Ndërrimi i mbështjelljeve të stafetës në qarqe rrymë e vazhdueshme Mbrojtja dhe automatizimi me rele zakonisht shoqërohet me mbitensione të konsiderueshme, të cilat mund të jenë të rrezikshme për pajisjet gjysmëpërçuese të përdorura në këto qarqe. Për të mbrojtur transistorët që funksionojnë në modalitetin e komutimit, filluan të përdoren qarqet mbrojtëse (Fig. 1), të cilat lidhen paralelisht me mbështjelljen e stafetës së ndërprerë (Fig. 2 - këtu mbështjellja e stafetës së ndërprerë përfaqësohet nga ekuivalenti qark - induktiviteti L, komponenti aktiv i rezistencës R dhe kapaciteti që rezulton nga kthesa në kthesë C ) dhe zvogëlon mbitensionet që ndodhin midis terminaleve të mbështjelljes 1 dhe 2.

Sidoqoftë, për momentin, nuk po i kushtohet vëmendje e mjaftueshme përcaktimit të parametrave të zinxhirëve mbrojtës dhe vlerësimit të ndikimit të tyre në funksionimin e pajisjeve mbrojtëse rele. Përveç kësaj, gjatë zhvillimit dhe dizajnimit të pajisjeve mbrojtëse rele duke përdorur dioda gjysmëpërçuese të ekspozuara ndaj ndërrimi i valëve, mbrojtja e diodave në shumë raste nuk ofrohet.

Kjo çon në një dështim mjaft të shpeshtë të diodave dhe dështimin ose funksionimin e gabuar të pajisjes. Një shembull i qarqeve ku mbitensionet mund të ndikojnë në diodë është qarku i paraqitur në Fig. 3. Këtu, dioda ndarëse VD është nën ndikimin e një mbitensioni komutues dhe mund të dëmtohet kur kontaktet KI hapen dhe kontaktet K2 mbyllen. Për të mbrojtur këtë diodë, duhet të lidhet një qark mbrojtës në terminalet 1 dhe 2 të mbështjelljes së stafetë K3. Diodat mund të mbrohen nga e njëjta pajisje mbrojtëse që përdoret për të mbrojtur transistorët (Fig. 1).

8.1 Përzgjedhja e diodave

Diodat e qarkut mbrojtës zgjidhen në bazë të gjendjes:

E< 0,7*Uдоп. (5)

Duke marrë parasysh se E=220 V, zgjedhim një diodë të tipit D229B, e cila ka Udop=400V.

8.2 Zgjedhja e rezistorëve

Vlerat e rezistencës së rezistencës përcaktohen duke përdorur kthesat në figurën 4 dhe korrespondojnë me pikën e kryqëzimit të kurbës Um=f(Rp) me vijën e drejtë 0.7*Uadm.-E=0.7*400-220= 60V, paralel me boshtin Rp.

Në qarqet e paraqitura në Fig. P-1b, P-2b, P-3b, rezistenca e rezistencës së qarkut mbrojtës përcaktohet nga kthesat për stafetën RP-251, RPU-2 dhe, në përputhje me rrethanat, janë të barabarta me R= 2,4 kOhm, R5=4,2 kOhm, R7=4,2 kOhm.

Llogaritja për qarkun në figurën P-5c është rasti i fikjes nga kontaktet K3 të tre mbështjelljeve të releit të lidhur paralelisht K6, K7, K8 me pozicionin e mbyllur të kontakteve K1. Në këtë rast, nëse nuk ka qark mbrojtës në qark në Fig. P-5c, atëherë diodat VD1, VD2 janë të ekspozuara ndaj një mbitensioni komutues. Rezistenca e rezistencës së zinxhirit mbrojtës përkufizohet si ekuivalente me tre rezistenca të barabarta të lidhura paralelisht, njëra prej të cilave (Rp) përcaktohet nga kurba në Fig. 4 për stafetën RP-23:

