Исполнительные узлы схем. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Разные электроустройства

 Комментарии к статье

В домашних условиях исполнительными устройствами являются разнообразные потребители энергии: осветительные лампы, нагреватели, электромоторы, электромагниты, звуковые сигнализаторы и многие другие. Чаще всего они питаются от сети 220 В (50 Гц) и для их включения могут применяться хорошо известные схемотехнические варианты.

Рассмотрим те из них, которые обеспечивают гальваническую развязку от цепей управления. Такая развязка необходима не только в целях электробезопасности при эксплуатации устройства, но часто еще обеспечивает удобство согласования отдельных узлов схемы. Для управления любым устройством, которое питается непосредственно от сети, можно воспользоваться схемами на следующих элементах:

1) электромагнитных реле - это самый древний, простой и универсальный способ, к тому же довольно дешевый. Последнее обстоятельство способствует широкому применению реле не только в бытовой, но и в промышленной аппаратуре. Для управления реле требуется от источника постоянный ток от 10 мА (у герконовых), до 300 мА (у силовых электромагнитных).

У реле есть множество недостатков: относительно большое время срабатывания (5...100 мс); дребезг контактов при переключении; искрение контактов на больших коммутируемых токах, из-за чего они подгорают и выходят из строя (небольшой ресурс); создают шум при переключении и ряд других, менее важных. В современной радиоаппаратуре, по возможности, стараются обходиться без них и применяют только электронные коммутаторы;

2) импульсных трансформаторах - для передачи управляющих сигналов на силовые ключи. Самые простые из таких схем показаны на рис. 1.2 (элементы, отмеченные звездочкой иногда не используются). К сожалению, трансформаторы трудоемки в изготовлении и имеют большие габариты;

Рис. 1.2. Схемы с трансформаторной развязкой управляющих сигналов от силовой цепи: а - для тиристоров, б - для симисторов

3) элементарных оптопарах (транзисторные, тиристорные и симисторные) для управления силовыми тиристорами или симисторами, как это показано на рис. 1.3, а-д. В качестве нагрузки везде показана лампа EL1, хотя вместо нее может быть включена обмотка нагревателя, электромотора или трансформатора. Благодаря малому току управления (5...15 мА - ток может быть импульсным), высокой надежности и небольшой цене эти схемы очень широко применяются в радиоаппаратуре;

(нажмите для увеличения)

Рис. 1.3. Схемы на основе оптопар для управления сетевой нагрузкой

Для ускорения переключения силового ключа иногда применяют RC-цепочку, показанную на схемах пунктиром, но даже без нее быстродействие у таких электронных коммутаторов значительно выше, чем у реле (составляет около 0,5 мс). При срабатывании они не искрят, не создают акустического шума и стойко выдерживают кратковременные стократные перегрузки по току, которые часто возникают при коммутации реактивной нагрузки (электромоторов, трансформаторов).

Некоторые оптопары имеют внутри "нуль-орган" - специальную схему, которая обеспечивает срабатывание коммутатора только сразу после момента перехода сетевого напряжения через ноль (см. справочный раздел), что уменьшает коммутационные помехи.

4) силовых оптотиристорах и симметричных оптотриаках (называемых еще оптосимисторами). В них оптопара установлена внутри корпуса силового элемента. Эти компоненты обладают теми же достоинствами, что и обычные тиристоры и симисторы - их можно использовать для коммутации любой нагрузки, на переменном токе, рис. 1.4, но таким узлам для работы требуется от схемы управления большего тока (до 100...150 мА - ток может быть импульсным);

Рис. 1.4. Схемы коммутаторов нагрузки на основе оптотиристоров (а) и оптосимисторов (б) (нажмите для увеличения)

5) твердотельных реле - их изготавливают на основе мощных полевых транзисторов или симисторов. По своим возможностям приближаются к обычным реле (специально предназначены для их замены, с чем и связано распространение такого названия), только они гораздо надежнее и меньше по габаритам, обладают большим быстродействием, чем все виды других электронных коммутаторов, и требуют небольшого тока управления (1,25 мА). Большинство таких компонентов могут работать не только на переменном токе, но и на постоянном.

На рынке представлен большой ассортимент твердотельных реле отечественного и импортного производства с разной внутренней структурой, рассчитанных на разные токи. На рис. 1.5 показана упрощенная внутренняя структура и пример схемы включения нагрузки на переменном и постоянном токе только для некоторых из них.

Рис. 1.5. Схемы коммутаторов на основе твердотельного оптоэлектронного реле: а - для переменного тока; б - для постоянного тока

Что лучше использовать в схеме в качестве коммутатора - зависит от требуемого быстродействия системы. При медленных процессах во многих случаях подойдут электромеханические реле. Если нужна большая скорость, а габариты большой роли не играют - используют трансформаторы. Там, где необходимо не только быстродействие, но и повышенная надежность, применяют оптоэлектронные коммутаторы на соответствующий номинальный ток. Компоненты оптоэлектроники достаточно подробно описаны в справочном разделе книги, и, воспользовавшись этой информацией, вы легко найдете подходящий.

Автор: Шелестов И.П.

