Автоматический коммутатор фаз. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Часы, таймеры, реле, коммутаторы нагрузки

 Комментарии к статье

В народном хозяйстве широко применяется оборудование с питанием от трехфазной сети, требующее соблюдения порядка чередования фаз. Обычно это достигается соответствующей коммутацией проводов, но в ходе различных ремонтных работ, когда используются дополнительные питающие кабели либо временные распределительные щиты, при переключениях нередко возникает нарушение последовательности фаз, которое может вызвать выход из строя оборудования.

Предлагаемое устройство (рис.1) обеспечивает правильный порядок чередования фаз на нагрузке при произвольном порядке ее соединения с трехфазной сетью.

(нажмите для увеличения)

Работает автоматический коммутатор фаз так. Отрицательная полуволна синусоидального напряжения фазы А проходит через диод VD1 и создает на нем падение напряжения около 0,7 В. Светодиод оптрона VU1.1 не светится, так как к нему приложено обратное напряжение, фототранзистор оптрона закрыт. Положительная полуволна синусоидального напряжения фазы А проходит через светодиод оптрона VU1.1 и заставляет его светиться. Фототранзистор оптрона VU1.1 открывается, и на его эмиттере (выводе 8) появляется высокий уровень напряжения. Ширина импульсов на эмиттере практически соответствует длительности полупериода входного сигнала.

Отрицательная полуволна фазы В (С) проходит через диод VD2. светодиод оптрона VU1.2 не светится, и поэтому на выводе 5 - низкий уровень. При положительной полуволне ток протекает через светодиод VU1.2, транзистор этого оптрона открыт, и на выводе 5 VU1.2 - высокий уровень, который поступает на тактовые входы триггера DD2. Диоды VD1, VD2 необходимы, чтобы устранить высокое обратное напряжение на светодиодах оптронов VU1.1 и VU1.2.

Выходной сигнал с оптрона VU1.1 подается на информационный вход верхнего триггера DD2 и на интегрирующую цепочку R7-C1. Тактовые импульсы устанавливают оба триггера в состояния, соответствующие уровням на их информационных входах в эти моменты времени. Изменения состояния триггеров происходят по фронтам тактовых импульсов (переходам 0 - 1 ). Таким образом, на прямом выходе (выводе 1) верхнего по схеме триггера DD2 - состояние "1" (высокий уровень), если резистор R3 подключен к фазе В, и "0" (низкий уровень), если он подключен к фазе С. Фаза, к которой подключен резистор R1, всегда принимается за фазу А. Такой информации достаточно, чтобы правильно подключить нагрузку к сети. Схема управления пускателями приведена на рис.2.

Сигналы с прямого и инверсного выходов верхнего триггера поступают на входы логических элементов DD1.3 и DD1.4 (рис.1). Вторые входы этих элементов соединены с прямым выходом нижнего триггера DD2. Логический элемент DD1.1 вместе с интегрирующей цепочкой R7-C1 осуществляет задержку сигнала на время включения устройства. Элементы DD1.1, DD1.2 вместе с конденсатором С2 образуют триггер Шмитта, который вырабатывает сигналы с крутыми фронтами.

Низкий уровень на выходе DD1.1 появляется в том случае, когда на его входах - "1". Это происходит тогда, когда напряжение на конденсаторе С1 превышает половину питающего. При указанных на схеме номиналах R7 и С1 "1" появляется на информационном входе D нижнего триггера DD2 приблизительно через 1 с после подачи напряжения на коммутатор. Выдержка необходима для предотвращения повторно-кратковременных включений нагрузки, например, при ненадежных контактах или их искрении, что часто бывает при временных подключениях к сети. При кратковременном отключении сети оптрон VU1.1 не работает, на резисторах R5...R7 - "0", и конденсатор С1 быстро разряжается через резисторы R6, R7. Это приводит к появлению "0" на информационном входе (выводе 9) нижнего триггера DD2, который передается на выход триггера (вывод 13). Вследствие этого на выходах элементов DD1.3 и DD1.4 устанавливаются "1". транзисторы VT1. VT2 закрываются, и оба репе - К1 и К2 - отпускают. Следовательно, нагрузка обесточена.

С возобновлением подачи энергии выдержка времени повторяется. Цепочка R8-C3 устанавливает оба триггера в исходное состояние при включении питания. При нормальной работе коммутатора низкий уровень появляется только на одном выходе элементов DD1.3 или DD1.4. Одновременное появление низкого уровня на их выходах исключено, т.к. они управляются противофазными сигналами с верхнего триггера DD2.

