Переключение обмоток трансформатора лабораторных источников питания. Часть первая. — Блоки питания — Источники питания

Николай Петрушов

Лабораторный источник питания для радиолюбителя является первостепенной и неотъемлемой частью радиолюбительской лаборатории. Каждый решает для себя сам — купить такой источник, или собрать его самому.
Конечно, хочется иметь в своей лаборатории источник питания с широкой регулировкой напряжения, вольт эдак до 50, и конечно с током нагрузки, желательно не менее 5 ампер.
Промышленные источники питания с такими характеристиками для рядового радиолюбителя просто не доступны, и остаётся единственный путь — изготовить такой источник самому. Но при самостоятельном изготовлении источника питания с такими характеристиками, приходится решать ряд проблем, одной из которых самой главной, является его КПД во всём диапазоне выходных напряжений.

Дело в том, что при максимальном выходном напряжении источника питания в 50 вольт, и при установке выходного напряжения, например 5 вольт и токе нагрузке 5 ампер — на выходных транзисторах будет выделяться бесполезная мощность 225 ватт.

То есть КПД источника в таком режиме будет до безобразия мал.
Решить такую проблему можно разными способами, например коммутацией вторичных обмоток силового трансформатора, или сделать источник питания импульсным, или собрать импульсный пред-регулятор. Но как показала личная практика — хороший лабораторный источник питания не должен иметь ни каких импульсных каскадов и быть чисто, только линейным. Для каких либо цифровых, или не ответственных схем, вполне может подойти и импульсный источник питания, а вот для наладки какой либо приёмной аппаратуры — только линейный.
Поэтому в линейных промышленных источниках питания пошли по первому пути, где вторичная силовая обмотка трансформатора имеет несколько отводов и коммутируется двумя-тремя реле.

Эти меры частично решают данную проблему и значительно повышают КПД источника питания.
Ещё более улучшить его КПД и уменьшить нагрев выходных транзисторов, можно увеличением количества отводов силовой обмотки трансформатора и, например установки галетного переключателя, как сделано в блоке питания, схема которого обозначена на рисунке ниже. Одно неудобство — увеличивается количество органов регулировки и установки выходного напряжения.

Чтобы избавиться от этого недостатка — была разработана схема блока переключения обмоток трансформатора на реле, представленная ниже.

Вашему вниманию предлагается блок переключения обмоток трансформатора для лабораторных источников питания, который выполнен всего на трёх реле, и который переключает вторичные обмотки силового трансформатора с шагом в 5 вольт, и имеет восемь ступеней регулировки выходного напряжения.

Блок переключения меняет напряжение с трансформатора на входе блока питания ступенями по пять вольт, от 8-ми до 43 вольт в зависимости от выходного напряжения блока питания. Такое максимальное выходное напряжение (43 вольта) выбрано не случайно, и обусловлено применением в фильтре распространённых электролитических конденсаторов с рабочим напряжением 63 вольта. При этом напряжение на конденсаторах фильтра будет около 60 вольт и максимальное выходное напряжение блока питания может достигать 50-52 вольта. Вы вполне сами можете изменить максимальное выходное напряжение с трансформатора и напряжение ступеней регулирования под свои нужды. Например начальную обмотку сделать на 10-12 вольт, и ступени изменения сделать по 6 вольт. Тогда максимальное переменное напряжение, подаваемое на мост — составит 52-54 вольта. Конденсаторы фильтра в таком случае необходимо ставить на рабочее напряжение 80 вольт.

Схема блока собрана на 13-ти транзисторах и одной микросхеме. При кажущейся сложности схемы, она довольно простая, и при правильной сборке не требует никакого налаживания, начинает работать сразу и работает надёжно.

Схема блока переключения обмоток трансформатора.

В схеме применены реле на рабочее напряжение 12 вольт. Контакты реле на схеме трансформатора, обозначены в исходном положении (все реле обесточены).
Можно применять реле на любые рабочие напряжения, с коммутируемым током через контакты не менее 10 ампер. При использовании реле на другие рабочие напряжения, например на 24 вольта, необходимо будет вторичную обмотку силового трансформатора, которая питает данный блок (обмотка V), намотать на напряжение 17-18 вольт и стабилизатор 7805 желательно установить на небольшой радиатор.

Схема работает следующим образом;
Когда выходное напряжение блока питания не превышает 6,2 вольт, стабилитроны закрыты и все реле обесточены. На выпрямительный мост блока питания — подаётся переменное напряжение 8 вольт с первой части вторичной обмотки II силового трансформатора. При повышении выходного напряжения блока питания более 6,2 вольт, открывается стабилитрон ZD1, на вход микросхемы 1 (вывод 11) — подаётся логический ноль. Микросхема К555ИВ3 — является приоритетным шифратором (выше приоритет имеет вход с более высоким номером), и на выходе выдаёт двоичный код 1-2-4-8 в зависимости от того, на каком входе присутствует логический ноль. Самый высокий приоритет у входа 9 (вывод 10, мы его, вход 8 и выход 8 не используем), то есть если на этом входе логический ноль, то на выходе будет двоичный код девятки 1-0-0-1 (вернее 0-1-1-0, так как активный уровень микросхемы — логический ноль), в не зависимости от входных уровней на других входах. Поэтому после открывания стабилитрона ZD1 — срабатывает реле Р1 и переключает своими контактами обмотку II. Выходное напряжение с выхода трансформатора повышается на 5 вольт. При дальнейшем повышении выходного напряжения блока питания до уровня 12,4-12,6 вольт, открывается второй стабилитрон, на второй вход микросхемы К555ИВ3 (вывод 12) подаётся логический ноль и срабатывает реле Р2, а Р1 выключается (двоичный код двойки 0-1-0). К первой части обмотки II подключается обмотка III, и на выходе трансформатора переменное напряжение повышается ещё на 5 вольт. Ну и так далее, при повышении выходного напряжения блока питания — срабатывание всех реле происходит в двоичном коде. Пороги срабатывания выбраны следующие; 6,2 — 12,5 — 18,6 — 24,8 — 31 — 37,5 — 43,5 вольт и зависят от применённых стабилитронов.

Трансформатор блока питания.

Силовой трансформатор для применения с данным блоком, имеет три силовых обмотки. Намотать одну силовую обмотку с несколькими выводами, или три силовых обмотки — особой разницы нет, так как в основном трансформатор для своего источника питания, основная часть радиолюбителей изготавливает самостоятельно. Поэтому мотаем три обмотки, проводом рассчитанным на наш максимальный ток нагрузки. Первая на 13 вольт с отводом от 8-ми вольт (8+5), вторую на 10 вольт и третья на 20 вольт. Начало обмоток на схеме обозначены точками. Вы можете по своему усмотрению выбрать для себя необходимые напряжения и намотать свои обмотки, только необходимо помнить, что напряжение обмотки III должно быть в два раза больше второй части обмотки II, а напряжение обмотки IV — в два раза больше напряжения обмотки III.

Транзисторы в данном блоке переключения применены КТ315 и выходные КТ815. Вместо них можно ставить любые транзисторы соответствующей структуры и мощности.
Блок собран на печатной плате — размером 55х70 мм. Печатная плата рассчитана без установки на неё реле, так как они могут применяться самые разнообразные. Реле установлены на отдельной плате.

Печатная плата блока переключения обмоток трансформатора.

Зарубежные аналоги для микросхемы К555ИВ3 — 74LS/HC/HCT 147. Стабилитроны можно ставить на необходимые Вам пороги переключений. Печатная плата разработана в формате Sprint-Layout 6.0 и изображена со стороны деталей. То есть при её изготовлении рисунок нужно «зеркалить». Плата также имеется в архиве.

Архив для статьи

 

 

Автоматическое переключение обмоток трансформатора в блоке питания: характеристика, схемы

Автор otransformatore На чтение 8 мин Опубликовано

29.04.2019

В состав любого измерительного комплекса, имеющегося в современной лаборатории или на рабочем месте радиолюбителя, обязательно входит недорогой и надежный блок питания (БП). Для того чтобы улучшить его эксплуатационные характеристики, специалисты советуют применить автоматическое переключение трансформаторных обмоток в блоке питания. Это существенно снижает паразитное рассеяние мощности в выходных каскадах и облегчает режим работы любого лабораторного источника тока.

Указанный подход особо востребован в тех случаях, когда в рабочих условиях востребован БП с диапазоном регулировки напряжения 50 Вольт, например, и с током нагрузки не менее 5 Ампер. Промышленные источники с такими заявленными характеристиками для рядового пользователя недоступны из-за своей высокой стоимости. Как раз это и вынуждает его применять принцип и схему автоматического переключения обмоток трансформатора в блоке питания.

Для чего используется система переключений обмоток трансформатора

При самостоятельном изготовлении блока питания с такими характеристиками исполнителю приходится решать целый ряд проблем, важнейшая из которых – обеспечение требуемой передаточной характеристики во всем спектре выходных напряжений. Рассмотрим пример, когда имеется источник питания, рассчитанный на максимальное напряжение до 50-ти Вольт.

Если в определенной ситуации потребовалось установить точное значение выходного напряжения всего в 5 Вольт при токе в нагрузке 5 Ампер – в выходных цепях будет бесполезно рассеиваться мощность 225 Ватт. Эта цифра получается из расчета 50-5=45 (Вольт), что после умножения на 5 Ампер дает означенною величину потерянной без всякого эффекта мощности.

Важно! В данной ситуации КПД такого источника будет предельно низким.

Для устранения указанного недостатка приходится принимать специальные меры, позволяющие существенно снизить потери в индуктивных выходных каскадах. Для этого потребуется предпринять следующее:

• Каким-то образом коммутировать вторичные обмотки силового трансформатора (ТС), что позволит при необходимости отбирать от него меньшую по величине мощность.
• Использовать более экономичный импульсный режим преобразования электроэнергии.
• Воспользоваться заранее изготовленным предварительным регулятором, работающим по тому же импульсному принципу.

С другой стороны, общеизвестно, что надежный и многофункциональный лабораторный блок питания не должен иметь импульсных узлов, приводящих к появлению нелинейных искажений. Более рациональным и эффективным в этом случае считается чисто линейное преобразование.

Дополнительная информация: для не очень сложных любительских схем вполне сгодится обычный импульсный блок питания.

Однако для наладки более точной электронной аппаратуры потребуется стандартное устройство, содержащее узлы с линейной передаточной характеристикой.