R2 \u003d Rp / 3 \u003d 2,2 / 3 \u003d 0,773 kOhm

Në qarkun e paraqitur në Fig. P-5c, meriton vëmendje shqyrtimi i mundësisë së funksionimit të stafetës K8 kur hapen kontaktet K2. Përgjigja për këtë pyetje në rastin në shqyrtim mund të merret duke krahasuar vlerën maksimale të rrymës që kalon nëpër mbështjelljen e stafetës K8 në modalitetin kalimtar me rrymën minimale të funksionimit të këtij rele. Rryma I që kalon në mbështjelljen e stafetës K8 kur hapen kontaktet K2 është shuma e rrymës I1, e cila është pjesë e shumës së rrymave në mbështjelljet e releve K4, K5 dhe rrymës I2 - pjesë e shuma e rrymave në mbështjelljet e stafetës K6, K7. vlerat maksimale të rrymave I1, I2, I përcaktohen si më poshtë:

Këtu: Ik4, Ik5, Ik6, Ik7 - rrymat që kalojnë, përkatësisht, në mbështjelljet e stafetës K4, K5, K6, K7.

• 220 - tensioni i furnizimit me energji elektrike (V);
• 9300, 9250 - Rezistenca DC, përkatësisht, e mbështjelljes së stafetës RP-23 dhe mbështjelljes së stafetës RP-223 e lidhur në seri me një rezistencë shtesë (Ohm).

Rryma minimale e aktivizimit të stafetës K8 (RP-23):

Kështu, sasia e rrymës që kalon në mbështjelljen e stafetës K8 kur hapen kontaktet K2 nuk është e mjaftueshme për të funksionuar rele (nëse Im > Iav.k8, atëherë rele K8 do të funksionojë kur gjendja
tb > tav, ku:

• tav – koha gjatë së cilës Im > Iav.k8;
• tb - koha e funksionimit të stafetës K8.

9 Referencat:

• 1. Fedorov Yu.K., Analiza e efektivitetit të mjeteve të mbrojtjes së pajisjeve gjysmëpërçuese nga mbitensionet e kalimit në qarqet DC të mbrojtjes dhe automatizimit rele, "Stacionet elektrike", nr. 7, 1977
• 2. Manuali i diodave gjysmëpërçuese, tranzistorëve dhe qarqeve të integruara. Nën redaksinë e përgjithshme. N.N. Goryunova, 1972
• 3. Fedorov Yu.K., Mbitensioni gjatë mbylljes pa hark të qarqeve induktive DC në mbrojtjen rele dhe sistemet e automatizimit, "Stacionet elektrike", nr. 2, 1973
• 4. Alekseev V.S., Varganov G.P., Panfilov B.I., Rosenblum R.Z., Releja e mbrojtjes, red. "Energjia", M., 1976

Përdoret aty ku është e padëshirueshme ose e pamundur instalimi i një qarku RC paralelisht me kontaktet e stafetës. Vlerat e përafërta të mëposhtme të elementeve ofrohen për llogaritje:

C \u003d 0,5 ... 1 mikrofarad për 1 A të rrymës së ngarkesës;

R = 50...100% e rezistencës së ngarkesës.

Pas llogaritjes së vlerësimeve R dhe C, është e nevojshme të kontrolloni ngarkesën shtesë të kontakteve të stafetës që ndodh gjatë procesit kalimtar (ngarkimi i kondensatorit), siç përshkruhet më sipër.

Vlerat R dhe C të dhëna nuk janë optimale. Nëse kërkohet mbrojtja më e plotë e kontakteve dhe realizimi i burimit maksimal të stafetës, atëherë është e nevojshme të kryhet një eksperiment dhe të zgjidhni eksperimentalisht një rezistencë dhe një kondensator, duke vëzhguar kalimet duke përdorur një oshiloskop.

Përparësitë e një qarku RC paralelisht me ngarkesën:

shtypje e mirë e harkut, pa rryma rrjedhjeje në ngarkesë përmes kontakteve të hapura të stafetës.

Të metat:

në një rrymë ngarkese prej më shumë se 10 A, vlerat e mëdha të kapacitetit çojnë në nevojën për të instaluar kondensatorë relativisht të shtrenjtë dhe të mëdhenj; verifikimi eksperimental dhe zgjedhja e elementeve është e dëshirueshme për të optimizuar qarkun.

