 |
 |
Лаборатория домашней безопасностиСхемы и идеи систем безопасности для самостоятельного изготовления |
|
||
|
||
|
|
Лаборатория домашней безопасностиСхемы и идеи систем безопасности для самостоятельного изготовления |
|
||
|
||
Есть идеи или полезные схемы? Рады будем опубликовать! Присылайте: sechome@narod.ru
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
ТЕРМОРЕГУЛЯТОР С АВТОМАТИЧЕСКИМ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕМ
Необходимо отметить, что конденсатор С5 при открытом тринисторе разряжается через диод VD12. Изменяя и регулируя время зарядки конденсатора С5 переменным резистором R12 в первом положении переключателя SA4, ток через нагрузку можно изменять в пределах 0.50 % от номинального.В положении переключателя SA4, когда замкнуты контакты 1 и 3, пульсирующее напряжение сети с выпрямителя также поступает на анод тринистора VS1. Транзистор VT3 обеспечивает разрядку конденсатора С5, когда закрывается тринистор. В этом случае управляющий сигнал на транзистор VT1 поступает непосредственно с транзистора VT4. Во время зарядки конденсатора С5 транзистор VT1 и тринистор открываются в начале каждого полупериода сетевого напряжения. После зарядки конденсатора С5 транзистор VT4 открывается и шунтирует цепь базы транзистора VT1, при этом тринистор VS1 будет закрыт. При замыкании контактов К1.1 напряжение питания подается на цепи управления тринисторов VS2 и VS3, которые открываются, включая нагрузку. Для выключения напряжения, поступающего в нагрузку, служит кнопка SA2. Действие терморегулятора основано на «изменении числа полупериодов напряжения, протекающего через нагрузку за определенный промежуток времени. При этом тринистор открывается только в начальной фазе полупериода сетевого напряжения, то определяется мгновенным напряжением сети, не превышающим 10 % от номинального значения напряжения сети. Переключатель SA4 может находиться в двух положениях: при замкнутых контактах 1 и 2 или 1 и 3, которые определяют пределы регулирования. В положении, отображенном на схеме, терморегулятор пропускает в нагрузку от 0 до -50 % мощности, а в положении, когда замкнуты контакты 1иЗ, от 50 до 100 % мощности. Основную функцию управления работой терморегулятора выполняет транзистор VT1. Если мгновенное напряжение сети меньше 10 % от номинального, т.е. 22 В, то транзистор VT1 открыт и тринистор пропускает напряжение в нагрузку. В это время транзистор VT2 также открыт за счет введения в его базовую цепь конденсатора С4. Если мгновенное напряжение сети превысит 22 В, то транзистор VT1 и тринистор VS1 закроются. Рассмотрим работу терморегулятора при различных положениях переключателя SA4. В положении, когда замкнуты контакты 1 2, пульсирующее напряжение с выпрямителя подается на анод трини-стора VS1. Транзистор VT3 инвертирует сигнал, поступающий с транзистора VT4. Конденсатор С5 заряжается через резистор R12 только при положительных полупериодах сетевого напряжения, то стабилизировано стабилитроном VD16. Во время зарядки конденсатора С5 транзисторы VT5, VT4 закрыты, транзисторы VT2, VT3 открыты, тринистор VS1 закрыт, ток через нагрузку не протекает. После зарядки конденсатора С5 до напряжения стабилизации стабилитрона VD16 через цепь базы транзистора VT4 начинает протекать ток, и транзистор VT4 открывается, а транзистор VT3 закрывается. В первом положении переключателя нет непосредственной связи между транзисторами VT1 и VT4. Если конденсатор С5 успел зарядиться в начале полупериода сетевого напряжения, то транзистор VT1 и тринистор VS1 открываются и ток начинает протекать через нагрузку RH в течение времени прохождения этого полупериода. В случае если конденсатор С5 не успел зарядиться и зарядка затянулась, то тринистор откроется только в начале следующего полупериода. В это время открытый транзистор VT2 шунтирует эмиттерный переход транзистора VT1. Автоматический терморегулятор на полупроводниковых приборах создан для эксплуатации в жестких условиях работы в холодном и умеренно холодном климатах при температуре окружающей среды от 40 до +45 С, относительной влажности воздуха до 95 % при температуре +22 °С и атмосферном давлении от 200 до 900 мм рт.