Принцип работы

Для решения этой проблемы при разработке промышленных источников питания инженеры пошли по первому пути, предполагающему наличие во вторичной обмотке нескольких коммутируемых отводов. Для их переключения применяются самые различные способы, включая следующие варианты:

• Ручная коммутация (посредством галетных переключателей, например).
• Использование типовых коммутирующих реле, управляемых отдельным электронным узлом.
• Включение в выходную цепочку быстродействующих полупроводниковых элементов (симисторов).
• Применение в качестве управляющего узла современных контроллеров.

Такая коммутация позволяет использовать только часть вторичной обмотки, соответствующую требуемому значению выходного напряжения (в приведенном выше примере – это 5 Вольт).

Таким образом, принцип работы такой схемы заключается в искусственной регулировке выходного переменного напряжения с установкой его фиксированной величины, меньшей полного значения выхода трансформатора. Данный подход исключает неоправданный расход энергии, идущей на бессмысленный нагрев элементов выпрямителя (в типовых схемах эту функцию выполняют силовые транзисторы).

Обратите внимание! Для повышения КПД такой схемы и снижения степени нагрева сердечника трансформатора специалисты советуют увеличивать число отводов вторичной обмотки до максимального значения.

После такой доработки выходных цепей к ним подключаются контакты галетного переключателя, посредством которого можно будет устанавливать требуемый режим питания по выходу. Единственное неудобство этого метода – увеличение числа органов управления выходным напряжением. Неэффективность механического способа подключения выходных обмоток трансформатора заставляет искать новые (более рациональные) решения.

Преимущества

Применение принципа дробления выходного напряжения на небольшие части обеспечивает следующие преимущества:

• Возможность на свое усмотрение устанавливать на выходе устройства широкий набор рабочих напряжений.
• Снизить потери в выходных каскадах блока питания.
• Повысить общий КПД и, в конечном счете, сэкономить на расходе электроэнергии.

Все эти преимущества удается получить лишь при условии эффективности механических способов управления или электронных схем коммутации. Порядок построения каждой из них будет рассмотрен в следующем разделе.

Варианты схематических решений

При конструировании блоков питания, обеспечивающих экономное расходование электроэнергии и исключающих тепловые потери в сердечнике трансформатора, возможны следующие варианты:

• Установка в выходных цепях обычных переключателей витков.
• Применение в тех же цепочках коммутаторов релейного типа.
• Использование в выходных управляющих линиях современных симисторных переключателей.
• Применение в преобразовательной схеме программируемого электронного коммутатора (контроллера).

Далее каждый из этих способов управления выходным напряжением будет рассмотрен более подробно.

Простой блок переключения

Этот тип коммутатора может быть выполнен в виде обычного галетного переключателя, рассчитанного на определенное число положений ручки управления. Каждому из них соответствует заданное количество витков вторичной катушки трансформатора, с увеличением числа которых возрастает его выходное напряжение.

Важно! К преимуществам этого способа следует отнести простоту реализации, а к недостаткам – неудобство постоянного переключения ручки, которой приходится управлять вручную.

Кроме того, коммутации в этом случае происходят очень медленно и приводят к паразитным переходным процессам в выходных цепях, обладающих высокой индуктивностью.

Релейный

Принцип этого метода управления выходными каскадами БП основан на применении специальных коммутирующих элементов, называемых реле. С их помощью удается существенно повысить скорость переключений и исключить появления больших всплесков напряжения (тока). Со схемой такого коммутатора можно ознакомиться на приведенном справа рисунке.

Из нее видно, что для управления положением контактов реле используется отдельная катушка, напряжение с которой выпрямляется и подается на простейший электронный модуль, выполненный на основе транзисторов.

Обратите внимание! В этом случае исполнительной частью устройства коммутации являются контакты реле, срабатывающие намного быстрее человеческой руки, переключающей галетный прибор.

Поэтому переходные процессы в данной схеме заметно меньше, а опасность возникновения перенапряжений в выходных цепях существенно снижается. С другой стороны, контакты реле со временем снашиваются, а сильное искрообразование зачастую приводит к нарушениям в нормальной работе преобразователя. Гораздо надежнее некоторые типы полупроводниковых приборов (симисторы, например), при коммутации которых в цепях исключаются паразитные помехи.

Симисторный

Симисторная схема управления переключением обмоток (точнее – ее пример) приведена на рисунке слева. В данной ситуации коммутация витков выходной катушки осуществляется посредством электронных переходов специальных полупроводниковых приборов – симисторов. Для управления их переключением в схеме предусмотрен электронный модуль, срабатывающий по сигналу, поступающему от пользователя.

В данном случае для развязки управляющих и коммутирующих цепей применены оптические пары того же симисторного типа. Сигнал на их входные элементы поступает с выходов транзисторов, управляемых электронным коммутатором на операционных усилителях. В состав симистороной схемы управления выходными напряжениями входят:

• Блок питания на стабилизаторе VR1.
• Модуль задержки включения, выполненный на транзисторах VT1-VT3.
• Блок индикации на светодиодных элементах LED1-LED3.
• Типовой сдвоенный компаратор LM393.
• Логика типа 74HC86.
• Оптроны MOC3083.
• Входной делитель R6-R7.

В процессе настройки этой схемы резистором R7 выставляется фиксированное входное напряжение, поделенное делителем R6-R7 на десять. Пример: при поступлении с БП напряжения 20 Вольт, его величина на не инвертируемых входах LM393 составит всего 2 Вольта. А резисторы R8, R10 служат для выставления пороговых напряжений переключения

Переключатель обмоток трансформатора на контроллере

Принцип работы программируемого блока состоит в следующем:

• Каждому из фиксируемых значений выходного напряжения (согласно требованиям задания) ставится в соответствие определенный двоичный код.
• Комбинация из нулей и единичек определяет нужное число обмоток, подключаемых к выходу трансформатора блока питания.
• За счет их изменения и происходит управление выходными цепями.
• За смену кода ответственен специальный контроллер, управляющий работой всей схемы.

Дополнительная информация! Особенностью данного метода является то, что электронный модуль не измеряет текущее выходное напряжение, а только индицирует его расчетное значение.

Применение в управляющей схеме современного микроконтроллера позволяет существенно сократить общее число комплектующих изделий. Это не только заметно упрощает проектирование и изготовление печатных плат, но и облегчает все процедуры, связанные с наладкой устройства в целом. На приведенном выше рисунке представлена схема управления выходным каскадом блока, выполненная на микроконтроллере PIC16F628A-1/P (DD1). Дополнительный узел – регистр сохранения данных ЭКР1554ИР22 (DD2).

Конечно, для реализации этого принципа управления можно было обойтись простейшим и более дешевым микроконтроллером PIC12F629. Он обычно применяется в сочетании с двумя сдвиговыми регистрами, преобразующими последовательный код в его параллельную копию. Но при этом дешевое устройство не обеспечивало бы требуемую устойчивость к воздействию импульсных помех, которые, как известно, всегда присутствуют при коммутации индуктивных цепей.

Обратите внимание! Указанное замечание непосредственно касается нашего случая, когда схемное решение предполагает использование обладающих большой индуктивностью трансформаторных обмоток.

В заключительной части тематического обзора отметим, что все известные способы переключения выходных обмоток трансформатора делятся на механические (с использованием галетного переключателя, например) и автоматические. Второй способ управления успешно реализуется за счет появления быстродействующих электронных элементов и комплектующих. При их использовании не только повышается скорость предполагаемых коммутаций, но и возрастает уровень защищенности схемы от воздействия паразитных импульсных помех.

Лабораторный БП на основе Простого и доступного БП « схемопедия

Лабораторный блок питания

В этой статье я хотел бы рассказать о своем лабораторном БП, за основу которого была взята схема «Простой и доступный БП». Вариантов этого устройства довольно много, авторы постоянно что-то добавляют, вносят изменения, на тот момент, когда я начал собирать, последней версией была  v 13. Однако я немного изменил схему, в свою пользу, т.к. планировал использовать БП на большие токи и хотел добавить схему переключения обмоток трансформатора. Вот схема оригинал:

В своем варианте я убрал «Индикатор перегрузки» на DA 1.3 и «Схему измерителя тока» на DA 1.4 и т.к. теперь два  ОУ освободились, я решил на них же собрать «Схему переключения обмоток трансформатора», но об этом позже. Из-за этого была изменена схема стабилизации +12В для микросхемы ОУ, был использован отдельный источник питания со стабилизатором 7812. Также добавил силовых транзисторов, вместо одного 2N3055 я поставил пару 2SC5200. Максимальный отдаваемый ток теперь 5,6А. Вот мой вариант схемы:

В итоге мой вариант регулирует напряжение от 0 до 25В и может ограничивать максимальный ток на уровне от 0,01А до 5,6А. Для окончательной настройки схемы нужно установить максимальное напряжение резистором R13 и подобрать резисторы R14 и R16 для макс.  и мин.  тока соответственно.

Управление обмотками трансформатора

Бывают такие случаи,что нужно подключить к ЛБП какую-то низковольтную нагрузку, но с довольно большим током, например 5В при токе 5А. Тогда получается, что на силовых транзисторах будет падать несколько десятков вольт.  К примеру после диодного моста и конденсатора в фильтре у нас 30В, а на выходе ЛБП всего 5В, значит на транзисторе будет падать 25В, и это при токе в 5А, получается, что бедный транзистор как-то должен превратить 125Вт просто в  тепло. Одному мощному транзистору это не под силу, просто напросто произойдет тепловой пробой и он выйдет из строя, да и двум тяжко будет. На этой случай придумана схема, которая переключает обмотки трансформатора в зависимости от выходного напряжения ЛБП. К примеру, если нужно 5В, то зачем подавать на ЛБП 30В?

Ниже изображена схема переключения обмоток:

У меня же сам ЛБП и «схема переключения»  собраны на одной плате. Переключение обмоток происходит при напряжениях на выходе 12В и 18В. Настройка схемы сводится к установке нужных напряжений переменными резисторами. Резистором R2 устанавливается деление выходного напряжения на 10, т.е. если на выходе ЛБП 25В, то на среднем выводе R2 (ползунке)  должно быть 2,5В. Далее устанавливаем пороги срабатывания реле. Например у меня при 12В срабатывает первое реле, значит на 2 ножке микросхемы нужно установить 1,2В, соответственно при 18В  на 6 ножке устанавливаем 1,8В. Позже можно будет заменить переменные резисторы R3 и R5 на  два постоянных, спаяв их как делитель напряжения.