Fotografitë tregojnë format e valëve të tensionit në ngarkesën induktive në momentin e shkëputjes së energjisë pa shuntim (Fig. 33) dhe me qarkun RC të instaluar (Fig. 34). Të dy format valore kanë një shkallë vertikale prej 100 volt/div.

Asnjë koment i veçantë nuk kërkohet këtu, efekti i instalimit të një qarku për shuarjen e shkëndijave është menjëherë i dukshëm. Procesi i gjenerimit të interferencës së tensionit të lartë me frekuencë të lartë në momentin e hapjes së kontakteve është i mrekullueshëm, ne do t'i kthehemi këtij fenomeni kur analizojmë EMC-në e releit.

Fotot janë marrë nga një raport universitar për optimizimin e qarqeve RC të instaluara paralelisht me kontaktet e stafetës. Autori i raportit kreu një analizë komplekse matematikore të sjelljes së një ngarkese induktive me një shunt RC, por në fund, rekomandimet për llogaritjen e elementeve u reduktuan në dy formula:

Figura 33
Fikja e një ngarkese induktive shkakton një kalim shumë kompleks

Figura 34
E zgjedhur saktë zinxhir mbrojtës RC eliminon plotësisht procesin kalimtar

ku C është kapaciteti i qarkut RC, mikrofaradat, I është rryma e funksionimit të ngarkesës. POR;

R \u003d Eo / (10 * I * (1 + 50 / Eo))

ku Eo është voltazhi në ngarkesë. V, I - ngarkoni rrymën e funksionimit. A, R - rezistenca e qarkut RC, Ohm.

Përgjigje: C \u003d 0,1 mikrofarad, R \u003d 20 ohms. Këta parametra janë në përputhje të shkëlqyer me nomogramin e dhënë më parë.

Si përfundim, le të njihemi me tabelën nga i njëjti raport, e cila tregon tensionin e matur praktikisht dhe kohën e vonesës për qarqe të ndryshme shuarëse. Ngarkesa induktive ishte rele elektromagnetike me një tension të bobinës 28 VDC/1 W, paralelisht me bobinën e stafetës është instaluar qarku i shuarjes së shkëndijave.

) dhe sot do të shikojmë një element tjetër themelor - domethënë kondensator. Gjithashtu në këtë artikull, ne do të shikojmë diferencimi dhe integrimi i qarkut RC.

E thjeshtuar, mund të themi se një kondensator është një rezistencë, por jo një e zakonshme, por një e varur nga frekuenca. Dhe nëse në një rezistencë rryma është proporcionale me tensionin, atëherë në kondensator rryma është proporcionale jo vetëm me tensionin, por me shkallën e ndryshimit të tij. Kondensatorët karakterizohen nga një sasi e tillë fizike si kapaciteti, i cili matet në Farads. Vërtetë, 1 farad është një kapacitet i madh, zakonisht kapacitetet maten në nanofaradë (nF), mikrofarad (uF), pikofarad (pF), etj.

Ashtu si në artikullin për rezistorët, le të shohim së pari lidhje paralele dhe serike e kondensatorëve. Dhe nëse krahasojmë përsëri lidhjet e kondensatorëve me lidhjet e rezistorëve, atëherë gjithçka është saktësisht e kundërta)

Kapaciteti total në rast lidhje paralele kondensatorë do të jetë e barabartë me .

Kapaciteti total në rast lidhje serike kondensatorë do të jetë kështu:

Me lidhjet e kondensatorëve me njëri-tjetrin, në parim, gjithçka është e qartë, nuk ka asgjë të veçantë për të shpjeguar, kështu që le të vazhdojmë 😉

Nëse shkruajmë një ekuacion diferencial që lidh rrymën dhe tensionin në këtë qark, dhe më pas e zgjidhim atë, do të marrim një shprehje në përputhje me të cilën kondensatori ngarkohet dhe shkarkohet. Unë nuk do të ngarkoj matematikë të panevojshme këtu, thjesht shikoni rezultatin përfundimtar:

Kjo do të thotë, shkarkimi dhe ngarkimi i kondensatorit ndodh sipas një ligji eksponencial, shikoni grafikët:

Siç mund ta shihni, vlera e kohës τ shënohet veçmas këtu. Sigurohuni që ta mbani mend këtë vlerë - kjo është konstanta kohore e qarkut RC dhe është e barabartë me: τ \u003d R * C. Grafikët, në parim, tregojnë se sa kondensatori po ngarkon / shkarkon gjatë kësaj kohe, kështu që ne nuk do të ndalemi më në këtë. Nga rruga, ekziston një rregull i dobishëm - në një kohë të barabartë me pesë konstante kohore të qarkut RC, kondensatori ngarkohet ose shkarkohet me 99%, mirë, domethënë, mund të supozojmë se plotësisht)

Çfarë do të thotë e gjithë kjo dhe çfarë është çipi i kondensatorëve?

Dhe gjithçka është e thjeshtë, fakti është se nëse një tension konstant aplikohet në kondensator, atëherë ai thjesht do të ngarkohet dhe kaq, por nëse voltazhi i aplikuar është i ndryshueshëm, atëherë gjithçka do të fillojë. Kondensatori më pas do të shkarkohet, pastaj do të ngarkohet, përkatësisht, rryma do të kalojë në qark. Dhe si rezultat, marrim një përfundim të rëndësishëm - ai rrjedh lehtësisht përmes kondensatorit rrymë alternative, por konstantja nuk mundet. Prandaj, një nga qëllimet më të rëndësishme të një kondensatori është të ndajë përbërësit DC dhe AC të rrymës në qark.

Ne e kuptuam atë, dhe tani do t'ju tregoj diferencimi dhe integrimi i qarqeve RC.

duke diferencuarzinxhir RC.

Zinxhiri diferencues quhet gjithashtu një filtër me kalim të lartë - një filtër me kalim të lartë, qarku i tij është paraqitur më poshtë:

Siç nënkupton emri, po, në fakt, kjo mund të shihet nga skema - qark RC nuk e kalon komponentin konstant, dhe ndryshorja kalon me qetësi përmes kondensatorit në dalje. Përsëri, emri lë të kuptohet se në dalje do të marrim diferencialin e funksionit të hyrjes. Le të përpiqemi të aplikojmë një sinjal drejtkëndor në hyrjen e qarkut diferencues dhe të shohim se çfarë ndodh në dalje:

Kur tensioni i hyrjes nuk ndryshon, dalja është zero, pasi diferenciali nuk është asgjë më shumë se shkalla e ndryshimit të funksionit. Gjatë rritjeve të tensionit në hyrje, derivati ​​është i madh dhe ne vëzhgojmë rritje në dalje. Gjithçka është logjike

Dhe çfarë duhet të paraqesim për kontributin e kësaj Zinxhirët RC, nëse duam të marrim impulse drejtkëndëshe në dalje? Kjo është e drejtë - tensioni i dhëmbit të sharrës. Meqenëse sharra përbëhet nga seksione lineare, secila prej të cilave në dalje do të na japë një nivel konstant që korrespondon me shkallën e ndryshimit të tensionit, atëherë në total daljen zinxhiri diferencues RC marrim impulse drejtkëndëshe.

Integrimizinxhir RC.

Tani është koha për zinxhirin integrues. Quhet edhe filtër frekuenca të ulëta. Për analogji, është e lehtë të supozohet se qarku integrues kalon komponentin konstant, dhe ndryshorja kalon përmes kondensatorit dhe nuk kalon në dalje. Skema duket si kjo:

Nëse mbani mend pak matematikë dhe shkruani shprehjet për tensionet dhe rrymat, rezulton se voltazhi i daljes është integrali i tensionit të hyrjes. Kështu mori emrin zinxhiri.

Pra, ne shqyrtuam skema shumë të rëndësishme, megjithëse në shikim të parë, të thjeshta. Shtë e rëndësishme të kuptoni menjëherë se si funksionon gjithçka dhe pse e gjithë kjo është e nevojshme fare, në mënyrë që më vonë, kur zgjidhni probleme specifike, të mund të shihni menjëherë një zgjidhje të përshtatshme qarkore. Në përgjithësi, shihemi së shpejti në artikujt e mëposhtëm, nëse keni ndonjë pyetje, sigurohuni që të pyesni 😉