Gc-helper.ru

ГК Хелпер
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Лампа в узле тока

Лампа в узле тока

Законы Кирхгофа являются одной из форм закона сохранения энергии и потому относятся к фундаментальным законам природы.

Первый закон Кирхгофа является следствием принципа непрерывности электрического тока, в соответствии с которым суммарный поток зарядов через любую замкнутую поверхность равен нулю, т.е. количество зарядов выходящих через эту поверхность должно быть равно количеству входящих зарядов. Основание этого принципа очевидно, т.к. при нарушении его электрические заряды внутри поверхности должны были бы либо исчезать, либо возникать без видимых причин.

Если заряды перемещаются внутри проводников, то они образуют в них электрический ток. Величина электрического тока может измениться только в узле цепи, т.к. связи считаются идеальными проводниками. Поэтому, если окружить узел произвольной поверхностью s (рис. 1), то потоки зарядов через эту поверхность будут тождественны токам в проводниках образующих узел и
суммарный ток в узле должен быть равным нулю.

Для математической записи этого закона нужно принять систему обозначений направлений токов по отношению к рассматриваемому узлу. Можно считать токи направленные к узлу положительными, а от узла отрицательными. Тогда для узла рис. 1 уравнение Кирхгофа будет иметь вид I 3 + I 4 — I 1 — I 2 = 0 или I 3 + I 4 = I 1 + I 2 .

Обобщая сказанное на произвольное число ветвей сходящихся в узле, можно сформулировать первый закон Кирхгофа следующим образом:

  • алгебраическая сумма токов в любом узле электрической цепи равна нулю

  • в любом узле сумма токов направленных к узлу равна сумме токов направленных от узла

, где p + q = n .

Очевидно, что обе формулировки равноценны и выбор формы записи уравнений может быть произвольным. Существенным является только соглашение о знаках токов для данной цепи, т.е. в пределах описания одной электрической цепи нельзя для разных узлов использовать разные знаки для токов направленных к узлам или от узлов .

При составлении уравнений по первому закону Кирхгофа направления токов в ветвях электрической цепи выбирают обычно произвольно . При этом необязательно даже стремиться, чтобы во всех узлах цепи присутствовали токи разных направлений. Может получиться так, что в каком-либо узле все токи сходящихся в нем ветвей будут направлены к узлу или от узла, нарушая тем самым принцип непрерывности. В этом случае в процессе определения токов один или несколько из них окажутся отрицательными, что будет свидетельствовать о протекании их в направлении противоположном принятому.

Второй закон Кирхгофа связан с понятием потенциала электрического поля, как работы, совершаемой при перемещении единичного точечного заряда в пространстве. Если такое перемещение совершается по замкнутому контуру , то суммарная работа при возвращении в исходную точку будет равна нулю. В противном случае путем обхода контура можно было бы получать положительную энергию, нарушая закон ее сохранения.

Каждый узел или точка электрической цепи обладает собственным потенциалом и, перемещаясь вдоль замкнутого контура, мы совершаем работу, которая при возврате в исходную точку будет равна нулю. Это свойство потенциального электрического поля и описывает второй закон Кирхгофа в применении к электрической цепи.

Он также как и первый закон формулируется в двух вариантах, связанных с тем, что падение напряжения на источнике ЭДС численно равно электродвижущей силе, но имеет противоположный знак. Поэтому, если какая либо ветвь содержит сопротивление и источник ЭДС, направление которой согласно с направлением тока, то при обходе контура эти два слагаемых падения напряжения будут учитываться с разными знаками. Если же падение напряжения на источнике ЭДС учесть в другой части уравнения, то его знак будет соответствовать знаку напряжения на сопротивлении.

Сформулируем оба варианта второго закона Кирхгофа , т.к. они принципиально равноценны:

  • алгебраическая сумма падений напряжения вдоль любого замкнутого контура электрической цепи равна нулю

Примечание: знак + выбирается перед падением напряжения на резисторе, если направление протекания тока через него и направление обхода контура совпадают; для падений напряжения на источниках ЭДС знак + выбирается, если направление обхода контура и направление действия ЭДС встречны независимо от направления протекания тока;

  • алгебраическая сумма ЭДС вдоль любого замкнутого контура равна алгебраической сумме падений напряжения на резисторах в этом контуре

, где p + q = n

Примечание: знак + для ЭДС выбирается в том случае, если направление ее действия совпадает с направлением обхода контура, а для напряжений на резисторах знак + выбирается, если в них совпадают направление протекания тока и направление обхода.

Здесь также как и в первом законе оба варианта корректны, но на практике удобнее использовать второй вариант, т.к. в нем проще определить знаки слагаемых.

С помощью законов Кирхгофа для любой электрической цепи можно составить независимую систему уравнений и определить любые неизвестные параметры, если число их не превышает число уравнений. Для выполнения условий независимости эти уравнения должны составляться по определенным правилам.

Общее число уравнений N в системе равно числу ветвей N в минус число ветвей, содержащих источники тока N J , т.е. N = N в — N J .