Охлаждение

В качестве радиаторов были собраны экспериментальные варианты из алюминиевых карнизов для штор, профили прикручиваются винтами к алюминиевой пластине ( признаюсь, хотелось бы потолще) и естественно промазываются термопастой. Эффективность таких радиаторов довольна неплохая. В верхней крышке корпуса есть отверстия для охлаждения.

Ампервольтметры

В качестве измерителя напряжения и тока была использована довольно известная схема на специализированной  мс  ICL7107. Я собирал по этой схеме:

Отдельное питание

Для питания индикации и микросхем LM324 в ЛБП используется отдельный трансформатор и стабилизаторы +5В и +12В.

О корпусе

Основой для корпуса стал кусок стеклотекстолита, толщиной около 6-7 мм. На нем все и собиралось, далее были прикручены передняя панель со всеми органами управления и индикацией и задняя с вентиляторами и сетевым разьемом. И сверху П–образная крышка, обклеенная синей самоклейкой.

Трансформаторы я использовал ТН 60. У них довольно мощные обмотки по 6,3В. Ток до 7А. По весу данный аппарат получился около 10кг.

Диодные мосты серии КВРС, 35-амперные, также посаженые на общий радиатор с силовыми транзисторами.

Вот общий вид моего ЛБП:

Прикрепленные файлы:

Переключение — обмотка — статор

Переключение — обмотка — статор

Cтраница 2

Возможно также переключение обмоток статора с треугольника на звезду.  [16]

За счет переключения обмоток статора возможно изменение направления движения металла.  [17]

Пуск двигателя переключением обмотки статора со звезды на треугольник ( рис. 9.16) возможен лишь в том случае, если обмотка статора двигателя при работе соединена в треугольник.  [19]

Наряду с переключением обмотки статора с треугольника на звезду для понижения напряжения при пуске в некоторых случаях применяют понижающие трансформаторы, которые включают между двигателем и сетью.  [20]

Пуск двигателя путем переключения обмоток статора производится с помощью переключателя, позволяющего соединять обмотки статора как звездой, так и треугольником. При этом вначале переключатель устанавливается в положение, при котором обмотки статора соединяются звездой, и к электродвигателю подводится напряжение источника питания. После разгона переключатель перебрасывается в положение, при котором обмотки статора соединяются треугольником.  [21]

С увеличением частоты переключения обмоток статора инерционные явления усиливаются и паузы между шаговыми перемещениями ротора сокращаются. Эти паузы могут совсем исчезнуть, и ротор может вращаться без остановок, совершая тысячу и больше шагов в секунду.  [22]

При пуске с переключением обмотки статора со звезды на треугольник в момент включения на звезду снижается не только напряжение на каждой фазе, но и начальный мо -, мент вращения электродвигателя, поэтому этот пуск применим тогда, когда электродвигатель включают в ход вхолостую или с нагрузкой, не превышающей 40 % номинальной.  [24]

Реверсирование двигателя достигается переключением обмоток статора при повороте барабана в сторону обратного хода. Для остановки двигателя после его отключения от сети обычно служит тормоз с приводом от электромагнита, включенного на зажимы статора.  [25]

Машина асинхронная с переключением обмотки статора на два числа полюсов с короткозамкнутым ротором.  [26]

При пуске с переключением обмотки статора со звезды на треугольник в момент включения на звезду снижается не только напряжение на каждой фазе, но и начальный момент вращения электродвигателя, поэтому этот пуск применим тогда, когда электродвигатель включают в ход с нагрузкой, не превышающей 40 % номинальной.  [27]

Машина асинхронная с переключением обмотки статора на два числа полюсов с короткозамкнутым ротором.  [28]

Машина асинхронная с переключением обмотки статора на два числа пар полюсов с короткозамкнутым ротором.  [29]

Реверсирование электродвигателя достигается переключением обмоток статора при повороте барабана в сторону обратного хода. Торможение и остановка электродвигателя после его отключения от сети обычно осуществляются тормозом с приводом от электромагнита, подключенного к зажимам статора электродвигателя. Контакты цепи управления в контроллере предназначены для осуществления схем нулевой блокировки и конечной защиты.  [30]

Страницы:      1    2    3    4

cxema.org — Коммутатор обмоток для лабораторного блока питания

Коммутатор обмоток для лабораторного блока питания

Регулируемый источник питания является обязательным атрибутом на столе радиолюбителя, но из-за их немалой стоимости многие предпочитают сделать лабораторный блок питания своими руками. 
Блоки питания бывают линейными и импульсными, основное преимущество импульсных схем — это их высокий КПД (>90%). Линейные схемы имеют низких КПД, но обеспечивают более чистое выходное напряжение, которые свойственны импульсным источникам питания.

Линейные источники питания лучше, но при конструировании таких источников питания большой мощности возникают проблемы с охлаждением силовых транзисторов.

В чем же заключается основная сложность?. Допустим мы собрали блок питания с регулировкой напряжения от нуля до 30 Вольт и ток от нуля до 5 Ампер. И если мы выставим на выходе малое напряжение и большой ток, например 3 Вольта и 5 Ампер, на выходе получим мощность около 9 Ватт, при этом на транзисторе будет падение напряжения как минимум 27 Вольт, с учетом тока в 5 ампер, получаем около 140 ватт мощности в виде бесполезного тепла, которое нужно отводить.

Есть два основных варианта решения этой проблемы:

1. Громадный радиатор с вентилятором для охлаждения силового транзистора;
2. Система переключения обмоток трансформатора.

Второй вариант наиболее предпочтителен, и позволит избавиться от массивных радиаторов и шумного вентилятора.

Принцип работы очень прост — при малых выходных напряжениях на вход также подается малое напряжение. Таким образом мощность рассеиваемая на транзисторе будет гораздо меньше, КПД увеличивается в разы.

Но для того, чтобы задействовать коммутатор, нужно иметь трансформатор с несколькими вторичными обмотками, желательно с полностью одинаковыми параметрами, например три обмотки по 12 Вольт.

Перед вами сейчас самая простая и безотказная схема релейного коммутатора.

Имеем пару стабилитронов  на одинаковое напряжения и пару реле, которыми  управляют маломощные транзисторы обратной проводимости. Точка «А» подключается к выходу лабораторного блока питания. Масса питания общая. Схема коммутатора питается от отдельной, маломощной обмотки.

Схема работает следующим образом, если напряжение на выходе лабораторного блока питание ниже 12 Вольт, стабилитрон закрыт.  Если напряжение на выходе лабораторного блока питания больше 12 Вольт первый стабилитрон моментально откроется, сигнал поступит на базу первого транзистора, отпирая его, через  открытый переход поступит питание на обмотку реле, как следствие — реле также сработает, коммутируя соответствующую обмотку. Теперь на вход стабилизатора поступает напряжение 24 Вольта.

При увеличении выходного напряжения блока питания до порогового значения, а это сумма напряжений обеих стабилитронов, точно таким же образом откроется второй стабилитрон, что приведёт к отпиранию второго транзистора и сработкет второго реле, и на вход стабилизатора поступит полное напряжение со всех трех последовательно соединенных обмоток трансформатора.

В этот момент первое реле тоже находится во включенном состоянии, но так как питание поступает по второму реле, на выходное напряжение это не влияет. Добавив в схему еще один транзистор со стабилитроном, в эти моменты можно отключать его.

Если напряжение на выходе источника питания больше значения суммы напряжений стабилизации стабилитронов откроется третий транзистор, шунтируя базу транзистора, который управляет первой реле на массу питания, тот закроется и отключит реле.

Стоит заметить, что через стабилитроны и переходы база эмиттер протекают ничтожно малые токи.

В схеме использованы реле с напряжением катушки 12 Вольт.

Диоды предназначены для защиты от пробоя управляющих транзисторов напряжением самоиндукции с обмоток реле во время их отключения.

Ток коммутации реле зависит от вашего блока питания, если конструируете лабораторный блок питания на 5 Ампер, реле желательно взять с двукратным запасом, например 10-12 Ампер.

Базовые ограничительные резисторы для транзисторов могут иметь сопротивление от 6,8 до 15 кОм. Сами транзисторы обратной проводимости, можно взять  любые малой и средней мощности.

К недостаткам схемы можно отнести использование электромагнитного реле. Должен сказать, что во многих промышленных блоках питания применяется именно такое решение. Реле издают звук во время переключения, а контакты не вечные.

Есть системы, где переключающим элементом является симистор, но такие коммутаторы также не идеальны, часто возникают проблемы с управлением, а на самих симисторах будут потери, следовательно и нагрев, к тому же симисторные схемы довольно сложны.

Питать схему коммутации можно как от отдельной обмоткой, которая намотана на основном трансформаторе, так и от отдельного маломощного блока питания. Напряжение этого источника должно быть от 18 до 20 вольт, при токе в 200-300мА.

Печатная плата тут 

Плата лабораторного блока питания, моя конструкция и дополнения. Мультиобзор.

