Глава 1 электропитание средств радиосвязи

1.1. Требования к электропитанию средств радиосвязи

Корабельные и береговые средства радиосвязи представляют собой сложный комплекс электронных устройств, потребляющих энергию постоянного и переменного тока и различных напряжений. Так, энергия постоянного тока (от долей миллиампера до единиц ампер при напряжении от долей вольта до десятков киловольт) используется для питания полупроводниковых приборов и электронных ламп, цепей управления автоматикой и магнитными усилителями, электрических двигателей и др., а энергия переменного тока - для питания накалов электронных ламп, магнитных усилителей, электрических двигателей, обмоток реле и т. д.

Источники электропитания средств радиосвязи должны удовлетворять таким требованиям, как беспрерывность и безотказность, постоянная готовность к действию, малые изменения напряжения (до ±10%) от номинала.

Источники электрической энергии, предназначенные для питания средств радиосвязи, делят на первичные и вторичные.

1.2. Первичные источники электроэнергии

Первичными называют такие источники электрической энергии, в которых другие виды энергии непосредственно преобразуются в электрическую энергию. К ним относят электрические генераторы, термоэлектрогенераторы, солнечные и атомные батареи.

Основными первичными источниками электроэнергии на кораблях является бортовая сеть, в которую входят главные генераторы переменного (220 или 380 В) или постоянного (110 или 220 В) тока, на катерах и малых судах вспомогательного флота - сеть постоянного тока напряжением 24 - 27 В. Как правило, средства радиосвязи питаются трехфазным переменным током частотой 50 Гц, однако на некоторых кораблях применяют переменный трехфазный ток частотой 400 и 427 Гц, что позволяет сократить габариты выпрямительных устройств.

Для обеспечения безотказности и непрерывности питания средств радиосвязи бортовая сеть корабля прокладывается самостоятельно по правому и левому борту, причем на корабельные радиопередатчики электропитание подается от сетей как правого, так и левого борта, а на все остальные средства радиосвязи - от специальных распределительных щитов, на которые электроэнергия также подается от сетей обоих бортов.

Основным первичным источником электрической энергии для береговых частей радиосвязи является электросеть трехфазного переменного тока напряжением 380 В и в отдельных случаях - электросеть трехфазного переменного тока напряжением 220 В.

1.3. Вторичные источники электроэнергии

Вторичными источниками электрической энергии называют такие источники, которые преобразуют энергию одного тока (переменного или постоянного) в энергию другого. Их обычно называют преобразователями, а по принципу работы разделяют на статические, вибрационные и электромашииные.

Статическими называют преобразователи, не имеющие движущихся или вращающихся частей; к ним относят электрические выпрямители и полупроводниковые преобразователи напряжения.

Выпрямители служат для преобразования электрической энергии переменного тока одного напряжения в энергию постоянного тока одного или нескольких напряжений и обеспечения питания анодных и сеточных цепей каскадов радиоаппаратуры на электронных лампах, а также коллекторных и базовых цепей каскадов на транзисторах или тиристорах. Принцип работы электрических выпрямителей основан на использовании электрических вентилей, проводящих ток только в одном направлении.

Полупроводниковые преобразователи напряжения предназначены для преобразования постоянного тока одного напряжения в постоянный ток различных напряжений и состоят из низкочастотного генератора, собранного на полупроводниковых триодах или тиристорах, и трансформатора, ко вторичным обмоткам которого подключены полупроводниковые выпрямители с фильтрами. Полупроводниковые преобразователи имеют более высокие КПД, надежность и сравнительно небольшие габариты, чем другие преобразователи. В настоящее время они почти полностью вытеснили вибрационные и частично электромашинные преобразователи.

Вибрационные преобразователи (асинхронные и синхронные) преобразуют энергию низковольтного источника постоянного тока (обычно аккумуляторной батареи) в постоянный ток более высокого напряжения. Асинхронный вибропреобразователь состоит из механического вибратора, преобразующего постоянный ток в пульсирующий, трансформатора, повышающего пульсирующий ток до требуемого значения, и электрического выпрямителя.

Синхронный вибропрсобразователь в отличие от асинхронного не имеет электрического выпрямителя, а повышенное напряжение выпрямляется механическим вибратором.

Электромашинные преобразователи служат для двойного преобразования энергии: электрической в механическую с помощью электромотора и механической в электрическую другого напряжения того же или другого рода тока с помощью электрического генератора. Электромашинные преобразователи бывают двух типов: двигатель-генератор и одноякорные преобразователи.

Двигатель-генератор состоит из электромотора и генератора, соединенных между собой муфтой и имеющих общий вал, и единой рамы для монтажа неподвижных частей.

Одноякорные преобразователи, или умформеры, представляют собой электрическую машину, одновременно являющуюся двигателем и генератором, и наиболее часто используются для питания радиостанций, установленных на катерах с напряжением бортовой сети 24 - 27 В. Широкое применение нашли умформеры ОП-120Ф, РУ-11, У-18-2.

Для обеспечения необходимой стабильности и повышения надежности работы радиоаппаратуры источники электрического питания должны сохранять неизменными по величине питающее напряжение и ток. Это достигается с помощью специальных электронных устройств, предназначенных для их стабилизации: стабилизаторов тока в цепях накала электронных ламп для поддержания постоянства тока, выпрямителей, собранных по специальным схемам электронной стабилизации напряжения, питания цепей задающих генераторов и возбудителей передатчиков, гетеродинов приемников, усилителей высокой частоты и других устройств, сглаживающих фильтров для уменьшения амплитуды пульсаций выпрямленного стабилизированного напряжения.

Для ступенчатой регулировки питающих напряжений и токов (например, при настройке радиопередатчика, когда возможны пробои из-за ошибочной настройки) используют выпрямители анодного питания, позволяющие получать как полное, так и частичное напряжение.

Конструктивно источники электропитания корабельных средств радиосвязи выполняют в виде отдельных самостоятельных блоков питания с автоматическим включением и выключением выпрямителей и защитой их от перегрузок. Как правило, блоки питания имеют органы управления и контроля питающих напряжений.