Наиболее простыми по выражениям являются уравнения по первому закону Кирхгофа, однако их число N 1 не может быть больше числа узлов N у минус один.
Недостающие уравнения составляются по второму закону Кирхгофа, т.е.

N 1 = N у -1 ;

N 2 = N — N 1 = N в — N J — N 1.

Сформулируем алгоритм составления системы уравнений по законам Кирхгофа :

  1. определить число узлов и ветвей цепи N у и N в ;
  2. определить число уравнений по первому и второму законам N 1 и N 2 . ;
  3. для всех ветвей (кроме ветвей с источниками тока) произвольно задать
    направления протекания токов;
  4. для всех узлов, кроме одного, выбранного произвольно, составить уравнения по первому закону Кирхгофа;
  5. произвольно выбрать на схеме электрической цепи замкнутые контуры таким образом, чтобы они отличались друг от друга по крайней мере одной ветвью и чтобы все ветви, кроме ветвей с источниками тока, входили по крайней мере в один контур;
  6. произвольно выбрать для каждого контура направление обхода и составить уравнения по второму закону Кирхгофа, включая в правую часть уравнения ЭДС действующие в контуре, а в левую падения напряжения на резисторах. Примечание: Знак ЭДС выбирают положительным, если направление ее действия совпадает с направлением обхода независимо от направления тока; а знак падения напряжения на резисторе принимают положительным, если направление тока в нем совпадает с направлением обхода.

Рассмотрим этот алгоритм на примере рис 2.

Здесь светлыми стрелками обозначены выбранные произвольно направления токов в ветвях цепи. Ток в ветви с R 4 не выбирается произвольно, т.к. в этой ветви он определяется действием источником тока.

Число ветвей цепи равно 5, а т.к. одна из них содержит источник тока, то общее число уравнений Кирхгофа равно четырем.

Число узлов цепи равно трем ( a, b и c ), поэтому число уравнений по первому закону Кирхгофа равно двум и их можно составлять для любой пары из этих трех узлов. Пусть это будут узлы a и b , тогда

b ) I R 3 + I E 2 = I R 1 + I R 2 Ы I R 3 + I E 2 — I R 1 — I R 2 = 0

По второму закону Кирхгофа нужно составить два уравнения. Выберем два контура I и II так, чтобы все ветви, кроме ветви с источником тока попали по крайней мере в один из них, и зададим произвольно направление обхода как показано стрелками. Тогда

II) E 2 = I R 2 R 2

При выборе контуров и составлении уравнений все ветви с источниками тока должны быть исключены, т.е. контуры обхода не должны включать ветви с источниками тока. Это не означает что для контуров с источниками тока нарушается второй закон Кирхгофа. Просто при необходимости определения падения напряжения на источнике тока или на других элементах ветви с источником тока это можно сделать после решения системы уравнений. Например, на рис. 2 можно создать замкнутый контур из элементов R 3 , R 4 , J и E 2 , и для него будет справедливым уравнение

I R 3 R 3 + E 2 + JR 4 + U J = 0 ,

где U J — падение напряжения на источнике тока J.

Из сказанного выше очевидно, что законы Кирхгофа необязательно использовать в виде систем уравнений. Они справедливы всегда для любого узла и для любого замкнутого контура любой электрической цепи.

Современные средства математического анализа позволяют легко получить результат решения составленной выше системы уравнений, если она записана в матричной форме A ґ X = B . Это можно сделать, например, для токов в качестве неизвестных.

Каждая строка матрицы A должна соответствовать одному из уравнений (7)-(10). Поэтому в строки матрицы A нужно включить все коэффициенты при токах соответствующего уравнения, в той последовательности, в какой эти токи включены в координаты вектора неизвестных величин . Если какой-либо ток отсутствует в уравнении, то в качестве элемента матрицы нужно указать нуль. Для включения в матрицу уравнения по первому закону Кирхгофа удобнее записывать в форме (1) с нулевой правой частью, однако, для уравнения (7) нужно перенести ток источника J в правую часть, т.к. он не входит в число неизвестных.

Вектор неизвестных токов X представляет собой столбец, в который включены неизвестные токи в произвольной последовательности.

Вектор B представляет собой столбец, координатами которого являются источники электрической энергии, действующие в цепи (правая часть уравнений (7)-(10)). Порядок включения их в столбец должен соответствовать порядку записи уравнений в строки матрицы A .

Составим матричное уравнение для схемы рис. 2 , используя полученные ранее уравнения (7)-(8) и (9)-(10) .

Здесь для упрощения восприятия строки записи помечены указателями на тот узел или контур, которому они соответствуют.

Лампа в узле тока

Автор: El-Eng
Опубликовано 22.08.2012
Создано при помощи КотоРед.
Участник Конкурса «Поздравь Кота по-человечески 2012!»