Данный текст написан не столько ради обзора самой платы блока питания, в этом преуспел, уважаемый Kirich и другие авторы, а скорее ради описания получившейся у меня конструкции в целом, с необходимыми, на мой взгляд, этому блоку питания дополнениями в виде термоконтроллера вентилятора, индикатора напряжения и тока, автоматического переключателя обмоток трансформатора, электронного отключения нагрузки, ну и собственно силового трансформатора и корпуса. Часть устройств куплена на AliExpress, а другая часть собрана с нуля. Для первых будут ссылки, а для последних схемы…

Итак, используемые компоненты:
— Готовый тороидальный трансформатор 150Вт, имеющий 2 обмотки по 12 вольт, купленный в чип и дип. Такой трансформатор был выбран с расчетом возможности переключения обмоток, разделив диапазон выходных напряжений на 2 поддиапазона — 0-11в и все, что выше (используя или одну 12 вольтовую обмотку или 2 последовательно соединенные такие же обмотки, в сумме дающие ~24В). Поверх двух заводских вторичных обмоток еще были намотаны 2 дополнительные. Первая — маломощная на 13В для питания дополнительных устройств и вентилятора охлаждения. Вторая обмотка более мощная, на 7В., намотанная проводом 1,5мм (можно было использовать тоньше, но такой был у меня в наличии), для питания отдельного 5-вольтового USB выхода, подключенного к линейному стабилизатору 7805;

— Плата-конструктор лабораторного источника питания с AliExpress. Набор реально стал стоить копейки — чуть больше 5$. Долетел до Минска за 29 дней, трек отслеживался. Собранная мной плата на фото выше. Заменил лишь комплектный кондер на 10 000мкф и диоды выпрямителя, диодами Шоттки SR560 на ток 5A. Менять операционные усилители, пока не стал…;

— Готовая плата контроллера вентилятора с индикатором температуры и выносным термодатчиком также с AliExpress.
Термоконтроллер, стоимостью 1,65$, доехал до Минска за 22дня, трек отлеживался. Отличное устройство, надо отметить. Может работать в одном из двух режимов — на охлаждение или на нагрев. Т.е., в зависимости от выбранного режима, термоконтроллер управляет или нагревателем (включает, если температура опускается ниже заданной), или вентилятором (включает, если температура превышает заданную). Для отключения вентилятора или нагревателя задается значение гистеризиса. Управляется контроллер при помощи 3х кнопок, значения выводятся на 3х-символьный индикатор. На странице продавца имеется подробная инструкция

Инструкция

;

— Готовый индикатор напряжения и тока с AliExpress. Цена 3,94$. Ехал заказ 5 недель, трек не отслеживался. Надо отметить, что индикатор оказался вполне годным, позже протестируем;

— Самодельный блок переключения обмоток трансформатора (схема найдена на просторах инета). Это, пожалуй, самое важное дополнение для линейного регулируемого блока питания. Дело в том, что КПД таких источников — весьма не высокий, особенно при низких выходных напряжениях. Так, например, при выходном напряжении 5В и токе, скажем, в 3А, на выходном транзисторе должно рассеяться около 75Вт. И в этом режиме, при питании БП от 24 вольт переменного тока (2 обмотки по 12 вольт), вентилятор охлаждения, управляемый термоконтроллером, почти никогда не выключается. А при входном напряжении в ~12В, наоборот, включается очень редко и на короткое время. Таким образом, данное дополнение, позволяет значительно улучшить режимы работы блока питания, особенно, если учесть, что я, в основном использую напряжения до 12В. Единственное, что выбранное мной решение не самое лучшее, потому, что, при уменьшении напряжения, в момент переключения обмоток с двух на одну (с 24в на 12в), возникает короткий провал в выходном напряжении. Симисторная же схема лишена такого недостатка. А для себя я решил, что мне этот нюанс не принципиален.
Собрано устройство на макетной плате, тут же размещен выпрямитель и стабилизатор напряжения на 12В, от которого питаются реле, термоконтроллер и вентилятор. Для этого стабилизатора на трансформаторе была намотана дополнительная маломощная обмотка;

— А это полностью самодельный блок электронного подключения нагрузки, о нем по подробнее:
Итак, небольшое ТЗ.

— После включения блока питания нагрузка должна быть отключена в независимости от последнего состояния.
— О выключенной нагрузке должен сообщать мигающий красный светодиод.
— О включенной нагрузке должен сообщать постоянно горящий зеленый светодиод.
— Подключение нагрузки происходит при помощи реле.
— Аппаратное подавление дребезга контактов.

Схема исправлена, спасибо пользователям IIIap, varicap и alexky, ее заметившим (неправильная полярность защитного диода). Схема построена на дешевом микроконтроллере Atmel ATtiny2313 и триггере Шмитта 74HC14.
Запитана схема от 12 вольт, необходимых для работы реле. Для питания микросхем использован линейный преобразователь 7805.

После включения мигает красный светодиод VD2. Триггер шмитта 74HC11 позволяет окончательно и бесповоротно избавиться от дребезга контактов. При нажатии кнопки, светодиод VD2 гаснет, а VD1 (зеленый) загорается, одновременно с ним открывается транзистор VT1 и включается реле K1. При следующем нажатии нагрузка и зеленый светодиод VD1 отключаются, красный светодиод VD2 начинает мигать. Диод VD1 защищает транзистор от всплесков напряжения на катушке реле. Собрана схема на макетной плате. Если не ставить на входе триггер Шмитта (и бороться с дребезгом программными средствами), то необходим подтягивающий резистор 10К на 7 выводе микроконтроллера. В планах добавить еще один канал управления на вход микроконтроллера int0. Управляться будет USB выход.

Управляющая программа написана в среде Bascom.

В основном цикле мигает красный светодиод, при условии, что на выходе PB2 низкий уровень, т.е. нагрузка отключена, а зеленый светодиод не горит. По прерыванию Int1 вызывается подпрограмма Swbutton. Оператор Toggle переключает состояния выхода PB2 (если был 1 то станет 0 и наоборот). После переключения выхода программа возвращается в основной цикл, до следующего прерывания;

Под спойлером исходник

$regfile = «attiny2313.dat»
$crystal = 4000000

Config Portb.1 = Output
Config Portb.2 = Output
Config Pind.3 = INPUT
Config Int1 = Falling

Dim Wtime As Byte

On Int1 Swbutton

Cls

Wtime = 255

Enable Interrupts
Enable Int1

Do
if pinb.2 = 0 Then
Set Portb.1
Waitms Wtime
Reset Portb.1
Waitms Wtime
Else
‘Pinb.4 = 0
End If
Loop
End

Swbutton:
Toggle Portb.2

Return

End

— Реле.Слева реле в синем корпусе, используется для включения/отключения нагрузки, а реле в прозрачном корпусе, первой группой контактов переключает обмотки трансформатора, а вторая группа включает светодиод индицирующий подключение второй обмотки;

— И наконец, готовый корпус от старого ленточного стримера. DDS картриджи на 2Gb уже очень давно не актуальны, поэтому девайс был бесжалостно разобран на запчасти. А корпус с родным вентилятором прекрасно подошёл для моего блока питания;

Вот такая передняя панель. Временная, т.к. буду переделывать и компоновку и материал вставки менять надо (был белый вспененный пластик — смотрится коряво, а будет заглушка от компьютерного корпуса, которая попадает в цвет всего устройства). Но это чуть позже, когда дойдут из китая многооборотные резисторы. Так же добавится USB разъем. Красный регулятор — напряжение, синий — ток (цвета ручек выбраны в соответствии с цветами свечения сегментов индикатора). Прямоугольный зеленый светодиод под индикатором начинает светиться при подключении второй обмотки трансформатора. Над синим регулятором светодиод индикации стабилизации по току (красного цвета). Ну и в районе выходных клемм красная кнопка подключения нагрузки и двухцветный светодиод (красно-зеленый). Все выполнено на разъемах — лицевая панель полностью съемная. Выход блока питания к лицевой панели подключается, посредством разъёма типа Deans, который используется для аккумуляторов дистанционно управляемых моделей;

Все компоненты соединены между собой в соответствии со следующей схемой (справлена, спасибо пользователю MisHel64):
Немного сборки:
Блоки переключателя обмоток и отключения нагрузки собраны в сандвич и установлены вблизи передней панели. Рядом установлены реле отключения нагрузки и плата термоконтроллера вентилятора.

С внутренней стороны, к корпусному вентилятору прикручен радиатор (от какого-то старого процессора). К радиатору на термопасту прикручен транзистор и датчик термоконтроллера. Все установлено в корпус с задней стороны.

Основная плата установлена на высоких стойках вниз деталями. Такое расположение, хоть и не самое теплоэффективное, но по другому плату и трансформатор в этом корпусе не разместить.

Обмотки трансформатора я решил подключить при помощи клемм Wago, получилось очень удобно. В проводах небольшой сумбур, хотя они укладывались и стягивались стяжками. Может потом переделаю…
И последний компонент — стабилизатор на 5В, выполненный навесным монтажом на радиаторе. И пара заключительных фото, вид сзади и собранный БП. Сзади расположены разъем питания, выключатель питания, предохранитель и выключатель (синего цвета) дополнительной линии 5В.

Теперь перейдем к тестированию. Сразу оговорюсь, что тестировать будем не столько саму плату БП, сколько всю конструкцию в сборе. Начнем с индикатора. Под спойлером находятся наглядные фото тестирования. Показания сравнивались с эталонным профессиональным цифровым мультиметром Актаком АМ-1095.

Тестирование показаний вольметра

Амперметр тестировался при помощи нагрузочного резистора 10Ом 50Вт.Если вспомним закон Ома, то легко прикинем, с этим резистором показания тока должны быть в 10 раз меньше показаний вольтметра, в чем сейчас и убедимся. Сравнивать показания будем по прежнему с Актакомом.

Тестирование показаний амперметра

После проведенных измерений я даже зауважал этот индикатор и мне захотелось его назвать «прибором» )).

А вот от платы блока питания больше 26В при 10 Омной нагрузке, а токе, соответственно, в 2.6А, получить не удалось, хотя на холостом ходу блок питания выдает 31В.

Тестируем стабилизацию тока (мультиметр, в режиме измерения тока, напрямую подключен к выходным клеммам):

Фотки

Видим, что регулировка тока возможна до 3.6А.
Я все-таки решил выяснить какая просадка выходного напряжения будет при почти максимальном токе. У меня нашлись два резистора по 3,3Ом 50Вт, соединил их последовательно и подключил к выходным клеммам — результат на фото:

Еще тесты:

Сравним напряжение на выходе выпрямителя с выходным. (На мультиметре напряжение на выходе диодного моста)
Слева без нагрузки, справа с нагрузкой:
Тоже самое, но меряем переменку на выходе транса:
Небольшие выводы:
-напряжение на выходе транса просаживается под нагрузкой на 1,6в, хотя трансформатор 150Вт, а на выходе около 80Вт.
-напряжение на выходе диодного моста просаживается под той же нагрузкой, уже на 6В.
-выходное же напряжение просаживается на 8,5В при той же нагрузке около 80Вт.
Надо, конечно с этим что-то делать… хотя мне этого рабочего диапазона для работы вполне хватит.
Ну, вот осталось только измерить пульсации, хотя для линейных блоков питания это наверное излишне и надо скорее, что бы подчеркнуть их беспроблемность в этом плане, хотя…

Меряем пульсации

Сразу оговорюсь, т.к. блок линейный, на показания частотомера обращать внимания не стоит — он меряет абы что… Меряем: эффективное значение (минимальные показания на скриншотах), максимум пиковый (средние показания) и диапазон (максимальные значения).
10В, 1А:
10В, 2,1A:
12В, 3,5А:
24В, 3,5А:
все красиво, но есть нюанс: когда блок близок к моменту, когда начинает проседать напряжение, т.е. близок к своему пределу, то откуда-то возникают дикие помехи. Вот на фото ниже работает только 1 обмотка транса, т.е. на вход блока питания подается около 12В переменки, и нагрузка в 3А уже явилась предельной и поперли помехи. А если бы на вход подавалось большее напряжение, то блок работал бы в штатном режиме. Вот надо такой нюанс учитывать.
10В, 3А:

Подтверждение покупок

В этом обзоре я рассмотрел сразу 3 приобретенных мной товара, а также еще пару полезных самодельных дополнений. Устройство получилось годное, но с некоторыми нюансами. Как минимум я попробую заменить выходной транзистор, т.к. проскакивала информация, что у китайцев они поддельные.
Вот и подошел к концу мой первый обзор. Высказывайте свои мнения. Спасибо за внимание!