ст. Рассматриваемый терморегулятор предназначен для подключения различных электронагревательных устройств общей мощностью До 2 кВт, работающих от сети переменного тока напряжением 220 В частотой 50 Гц. Подключать устройство к сети с напряжением 127 В нельзя. Изготавливают терморегулятор в виде прибора в пластмассовом корпусе, без заземления. Все элементы схемы во время работы находятся под высоким напряжением сети. Запрещается касаться элементов схемы руками или проводить регулировочные работы инструментом с неизолированной рукояткой. Зажимы подключения нагрузки Х2 и ХЗ также находятся под напряжением. Сетевые терморегуляторы, в которых применяют полуавтоматическое и автоматическое регулирование мощности нагревательного устройства, в последнее время получили широкое распространение. Принципиальная электрическая схема терморегулятора с автоматическим выключателем приведена на рис.3.8. терморегулятор состоит из входного устройства, двух выпрямителей, собранных на диодах VD1 — VD4, VD5 — VD8, устройства защиты от замыканий и перегрузок и устройства контроля и регулирования температуры электронагревательных приборов. На входе терморегулятора установлен предохранитель FU1, защищающий входную цепь от замыканий, электрический соединитель XI для подключения к электрической сети, неоновая лампа, сигнализирущая о включении прибора в сеть и подсвечивающая переключатель SA1 и сетевой фильтр, собранный на конденсаторах С1 и С2. Первый выпрямитель на диодах VD1 — VD4 предназначен для питания защитного узла автоматического выключателя, выполнен по однофазной двухполупериодной мостовой схеме. Второй выпрямитель также собран по схеме Греца на диодах VD5 — VD8. Пульсирующее напряжение с диодного моста подается на анод тринистора VS1 и через диоды VD10, VD11 — на узел управления этого тринистора. 
Защитное устройство представляет собой тринисторный ключ, выполненный на двух тринисторах VS2 и VS3. Последовательно с тринисторами включены обмотки реле К2. Работает устройство следующим образом. При перегрузке или коротком замыкании в выходной цепи растет ток, и при некотором его значении срабатывает реле К2, то своими контактами К2.1 разрывает цепь питания реле К1 (реле было включено ранее нажатием кнопки переключателя SA3). Включается в работу защитное устройство после подачи напряжения на обмотку реле К1 и замыкания контактов К1.1 и К1.2. При этом контакты К1.2 блокируют контакты переключателя SA3 и цепь не разрывается при отпускании кнопки переключателя. Дальнейшее повышение сетевого мгновенного напряжения на аноде тринистора приводит к открыванию транзистора VT3, после чего конденсатор С5 быстро разряжается. Так же как и в первом случае, если конденсатор С5 успевает зарядиться в начале положительного полупериода пульсирующего сетевого напряжения, открываются транзистор VT1 и тринистор VS1 и через нагрузку будет протекать половина номинального тока. Регулируя резистором R12 время зарядки конденсатора С5, можно увеличить ток, протекающий через нагрузку, в пределах 50.100 % от номинального тока теплонагревательного элемента. В терморегуляторе применены элементы следующих типов: резисторы R1 — R11 типа МЛТ, R12 типа СП-1-А; конденсаторы Cl, С2 типа МБМ-П-400В, СЗ типа К42У-2–500В-0,1, С4, С5 — К40У-9–400В; электрические соединители XI типа «вилка сетевая» с электрическим кабелем, Х2, ХЗ контактные зажимы; переключатели SA1 типа П1Т-1–1, SA2 — КМ1–1, SA3 — КП-2–1, SA4 — П2К (с фиксацией) или 3 шт. МТ1–1; электромагнитное реле К1 типа РЭС-9 (паспорт РС4.5247208), герконовое реле К2 типа КЭМЗА с двумя обмотками на самодельном каркасе; предохранитель FU1 типа ПМ1. Правильно собранный терморегулятор в регулировании не нуждается. В терморегуляторе могут быть применены и другие элементы, не ухудшающие качества работы. Так, резисторы типа МЛТ можно заменить на резисторы типов ОМЛТ, УЛИ, МТ, С2–1, ВСа, ВС, конденсаторы типа МБМ — на конденсаторы типов К42У-2, К75–12, К40П-2, конденсаторы типа К42У-2 на конденсаторы типов К40У-9, К78–6, тринисторы типа КУ202 на тринисторы с любым индексом и максимальным напряжением не менее 300 В. Все тринисторы должны быть установлены на радиаторах охлаждения. Транзистор типа КТ605Б можно заменить на транзистор типа КТ940А или любой другой с напряжением между эмиттером и коллектором не менее 300 В и статическим коэффициентом передачи не менее 50. Перед установкой в схему герконовое реле типа КЭМЗА помещают внутрь картонного или пластмассового каркаса, на который наматываются две катушки за один прием двумя обмоточными проводами марки ПЭВ-2 диаметром 0,67 мм. Каждая обмотка должна содержать по 18 витков. Выпрямительные диоды, образующие диодные мосты, могут быть также заменены другими выпрямительными диодами любой серии с обратным напряжением не менее 300 В. Основные технические данные терморегулятора с автоматическим выключателем Номинальное напряжение питающей сети переменного тока, В . . . 220 Пределы изменения напряжения питающей сети переменного тока, В 180. 245 Максимальный ток нагрузки, А 2 Максимальная мощность нагрузки, Вт 2000 Напряжение срабатывания автоматического защитного устройства, В 280 Пределы регулирования напряжения нагрузки при положении переключателя SA4, %: 1 и 2» 0.50 Зи1 50.100 Сопротивление изоляции токоведущих частей устройства, МОм, не менее. 10 Помехозащищенность светорегулятора при воздействии внешнего электромагнитного поля при напряженности, дБ, не менее 120 КПД, не менее. 0,80 ПРОСТЫЕ ЭЛЕКТРОННЫЕ ПОМОЩНИКИ ДОМА И НА САДОВО-ОГОРОДНОМ УЧАСТКЕ Большинство простых электронных помощников человека могут быть выполнены начинающими радиолюбителями. Эти устройства не требуют настройки и регулирования и, как правило, начинают работать сразу же после монтажа и сборки. Если собранное устройство не работает или его характеристики не соответствуют поставленной задаче, то рекомендуется проверить установленные элементы (их номиналы должны соответствовать заданным параметрам). Некоторую сложность предствляет проверка параметров транзисторов. Как проверить транзистор в условиях, когда нет сложных измерительных приборов и сделать в радиолюбительской мастерской их невозможно? Часто достаточно знать лишь коэффициент усиления транзистора и значение начального тока коллектора. Для проверки этих параметров можно изготовить простейший измеритель. На рис.4.1 представлена принципиальная электрическая схема простого прибора для измерения коэффициента усиления транзистора. На рис.4.2 приведена схема более универсального измерительного прибора для проверки транзисторов. Как видно из обеих схем, в них входит измерительный прибор РА1, резисторы и химический источник тока — батарейка от карманного фонаря. На первой схеме транзистор подключен к батарее питания и в цепи его базы протекает ток, значение того зависит от сопротивления резистора R1 при замыкании контактов переключателя SA1. Необходимо отметить, что сопротивление между базой и эмиттером ничтожно мало по сравнению с сопротивлением резистора R1. Независимо от качества транзистора значение тока базы постоянно, и рассчитано действие тока, равного 0,05 мА. Усиленный транзистором ток регистрирует измерительный прибор в цепи коллектора. 
Существует два коэффициента усиления: динамический и
статический. Оба коэффшщента усиления приблизительно равны между собой только
при условии, если максимальный ток коллектора при измерении не превышает 5 мА. Следовательно, по шкале прибора можно определять коэффициент усиления до 100.
Устройство, собранное по этой схеме, позволяет также проверять транзисторы большой мощности, но их проверка несколько отличается от проверки маломощных биполярных транзисторов. В положении переключателя SA3, когда замкнуты контакты 1 и 4, 5 и 8, включаются резисторы R2 и R1. Шунтирование боковой обмотки миллиамперметра резистором R1 приводит к повышению тока до 50 мА. В устройстве, отображенном на рис.4.2, применены элементы следующих типов: резисторы R1 типа МЛТ-2 с намотанным на него проводом из константана, нихрома или манганина, сопротивлением 1,5 Ом, R2 — R6 типа МЛТ; переключатели SA1 типа П1Т-1–1, SA2 типа П2Т-1–1, SA3 типа ПГК-ЗП6Н; электрические соединители XI, Х2 типа КМЗ-1, ХЗ — Х5 — контактные зажимы для подключения выводов транзистора; батарея от карманного фонаря GB1 типа КБС с номинальным напряжением 4,5 В; измерительный прибор РА1 типа М4204 или М93, М4200. рекомендуется отметить, что монтаж элементов в рассматриваемых устройствах лучше проводить на плате из диэлектрического материала, имеющей по всей площади металлизированные отверстия с шагом 2,5 мм, или на печатной плате из фольгированного гетинакса. Читатели сами могут изготовить печатную плату, руководствуясь электрической принципиальной схемой и рекомендациями, приведенными в литературе [5, 12, 15–17 и др. ]. Прежде чем приступить к проверке транзистора, необходимо точно установить цоколевку, которую можно найти в справочнике, и только после этого подключать его выводы к зажимам прибора. Для проверки начального тока коллектора выводы электродов эмиттера и коллектора остаются подключенными к зажимам прибора, а вывод базы соединяется с выводом эмиттера, после чего проводят измерение. По значению начального тока коллектора можно судить о качестве проверяемого транзистора. У всех транзисторов, используемых, к примеру, в карманных радиоприемниках, начальный ток не должен превышать 25.30 мкА. Транзистор с крупным начальным током коллектора почти всегда является причиной нестабильной работы электронного устройства. В устройствах, рассматриваемых в настоящей главе, применяют разнообразные элементы: датчики, преобразователи, индикаторы, обеспечивающие выдачу информации на исполнительные механизмы, управляющие системы и переключающие электронные цепи. В том или ином виде все эти элементы формируют сигналы, характеризующие контролируемые процессы выдачи'информации. Эта задача в большинстве случаев может быть решена при помощи простых устройств и элементов. Поскольку большинство процессов сводится к выработке и передаче сигналов, то в рассматриваемых электронных устройствах можно предложить к применению устройства и элементы подачи акустических, оптических и электромагнитных сигналов. Оптические элементы получили широкое распространение, но применяются для выработки сигнала оповещения реже, чем акустические, и используются совместно. Общие сведения об основных параметрах сенсоров, элементов индикации и сигнализации, определяющих их выбор и область применения, приведены в табл.4.1. Таблица 4.1. Основные параметры индикаторов, термосенсоров и фотоэлементов
ЭЛЕКТРОННОЕ РЕЛЕ ВРЕМЕНИ С АВТОМАТИЧЕСКИМ ОТКЛЮЧЕНИЕМ НАГРУЗКИ Реле времени, принципиальная схема того отображена на рис.4.3, предназначено для эксплуатации в условиях умеренно холодного климата при температуре от +15 до +35 °С, относительной влажности воздуха до 85 % при температуре +25 °С и атмосферном давлении в пределах 200.900 мм рт.ст. Применяют реле времени в тех случаях, когда необходимо задать выдержку в пределах 1.200 с при срабатывании в любой момент. к примеру, реле времени можно применить при печатании фотокарточек, при отсчете времени в кодовых замках, в переключающих устройствах, при приготовлении различных блюд и во многих других случаях. Работает реле времени от сети переменного тока напряжением 220 или 127 В частотой 50 Гц. Предусмотрена возможность работы реле от аккумуляторной батареи с номинальным напряжением 24 В. 
Электронное реле времени состоит из блока питания и устройства ручного управления. Блок питания выполнен в виде отдельного узла и включает входное устройство, сегевой понижающий трансформатор питания Т1, выпрямитель и емкостный фильтр. На входе устройства смонтирован электрический соединитель XI типа «вилка» с электрическим кабелем длиной до 2,3 м для подключения к сети переменного тока; сетевой плавкий предохранитель FU1, защищающий устройство от коротких замыканий, параллельно которому включена индикаторная лампа, включающаяся при перегорании предохранителя; емкостный фильтр на конденсаторах С1 и С2, защищающий от проникновения помех в электрическую сеть; переключатель SA1 для включения и выключения общего питания устройства, не имеющий фиксатора, и параллельно включенные ему контакты реле К 1.1, которые шунтируют переключатель SA1 после срабатывания реле К1. Сетевой понижающий трансформатор питания Т1 изготавливают на броневом магнитопроводе типа Ш с одной катушкой. Активная площадь поперечного сечения стали основного стержня должна быть не менее 5,5 см . Первичная обмотка трансформатора рассчитана на подключение к сети переменного тока напряжением 220 или 127 В. На вторичной обмотке действует напряжение переменного тока на выводах 4 и 5, 5 и 6 — напряжение -30 В. Сетевой трансформатор обеспечивает расчетный уровень выходного выпрямленного напряжения, достаточную электробезопасность и гальваническую развязку вторичных цепей реле времени от сети переменного тока. При изготовлении трансформатора необходимо усилить изоляцию между слоями обмотки и между обмотками и использовать обмоточный провод марки ПЭВ-2. Выпрямитель выполнен на двух диодах VD1, VD2 по однофазной двухполупериодной схеме с выводом средней точки трансформатора, работающей на емкостный фильтр. Достоинствами этого выпрямителя являются повышенная частота пульсации, малое число выпрямительных диодов, возможность применения общего радиатора без изоляции диодов; недостатками большая габаритная мощность трансформатора по сравнению с выпрямителем по мостовой схеме и по схеме удвоения напряжения и повышенное обратное напряжение на выпрямительных диодах. На выходе выпрямителя собран емкостный фильтр, выполненный на конденсаторе СЗ и сглаживающий пульсации выпрямленного напряжения. Подключение к устройству аккумуляторной батареи производят к гнездам Х5 и Х6 только в тех случаях, когда отсутствует сетевое напряжение, а питание подается на фотоувеличитель, имеющий лампу накаливания от бытового кинопроектора. Работает устройство при включении контактов переключателя сначала SA4, а затем SA3. Поеле подачи напряжения на реле К1 его контакты блокируют переключатель SA3. Принцип работы реле времени основан на зарядке и разрядке оксидного конденсатора С4. При работе от сети переменного тока сначала замыкаются контакты 1 и 2 переключателей SA2 и SA1, через которые напряжение поступает на выпрямитель, реле К1 и конденсатор С4. Сразу же после срабатывания реле К1 замыкаются все его контакты, обозначенные на схеме цифрами 1 и 2. При этом контакты К1Л шунтируют переключатель SA1, контакты К1.2 подают напряжение переменного тока 220 В на нагрузку R2 и R3, контакты К1.3 и К1.4 работают вхолостую, так как переключатели SA3 и SA4 не включены. Конденсатор С4 заряжается до напряжения выпрямителя. Во время зарядки конденсатора С4 транзистор VT1 закрыт и тока в цепи коллектора нет — реле обесточено. После зарядки конденсатора С4 переключателем SA2 замыкаются контакты 1 и 3, и конденсатор начинает разряжаться через две электрические цепи: резистор R5, транзисторный переход база — эмиттер VT1, резистор R4 и вторую цепь, состоящую из резисторов R6 — R8. Обе эти цепи определяют продолжительность разрядки конденсатора С4, и, следовательно, изменяя сопротивление резисторов, можно изменять выдержку времени в широких пределах. Номинальные значения резисторов, указанные на схеме, рассчитаны на выдержку времени до 200 с. Конденсатор С4, разряжаясь через переход базаэмиттер транзистора VT1, вызывает увеличение тока коллектора, что приводит к срабатыванию реле К1, то замыкает все свои контакты. Дальнейшая разрядка конденсатора через установленное время приводит к снижению тока в цепи базы транзистора и соответственно к уменьшению тока коллектора, и при некотором значении якорь реле К1 отпускается, и все устройство возвращается в исходное состояние. Контакты реле К1.1 и К1.2 — отключают нагрузку. Из схемы можно исключить замыкающие контакты К1.1, заменив переключатель, у того должна быть фиксация положения. В реле времени применены элементы следующих типов: резисторы Rl, R4 — R6 типа ВСа, R2 — нагрузка, в качестве той могут быть использованы лампы накаливания, термонагреватели мощностью не более 500 Вт, R3 — дополнительная нагрузка, R7, R8 типа СП-П-А; конденсаторы С1, С2 типа МБМ-П-500В, СЗ, С4 типа К50–3; лампа накаливания EL1 типа МН26–0,12–1; электрические соединители XI типа «вилка», Х2 — Х6 — контактные зажимы типа КМЗ-1; переключатели SA1 типа КМ1–1 или П1Т-1–1, SA2, SA4 типа П1Т-1–1, SA3 — КП-1 или КМ1–1; реле электромагнитное К1 типа РЭС-48 (паспорт РС4.590.203) или РЭС-32 (паспорт РС4.500.342); предохранители FU1 типа ПМ1, FU2 — ПМ1; аккумуляторая батарея GB1 типа 2КН-45 или 15СЦ-45; трансформатор питания Т1 типа Ш, моточные данные того приведены в табл.4.2. В реле времени могут быть применены и другие элементы, не ухудшающие основные параметры и эксплуатационные характеристики. к примеру, конденсаторы типа МБМ-II можно заменить на Таблица 4.2. Моточные данные сетевого понижающего трансформатора питания Т1, применяющегося в реле времени с автоматическим отключением нагрузки
Регулирование устройства обеспечивается при помощи простых измерительных приборов и секундомера. В первую очередь рекомендуется выполнить градуировку двух шкал, развернутых на угол поворота движков переменных резисторов R7 и R8. Для этого необходимо: установить ручки резисторов в крайнее верхнее по схеме положение, закоротив их на плюсовой вывод схемы; к гнездам Х2 и ХЗ подключить нагрузку; переключатель SA2 поставить в положение, когда замкнуты его контакты 1 и 3, как отображено на схеме, и одновременно включить секундомер. В момент отключения нагрузки, если это лампа накаливания, она погаснет, выключится секундомер. И по его отсчету полученное значение выдержки рекомендуется нанести на шкалу резистора R7. После этого ручку резистора R7 надо установить в любые другие промежуточные положения и по отсчету секундомера отградуировать всю шкалу. Затем ручку резистора R7 перевести в верхнее положение и, последовательно поворачивая ручку резистора R8, отградуировать вторую шкалу устройства. Резистором R7 можно установить выдержку времени от 1 до 20 с, а ручкой резистора R8 — от 20 до 200 с. Основные технические данные реле времени с автоматическим отключением нагрузки Номинальное напряжение питающей сети переменного тока, В . . . 220 или 127 Пределы изменения напряжения питающей сети переменного тока, В +10.-15 Коэффициент нелинейных искажений питающей сети переменного тока, %, не более .12 Время выдержки, с. 0.200 Максимальная мощность нагрузки, Вт 200 Напряжение срабатывания электромагнитного реле К1, В 21,6.26,4 Рабочий ток реле, мА: срабатывания. 20 отпускания 4 КПД, не менее. 0,92 .
При использовании материалов этого сайта ссылка обязательна! Правообладатели статей являются их правообладателями. Информация получена из открытых источников. |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