Разработчики ламповых усилителей зачастую пренебрегают теми возможностями, которые предоставляют современная элементная база и современная схемотехника. Борясь за чистоту «лампового звука» они признают достойными внимания только те схемные решения, которые использовались в эпоху расцвета ламп. В предлагаемом вашему вниманию усилителе реализован совершенно иной подход: усиление переменного сигнала осуществляется классическими ламповыми каскадами, а режимы работы ламп по постоянному току задаются современными активными компонентами с применением современных схемотехнических методов. Такой подход позволил сохранить особенности воспроизведения звука, присущие ламповому усилителю, и обеспечил отсутствие зависимости режимов работы от параметров отдельных экземпляров ламп и дрейфа этих параметров.
Описываемый усилитель предназначен для прослушивания музыки во время работы за компьютером. Его также можно использовать в качестве усилителя для стереонаушников. Усилитель построен на триодах, его выходная мощность — 2.5Вт, а полоса усиливаемых частот — 25Гц…25кГц. Коэффициент нелинейных искажений не превышает 0.3% при выходной мощности 250 мВт.

Прежде чем перейти к описанию устройства, сделаю необходимое предупреждение:

Внимание! Данное устройство использует опасные для жизни напряжения и предназначено для повторения только достаточно опытными радиолюбителями. Автор не несет никакой ответственности за последствия, наступившие в результате повторения этого устройства или его отдельных частей.

Выбор ламповых триодов в качестве усилительных элементов был обусловлен желанием построить наиболее классический вариант лампового усилителя. С этой же целью было решено отказаться от применения отрицательной обратной связи в выходном каскаде. Вначале, усилитель предполагалось сделать однотактным, но наличие достаточно мощных сдвоенных триодов и меньший коэффициент нелинейных искажений двухтактного выходного каскада определили окончательный выбор в его пользу.

Принципиальная схема одного из каналов усилителя (левого) представлена на рисунке:


Усилитель имеет два каскада предварительного усиления (усилитель напряжения и фазоинвертор) и выходной каскад. Усилитель напряжения реализован на триоде VL1A (половина лампы 6Н2П, другая половина используется в правом канале) по известной схеме, с тем отличием, что ток катода задан источником тока на транзисторе Q1 и не зависит от параметров лампы. Легко видеть, что напряжение на аноде также не зависит от параметров используемой лампы. Таким образом, триод находится в фиксированном режиме работы по постоянному току.
Фазоинвертор выполнен на триоде VL2A (половина лампы 6Н23П, другая половина также используется в правом канале) по схеме с разделенной нагрузкой и непосредственной связью с первым каскадом. Режим работы этого триода также задан источником тока. Этот источник тока построен с применением микросхемы TL431 (U2), которая поддерживает постоянным падение напряжения на резисторе R15, стабилизируя ток эмиттера, а, следовательно (с учетом погрешности, вызванной базовым током), и ток коллектора транзистора Q2. Транзистор Q1 подключен к транзистору Q2 по схеме токового зеркала.
Посредством цепи C2, R4, R9, C6, предварительный усилитель охвачен неглубокой ООС с целью стабилизации величины усиления с обеспечением возможности её подстройки (при помощи переменного резистора R9) и снижения нелинейных искажений. Следует отметить, что действие этой ООС сохраняется даже тогда, когда выходной каскад оказывается в режиме перегрузки, поэтому ООС не оказывает негативного влияния на воспроизведение звукового сигнала.
Выходной двухтактный каскад также выполнен по известной схеме, но рабочий ток этого каскада задан источником тока на микросхеме U1. Этот каскад работает в режиме A, вместе с тем, сравнительно большое значение ёмкости конденсатора C5, шунтирующего источник тока по переменному напряжению, позволяет выходному каскаду короткое время (несколько миллисекунд) работать в режиме AB, что благоприятно сказывается на воспроизведении коротких пиков музыкального сигнала. Стабилитрон D1 защищает микросхему U1 от возможных перенапряжений.

Питание усилителя осуществляется от стабилизатора напряжения, в котором реализована задержка включения, необходимая для предварительного прогрева ламп с целью продления их срока службы. В то же время, подача анодного напряжения на прогретые лампы усилителя приводит к одному неприятному эффекту, которому, как правило, не уделяют достаточного внимания. Дело в том, что первоначальный заряд разделительных конденсаторов, установленных в цепи управляющих сеток ламп выходного каскада, вызывает скачок напряжения на этих сетках, что, в свою очередь, приводит к броску тока через эти лампы. Ситуация усугубляется тем, что шунтирующая емкость в цепи катодов этих ламп также разряжена в момент подачи анодного напряжения.
Для минимизации влияния данного эффекта, в описываемом усилителе применено устройство защиты, реализованное на элементах D2-D6, R16, R17 и C11. В первый момент после включения питания, конденсатор C11 разряжен, поэтому заряд разделительных конденсаторов, в основном, происходит через диоды D2, D3, D5, D6, что существенно снижает амплитуду скачка напряжения на сетках. В дальнейшем, конденсатор заряжается до напряжения, определяемого делителем R16-R17, диоды закрываются, и устройство не влияет на работу усилителя. Диод D4 нужен для ускорения разряда конденсатора C11 при выключении питания.

