книги / Надежность дизель-электрических агрегатов и их систем автоматизации

Выходной каскад |(рис. 30) выполнен !по схеме уси­ лителя с общим эмиттером на транзисторах МП-26Б (Т1—Т4), в цепь коллектора которых включены элек­ тромагнитные реле РЭС-10 (PJ—Р4). Для предотвраще­ ния коммутационных перенапряжений, возникающих на индуктивности реле, включен параллельно с .обмоткой реле полупроводниковый диод (Д1—Д4). Для исклю­ чения самооткрывания транзисторов \Т1—Т4 от темпе-

Рис. 30. Принципиальная электрическая схема выход­ ного каскада

ратуры окружающего воздуха на их базы через рези­ сторы R1—R4 подано напряжение смещения !+5 в. Каж­ дое выходное реле имеет переключающие 'контакты, ко­ торые допускают коммутацию постоянного тока, равно­ го 2 а при напряжении 30 в, 0,3 а при напряжении 250 в, или переменного тока частотой 50 .гц, равного 0,2 а при напряжении 115 в.

Выходные каскады совместно с электронной частью электрически соединенных с ними реле конструктивно смонтированы в блоках реле|(табл. 2).

Стабилизатор напряжения. Для поддержания напря­ жения питания реле в пределах —10±0,5 в при измене­ нии входного напряжения от 18 до 33 {в предназначен стабилизатор напряжения, получающий питание от ак­ кумуляторной батареи. Регулирующим элементом ста­

81

билизатора напряжения (рис. 31) является транзи­ стор 77, управляемый двухкаскадным усилителем на транзисторах ТЗ и Т4. \

Первый каскад на транзисторе включен на выход мо­ ста, состоящего из R9, RIO, R8 и Д2, где изменение вы­ ходного Напряжения, снимаемого с резистора R10, срав­ нивается с падением напряжения на кремниевом стаби­ литроне Д2. Выходное напряжение моста, действуя в ба­

зовой цепи транзистора Т

Рис. 31. Принципиальная электрическая схема стабилизатора напряжения

Увеличение входного напряжения, стабилизатора вы­ зывает увеличение и выходного напряжения, а следова­ тельно, приводит к повышению базового тока транзисто­ ра Т4. 'Вследствие этого потенциал коллектора транзи­ стора Т4, а также базы транзистора ТЗ возрастает. Это вызывает увеличение внутреннего сопротивления регули­ рующего транзистора 77, и падение напряжения на нем возрастает. При уменьшении входного напряжения па­ дение напряжения на транзисторе 77 уменьшается. Та-

82

Индуктивный датчик скорости вращения представ­ ляет собой дифференциальный трансформатор с желез­ ным сердечником. Первичные обмотки w l (рис. 32) и w2 трансформатора ТР датчика, имеющие по 250 вит­ ков каждая, получают питание переменным напряже­ нием от генератора питания ГП, который, в свою оче­ редь, состоит из автогенератора с трансформаторной обратной связью на транзисторе П16А и усилителя

Рис. 32. Принципиальная электрическая схема датчика скорости вращения

мощности на транзисторе П201А. Включение вторичных обмоток w3 и w4 датчика, имеющих по 500 витков каж­ дая, встречное. Конструкция катушек и регулирование их сердечниками обеспечивает отсутствие напряжения на выходе.

В качестве задающей системы датчика использован ротор Р, который получает вращение от коленчатого вала дизеля через соответствующую передачу. Ротор выполнен в виде зубчатого диска (с количеством зубьев, равным шести). При попадании зуба ротора против сердечника катушек нарушается баланс дифференци­ ального трансформатора и на выходе датчика появ­ ляется переменное напряжение. Таким образом, при вращении ротора на выходе датчика появляются им­ пульсы переменного напряжения с частотой повторения, равной частоте прохождения зубьев мимо торцов сер­ дечника датчика.

Работа реле скорости вращения основана на прин­ ципе сравнения двух асинхронных последовательностей импульсов — от датчика (через формирователь Ф) и от

. эталонного генератора. Если частоты следования им­ пульсов эталонного генератора й датчика(а значит, и их угловые скорости) равны между собой, то импульсы на вход систем сравнения следуют попеременно и не

'84

вызывают переключения выходного каскада. При изме­ нении скорости вращения коленчатого вала дизеля со­ ответственно изменится частота импульсов датчика, ко­ торая уже не будет равна частоте импульсов эталонного генератора. Вследствие этого взаимное расположение импульсов одного канала относительно импульсов дру­ гого канала изменится, и наконец наступит цикл, когда по одному каналу проходят подряд два импульса. Это является достаточным признаком, что угловая скорость такого канала больше угловой скорости другого, и си­ стема сравнения переключит выходной каскад в соот­ ветствующее состояние.

Эталонный генератор представляет собой мультиви­ братор с эмиттерной связью. Формирователь Ф сигнала датчика формирует из выходных импульсов переменно­ го тока датчика последовательность двухполярных им­ пульсов, подаваемых на вход системы сравнения. Эта система имеет совершенно симметричную структуру импульсов по отношению к формирователю и эталон­ ному генератору.

В системе автоматизации электроагрегатов, как пра­ вило, применяют три импульса по скорости вращения дизеля:

первый импульс рассчитывает обычно на скорость вращения 300—750 об/мин и используют для контроля запуска дизеля и отключения электростартера;

второй импульс поступает в систему автоматизации при скорости вращения, близкой к номинальной, служит

через 4—6 сек — время, необходимое для завершения переходного процесса в регуляторе скорости вращения); третий импульс рассчитан на скорость вращения, превышающую номинальную на 10—20%, и исполь­

зуется для защиты дизеля от «разноса».

Поэтому в комплект реле скорости вращения (см. рис. 25) включены три реле, управляемые от общего формирователя Ф трех отдельных эталонных генерато­ ров ЭГ1, ЭГ2 и ЭГЗ, имеющих соответствующие устав­ ки скорости вращения я/, п2 и пЗ, а также от трех систем сравнения СС1, СС2 и ССЗ. Все датчики реле

85

провода должно быть не менее 0,75 мм2, а длина — не более 60 м.

Корпусы составных частей комбинированного реле РК выполнены герметичными. Для соединения с элек­ трическими цепями датчиков, стабилизатора напряже­ ния и т. п. также использованы герметичные штепсель­ ные разъемы. В блоках реле РК размещены электронные реле и выходные каскады температуры, уровня воды и

Транзисторные логические функциональные элементы. Общие сведения. ВНИИЭлектропривод совместно с ИАТ АН СССР в 1963—1964 гг. разработали единую серию транзисторных логических и функциональных элементов ЭТ для применения в промышленной авто­ матике, телемеханике, системах централизованного кон­ троля и сигнализации, системах автоматизации стацио­ нарных и передвижных электроагрегатов. Серийное производство элементов ЭТ, имеющих общепромышлен­ ное значение, освоено в 1965 г. Калининским заводом электроаппаратуры [22].

Элементы серии ЭТ, выполняющие функции электро­ магнитных реле, имеют ряд преимуществ по сравнению с последними. Внедрение транзисторных элементов в промышленность позволяет повысить надежность и бы­ стродействие систем автоматического управления, рас­ ширяет область применения автоматизированных си­ стем,. в 2—3 раза повышает производительность труда при изготовлении систем промышленной автоматики. Транзисторные элементы не нуждаются в регулировке и наладке при изготовлении и эксплуатации, не требуют ухода, могут работать при неблагоприятных метеороло­ гических условиях.

Серия ЭТ (табл. 3) состоит из 18 элементов и раз­ бита на 4 группы: шесть логических элементов; три функциональных элемента; четыре элемента времени; пять выходных усилителей.

Элементы серии ЭТ обеспечивают нормальную ра­ боту при следующих условиях:

температуре окружающего воздуха от —40° С до +50° С;

86

Таблица 3

87

или —25 в. Напряжение смещения должно быть рав­

Основными активными усилительными приборами элементов серии ЭТ являются транзисторы, пассивны­ ми— полупроводниковые диоды, сопротивления и кон­ денсаторы. Находят применение также магнитные эле­ менты— трансформаторы, дроссели, в том числе управ­ ляемые.

J

л

Рис. 33. Исполнение элементов серии ЭТ:

Конструктивно элементы выполнены с одинаковыми габаритными размерами. Полупроводниковые приборы и другие комплектующие изделия смонтированы на гетинаксовой плате с печатным монтажом. Для защиты от воздействия внешней среды, а также для возмож­ ности крепления элементов на общей панели, платы со смонтированными на них изделиями залиты компаун­ дом на эпоксидной основе и помещены в карболитовый корпус с крышкой. Конструкция неразборна и неремон­ топригодна (при выходе из строя элемент должен за­ меняться новым).

По способу подключения к внешнему монтажу эле­ менты серии ЭТ имеют три исполнения: с цилиндриче­ скими выводами под пайку на платы с печатным мон­ тажом (рис. 33, а); с печатными выводами под штеп­ сельный разъем (рис. 33, б); с лепестковыми выводами под проводной монтаж.

89

Маркировка выводов элементов выполнена цифрами

Элементы серии ЭТ допускают работу как с контакт­ ными, так и с бесконтактными датчиками, а также с любыми другими органами управления, на выходе ко­ торых имеется сигнал не менее 4,5 в постоянного тока.

Рис. 34. Принципиальная электрическая схема логического элемента ЭТ-Л01

Логические элементы. Основным активным логиче­ ским элементом серии ЭТ является элемент, реализую­ щий функцию ИЛИ—НЕ. На рис. 34 приведена прин­

и R3 — в левой и R7, R8 и R9 — в правой схеме) и одни инверсный выход соответственно 2— 3 и 4—5).

При отсутствии сигнала на всех входах транзистор закрыт и на его выходе имеется отрицательный потен­ циал, принятый в системе за «1». При подаче хотя бы на один из входов сигнала, равного «1», транзистор открывается и на выходе сигнал исчезает.-При работе

=9100 ом и R 6 = 910 ом, соединенных параллельно. При

90