Пуск трехфазного асинхронного двигателя по схеме переключение «звезда – треугольник» ~ Электропривод

С помощью снижения пускового момента и ограничения пускового тока используют метод пуска асинхронного двигателя переключение «звезда – треугольник». В первый момент пуска, напряжение к статорным обмоткам подключается по схеме «звезда» (Y). Как только двигатель разгоняется, его питание включается по схеме «треугольник» (∆).

 

Преимущества

Некоторые трехфазные двигатели на низкое напряжение с мощностью выше 5 кВт рассчитывают на напряжение 400 В при включении по схеме «треугольник» (∆) или на 690 В при включении по схеме «звезда» (Y). Такая схема включения дает возможность производить пуск двигателя при меньшем напряжении. При пуске двигателя по схеме «звезда – треугольник» удается уменьшить пусковой ток, до 1/3 от тока прямого пуска от сети. Пуск по схеме «звезда – треугольник» особенно подходит для механизмов с большими маховыми массами, когда нагрузка набрасывается уже после разгона двигателя до номинальной скорости.

Недостатки пуска асинхронного двигателя переключением «звезда – треугольник»

При пуске двигателя переключением «звезда – треугольник» происходит также снижение пускового момента, приблизительно на 33%. Данный метод можно использовать только для трехфазных асинхронных двигателей, которые имеют возможность подключения по схеме «треугольник». В таком варианте существует опасность переключения на «треугольник» при слишком низкой частоте вращения, что вызовет рост тока до такого же уровня, что и ток при «прямом» пуске DOL.

Во время переключения со «звезды» на «треугольник» асинхронный электродвигатель может быстро снизить скорость вращения, для увеличения которой также потребуется резкое увеличение тока. На рисунке показана схема запуска двигателя с помощью пускателей KM1, KM2, KM3. Пускатель KM1,КМ2 включает электродвигатель по схеме «звезда». Через время, отведенное на запуск и выход двигателя на 50% номинальной скорости, отключается пускатель КМ2 и включается КМ3, переключая двигатель на «треугольник».

Пусковой момент и ток при пуске переключением «звезда – треугольник» значительно ниже, чем при прямом пуске.

Сравнение способа прямого пуска DOL и пуска с переключением «звезда – треугольник»

В данных диаграммах показаны пусковые токи для насоса, с трехфазным асинхронным двигателем мощностью 7,5 кВт методом прямого пуска (DOL) и пуска переключением «звезда – треугольник», соответственно. На рисунке видно, что способ прямого пуска DOL отличается большими пусковыми токами, но который через некоторое время уменьшается и становится постоянным.

Способ пуска переключением «звезда – треугольник» отличается меньшими низким пусковыми токами. Однако, в момент запуска при переходе от «звезды» к «треугольнику» происходят скачки токов. Во время пуска по схеме «звезда», через (t = 0,3 с), величина тока снижается. Однако, во время переключения со «звезды» на «треугольнику», через время t = 1,7 с, величина тока достигает уровня пускового тока при прямом пуске. Более того, скачок тока может стать ещё больше, так как во время переключения на двигатель не подаётся напряжение и двигатель теряет скорость перед подачей полного напряжения.

 

% PDF-1.3 % 2024 0 объект > эндобдж xref 2024 год 173 0000000016 00000 н. 0000003816 00000 н. 0000136272 00000 н. 0000136502 00000 н. 0000136701 00000 н. 0000136725 00000 н. 0000142965 00000 н. 0000142989 00000 н. 0000149139 00000 н. 0000149163 00000 п. 0000155761 00000 н. 0000155785 00000 н. 0000162135 00000 н. 0000162159 00000 н. 0000168492 00000 н. 0000168516 00000 н. 0000174223 00000 н. 0000174481 00000 н. 0000174673 00000 н. 0000174914 00000 н. 0000175165 00000 н. 0000175501 00000 н. 0000175644 00000 н. 0000175848 00000 н. 0000176065 00000 н. 0000176319 00000 н. 0000176841 00000 н. 0000177111 00000 н. 0000177384 00000 н. 0000177876 00000 н. 0000178186 00000 н. 0000178435 00000 н. 0000178488 00000 н. 0000178608 00000 н. 0000178661 00000 н. 0000178979 00000 н. 0000179266 00000 н. 0000179605 00000 н. 0000179947 00000 н. 0000180251 00000 н. 0000180590 00000 н. 0000180942 00000 н. 0000181252 00000 н. 0000181561 00000 н. 0000181723 00000 н. 0000181912 00000 н. 0000182172 00000 н. 0000182431 00000 н. 0000182722 00000 н. 0000183008 00000 н. 0000183357 00000 н. 0000183582 00000 н. 0000183923 00000 н. 0000184162 00000 н. 0000184430 00000 н. 0000184734 00000 н. 0000184909 00000 н. 0000185144 00000 н. 0000185388 00000 н. 0000185607 00000 н. 0000185875 00000 н. 0000186170 00000 н. 0000186367 00000 н. 0000186547 00000 н. 0000186775 00000 н. 0000186828 00000 н. 0000187051 00000 н. 0000187208 00000 н. 0000187450 00000 н. 0000187708 00000 н. 0000187900 00000 н. 0000188180 00000 н. 0000188429 00000 н. 0000188685 00000 н. 0000188909 00000 н. 0000189117 00000 н. 0000189379 00000 н. 0000189587 00000 н. 0000189797 00000 н. 0000189987 00000 н. 00001 00000 н. 00001

00000 н. 00001

00000 н. 0000190898 00000 н. 0000191127 00000 н. 0000191372 00000 н. 0000191647 00000 н. 0000191825 00000 н. 0000192074 00000 н. 0000192292 00000 н. 0000192479 00000 н. 0000192693 00000 н. 0000192863 00000 н. 0000193104 00000 н. 0000193352 00000 н. 0000193607 00000 н. 0000193821 00000 н. 0000194045 00000 н. 0000194266 00000 н. 0000194487 00000 н. 0000194710 00000 н. 0000194892 00000 н. 0000195093 00000 н. 0000195312 00000 н. 0000195557 00000 н. 0000195797 00000 н. 0000196037 00000 н. 0000196274 00000 н. 0000196501 00000 н. 0000196674 00000 н. 0000196896 00000 н. 0000197067 00000 н. 0000197250 00000 н. 0000197439 00000 н. 0000197861 00000 н. 0000198331 00000 н. 0000198520 00000 н. 0000198687 00000 н. 0000198942 00000 н. 0000199187 00000 н. 0000199418 00000 н. 0000199670 00000 н. 0000199921 00000 н. 0000200130 00000 н. 0000200343 00000 п. 0000200560 00000 н. 0000200773 00000 н. 0000200988 00000 н. 0000201151 00000 н. 0000201435 00000 н. 0000201719 00000 н. 0000202001 00000 н. 0000202308 00000 н. 0000202495 00000 н. 0000202736 00000 н. 0000202974 00000 н. 0000203326 00000 н. 0000203632 00000 н. 0000203998 00000 н. 0000204190 00000 н. 0000204363 00000 н. 0000204633 00000 н. 0000205069 00000 н. 0000205443 00000 н. 0000205766 00000 н. 0000206132 00000 н. 0000206441 00000 н. 0000206742 00000 н. 0000207076 00000 н. 0000207350 00000 н. 0000207677 00000 н. 0000207730 00000 н. 0000208244 00000 н. 0000208429 00000 н. 0000209120 00000 н. 0000209358 00000 н. 0000209638 00000 н. 0000209874 00000 н. 0000210046 00000 н. 0000210308 00000 п. 0000210593 00000 п. 0000210839 00000 н. 0000211146 00000 н. 0000211434 00000 н. 0000211655 00000 н. 0000211679 00000 н. 0000218201 00000 н. 0000218225 00000 н. 0000224110 00000 н. 0000224251 00000 н. 0000224391 00000 н. 0000003911 00000 н. 0000136246 00000 н. трейлер ] >> startxref 0 %% EOF 2025 0 объект > эндобдж 2195 0 объект > ручей HTiTSYB $% F! Df (fZ)

(PDF) Переключение обмоток и поворотное переключение в машинах с нониусом с постоянным магнитом для работы в широком диапазоне скоростей и высокой эффективности

2169-3536 (c) 2018 IEEE.Переводы и интеллектуальный анализ контента разрешены только для академических исследований. Личное использование также разрешено, но для переиздания / распространения требуется разрешение IEEE. См.

http://www.ieee.org/publications_standards/publications/rights/index.html для получения дополнительной информации.

Эта статья принята к публикации в следующем номере журнала, но не отредактирована полностью. Контент может измениться до окончательной публикации. Информация для цитирования: DOI

ТОМ XX, 2017 9

11.X. Ren, D. Li, R. Qu, Z. Yu и Y. Gao, «Исследование

машины с нониусом постоянного магнита с

мостами альтернативного потока» в IEEE Transactions on Energy

Conversion, vol. 33, нет. 4, pp. 2112-2121, Dec. 2018.

12. Й. Гао, Д. Ли, Р. Цюй, Х. Фанг, Х. Дин и Л. Цзин,

«Анализ нового последовательного полюса. Flux Switching

Машина с постоянным магнитом с магнитными мостами в статоре

Core, «in IEEE Transactions on Energy Conversion, vol.33,

нет. 4, pp. 2153-2162, декабрь 2018 г.

DOI: 10.1109 / TEC.2018.2839727.

13. З. Лян, Й. Гао, Д. Ли и Р. Ку, «Конструкция новой машины с двойной модуляцией потока

с последовательными полюсными спицами

постоянных магнитов как в статоре, так и в роторе», в CES

Транзакции по электрическим машинам и системам, т. 2, вып.

1, стр. 73-81, март 2018 г.

DOI: 10.23919 / TEMS.2018.8326453.

14. F.Чжао, Т. А. Липо и Б. Квон, «Новый двухстаторный

Станок с нониусом для постоянного магнита с осевым потоком

для приложений с прямым приводом», в IEEE Transactions on

Magnetics, vol. 50, нет. 11, стр. 1–4, ноябрь 2014 г., ст.

8104304. DOI: 10.1109 / TMAG.2014.2329861.

15. Б. Ким и Т. А. Липо, «Анализ двигателя Вернье с постоянными магнитами

со структурой спиц», в IEEE Transactions on Industry

Applications, vol.52, нет. 1, стр. 217-225, январь-февраль. 2016.

DOI: 10.1109 / TIA.2015.2477798.

16. Д. Ли, Р. Ку и Т. А. Липо, «Машины с высоким коэффициентом мощности Vernier

с постоянными магнитами», в IEEE Transactions on

Industry Applications, vol. 50, нет. 6, pp. 3664-3674, ноябрь —

декабрь 2014 г.

DOI: 10.1109 / TIA.2014.2315443.

17. Л. Ву, Р. Цюй, Д. Ли и Ю. Гао, «Влияние соотношения полюсов

и числа полюсов обмотки на рабочие характеристики и оптимальные

Расчетные параметры поверхностных машин с нониусом на постоянных магнитах

», в IEEE Transactions on Industry Applications,

vol.51, нет. 5, pp. 3707-3715, сентябрь-октябрь. 2015.

DOI: 10.1109 / TIA.2015.2426148.

18. Н. Балоч, С. Халик и Б. Квон, «HTS Dual-Stator

Линейная машина с нониусом со спицами для уменьшения потока утечки

», в IEEE Transactions on Magnetics, vol. 53, нет.

11, стр. 1-4, ноябрь 2017 г., Арт. 8111104.

DOI: 10.1109 / TMAG.2017.2699641.

19. К. Лю, Дж. Чжун и К. Т. Чау, «Новый поток —

Управляемая машина с постоянным магнитом с нониусом», в IEEE

Transactions on Magnetics, vol.47, нет. 10, стр. 4238-4241,

Октябрь 2011 г.

DOI: 10.1109 / TMAG.2011.2152374.

20. Х. Ван и др., «Новая машина Вернье, возбуждаемая последовательными полюсами

», в IEEE Transactions on Magnetics, vol.

53, вып. 11, стр. 1-4, ноябрь 2017 г., ст. 8112304.

DOI: 10.1109 / TMAG.2017.2695494.

21. Янг Х. и др., «Машина с нониусной памятью с двумя последовательными полюсами

» в Energies 2016, 9 (3), 134.

Doi: 10.3390 / en

34

22. А. Ариф, Н. Балох и Б. И. Квон, «Широкий диапазон скоростей

, работа станков с нониусом на постоянных магнитах», в

Electronics Letters, vol. 54, нет. 18, pp. 1070-1072, 6 9 2018.

doi: 10.1049 / el.2018.5008.

23. С. Атик, Т. А. Липо и Б. Квон, «Широкий диапазон скоростей

Эксплуатация незаметных машин с PM», в IEEE

Transactions on Energy Conversion, vol. 31, нет. 3, стр. 1179-

1191, сен.2016.

DOI: 10.1109 / TEC.2016.2547421.

24. X. Sun, Y. Shen, S. Wang, G. Lei, Z. Yang и S. Han,

«Анализ потерь в сердечнике нового сегментированного ротора 16/10

Электродвигатель BSG с переключаемым сопротивлением для HEV Использование нелинейной модели схемы

с сосредоточенными параметрами »в

IEEE / ASME Transactions on Mechatronics, vol. 23, нет. 2, pp.

747-757, апрель 2018 г.

doi: 10.1109 / TMECH.2018.2803148

25.Бертотти, Г. Гистерезис в магнетизме: для физиков,

Материаловеды и инженеры; Academic Press:

Waltham, MA, USA, Academic Press, 1998.

Арсалан Ариф родился в 1984 году. Он получил степень бакалавра электротехники

в Университете инженерии и технологий

,

(UET), Пешавар , Пакистан в 2006 году и степень магистра

в области системной инженерии электроники

от Университета Ханян, Ансан Юг

Корея в 2010 году.С 2010 по 2013 год он был лектором

в Научном университете Сархад и

информационных технологий (SUIT) Пакистана.

С 2013 г. работает над докторской степенью.

, факультет инженерии электронных систем, Университет Ханьян

, Ансан, Южная Корея. Сфера его научных интересов: проектирование и управление

и

электрических машин.

Номан Балох родился в 1987 году. Получил

балла Б.Степень S. в области электроники от

Белуджистанский университет информации

Технологии, инженерия и менеджмент

Sciences (BUITEMS), Кветта, Пакистан, в 2010 году.

С 2010 по 2015 год он был заместителем помощника директора

с Национальная база данных и регистрационное агентство

(NADRA), Пакистан. С

2015 он работает в направлении M.S. и PhD.

, факультет электронных систем

Инженерия, Университет Ханьян, Ансан, Южная

Корея.Его научные интересы включают проектирование и управление электрическими машинами

.

Вспомогательная обмотка — обзор

20.5.3 Стратегия управления для трехфазного источника напряжения SPIM на основе инвертора с рабочим конденсатором

Соответствующий рис. 20.5C, аналогичный трехфазный инвертор с источником напряжения, включающий шеститранзистор мост применен на рис. 20.12, рабочий конденсатор, подключенный к вспомогательной обмотке, является единственным отличием по сравнению с рис.20.8. Из-за использования рабочего конденсатора потребность в высоком напряжении во вспомогательной обмотке падает, но надежность и срок службы двигателя могут быть поставлены под угрозу из-за использованного конденсатора.

Рис. 20.12. Схема инвертора источника трехфазного напряжения и SPIM использует рабочий конденсатор во вспомогательной обмотке.

Как и в предыдущем случае, основная обмотка SPIM подключается между точками подключения трехфазного инвертора a и b , а вспомогательная обмотка подключается к точкам подключения c и b .Напряжение основной обмотки и напряжение вспомогательной обмотки могут быть представлены в формулах. (20.9a), (20.9b).

В отличие от предыдущего случая без рабочего конденсатора во вспомогательной обмотке, поскольку рабочий конденсатор может сделать сопротивление вспомогательной обмотки емкостным, и в результате ток основной обмотки и ток вспомогательной обмотки имеют фазовый сдвиг примерно 90 градусов, и напряжение основной обмотки В, , _{, , основной ,} и напряжение вспомогательной обмотки, В, , _{, , aux, ,} , могут поддерживаться в фазе.Обратите внимание, что это сдвиг фазового угла может изменяться при разных скоростях, поскольку емкость вспомогательной обмотки зависит от частоты управления.

Блок управления для этого случая почти такой же, как и в предыдущем случае, показанном на рис. 20.9, поэтому для простоты повторять его здесь не будем.

Подобно модуляции напряжения в предыдущем случае, V _main и V _aux могут быть получены на основе выходного напряжения трехфазного инвертора, как показано ниже:

(20.14) Va = Mcosω ∗ t + VDC / 2Vb = VDC / 2Vc = Acosω ∗ t + VDC / 2

, где M — амплитуда напряжения основной обмотки V _main , A is амплитуда напряжения вспомогательной обмотки V _aux , V _DC — это напряжение промежуточного контура, а ω — регулируемая частота управляющих напряжений.

Затем, основываясь на формуле. (20.14), V _main и V _aux для SPIM с рабочим конденсатором во вспомогательной обмотке могут быть представлены как,

(20.15) Vmain = Va − Vb = Mcosω ∗ tVaux = Vc − Vb = Acosω ∗ t

Это можно наблюдать из уравнения. (20.15) что В _{основной} и В _{вспомогательный} имеют одинаковую частоту и находятся в фазе, что отличается от случая SPIM без рабочего конденсатора, описанного ранее. Однако с другой точки зрения, основываясь на характеристиках предложенной топологии с трехфазным инвертором, также возможно гибко подавать различные напряжения переменного тока (включая изменение амплитуды и частоты) на основную и вспомогательную обмотки в соответствии с требования к эксплуатации.Такая гибкость управляющих напряжений может рассматриваться как преимущество привода переменного тока этого типа.

Рис. 20.13 показывает векторную диаграмму двух управляющих напряжений в формуле. (20.15). Как видно из рис. 20.13, максимальное пиковое напряжение как В, , _{, , так и} и В _aux составляет 0,5 о.е. ( В _DC /2, при условии, что V _DC равно 1,0 о.е.). Эта характеристика модуляции накладывает определенные ограничения на производительность SPIM из-за ограниченного доступного напряжения промежуточного контура.

Рис. 20.13. Векторная диаграмма двух управляющих напряжений В _{основной} и В _{вспомогательный} для SPIM с рабочим конденсатором.

Специальные компоненты трансформатора: специальная линейка переключателей

Устройство переключения ответвлений с перемычкой Half Moon (40B)

Используется для переключения положений ответвлений на обмотках для регулировки напряжения для больших распределительных трансформаторов

Выучить больше

Ротационный переходник мгновенного действия (41C)

Используется для переключения положений ответвлений на обмотках ВН для регулировки напряжения для трансформаторов малой мощности

Выучить больше

Устройство переключения ответвлений с перемычкой (42B)

Используется как устройство РПН для регулировки напряжения распределительных трансформаторов

Выучить больше

Роторный переходник мгновенного действия (44B)

Используется для переключения положений ответвлений на обмотках ВН для регулировки напряжения для трансформаторов средней мощности

Выучить больше

Устройство переключения ответвлений с перемычкой линейного типа (45 л)

Используется для переключения положений ответвлений на обмотках для регулировки напряжения для больших распределительных трансформаторов и трансформаторов малой мощности.

Выучить больше

Устройство переключения ответвлений с перемычкой линейного типа (46 л)

Используется для переключения положений ответвлений на обмотках для регулировки напряжения для больших распределительных трансформаторов и трансформаторов малой мощности.