Выходной трансформатор изготовлен на сердечнике от трансформатора кадровой развертки ТВК110-ЛМ. Первичная обмотка трансформатора имеет две соединенные последовательно секции по 2184 витка провода ПЭВТЛ-1 диаметром 0.14 мм. Вторичная обмотка, для номинальной нагрузки 6 Ом, имеет две соединенные последовательно секции по 42 витка провода ПЭВ-1 диаметром — 0.64 мм.
Считается, что намотка выходного трансформатора вызывает наибольшую трудность при изготовлении лампового усилителя. Выходной трансформатор описываемого усилителя имеет конструкцию, существенно снижающую трудоёмкость его изготовления. Каркас катушки изготовлен из стеклотекстолита толщиной 1.0 мм. Катушка разделена посередине на две части дополнительной перегородкой, имеющей сквозной паз. Расположение обмоток на каркасе схематично показано на рисунке:


Красным показано расположение секций вторичной обмотки, а синим – первичной. Разным наклоном штриховки отмечено разное направление намотки при изготовлении обмотки трансформатора.

Намотку катушек трансформатора начинают с первой секции вторичной обмотки. Диаметр провода выбран таким образом, чтобы секция уложилась в один слой. При намотке секции, 21 виток укладывают в одной части катушки, а ещё 21 – в другой, пропустив провод в паз центральной перегородки. После этого, обмотку тщательно изолируют (я использовал комбинацию из сантехнической фум-ленты и пленки от «рукава для запекания» фирмы Paclan), и приступают к намотке первой секции первичной обмотки (2184 витка). Она наматывается внавал в одной половине катушки без каких-либо прокладок. Намотка должна быть максимально плотной, необходимо следить, чтобы при намотке витки не проваливались внутрь катушки (особенно часто это случается у её краев). Далее, таким же образом, на второй половине катушки наматывают вторую секцию первичной обмотки (2184 витка). Направление намотки должно быть противоположным по отношению к первой секции для того, чтобы средняя точка обмотки получалась соединением расположенных ближе к сердечнику выводов обеих секций. После изоляции первичной обмотки наматывают оставшуюся секцию вторичной обмотки. Направление намотки также должно быть противоположным по отношению к первой секции, для того, чтобы полная вторичная обмотка получалась соединением выводов, расположенных с одной стороны катушки. Готовая катушка обматывается снаружи фум-лентой и защищается слоем малярного скотча. После этого трансформатор собирается, и сердечник стягивается для обеспечения отсутствия зазора между его частями.

Особенностями воспроизведения звука в условиях, для которых предназначен данный усилитель, являются близость точки прослушивания к источнику звука и, как правило, окружающая тишина. Эти особенности налагают повышенные требования к уровню фона переменного тока. Чтобы гарантировать минимальный фон, в усилителе применен стабилизированный блок питания, принципиальная схема которого приведена ниже:

Блок питания обеспечивает переменное напряжение накала 6.3В, содержит стабилизированный источник напряжения -5В и стабилизированный источник анодного напряжения +300В, который опишу более подробно.

Прототипом стабилизатора анодного напряжения является разработанный Евгением Карповым “Простой высоковольтный стабилизатор”. По сравнению с прототипом, схема существенно переработана с целью увеличения коэффициента стабилизации и повышения устойчивости стабилизатора. Кроме того в нем реализована задержка подачи выходного напряжения, а защита от перегрузки и короткого замыкания имеет спадающую выходную характеристику.
Основой стабилизатора является микросхема TL431 (U1), сигнал с которой передается на регулирующий транзистор Q2 посредством усилительного каскада с общей базой (Q5). Нагрузкой этого каскада служит источник тока на транзисторе Q4, это обеспечивает повышенный коэффициент усиления каскада, что способствует увеличению коэффициента стабилизации. Кроме того, пульсации выпрямленного напряжения не проникают в цепь управления регулирующим элементом, что также способствует снижению их уровня. Цепочка C5-R13 обеспечивает частотную коррекцию этого каскада. Посредством конденсатора C4 осуществляется общая коррекция частотной характеристики стабилизатора.
Защита от перегрузки и короткого замыкания работает следующим образом. При нормальной работе транзистор Q1 открыт и на базе транзистора Q3 формируется напряжение, вызванное протеканием тока нагрузки через параллельное соединение резисторов R2 и R8. Когда, при увеличении тока нагрузки, это напряжение достигнет величины примерно 0.6В (при указанных номиналах, ток должен быть около 120мА), транзистор Q3 начнет открываться, шунтируя напряжение на затворе регулирующего транзистора Q2. Схема перейдет в режим ограничения тока, и, при дальнейшем уменьшении сопротивления нагрузки, напряжение на выходе будет уменьшаться. Вследствие этого, в определённый момент, транзистор Q1 закроется, и напряжение на базе транзистора Q3 станет определяться протеканием тока только через резистор R8, что приведет к уменьшению величины ограничиваемого тока (примерно до 60мА). Значение этого тока сохранится вплоть до короткого замыкания в нагрузке.
Транзистор Q6, конденсатор C7 и резистор R16 образуют узел задержки подачи выходного напряжения. В первый момент после включения питания, конденсатор C7 разряжен и на эмиттере транзистора Q5, транзистором Q6, поддерживается напряжение около 0.7В. Транзистор Q5 переходит в режим насыщения, и напряжение на выходе стабилизатора поддерживается на уровне около 0В. По мере заряда конденсатора C7 через резистор R16, напряжение на эмиттере транзистора Q5 возрастает, и, в определенный момент, он выходит из насыщения, стабилизатор включается, и напряжение на выходе плавно достигает требуемого значения. Дальнейший рост напряжения на конденсаторе C7 полностью закрывает транзистор Q6 и в дальнейшей работе стабилизатора он не участвует. Время задержки при указанных номиналах – около 40 секунд. После выключения питания, работоспособность устройства задержки восстанавливается постепенно, по мере разряда конденсатора C7, поэтому задержка не происходит при кратковременном пропадании питания.
Для обеспечения нормальной работы стабилизатора, регулирующий транзистор Q2 необходимо разместить на теплоотводе. На него, также, желательно поместить транзистор Q5.