Смотрите другие статьи раздела Разные электроустройства.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Лабораторная модель прогнозирования землетрясений 30.11.2025

Предсказание землетрясений остается одной из самых сложных задач геофизики. Несмотря на развитие сейсмологии, ученые все еще не могут точно определить момент начала разрушительного движения разломов. Недавние эксперименты американских исследователей открывают новые горизонты: впервые удалось наблюдать микроскопические изменения в контактной зоне разломов, которые предшествуют землетрясению. Группа под руководством Сильвена Барбота обнаружила, что "реальная площадь контакта" - участки, где поверхности разлома действительно соприкасаются - изменяется за миллисекунды до высвобождения накопленной энергии. "Мы открыли окно в сердце механики землетрясений", - отмечает Барбот. Эти изменения позволяют фиксировать этапы зарождения сейсмического события еще до появления традиционных сейсмических волн. Для наблюдений ученые использовали прозрачные акриловые материалы, через которые можно было отслеживать световые изменения в зоне контакта. В ходе искусственного моделирования примерно 30% ко ...>>

Музыка как естественный анальгетик 30.11.2025

Ученые все активнее исследуют немедикаментозные способы облегчения боли. Одним из перспективных направлений становится использование музыки, которая способна воздействовать на эмоциональное состояние и когнитивное восприятие боли. Новое исследование международной группы специалистов демонстрирует, что даже кратковременное прослушивание любимых композиций может значительно снижать болевые ощущения у пациентов с острой болью в спине. В эксперименте участвовали пациенты, обратившиеся за помощью в отделение неотложной помощи с выраженной болью в спине. Им предлагалось на протяжении десяти минут слушать свои любимые музыкальные треки. Уже после этой короткой сессии врачи фиксировали заметное уменьшение интенсивности боли как в состоянии покоя, так и при движениях. Авторы исследования подчеркивают, что музыка не устраняет саму причину боли. Тем не менее, она воздействует на эмоциональный фон пациента, снижает уровень тревожности и отвлекает внимание, что в сумме приводит к субъективном ...>>

Алкоголь может привести к слобоумию 29.11.2025

Проблема влияния алкоголя на стареющий мозг давно вызывает интерес как у врачей, так и у исследователей когнитивного старения. В последние годы стало очевидно, что границы "безопасного" употребления спиртного размываются, и новое крупное исследование, проведенное международной группой ученых, вновь указывает на это. Работы Оксфордского университета, выполненные совместно с исследователями из Йельского и Кембриджского университетов, показывают: даже небольшие дозы алкоголя способны ускорять когнитивный спад. Команда проанализировала данные более чем 500 тысяч участников из британского биобанка и американской Программы миллионов ветеранов. Дополнительно был выполнен метаанализ сорока пяти исследований, в общей сложности включавших сведения о 2,4 миллиона человек. Такой масштаб позволил оценить не только прямую связь между употреблением спиртного и развитием деменции, но и влияние генетической предрасположенности. Один из наиболее тревожных результатов касается людей с повышенным ге ...>>

Случайная новость из Архива Эпоха активного солнца 13.07.2005 В последние 60 лет наше светило ведет себя активнее, чем когда-либо за 8000 лет. К такому выводу пришли немецкие геофизики. Хотя астрономы непосредственно наблюдают и регистрируют выражение бурных процессов, происходящих на Солнце, - солнечные пятна всего лет четыреста, с тех пор как появился телескоп, существует и другой способ измерить активность Солнца, позволяющий заглянуть в прошлое гораздо глубже. Космические лучи, ударяя в молекулы двуокиси углерода, порождают в верхних слоях атмосферы изотоп углерода С-14. Чем сильнее это излучение, тем больше С-14. Интенсивность космических лучей зависит от активности Солнца: когда она высока, магнитное поле светила частично экранирует Землю от космических частиц. А поскольку растения питаются двуокисью углерода, усваивая ее из атмосферы вместе с изотопом, то можно измерить содержание С-14 в древесных кольцах ископаемой древесины и оценить, какова была солнечная активность в то время, когда росло это дерево. Пока ученым удалось заглянуть в прошлое на 11 400 лет. Оказалось, что сейчас мы живем в период такой высокой солнечной активности, какая наблюдалась лишь более 8000 лет назад. Соответственно и Солнце светит сейчас немного ярче, чем в последние тысячи лет. На вопрос, не связано ли с этим глобальное потепление, исследователи отвечают, что в последние 20-25 лет солнечная активность почти неизменна, а температуры на Земле заметно нарастают. Так что виновато, скорее всего, не Солнце.

Другие интересные новости:

▪ Перезапуск Большого Адронного Коллайдера

▪ Искусственных поросята - доноры органов для людей

▪ Поезд на магнитной подвеске со скоростью до 1000 км/ч

▪ Двухъядерные контроллеры для автопрома

▪ Иммунитет влияет на психику

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Блоки питания. Подборка статей

▪ статья Джероламо Кардано. Знаменитые афоризмы

▪ статья Сколько ножек у сороконожек? Подробный ответ

▪ статья Змеевик. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Краски для материй. Простые рецепты и советы

▪ статья Прибор для нахождения места повреждения линии. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025