Выучить больше

Линейный тип, последовательный параллельный (22L)

Используется в трансформаторах малой и средней мощности для соединения части обмоток (обычно обмоток высокого напряжения) в последовательном или параллельном соединении для изменения коэффициента трансформации трансформатора.

Выучить больше Параллельный ряд

(22B)

Используется в трансформаторах малой и средней мощности для последовательного или параллельного соединения обмоток (обычно высокого напряжения) с целью изменения коэффициента трансформации.

Выучить больше

Дельта-звезда (26B)

Используется в трансформаторах малой и средней мощности для соединения обмоток по схеме треугольник или WYE для изменения коэффициента трансформации.

Выучить больше

Сетевые переключатели заземления (50B или 52B)

Используется в сетевых трансформаторах для отключения первичного фидера от трансформатора и подключения входящего фидера к земле

Выучить больше

Моторные масляные выключатели (серия 34B)

Используется как устройство РПН для регулировки напряжения на обмотках НН

Выучить больше

Устройство РПН с лопастным или мгновенным переключением, обесточенное, для воздуха (серия 73)

Используется для переключения положений ответвлений на обмотках ВН для регулировки напряжения для трансформаторов малой мощности

Выучить больше

Пневматические переключатели общего центра с лопастями (серия 70B)

Используется для переключения положения в испытательном оборудовании двигателей, а также используется для трансформаторов Фернесса

Выучить больше

Общий центральный или дисковый воздушный переключатель (77B)

Используется для переключения соединений в различных приложениях.Очень прочный дизайн.

Выучить больше

Параллельная серия с лезвиями (серия 72)

Используется в трансформаторах сухого типа для изменения соединений обмоток. Может также использоваться для трансформаторов Фернесс.

Выучить больше

Коммутаторы заземления

Используется в сетевых трансформаторах для отключения первичного фидера от трансформатора и подключения входящего фидера к земле

Выучить больше

Моторные воздушные переключатели (серия 30B)

Общий центр или стиль моста, используется для переключения положения в испытательном оборудовании, распределении, реакторе с воздушным сердечником — ветряной турбине и т. Д.

Выучить больше

Трансформаторы с несколькими обмотками и трансформаторы с несколькими обмотками

Трансформаторы с несколькими обмотками обычно имеют одну первичную обмотку с двумя или более вторичными обмотками.Но прелесть трансформаторов в том, что они позволяют нам иметь более одной обмотки на первичной или вторичной стороне. Трансформаторы, которые имеют более одной обмотки, обычно известны как трансформаторы с несколькими обмотками .

Принцип работы многообмоточного трансформатора ничем не отличается от обычного трансформатора. Первичные и вторичные напряжения, токи и соотношения витков рассчитываются одинаково, разница на этот раз в том, что нам нужно уделять особое внимание полярности напряжения каждой обмотки катушки, условное обозначение точками обозначает положительную (или отрицательную) полярность обмотки. , когда мы соединяем их вместе.

Трансформаторы с несколькими обмотками, также известные как трансформаторы с несколькими обмотками, содержат более одной первичной или более одной вторичной обмотки, отсюда и их название, на общем ламинированном сердечнике. Это может быть однофазный трансформатор или трехфазный трансформатор (многообмоточный, многофазный трансформатор), принцип работы такой же.

Трансформаторы с несколькими обмотками также могут использоваться для повышения, понижения или комбинации того и другого между различными обмотками.Фактически, трансформаторы с несколькими обмотками могут иметь несколько вторичных обмоток на одном сердечнике, каждая из которых обеспечивает разный выходной уровень напряжения или тока.

Поскольку трансформаторы работают по принципу взаимной индукции, каждая отдельная обмотка многообмоточного трансформатора поддерживает одинаковое количество вольт на виток, поэтому произведение вольт-ампер в каждой обмотке одинаково, то есть N _P / N _S = V _P / V _S с любым соотношением витков между отдельными обмотками катушки относительно первичного источника питания.

В электронных схемах один трансформатор часто используется для подачи различных более низких уровней напряжения для различных компонентов электронной схемы. Типичное применение многообмоточных трансформаторов — источники питания и переключающие преобразователи симисторов. Таким образом, трансформатор может иметь несколько различных вторичных обмоток, каждая из которых электрически изолирована от других, так же как она электрически изолирована от первичной обмотки. Тогда каждая из вторичных катушек будет производить напряжение, которое, например, пропорционально количеству витков катушки.

Трансформатор с несколькими обмотками

Выше показан пример типичного «многообмоточного трансформатора», который имеет несколько различных вторичных обмоток, обеспечивающих различные уровни напряжения. Первичные обмотки могут использоваться по отдельности или соединяться вместе для работы трансформатора от более высоких напряжений питания.

Вторичные обмотки могут быть соединены вместе в различных конфигурациях, обеспечивающих более высокое напряжение или ток.Следует отметить, что соединение между собой параллельно обмоток трансформатора возможно только в том случае, если две обмотки электрически идентичны. То есть их номинальные токи и напряжения совпадают.

Двойные трансформаторы напряжения

Доступно несколько или многообмоточных трансформаторов, которые имеют две первичные обмотки с одинаковыми номинальными значениями напряжения и тока и две вторичные обмотки также с одинаковыми номинальными значениями напряжения и тока. Эти трансформаторы спроектированы таким образом, чтобы их можно было использовать в различных приложениях с обмотками, соединенными вместе в последовательной или параллельной комбинации для более высоких первичных напряжений или вторичных токов.Эти типы многообмоточных трансформаторов чаще называются трансформаторами двойного напряжения , как показано.

Двойной первичный и двойной вторичный трансформатор.

Здесь трансформатор имеет две первичные обмотки и две вторичные обмотки, всего четыре. Подключения к первичной или вторичной обмотке должны выполняться правильно с помощью сдвоенных трансформаторов напряжения. При неправильном подключении возможно короткое замыкание, которое обычно разрушает трансформатор, когда он находится под напряжением.

Ранее мы говорили, что двойные трансформаторы напряжения могут быть подключены для работы от источников питания с разными уровнями напряжения, отсюда их название «двойные трансформаторы напряжения». Тогда, например, допустим, что первичная обмотка может иметь номинальное напряжение 240/120 В на первичной обмотке и 12/24 В на вторичной. Для этого каждая из двух первичных обмоток рассчитана на 120 В, а каждая вторичная обмотка — на 12 В. Трансформатор должен быть подключен так, чтобы каждая первичная обмотка получала соответствующее напряжение.Рассмотрим схему ниже.

Подключенный вторичный трансформатор серии

Здесь, в этом примере, две первичные обмотки с номиналом 120 В соединены вместе последовательно через источник питания 240 В, поскольку две обмотки идентичны, половина напряжения питания, а именно 120 В, падает на каждую обмотку, и одинаковый первичный ток течет через обе. Две вторичные обмотки, рассчитанные на 12 В, 2,5 А каждая, подключены последовательно, при этом напряжение на вторичных клеммах представляет собой сумму напряжений двух отдельных обмоток, составляющих 24 Вольт.

Поскольку две обмотки соединены последовательно, через каждую обмотку протекает одинаковое количество тока, тогда вторичный ток будет одинаковым при 2,5 А. Таким образом, для последовательно соединенной вторичной обмотки выходной сигнал в нашем примере выше рассчитан на 24 В, 2,5 А. Рассмотрим параллельно подключенный трансформатор ниже.

Параллельно подключенный вторичный трансформатор

Здесь мы сохранили две первичные обмотки одинаковыми, но теперь две вторичные обмотки соединены в параллельной комбинации относительно их точечной ориентации.Как и прежде, две вторичные обмотки рассчитаны на 12 В, 2,5 А каждая, поэтому напряжение на вторичных клеммах будет таким же, как 12 В, но добавляется ток. Затем для параллельно подключенной вторичной обмотки выходной сигнал в нашем примере выше рассчитан на 12 В, 5,0 А.

Конечно, разные двойные трансформаторы напряжения будут вырабатывать разное количество вторичного напряжения и тока, но принцип один и тот же. Вторичные обмотки должны быть правильно соединены друг с другом, чтобы обеспечить требуемое выходное напряжение или ток.

Точечная ориентация используется на обмотках для обозначения клемм с одинаковым соотношением фаз. Например, соединение двух вторичных обмоток вместе с противоположной точечной ориентацией приведет к нейтрализации двух магнитных потоков друг друга, что приведет к нулевому выходу или повреждению трансформатора.

Другой тип сдвоенного трансформатора напряжения, который имеет только одну вторичную обмотку, которая имеет «ответвления» в ее центральной электрической точке, называется трансформатором с центральным ответвлением .

Трансформаторы с центральным ответвлением

Трансформатор с центральным отводом предназначен для подачи двух отдельных вторичных напряжений, V _A и V _B с общим подключением. Конфигурация трансформатора этого типа обеспечивает двухфазное трехпроводное питание.

Вторичные напряжения одинаковы и пропорциональны напряжению питания, V _P , поэтому мощность в каждой обмотке одинакова. Напряжения, возникающие на каждой вторичной обмотке, определяются соотношением витков, как показано.

Трансформатор с центральным отводом

Выше показан типичный трансформатор с центральным отводом. Точка ответвления находится точно в центре вторичной обмотки, обеспечивая общее соединение для двух равных, но противоположных вторичных напряжений. Если центральный отвод заземлен, выход V _A будет положительным по своей природе относительно земли, в то время как напряжение на другой вторичной обмотке V _B будет отрицательным и противоположным по своей природе, то есть 180 ^o электрических градуса, не совпадающих по фазе друг с другом.

Однако есть один недостаток использования незаземленного трансформатора с центральным ответвлением: он может создавать несимметричные напряжения в двух вторичных обмотках из-за несимметричных токов, протекающих в общем третьем соединении из-за несимметричных нагрузок.

Мы также можем изготовить трансформатор с центральным отводом, используя сдвоенный трансформатор напряжения сверху. Последовательно соединив вторичные обмотки, мы можем использовать центральное звено в качестве ответвителя, как показано на рисунке. Если выходной сигнал каждой вторичной обмотки равен V, общее выходное напряжение вторичной обмотки будет равно 2V, как показано.

Трансформатор с центральным отводом с использованием двойного трансформатора напряжения

Трансформаторы с несколькими обмотками находят множество применений в электрических и электронных схемах. Их можно использовать для подачи разного вторичного напряжения на разные нагрузки. Соедините их обмотки вместе последовательно или параллельно, чтобы обеспечить более высокие напряжения или токи, или соедините их вторичные обмотки последовательно, чтобы получить трансформатор с центральным ответвлением.

В следующем уроке о трансформаторах мы рассмотрим, как работают автотрансформаторы , и увидим, что у них только одна основная первичная обмотка и нет отдельной вторичной обмотки.

Основная причина неисправностей однофазного двигателя

Большинство проблем с однофазными двигателями связаны с центробежным выключателем, термовыключателем или конденсатором (-ами).Если проблема в центробежном выключателе, термовыключателе или конденсаторе, двигатель обычно обслуживается и ремонтируется. Однако, если двигателю более 10 лет и он менее 1 л.с., двигатель обычно заменяют. Если мощность мотора меньше 1/8 л.с., его почти всегда заменяют.

Устранение неисправностей однофазных (однофазных) двигателей

Двухфазный двигатель имеет пусковую и рабочую обмотки. Пусковая обмотка автоматически снимается центробежным переключателем при разгоне двигателя.Некоторые электродвигатели с расщепленной фазой также включают термовыключатель, который автоматически выключает электродвигатель при его перегреве. Термовыключатели могут иметь ручной или автоматический сброс. Следует проявлять осторожность с любым двигателем, который имеет автоматический сброс, поскольку двигатель может автоматически перезапуститься в любое время.

Для диагностики двигателя с расщепленной фазой выполните следующую процедуру:

1. Отключите питание двигателя. Осмотрите мотор. Замените двигатель, если он сгорел, вал заклинило или есть признаки повреждения.
2. Убедитесь, что двигатель управляется термовыключателем. Если термовыключатель ручной, сбросьте термовыключатель и включите двигатель.
3. Если двигатель не запускается, используйте вольтметр, например промышленный мультиметр Fluke 87V, для проверки напряжения на клеммах двигателя. Напряжение должно быть в пределах 10% от указанного напряжения двигателя. Если напряжение неправильное, устраните неисправность цепи, ведущей к двигателю. Если напряжение в норме, выключите двигатель, чтобы его можно было проверить.
4. Выключите ручку аварийного выключателя или комбинированного стартера. Заблокируйте и пометьте пусковой механизм в соответствии с политикой компании.
5. При выключенном питании подключите Fluke 87V к тем же клеммам двигателя, от которых были отключены подводящие провода питания. Омметр покажет сопротивление пусковой и ходовой обмоток. Поскольку обмотки параллельны, их общее сопротивление меньше, чем сопротивление каждой обмотки в отдельности. Если счетчик показывает ноль, короткое замыкание.Если счетчик показывает бесконечность, имеется обрыв цепи. В любом случае двигатель следует заменить. Примечание. Размер двигателя слишком мал для того, чтобы его ремонт был рентабельным.
6. Осмотрите центробежный выключатель на предмет признаков перегорания или поломки пружин. Если присутствуют какие-либо очевидные признаки проблем, отремонтируйте или замените переключатель. Если нет, проверьте переключатель с помощью омметра.

Вручную приведите в действие центробежный выключатель. (Концевой раструб на стороне переключателя, возможно, придется снять.) Если мотор исправен, сопротивление на омметре уменьшится. Если сопротивление не меняется, проблема существует. Продолжайте проверять, чтобы определить проблему.

Устранение неисправностей конденсаторных двигателей

Конденсаторный двигатель — это двигатель с расщепленной фазой с добавлением одного или двух конденсаторов. Конденсаторы придают двигателю больший пусковой и / или рабочий крутящий момент. Устранение неисправностей конденсаторных двигателей похоже на поиск неисправностей в двигателях с расщепленной фазой. Единственное дополнительное устройство, которое следует учитывать, — это конденсатор.

Конденсаторы имеют ограниченный срок службы и часто являются проблемой конденсаторных двигателей. Конденсаторы могут иметь короткое замыкание, разрыв цепи или могут выйти из строя до такой степени, что их необходимо заменить. Износ может также изменить емкость конденсатора, что может вызвать дополнительные проблемы. При коротком замыкании конденсатора обмотка в двигателе может перегореть. Когда конденсатор выходит из строя или открывается, двигатель имеет плохой пусковой момент. Низкий пусковой крутящий момент может помешать запуску двигателя, что обычно вызывает перегрузку.

Все конденсаторы имеют две проводящие поверхности, разделенные диэлектрическим материалом. Диэлектрический материал — это среда, в которой электрическое поле поддерживается с минимальной подачей внешней энергии или без нее. Это тип материала, используемого для изоляции проводящих поверхностей конденсатора. Конденсаторы бывают масляные или электролитические. Масляные конденсаторы залиты маслом и опломбированы в металлическую тару. Масло служит диэлектрическим материалом.

Электролитические конденсаторы используются в двигателях чаще, чем масляные.Электролитические конденсаторы образуются путем наматывания двух листов алюминиевой фольги, разделенных кусками тонкой бумаги, пропитанной электролитом. Электролит — это проводящая среда, в которой ток происходит за счет миграции ионов. Электролит используется в качестве диэлектрического материала. Алюминиевая фольга и электролит закрыты картонной или алюминиевой крышкой. Предусмотрено вентиляционное отверстие для предотвращения возможного взрыва в случае короткого замыкания или перегрева конденсатора.

Конденсаторы переменного тока

используются с конденсаторными двигателями.Конденсаторы, предназначенные для подключения к сети переменного тока, не имеют полярности.

Для диагностики конденсаторного двигателя выполните следующую процедуру:

1. Выключите ручку предохранительного выключателя или комбинированного стартера. Заблокируйте и пометьте пусковой механизм в соответствии с политикой компании.
2. Используя Fluke 87V, измерьте напряжение на клеммах двигателя, чтобы убедиться, что питание отключено.
3. Конденсаторы расположены на внешней раме двигателя. Снимаем крышку конденсатора.Внимание: хороший конденсатор будет держать заряд даже при отключении питания.
4. Осмотрите конденсатор на предмет утечки, трещин или вздутия. Замените конденсатор, если он есть.
5. Выньте конденсатор из цепи и разрядите его. Чтобы безопасно разрядить конденсатор, поместите резистор 20 000 Ом, 2 Вт на клеммы на пять секунд.
6. После того, как конденсатор разрядится, подключите провода Fluke 87V к клеммам конденсатора. Fluke 87V покажет общее состояние конденсатора.Конденсатор исправен, закорочен или разомкнут.

Настройте Fluke 87V на измерение емкости. Считываемое значение емкости должно находиться в пределах ± 20% от значения, указанного на этикетке конденсатора.

Связанные ресурсы

Изменения напряжения генератора | 277/480, 3 фазы, 120/240 В переменного тока, 3 фазы

Изменения напряжения генератора

Многие из наших генераторных установок могут изменять выходное напряжение.Идентификационная бирка генератора идентифицирует напряжения. У нас есть технические знания и возможности для замены одно- и трехфазных генераторов на месте. Наиболее распространенные конфигурации проводки для изменения напряжения:

• 120/240 В переменного тока, однофазный
• 120/208 В переменного тока, 3 фазы
• 277/480 В переменного тока, 3 фазы

Однофазный 120/240 В переменного тока

Якорь генератора вращается через две обмотки. Каждая обмотка производит электрический ток.Каждая обмотка выдает 120 В переменного тока. Объединение обмоток друг с другом или с нейтралью управляет выходным сигналом генератора на выходных клеммах со стороны питания (Рисунок 1).

Обмотки генератора показаны другим цветом для иллюстрации возникающих напряжений. Изменения напряжения можно легко перевести на:

• Напряжение между любыми двумя обмотками будет 240 В переменного тока
• Напряжение между одной фазой и нейтралью будет 120 В переменного тока

Изменение напряжения
Некоторые генераторы имеют внешнюю розетку, которая позволяет подключать 120 или 240 В переменного тока через удлинитель.Это обеспечивает легкий доступ к любому напряжению для временных подключений. Генераторы, у которых нет этой функции, полагаются на проводные соединения на генераторе (рисунок 1). Наши опытные сотрудники могут изменить выходное напряжение генератора (генератор должен быть оборудован для изменения).

Техник подключает соответствующие выходные провода генератора, чтобы получить желаемое напряжение. Запуск и испытания под нагрузкой выполняются на генераторах с измененной конфигурацией напряжения.

Рисунок 1, однофазные соединения 120/240 В переменного тока

Трехфазные 120/208 В переменного тока

Якорь генератора вращает три обмотки.Каждая обмотка производит электрический ток. Ток от каждой обмотки считается однофазным. Объединение фаз друг с другом или с нейтралью управляет выходным сигналом генератора на выходных клеммах со стороны питания (Рисунок 2).

Обмотки генератора показаны другим цветом для иллюстрации различных фаз. Изменения напряжения можно легко перевести на:

• Напряжение между любыми двумя фазами будет 208 В переменного тока
• Напряжение между одной фазой и нейтралью будет 120 В переменного тока

Изменение напряжения
Некоторые генераторы оснащены переключателем выбора напряжения.Это позволяет выбирать напряжение без изменения конфигурации проводов. Генераторы, у которых нет этой функции, полагаются на проводные соединения (рисунок 2). Наши опытные сотрудники могут изменить выходное напряжение генератора (генератор должен быть оборудован для изменения).

Техник подключает соответствующие выходные провода генератора, чтобы получить желаемое напряжение. Запуск и испытания под нагрузкой выполняются на генераторах с измененной конфигурацией напряжения.

Рисунок 2, Подключение трехфазного переменного тока 120/208

Трехфазное напряжение 277/480 В переменного тока

Генератор вырабатывает ток с такой же конфигурацией обмотки.Первичный двигатель генератора (двигатель) больше, чтобы поддерживать более надежную обмотку генератора. Объединение обмоток друг с другом или с нейтралью управляет выходом генератора на выходных клеммах со стороны питания (Рисунок 3).

Обмотки генератора показаны другим цветом для иллюстрации различных фаз. Изменения напряжения можно легко перевести на:

• Напряжение между любыми двумя фазами будет 480 В переменного тока
• Напряжение между одной фазой и нейтралью будет 277 В переменного тока

Изменение напряжения
Если генератор оснащен переключателем выбора напряжения, конфигурация проводки не требуется.