Электронные компоненты и схемные решения, примененные в усилителе, обеспечивают его работу в заранее заданном режиме. Как собственно усилитель, так и блок питания не требуют наладки, и, при условии исправных компонентов и отсутствии ошибок монтажа, начинают работать сразу после включения. Единственное, что может потребоваться, это установка величины усиления канала.
Тем не менее, проверку работоспособности усилителя следует выполнять в определённой последовательности. Прежде всего, необходимо убедиться в отсутствии ошибок монтажа. До первого включения устройства его необходимо отмыть от остатков флюса. Печатные платы рекомендуется покрыть одним слоем лака Plastik фирмы Cramolin. Это убережет от образования проводящих мостиков между дорожками платы, возникающими из-за пониженного поверхностного сопротивления текстолита, вызванного остатками хлорного железа, активного флюса и т.д. Первое включение любого высоковольтного устройства следует проводить, находясь на некотором расстоянии от него: некачественные компоненты, особенно конденсаторы, представляют реальную опасность.
Сначала проверяют работоспособность блока питания: подключив его к сети, убеждаются в отсутствии “пиротехнических эффектов”. Следует помнить, что вследствие работы узла задержки, выходное напряжение высоковольтного стабилизатора подается примерно через 40 секунд после включения блока питания. Если необходимо, узел задержки можно временно отключить, отсоединив от схемы эмиттер транзистора Q6. После выхода стабилизатора в рабочий режим, убеждаются в отсутствии самовозбуждения (это удобно делать в точке соединения резисторов R12, R14 и конденсатора C4, осциллограф должен использоваться с щупом-делителем на 10) и проверяют выходное напряжение (его величину можно подстроить резистором R14). После этого проверяют наличие напряжения -5В и переменного напряжения 6.3В.
Проверку работоспособности усилителя начинают с каскадов предварительного усиления, лампу VL3 не устанавливают в панель. После подачи питания, проверяют падение напряжения на резисторах R14 и R15, оно должно быть около 2.5В. Падение напряжения на резисторе R1 должно быть около 170В, а на резисторах R2 и R5 — около 40В. Работу предварительного усилителя можно проверить, подав на вход переменный сигнал, при этом на выходах должны появиться усиленные сигналы, находящиеся в противофазе.
После проверки работы предварительного усилителя, питание отключают и устанавливают лампу VL3. Подав питание, проверяют падение напряжения на резисторе R13, оно должно быть около 1.25В. Напряжение на катодах лампы VL3 не должно превышать 20В.
Убедившись в работоспособности усилителя, при помощи переменного резистора R9, устанавливают необходимое усиление канала, им же осуществляют балансировку каналов.

Усилитель собран в корпусе от компьютерного блока питания, а в качестве лицевой панели использована пластмассовая деталь от лотка подачи бумаги струйного принтера Epson. Установленный на верхней части корпуса небольшой вентилятор обеспечивает циркуляцию воздуха внутри корпуса.


Чертеж печатных плат усилителя не приводится, поскольку значительная часть соединений выполнена объемным монтажом.

В рамках статьи невозможно предусмотреть ответы на все вопросы, которые могут возникнуть у тех, кто заинтересуется данной конструкцией, поэтому с вопросами обращайтесь сюда.

Схемы световой и звуковой сигнализации КИП и А

Здесь представлены и рассматриваются простые схемы световой и звуковой сигнализации для устройств и приборов КИП и А.

Внимание! Так как все схемы работают под напряжением 220 Вольт, опробование и наладка должна производиться квалифицированным персоналом с соответствующей группой допуска по электробезопасности.

Простая схема световой и звуковой сигнализации

Схема общей сигнализации, показанная на рисунке 1 содержит минимальное количество коммутационных элементов.