Устройство собрано на двухсторонней печатной плате, чертеж которой и расположение элементов приведены а рис.3 и 4.

Литература

1. А.Панкратьев. Автоматический коммутатор фаз. - Радио, 2007, №9, С.43.

Авторы: В.Калашник, Н.Черемисинова, г.Воронеж

Смотрите другие статьи раздела Часы, таймеры, реле, коммутаторы нагрузки.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Случайная новость из Архива Передовые аккумуляторы для электромобилей от QuantumScape 12.12.2020 Твердотельные литийметаллические аккумуляторы QuantumScape обещают стать батареями для электромобилей второго поколения, которые по дальности хода сравнятся с автомобилями на ДВС. Раньше твердотельные литийметаллические аккумуляторы считались перспективными, но страдающими массой отрицательных побочных явлений. В частности, они были безопаснее и более емкими, чем литийионные, но обладали узким рабочим температурным диапазоном. Аккумуляторы QuantumScape, как утверждают разработчики, свободны от детских болезней твердотельных литийметаллических аккумуляторов и могут стать коммерчески осуществимыми уже через четыре года. Новые аккумуляторы не имеют анода. Точнее, при производстве аккумуляторов QuantumScape анод не изготавливается. Этот электрод формируется в уже собранной аккумуляторной ячейке путем осаждения металлического лития в процессе заряда ячейки. Заявленная скорость осаждения лития в процессе формирования анода превосходит все предыдущие показатели и достигает одного микрона в минуту, что обещает высокую плотность зарядного тока и быструю зарядку: до 80 % емкости за 15 минут. Анод аккумулятора спроектирован с "нулевым превышением лития". Иначе говоря, в процессе производства ячейки нет необходимости даже в минимальном количестве лития в виде фольги или осаждения в месте формирования анода. Это заметно удешевляет и упрощает производство ячеек. Еще одним важным изобретением QuantumScape стало создание керамического сепаратора, который разделяет электроды. Сепаратор QuantumScape тоньше человеческого волоса и невоспламеняемый. В обычной литийионной ячейке сепаратор изготавливается из органических материалов и служит одной из причин пожароопасности элементов. Следует отметить, что аккумуляторные ячейки QuantumScape будут изготавливаться в виде "мешочков", а не в цилиндрическом формфакторе. Возможно это одна из особенностей использования керамических сепараторов. Аккумуляторы QuantumScape также могут похвастаться толстыми катодами с возможностью пропускать токи высокой плотности свыше 3 мАч/см2 в течение часа заряда и разряда с токами 1C. После прохождения 800 циклов заряда и разряда ячейки QuantumScape сохранили свыше 80 % емкости, что потенциально обещает возможность проехать на одном аккумуляторе сотни тысяч км. Что также важно, аккумуляторы сохраняют рабочие характеристики до температур -30 °C, чего невозможно было добиться с помощью альтернативных разработок. Также, за счет того, что из анода убран графит или графит-кремний, вещество электролита не деградирует в ходе побочных реакций в процессах зарядки и разрядки ячейки. Это сохраняет рабочие параметры ячейки максимально долго. QuantumScape обещает довести емкость коммерческих твердотельных литийметаллических аккумуляторов до проверенного в лабораториях максимума: 1000 Втч/л. Тем самым емкость аккумуляторов может вырасти на 80 % по сравнению с лучшими современными литийионными ячейками и довести запас хода электромобилей до величин, сопоставимых с возможностями автомобилей на двигателях внутреннего сгорания.

Другие интересные новости:

▪ Первый в мире анализ крови на меланому

▪ Samsung SSD

▪ Молекулы-окислители тормозят старение

▪ Новая технология производства BiCMOS аналоговых микросхем VIP50

▪ Самый маленький мини-ПК от Smartvote

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Зрительные иллюзии. Подборка статей

▪ статья Хуже горькой редьки. Крылатое выражение

▪ статья У каких животных некрофилия является распространенной стратегией размножения? Подробный ответ

▪ статья Облицовщик деталей мебели, занятый прессованием в многоэтажных прессах. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Импульсные металлоискатели PI (Puls Induction), теория. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Характеристика взрывонепроницаемых соединений взрывозащищенного оборудования. Параметры взрывонепроницаемых соединений электрооборудования подгрупп IIА и IIВ. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025