12.3. Схемы управления, блокировки и сигнализации

СИСТЕМ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ РАДИОУСТРОЙСТВ

Схемы управления, блокировки и сигнализации систем электропитания радиоустройств (УБС) предназначены для выполнения следующих задач:

1. Обеспечения безопасности работы обслуживающего персонала. Это достигается с помощью электрической и механической блокировки. Электрическая блокировка обеспечивает обесточивание схемы и ее элементов при проникновении человека внутрь радиоустройства. Механическая блокировка не допускает проникновения человека в опасные участки радиоустройства без выключения питания.

2. Дистанционного или автоматического включения, выключения и переключения источников электропитания и потребителей, а также заданной последовательности включения и выключении цепей питания, исключающей возможность повреждения аппаратуры и ошибки обслуживающего персонала; управления всеми элементами электропитания из одного пункта.

3. Защиты источников питания от перегрузок и токов короткого замыкания, а также потребителей от перенапряжений источника питания (осуществляется аппаратурой защиты).

4. Сигнализации об изменениях режима работы системы электропитания и возникших неисправностях в ее цепях (производится аппаратурой сигнализации). Осуществляется чаще всего небольшими цветными лампочками. Иногда световая сигнализация сопровождается звуковой.

Есть ручная и автоматическая аппаратура управления. Ручные аппараты приводятся в действие непосредственно оператором. Автоматические аппараты срабатывают от воздействия специальных элементов, реагирующих на изменение режима работы управляемого объекта, или от командных импульсов тока или напряжения. К ручной аппаратуре относятся рубильники, пакетные и кнопочные выключатели и переключатели, пусковые и регулирующие реостаты. Рубильники предназначаются для замыкания и размыкания электрических цепей с токами до 10 000 А. При напряжениях до 220 В они открытого типа, при более высоких (380…500 В) - закрытого. Пакетные выключатели и переключатели предназначаются для переключения одновременно в нескольких электрических цепях постоянного тока до 400 А с напряжением до 200 В и переменного тока до 250 А с напряжением до 380 В.

Кнопочные выключатели предназначены для замыкания и размыкания цепей с токами до 15 А при постоянном напряжении до 250 В и переменном напряжении до 500 В. Они имеют защелку, фиксирующую замыкание контактов и размыкание их при повторном нажатии на эту же кнопку.

К аппаратуре автоматического управления относятся контакторы и реле. Контакторы представляют собой электромагнитные аппараты дистанционного действия, предназначенные для включения и отключения силовых цепей при нормальном режиме работы. Контактные системы контакторов приводятся в действие электромагнитами. Электрические цепи этих электромагнитов включаются и выключаются контактами специальных реле, совместно с которыми выполняются автоматическое управление и защита электрических установок.

Контакты контакторов делятся на главные и вспомогательные. Главные контакты замыкают и размыкают силовые цепи. Вспомогательные - осуществляют переключения в цепях управления контактора, блокировки и сигнализации. Все контакты могут быть замыкающие и размыкающие. Нормальным положением контактов считается такое, в котором они находятся при отсутствии тока в стягивающей катушке электромагнита. На схемах контакты изображаются в нормальном положении.

Реле в системах электропитания используются для обеспечения определенной последовательности включения и отключения цепей и как аппараты защиты. Реле являются относительно маломощными устройствами, переключающими цепи с токами не более 1…2 А.

В схемах УБС радиоустройств применяются следующие аппараты защиты: плавкие предохранители, тепловые и электромагнитные реле, воздушные автоматические выключатели, а также специальные электронные схемы, обеспечивающие безынерционную бесконтактную защиту или воздействие на реле.

Плавкие предохранители разрывают цепь питания при коротких замыканиях и перегрузках. Рабочим элементом плавкого предохранителя является плавкая вставка из свинца и цинка (в цепях высокого напряжения) или меди и серебра (в цепях с напряжением до 500 В). Плавкие вставки рассчитаны на определенный ток. Но быстродействие плавких предохранителей невелико. Германиевые и кремниевые приборы выходят из строя быстрее, чем срабатывают плавкие предохранители.

Универсальными защитными аппаратами являются автоматические воздушные выключатели. Они совмещают функции рубильника, контактора и элементов максимальной и минимальной защиты. Быстродействующие автоматические выключатели устанавливаются в высоковольтных цепях на номинальное напряжение до 3300 В постоянного тока. Они имеют максимальное реле, выключающее цепи при превышении рабочим током допустимого значения, и минимальные реле, срабатывающие при понижении питающего напряжения ниже допустимого значения. По быстродействию все автоматы разделяются на нормальные t_ср = 0,02…0,1 с; селективные с выдержкой времени до 1 с и быстродействующие t_ср = 0,001…0,005 с.

В максимальных автоматах часто применяется комбинированное разъединение: одновременно электромагнитная и тепловая (биметаллическая вставка) максимальная защита. Электромагнитная защита срабатывает мгновенно при коротком замыкании, а тепловая - при перегрузках.

Защита обслуживающего персонала от поражения электрическим током достигается тем, что аппаратура, находящаяся под, высоким напряжением, устанавливается в отдельных закрытых отсеках или шкафах, оборудованных электрической и механической блокировками. При открытии шкафа электрическая блокировка отключает цепи управления и снимает высокое напряжение. Механическая защита не допускает открытия дверей шкафа при включенном рубильнике питания. При открытых дверях шкафа рубильник питания не включается.

Схема автоматического резервирования цепей переменного тока с помощью аккумуляторной батареи приведена на рис. 12.4. Схема подготавливается к работе замыканием рубильника Р. При включенном напряжении сети переменного тока U_вх.пер через катушку контактора А протекает ток и ее контакты 4-5 замкнуты. Через них питание подается к потребителю. Сигнальная лампочка Л1 включена. Размыкающие контакты 1 контактора разомкнуты, и инвертор И не подключен к аккумуляторной батарее.

При исчезновении напряжения сети U_вх.пер катушка контактора А обесточивается и ее размыкающие контакты 1, 2, 3 и 6 замыкаются, а замыкающие 4 и 5 - размыкаются. Контакты 4 и 5 отключают сеть от нагрузки, контакты 1 подключают питание от аккумуляторной батареи на инвертор, контакты 2 и 3 подготавливают цепь питания потребителя от инвертора, контакт 6 шунтирует резистор R_д, ограничивающий ток контактора в рабочем состоянии. При включении инвертора срабатывает контактор Б и своими контактами 1 включает питание в нагрузку, о чем сигнализирует лампа Л2.

При появлении напряжения U_вх срабатывает контактор А и переключает нагрузку для питания от сети. Схема восстанавливается в исходное состояние.

Схема УБС системы электропитания радиопередатчика приведена на рис. 12.5. Схема работает следующим образом. Постоянное напряжение 27 В подается на шины УБС от выпрямителя В320 включением тумблера 319. При включении передатчика срабатывает контактор К456, подающий питание в цепи накала ламп и напряжения смещения на управляющие сетки ламп. Реле времени Р387 обеспечивает выдержку времени, необходимую для нагрева нитей накала ламп. После срабатывания реле Р387 и включения тумблера Авар.354 подается напряжение на анодно-экранные цепи задающего генератора и промежуточных каскадов, а также на контактор К457, включающий питание анодно-экранных цепей выходного каскада.

В случае перегрузки в анодно-экранных цепях выходного каскада срабатывает реле Р390 или Р436 и своими замыкающими контактами подает питание на катушки реле Р366 или Р435. Они срабатывают и разрывают цепь питания контактора К457, и результате чего анодно-экранные цепи отключаются.