Рисунок 1. Простая схема световой и звуковой сигнализации КИП и А

S1. Si – нормально разомкнутые контакты реле приборов, замыкающиеся при достижении уставок приборов значений, при которых должна срабатывать сигнализация.
SB1 – Кнопка «Опробование». Имитирует срабатывание сигнализации. При нажатии загорается лампочка E1 и слышен звук сирены / звонка B1.
SB2 – Кнопка «Съем звука». Служит для отключения звука сигнализации. Световая сигнализация при этом продолжает работать.
K1.1 – нормально разомкнутый контакт реле K1.
K1.2 – нормально замкнутый контакт реле K1.
K1 – электромагнитное реле / пускатель, с рабочим напряжением 220 вольт переменного тока на катушке, с одним нормально замкнутым и одним нормально разомкнутым контактами.
E1 – лампа накаливания 220 вольт – световая сигнализация.
B1 – сирена / звонок, с рабочим напряжением 220 вольт переменного тока – звуковая сигнализация.

Принцип действия сигнализации

Контакты реле приборов S1. Si ( их может быть неограниченное количество), запараллелены между собой и с кнопкой «Опробование» сигнализации.

При замыкании любого из них загорается лампочка «E1» световой сигнализации, а также через нормально замкнутый контакт K1.2 реле K1, напряжение 220 вольт подается на сирену / звонок звуковой сигнализации.

Если сигнализация включена, а нужно отключить звук, — нажатием кнопки «Съем звука», напряжение подается на катушку реле K1. При его срабатывании размыкается цепь питания сирены (контакт K1.2), звук отключается. Само же реле подхватывается через контакт K1.1.

Если контакт прибора, вызвавший включение сигнализации размыкается, то соответственно выключается сигнализация – и световая, и звуковая. Реле K1 приводится в исходное состояние.

При использовании лампочки и сирены большой мощности, через коммутационные контакты S1. Si реле приборов может проходить большой ток, что может привести к их подгоранию и выходу из строя. Поэтому, при реализации данной схемы необходимо следить за тем, чтобы суммарный ток лампочки и сирены не превышал предельно допустимый паспортный ток для выходных устройств (реле) приборов.

Буферизированная схема световой и звуковой сигнализации

Схема общей сигнализации, представленная на рисунке 2 по принципу действия соответствует схеме сигнализации представленной выше.


Рисунок 2. Буферизированная схема световой и звуковой сигнализации

Но здесь добавлено промежуточное буферное реле K1 (

220 вольт), исключающее выход из строя контактов реле выходных устройств приборов.

При замыкании контакта реле выходных устройств приборов, через катушку реле / пускателя K1 проходит сравнительно небольшой ток, в большинстве случаев не превышающий предельно-допустимый паспортный. В то же время замыкающий, силовой контакт этого реле / пускателя, может коммутировать достаточно большую мощность для подключения лампочки и сирены свето-звуковой сигнализации.

Триггерная схема световой и звуковой сигнализации

Предыдущие две схемы сигнализации работают таким образом, что при превышении каких либо уставок загорается лампочка и включается звук, а при переходе в нормальный режим, — и свет и сирена отключаются.

В некоторых случаях может быть необходимо включении сигнализации на длительное время даже при кратковременном превышении уставок технологических параметров.

Схема такой сигнализации изображена на рисунке 3.


Рисунок 3. Триггерная схема световой и звуковой сигнализации

Принцип действия аналогичен предыдущей схеме, за исключением того, что в реле K1 добавлен нормально разомкнутый контакт самоподхвата K1.1 и кнопка сброса (выключения) сигнализации SB2.

Даже при кратковременном превышении параметра уставок приборов (замыкании контактов S1. Si), реле K1 сработает и заблокируется контактом K1.1.

Сбросить его в исходное состояние (выключить сигнализацию) можно разорвав цепь питания его катушки вручную кнопкой SB2.

Схема световой и звуковой сигнализации на реле РТД12

Схема звуковой сигнализации на реле РТД12 показана на рисунке 4.

Если предыдущие схемы идеально подходят реализации для одноканальной сигнализации, то при подключении нескольких приборов не всегда может быть удобно определять каким именно прибором вызвано включение сигнализации. Схема, приведенная ниже работает таким образом, что при срабатывании сигнализации от неограниченного числа приборов включается общая звуковая сигнализация – сирена и загорается одна или несколько лампочек, указывающая на канал (прибор, устройство) от которого сработала сигнализация.


Рисунок 4. Схема световой и звуковой сигнализации на реле РТД12

K1 – реле опробования сигнализации . Напряжение катушки =

220 вольт.
K2 – реле включения / отключения звуковой сигнализации. Напряжение катушки =

220 вольт.
B1 – звонок / сирена

220 вольт.
S1. Si – контакты реле уставок приборов (может быть неограниченное количество)
E1. E2 – лампочки накаливания

220 вольт, 10 Вт
VD1. VDi — диоды типа Д226Г или более современные, на напряжение не менее 400 вольт.
SB1, SB2 – кнопки «опробование сигнализации» и «съем звука».
R1 – резистор 2.2 кОм, мощностью не менее 10 Вт.

Особенность схемы заключается в том, что при замыкании одного из контактов реле выходных устройств приборов, фаза

220 Вольт подается через соответствующую лампочку канала на вход реле РТД12, вызывая его включение. При этом лампочка горит и включается звуковая сигнализация.

Если лампочка неисправна, то не происходит включение реле, и соответственно не сработает ни звуковая, ни световая сигнализация. Чтобы избежать этого, требуется периодически проверять работу сигнализации, исправность лампочек. Для этих целей предназначена кнопка SB1 — «опробование сигнализации». При ее нажатии срабатывает реле K1, загораются все исправные лампы сигнализации, а также включается сирена / звонок звуковой сигнализации.

Отключение звука производится кнопкой SB2 — «съем звука».

Лампа в узле тока

1. НАЗНАЧЕНИЕ

Лампа является мощным концентрированным источником излучения в ультрафиолетовой и видимой областях спектра и используется как источник света в данных областях спектра в микроскопах «Люмам-Р», «Люмам-И» и др.

Блок питания изготавливается для работы в микроклиматических районах с умеренным климатом в лабораторных помещениях при температуре воздуха от 10 до 35° С, относительной влажности до 80% при температуре 20°C, атмосферном давлении (100±4) кПа (750±30) мм рт. ст. и для работы в макроклиматических районах как с сухим, так и с влажным тропическим климатом в лабораторных помещениях при температуре воздуха от 10 до 45°C, относительной влажности 80% при температуре 27°C.

2. ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ

Источник питания — сеть однофазного переменного тока напряжением 220 В, 50 Гц.

Примечание. Снижение тока менее 3 А ведет к ухудшению стабильности работы лампы, увеличение тока более 4 А приводит к сокращению срока ее службы.

Электрическая прочность изоляции цепей сетевого питающего напряжения по отношению к корпусу обеспечивает отсутствие пробоев и поверхностных перекрытий.

Блок питания сохраняет свои электрические характеристики в течение 8 часов непрерывной работы.

Потребляемая мощность — не более 750 В·А.

3. СОСТАВ БЛОКА ПИТАНИЯ

В состав блока питания входят: элементы цепи питания лампы ДРШ-250-3 (трансформатор Ю-49.80.322 и дроссель Ю-43.15.645), элементы индикации (лампа и амперметр), элементы управления (переключатель, кнопка), элементы защиты от радиопомех и поджигающее устройство Ю-48.23.040.

4. УСТРОЙСТВО И РАБОТА БЛОКА ПИТАНИЯ

4.1. Принцип действия

Принцип действия блока питания основан на ограничении величины переменного тока реактивным сопротивлением (при этом активные потери мощности на балластном сопротивлении минимальны). В качестве регулируемого реактивного сопротивления использован дроссель.

4.2. Работа блока питания

Электрическая схема блока питания показана на рис.1. Блок питания рассчитан на работу от сети переменного тока напряжением 220 В, частотой 50 Гц (в экспортном исполнении — от сети напряжением 230 или 240 В, частотой 50 Гц). В зависимости от величины напряжения питания производится переключение отводов 1-2, 1-3, 1-4 трансформатора соответственно.

Подключение блока питания к сети осуществляется посредством штепсельного разъема Ш1. Питание на первичную обмотку трансформатора Тр подается через переключатель В1, предохранитель Пр и дроссель Др. Напряжение на лампу ДРШ-250-3 поступает со вторичной обмотке трансформатора через амперметр ИП и разъем Ш2.

Поджиг лампы осуществляется подачей высокого на пряжения на поджигающий электрод от поджигающего устройства Ю-48.23.040 путем кратковременного нажатия кнопки Кн ПОДЖИГ.

Блок питания обеспечивает нормальный и форсированный режимы работы лампы ДРШ-250-3.

Контроль за режимом работы лампы обеспечивается амперметром ИП.

Конденсаторы С1, С2, СЗ подавляют возникающие при работе лампы радиопомехи.

В целях обеспечения безопасности корпус блока питания заземляется.

Приложение 1

ПЕРЕЧЕНЬ ЭЛЕМЕНТОВ К ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СХЕМЕ БЛОКА ПИТАНИЯ

4.3. Устройство блока питания

Блок питания показан на рис. 2 и 3. Конструктивно блок питания оформлен в каркас универсальной модульной конструкции с габаритными размерами 770x492x380 мм.

На шасси блока питания расположены силовой трансформатор Тр, дроссель Др, конденсаторы С1, С2, СЗ и поджигающее устройство Ю-48.23.040.

На лицевой панели блока питания расположены выключатель питания СЕТЬ, регулятор ТОК ЛАМПЫ дросселя, кнопка ПОДЖИГ, амперметр, сигнальная лампа.

На задней панели блока питания размещены шнур вилкой Ш1 СЕТЬ для включения блока питания в сеть, шнур с приборной розеткой Ш2 НАГРУЗКА для подключения лампы ДРШ-250-3, розетка ШЗ КОНТРОЛЬ, высоковольтный кабель со штеккером Ш4 ПОДЖИГ, клемма ЗЕМЛЯ, предохранитель 10 А.

5. УСТРОЙСТВО И РАБОТА СОСТАВНЫХ ЧАСТЕЙ БЛОКА ПИТАНИЯ

5.1. Схема питания лампы ДРШ-250-3

Для согласования нагрузки с питающей сетью и разделения нагрузки от сети (с целью обеспечения безопасности обслуживающего персонала) использован понижающий трансформатор Тр (см. рис. 1). Напряжение переменного тока частотой 50 Гц со вторичной обмотки трансформатора через амперметр ИП и разъем Ш2 подается на рабочие электроды лампы ДРШ-250-3.

Дроссель Др ограничивает пусковой ток лампы в пределах 6,5—8 А.

Плавная регулировка тока лампы осуществляется путем изменения величины воздушного зазора дросселя (вращением рукоятки ТОК ЛАМПЫ).

5.2. Поджигающее устройство Ю-48.23.040

Электрическая схема поджигающего устройства показана на рис. 4.

Устройство предназначено для создания начальной ионизации газа в газоразрядных лампах сверхвысокого давления. При подаче на вход поджигающего устройства переменного напряжения 220 В, 50 Гц (нажатием кнопки Кн ПОДЖИГ (см. рис. 1), в течение отрицательного полупериода накопительный конденсатор С2 заряжается через диод Д1 до величины амплитудного значения напряжения сети (см. рис. 4). В течение положительного полуперид напряжение через цепь задержки, состоящую из резисторов НЗ, Ш и конденсатора СЗ, запускает тиристор ПП2, который подает импульс тока управления на тиристор ПП1.

После запуска тиристора ПП1 замыкается цепь последовательного LC-контура, состоящего из конденсатора С2 и обмотки 3-4 трансформатора Тр1. В выходной цепи высоковольтного трансформатора возникают затухающие высокочастотные колебания с амплитудой порядка 10 кВ. Все элементы поджигающего устройства расположены на основании из прессматериала и закрыты изоляционной защитной крышкой. Высоковольтный трансформатор Тр1 выполнен на сердечнике, собранном из трех колец М600НН-8, К40Х25Х7Д и залит компаундом.

Выход поджигающего устройства соединяется с нагрузкой высоковольтным кабелем. Один конец кабеля припаивается к лепестку 1 трансформатора Тр1, пропущенному через отверстие в основании устройства, а другой, заканчивающийся штеккером Ш4, подключается к гнезду фона-, в котором крепится лампа ДРШ-250-3. Штеккер имеет усиленную изоляцию.

6. УКАЗАНИЯ МЕР БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ БЛОКА ПИТАНИЯ

При работе с блоком питания следует соблюдать правила техники безопасности, установленные для обслуживания установок с напряжением до 1000 В.

При нажатии кнопки ПОДЖИГ, расположенной па передней панели, на выходе поджигающего устройства создается напряжение более 10 кВ. При проверке режима и параметров поджигающего устройства следует соблюдать правила техники безопасности, установленные для обслуживания установок с напряжением свыше 1000 В.

Запрещается работать при снятой с поджигающего устройства крышке.

Перед работой необходимо проверить заземление блока питания.

В блоке питания элементы находятся под напряжением, опасным для жизни, поэтому запрещается производить все виды ремонтных и эксплуатационных работ без отключения блока питания от сети.

Инструмент для ремонта и регулировки должен быть с изолированными ручками.

7. ПОДГОТОВКА К РАБОТЕ

7.1. Подсоединить шнур питания лампы (розетка НАГРУЗКА) к гнезду фонаря лампы.

7.2. Подсоединить высоковольтный кабель (штеккер ПОДЖИГ) к гнезду фонаря лампы.

7.3. Включить шнур питания (вилка СЕТЬ) в сеть.

8. ПОРЯДОК РАБОТЫ

8.1. Включить переключатель СЕТЬ в положение ВКЛЮЧЕНО, при этом на основные электроды лампы подается переменное напряжение 120 В, 50 Гц, о чем сигнализирует сигнальная лампа.

8.2. Нажать кнопку ПОДЖИГ и держать ее нажатой до возникновения дугового разряда, но не более 10—15 секунд (при этом амперметр, расположенный на лицевой панели блока, фиксирует появление пускового тока величиной 6,5—8 А).

8.3. Отпустить кнопку ПОДЖИГ после возникновения дугового разряда, т.е. отключить поджигающее устройство.

8.4. Установить величину рабочего тока вращением рукоятки ТОК ЛАМПЫ дросселя через 10—15 минут после запуска лампы.

Величина рабочего тока выбирается в диапазоне от 3 до 4 А в зависимости от требуемой освещенности объекта.

9. ОСНОВНЫЕ НЕИСПРАВНОСТИ И МЕТОДЫ ИХ УСТРАНЕНИЯ
Приложение 2

ПЕРЕЧЕНЬ ЭЛЕМЕНТОВ К ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СХЕМЕ ПОДЖИГАЮЩЕГО УСТРОЙСТВА

голоса
Рейтинг статьи
Читать еще:  Лампа с концевым выключателем
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector