними датчиками, які стежать за активністю вашого вихованця в туалеті та активуються для автоматичного очищення після його використання. Пристрій підключається до каналізаційної системи та забезпечує ефективне видалення відходів без необхідності втручання з боку власника. Крім того, унітаз має великий обсяг сховища, що змивається, що робить його ідеальним для домашніх, де живуть кілька кішок. Котячий унітаз Petgugu розроблений для використання з водорозчинними наповнювачами та пропонує ряд додаткових матеріалів. ...>>

Привабливість дбайливих чоловіків 14.04.2024

Стереотип про те, що жінки віддають перевагу "поганим хлопцям", довгий час був широко поширений. Однак нещодавні дослідження, проведені британськими вченими з Університету Монаша, пропонують новий погляд на це питання. Вони розглянули, як жінки реагують на емоційну відповідальність та готовність допомагати іншим у чоловіків. Результати дослідження можуть змінити наше уявлення, що робить чоловіків привабливими в очах жінок. Дослідження, проведене вченими з Університету Монаша, призводить до нових висновків щодо привабливості чоловіків для жінок. В рамках експерименту жінкам показували фотографії чоловіків з короткими історіями про їхню поведінку в різних ситуаціях, включаючи їхню реакцію на зіткнення з бездомною людиною. Деякі з чоловіків ігнорували безпритульного, тоді як інші надавали йому допомогу, наприклад, купуючи їжу. Дослідження показало, що чоловіки, які виявляють співчуття і доброту, виявилися більш привабливими для жінок порівняно з т ...>>

Випадкова новина з Архіву

Водень із золота та іржі 23.05.2013

Інженери з Duke University розробили новий спосіб отримання чистого водню, який допоможе вирішити проблему неекологічного викопного палива. Водню в навколишньому середовищі дуже багато, але виробляти та транспортувати молекулярний водень у промислових масштабах досі залишається справою дорогою та складною. Більше того, за сучасних технологій виробництва водню побічним продуктом найчастіше є чадний газ, який є токсичним для людей і тварин.

Вченим вперше вдалося створити каталітичний процес риформінгу нафтопродуктів, що зводить утворення шкідливого СО практично до нуля. Новий процес виробляє водень за значно нижчих температур, а побічними продуктами процесу є вуглекислий газ та вода. Слід зазначити, що попри викиди СО2 під час виробництва водню, забруднення атмосфери даним парниковим газом навіть зменшиться, оскільки водень згоряє чисто, з утворенням води.

Новий процес виробництва водню заснований на використанні наночастинок-каталізаторів із золота та оксиду заліза (іржі). У цьому й полягає ноу-хау, адже досі золото застосовувалося як єдиний каталізатор, тоді як інженери з Університету Дьюка використовували оксид заліза як підсилювач каталітичної реакції.

Завдяки новому каталізатору під час виробництва водню виділяється мізерна кількість чадного газу: менше 0,002% або 20 частин на мільйон. Це не тільки зменшує забруднення атмосфери, але й дозволяє виробляти чистий водень, придатний для застосування в осередках палива. Більш того, новий каталізатор пропрацював понад 200 годин без будь-яких ознак зниження ефективності або зростання викидів CO.

Поки що точний механізм роботи каталізатора невідомий - досі вважалося, що оксид заліза є лише структурою, що підтримує для золота. Проте виявилося, що він здатний безпосередньо впливати на реакцію риформінгу нафтопродуктів. Вчені вважають, що це пов'язано з розміром наночастинок золота та планують продовжити експерименти у цьому напрямі. Залишається сподіватися, що їм нарешті вдасться знайти досить ефективну та безпечну методику промислового виробництва водневого палива.

Інші цікаві новини:

▪ Мікросхема статичної пам'яті об'ємом 72 Мбіт CY7C147X

▪ Автомобіль дізнається обличчя водія

▪ Морське повітря не таке чисте

▪ Однокристальні системи Qualcomm IPQ8074 та QCA6290

▪ Глобальне потепління спровокує рекордну кількість переселенців

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ Розділ сайту Веселі завдання. Добірка статей

▪ стаття Типові інструкції з охорони праці. Види робіт. Довідник

▪ стаття Де існував податок на бездітність? Детальна відповідь

▪ стаття Спеціаліст з перевезень. Посадова інструкція

▪ стаття Водяний фонтан на сонячній батареї. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Простий ЧС детектор. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages of this page

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт