Приложение а

(справочное)

Описание схем устройств автоматики.

1. Блок БРЧ-142 (рисунок Д.2.6 приложение Д) собран на микросхемах DD1 и DA1 и транзисторах VT1 и VT2. На микросхеме DD1 собран формирователь импульсов. Микросхема DA1 состоит их четырех операционных усилителей. На первом (DA1.1) собран генератор импульсов, на втором (DA1.2) ‑ преобразователь частота-напряжение, на третьем (DA1.3) ‑ сумматор сигналов, на четвертом (DA1.4) и транзисторе VT1 ‑ триггер Шмидта.

Блок работает следующим образом: с выхода генератора фазный сигнал (ножка Б3), после высокочастотного фильтра (R14, C6, R10, C5) и нормализации сигнала по амплитуде стабилитроном VD3, поступает на вход формирователя импульсов DD1, с выхода которого (DD1 вывод 11) сигнал с частотой генератора поступает на преобразователь напряжение-частота DA1.2. С выхода формирователя (DA1.2 вывод 7) сигнал с уровнем, пропорциональным частоте вращения генератора, поступает на вход сумматора (DA1.3). Сюда же поступают сигналы с трех входов (контакты А1, Б2, А3) о наличии подключенных нагрузок.. В случае отсутствия этих нагрузок выходной сигнал сумматора равен входному. В противном случае он уменьшается пропорционально количеству подключенных нагрузок.

С выхода сумматора (DA1.3 вывод 8) сигнал поступает на триггер Шмидта (DA1.4 вывод 12), порог переключения которого регулируется потенциометром УСТАВКА (R1) на лицевой панели БРЧ-142, а гистерезис переключения ‑ потенциометром R31.

При достижении ротором генератора заданной частоты вращения, триггер переключается, срабатывает электронный ключ на транзисторе VT2, переключается реле К1, которое контактами К1.2 подает сигнал (контакт А5 Х1) на включение контактора КМ3. Одновременно на лицевой панели загорается светодиод ГЕНЕРАТОР (VD1).

Для проверки БРЧ-142 служит внутренний генератор импульсов на микросхеме DA1.1 и кнопка КОНТРОЛЬ (SB1), при нажатии на которую выход БРЧ-142 отключается, а на вход формирователя импульсов DD1 подается сигнал с внутреннего генератора. При исправной работе БРЧ-142, после нажатия кнопки SB1, загорается VD1; при отпускании кнопки светодиод гаснет.

2. Блок регулятора напряжения генератора (БРНГ-142) (рис. Д.2.7) содержит:

- входное устройство для получения сигнала рассогласования (стабилитрон VD1, R1, R2, C2);

- усилитель сигнала рассогласования (дифференциальный каскад V1, VT2 с эмиттерным повторителем на транзисторе VT3);

- компаратор (микросхема D1);

- усилитель импульсов с выхода компаратора (микросхема D2.1, D2.2);

- усилитель мощности (VT5 - VT9);

- шунт э.д.с. обмотки возбуждения (D6).

Компаратор сравнивает пилообразное напряжение от генератора на транзисторе VT4 c усиленным сигналом рассогласования на транзисторах VT1, VT2, VT3.

В результате, на входе усилителя мощности появляется импульс, длительность которого зависит от величины напряжения усиленного сигнала рассогласования.

Чем больше напряжение сигнала рассогласования, тем меньше длительность импульса и ток в обмотке возбуждения, и наоборот.

Потенциометром R2 устанавливается величина выходного стабилизированного напряжения генератора.

Резисторы R31 - R39 устанавливают первоначальное подмагничивание генератора.

Светодиод HL1 индицирует о том, что генератор возбужден и на его выходе стабилизированное напряжение.

3. Блок защиты (рис. Д.2.8) обеспечивает:

- защиту, при работающем генераторе, от повышения среднего значения напряжения в цепях потребителей электроэнергии выше (160  2) В с длительностью более (0,7  0,2) с;

- при работающем генераторе, защиту от повышения амплитудного значения напряжения в цепях потребителей электроэнергии и управления выше (250  5) В;

- отключение генератора при обрыве фаз;

- обеспечивает отключение генератора при обрыве фаз и цепи предохранителя F1;

- отключение потребителей электроэнергии, подключенных к проводам с маркировкой 184, 185, при понижении напряжения АБ ниже 87 В.

- сигнализацию при снижении напряжения АБ ниже 90 В.

Исполнительными элементами блока являются реле К6, К7, К13 (рис.2 приложение Д).

В нормальном состоянии реле обесточены.

При среднем значении напряжения на цепях нагрузок, превышающим уставку (135  5) В, с делителя R25 - R27 на эмиттер транзистора VT5 поступает потенциал, меньший потенциала базы. Транзистор открывается и через R24 начинается заряд конденсатора С3. Напряжение с С3 через VD4 и R11 подается на базу VT3. Если напряжение на цепях нагрузки в течение (0.7  0.2) с уменьшится ниже уставки, то VT5 закроется и С3 разрядится через VD14 и R22. Если в течение этого времени напряжение на цепях нагрузки будет превышать напряжение уставки блока, то напряжение на базе VT3 станет меньше напряжения на его эмиттере. VT3 откроется и откроет VТ1, VТ2, VТ4. Сигнал на срабатывание защиты поступит с ножки Б4 на реле К7 (рис. 2 приложение Д, описано ранее).

Величина конденсатора С3 и резистора R24 определяет величину временной задержки.

При повышении амплитудного значения напряжения на цепях нагрузки выше уставки 250 В (абсолютное значение) потенциал на базе VT3, поступающий с делителя R8 - R10 через диод VD7 становится меньше потенциала эмиттера. Транзистор открывается без выдержки времени. Далее срабатывание защиты происходит аналогично описанному.

При сгорании одного из предохранителей F5 - F7 (при работающем генераторе) на VT17 подается отпирающее напряжение. Транзистор открывается, и с делителя R2, R3 через VD6 подается потенциал, отпирающий VT3. Далее срабатывание происходит аналогично описанному.

Если, при неработающем генераторе, напряжение уменьшится ниже уставки 90 В, то с делителя R42 - R44 на базу VT12 подается запирающее напряжение. Он закрывается и, соответственно, закрываются VT10, VT11, VT13.

БЗ-142 прерывает питание (ножка Б6) реле К6.

С помощью RC-цепочки (R44, С6) осуществляется временная задержка срабатывания защиты.

Транзисторы VT14 - VT16 служат для управления индикацией, сигнализирующей о разряде АБ (ножка А7), причем на VT14, VT15 собран генератор импульсов, обеспечивающий прерывистый режим работы сигнализации (VT16).

При снижении напряжения АБ ниже 87 В аналогичным образом открываются транзисторы VT6 - VT9, снимая напряжение (ножка Б5) с реле К13.

Подготовка БЗ-142 к работе после отстоя или аварийного отключения осуществляется нажатием кнопки S4 ВОССТАНОВЛЕНИЕ ЗАЩИТЫ на левой двери ПУ. При этом на ножку А6 блока подается напряжение минус 142 В. Транзистор VT1 закрывается и закрывает транзисторы VT2 и VT4. Реле К7 выключается. Одновременно, при помощи VT6 - VT9 и VT10 - VT13 включаются соответственно реле К13 и К6.

В блоке предусмотрен контроль работоспособности (проверки срабатывания) при помощи кнопки S1 на лицевой панели блока.

4. Преобразователь ПН 110/50 (Рис. Д.2.9) является стабилизатором напряжения компенсационного типа. Он выполнен на основе одно-емкостного транзисторного мультивибратора.

Регулирующий элемент представлен составным транзистором VT1 - VT3, образующим одно из плеч мультивибратора. Другое плечо выполнено на транзис-

торе VT4.

Однокаскадный усилитель постоянного тока собран на транзисторе VT6. Схемой сравнения является входная цепь транзистора VT6, кремниевый стабилитрон VD9, делитель выходного напряжения R22, R25, R23.

Резистор R25 позволяет регулировать уставку выходного напряжения в пределах (50  1) В.

Диоды VD3 - VD5, дроссели L1, L2 и конденсаторы С11 - С13 образуют сглаживающий фильтр стабилизатора. Резистор R9 и конденсатор С7 используются для запирания составного транзистора VT1 - VT3.

Запирающее напряжение прикладывается к составному транзистору VT1 - VT3 через цепь: коллектор-эмиттер транзистора VT4.

Величина базового тока составного транзистора устанавливается резисторами R10 - R13. Транзистор VT5 защищает составной транзистор VT1 - VT3 от короткого замыкания в нагрузке.

Снижение напряжения на выходе стабилизатора ниже напряжения стабилизации стабилитрона VD8 вызывает запирание транзистора VT5 и, соответственно, выключение составного транзистора VT1 - VT3.

Оптронный тиристор VS1 сигнализирует о неисправности стабилизатора.

Частота генерирования мультивибратора определяется емкостью конденсатора С9, сопротивлением участка R19 - VD9 - коллектор-эмиттер транзистора VT6.

Принцип стабилизации основан на регулировании времени проводимости составного транзистора VT1 - VT3 в течение каждого периода рабочей частоты.

Схема работает следующим образом:

В момент включения преобразователя входной импульс проходит через резисторы R4 - R5 и конденсатор С6, открывая транзистор VT5. Последний открывает составной транзистор VT1 - VT3. В результате, через дроссели L1 - L2 заряжаются конденсаторы фильтра С11 - С13.

Выходное напряжение на фильтре поддерживает в открытом состоянии транзистор VT5 после исчезновения переднего фронта входного напряжения.

При достижении на фильтре напряжения определенной величины (устанавливается потенциометром R25) открывается транзистор VT6. Отрицательный потенциал источника входного напряжения прикладывается к базе транзистора VT4 и открывает его. Это приводит к запиранию составного транзистора VT1 - VT3. Конденсатор С9 в этот момент заряжается входным напряжением через эмиттер-базовый переход транзистора VT4 и диоды VD3 - VD5, которые открыты за счет э.д.с. самоиндукции дросселей L1, L2.

В следующий полупериод, когда выходное напряжение уменьшится, увеличится сопротивление перехода коллектор-эмиттер транзистора VT6, и конденсатор С9 будет поддерживать транзистор VT4 в закрытом состоянии.

Подзаряд конденсатора С9 идет по цепи: “+” источника входного напряжения, стабилитрон VD9, коллектор-эмиттер транзистора VT6, диод VD6, резистор R19, коллектор-эмиттер транзистора VT6, диод VD1, “-”.

Благодаря действию положительной обратной связи процессы смены состояний транзисторов VT1 - VT3 и VT4 происходят лавинообразно.

После перехода схемы (опрокидывание) в новое состояние вновь начинается медленный процесс заряда (перезаряда) конденсатора С9.

Вышеописанный процесс позволяет стабилизировать выходное напряжение в пределах (50  1) В при токе нагрузки от 0 до 8 А.

5. Ограничитель напряжения ОН-2,0 (рис. Д.2.10) предназначен для ограничения напряжения не более 110В на нагрузке мощностью 2 кВт при входном напряжении до 150В.

Электрическая часть ОН-2,0 выполнена с помощью двухтактного высокочастотного преобразователя.

Напряжение питания схемы управления -12В (VD1, C1, VD2, C3, R5-R10,

R15-R20).

Задающий генератор (VТ1, VТ3, С2).

С С2 через R3 пилообразное напряжение сравнивается с выходным напряжением через VD6, VT5, VT4,VT2, R4 на компараторе D1, работающего в режиме широтно-импульсной модуляции, с выхода 9 которого через D3.2 и на вход 6 D3.1.

А вход 5 D3.1 и вход 8 D3.2 подключены к коммутатору на триггере D2 работающем в режиме делителя частоты, вход 3 которого через усилитель VT3 подключен к задающему генератору VT1.

С выхода 4 D3.1 через усилители D4.3, D5.1, VT6, VT8, VT10, VT12 и VT14 мощный ШИ импульс поступает через первую обмотку L1 на выход ОН-2,0.

С выхода 10 D3.2 через усилители D4.2, D5.2, VT7, VT9, VT11, VT13 и VT15 мощный ШИ импульс поступает через вторую обмотку L1 на выход ОН-2,0.

D4.1 является запрещающей ячейкой, которая при снижении на выходе ОН-2,0 напряжения ниже 80В. автоматически отключает ОН-2,0.

6. Дифференциальное реле (рис. Д.2.11) служит для отключения высоковольтной сети в случае утечки тока на корпус. Реле применимо как для сетей постоянного так и переменного тока. В состав реле входят следующие функциональные части:

- датчик тока В1;

- выпрямитель на микросхемах D1, D2;

- интегратор D3;

- пороговое устройство D4;

- транзисторный ключ и усилитель мощности VT1, VT2;

- исполнительный элемент К1;

- двухполярный источник питания VD5, VD6, R21.

При возникновении утечки тока на выходе "М" датчика тока возникает напряжение, которое выпрямляется и интегрируется на микросхемах D1, D2, D3. При превышении этим сигналом уровня уставки R11 компаратор D4 открывает ключ VT1 и усилитель мощности VT2 включает катушку реле K1, которое своими контактами подает сигнал на отключение высоковольтной сети.