УСТРОЙСТВА РЕГУЛИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРООСВЕЩЕНИЯ

September 21, 2011 by admin Комментировать »

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Электроосвещение жилых и бытовых помещений, различных площадок и лестничных переходов является наиболее распространенным объектом автоматизации и усовершенствования с применением электроники и многочисленных устройств, позволяющих значительно уменьшить расход электроэнергии, продлить срок службы электроосветительных приборов и ламп накаливания, создать комфортные условия быта. Как правило, осветительные приборы работают от высокого напряжения питающей сети переменного тока 220 В частотой 50 Гц. Однако существует целый ряд возможностей обойтись низким напряжением, и о них будет рассказано в настоящей главе.

Во всех рассматриваемых схемах переменный ток является основным видом энергии, обеспечивающим работу осветительных приборов бытового назначения, но управление ими осуществляется устройствами электроники, как правило работающими на постоянном токе. К ним относятся транзисторные цепи, ИС, тиристоры и многие другие электронные изделия. Ряд устройств, не критичных к виду потребляемой энергии, одинаково хорошо эксплуатируются и на постоянном, и на переменном токе. Это различные типы ТЭН, лампы накаливания, электроплитки, электронагревательные приборы, нити накала мощных генераторных ламп и др. Электрические двигатели приводятся в действие или переменным, или постоянным током, в зависимости от их типа.

На практике применяются две группы источников электроэнергии — источники напряжения и источники тока. Под термином «напряжение» понимается значение разности электрических потенциалов между двумя точками электрической цепи. Напряжение — это та сила, под действием которой в электрической цепи движутся электрические заряды, т. е. протекает электроток. Ток и напряжение взаимосвязаны, так как важна не только разность потенциалов, а важен и электроток, обусловленный этой разностью потенциалов. Поэтому при описании работы электрических цепей ток и напряжение обычно рассматриваются вместе.

Напряжение между выходными полюсами источника напряжения не зависит или очень слабо зависит от тока, отдаваемого источником во внешнюю цепь. В источниках тока, наоборот, выходной ток также почти не зависит от напряжения на его клеммах, которое определяется нагрузкой. Единица измерения вольт используется для обозначения разности потенциалов, эквивалентной 1000 мВ, микровольт (мкВ) составляет 1/1000 мВ или 1/1 000 000 В. Один киловольт (кВ) равен 1000 В, а один мегавольт (МВ) равен 1 000 000 В. Основная единица измерения силы тока — ампер. При силе тока 1 А за секунду через цепь проходит примерно 1018 единичных зарядов, равных заряду одного электрона.

Для питания электронных схем управления осветительными приборами применяется постоянный ток. Аккумуляторная батарея — это типичный представитель источников постоянного тока и напряжения, промышленная сеть — источник переменного напряжения. У источников постоянного напряжения измерения производятся между положительным и отрицательным выводами (полюсами). Поток положительных зарядов в цепи, подключенной к источнику питания, всегда направлен от положительного вывода к отрицательному. В цепях постоянного тока направление движения их фиксировано. В цепях переменного тока направление движения заряда всегда меняется с частотой источника переменного напряжения. В источниках переменного напряжения в первой половине цикла один из выводов имеет положительную полярность, а другой — отрицательную. Во второй половине — полярности напряжений противоположны. Быстрота смены полярности в цепях переменного тока измеряется в герцах. В наших жилищах сетевое напряжение является переменным, и в течение одной секунды происходит 50 циклов смены полярности напряжения. Сила и напряжение переменного тока периодически изменяются. Вначале напряжение равно нулю, затем его значение увеличивается, стремясь к максимальному амплитудному значению.

Обратите внимание, что наши бытовые сети переменного тока преимущественно имеют номинальное значение напряжения, равное 220 В, а в начале периода оно равно нулю, затем увеличивается до положительного максимума — более 230 В, после чего уменьшается до нуля и, прежде чем завершится полный период, достигает максимально отрицательного значения — более 230 В. 220 В — это действующее значение переменного тока, которое называют среднеквадратичным значением переменного напряжения. Оно может составлять более 70% амплитудного значения. Форма периода переменного тока, вырабатываемая промышленностью, имеет вид синусоиды.

В своей мастерской радиолюбитель, выполняя практические работы, связанные с электроникой и электротехникой, должен всегда помнить основные правила техники безопасности. Особую осторожность необходимо проявлять при работе с электричеством и из-за того, что оно никак не воспринимается органами чувств человека на расстоянии до момента соприкосновения с токоведущими частями или деталями электронных устройств. Это обстоятельство серьезно затрудняет обнаружение опасности заранее. Следует помнить, что электрическое напряжение в 40 В и выше является опасным для жизни человека. Но степень опасности увеличивается в десятки раз, если созданы дополнительные факторы поражения электротоком.

Элементарные правила работы при сборке, регулировке, настройке и ремонте РЭА и приборов

При настройке устройств и поисках неисправностей необходимо работать только одной рукой;

не работать с включенным в сеть устройством, которое не имеет гальванической развязки, когда оно питается по бестрансформаторной схеме. В этом случае даже низковольтный источник электропитания — 36 В и ниже может оказаться под полным напряжением сети относительно земли;

рабочее место радиолюбителя должно быть надежно изолировано от земли различными диэлектрическими ковриками и помостами, чтобы исключить поражение электротоком при случайном прикосновении к шасси или к токоведущим деталям устройства;

все монтажные и регулировочные работы надо вести вдали от водопроводных труб, радиаторов центрального отопления, проводов заземления

электротехнических устройств, электроплит, раковин умывальников и ванн;

заземлять электронные устройства и электротехнические изделия, в том числе и антенны радиоприемных устройств, необходимо только после отключения их от сети, обязательно вынимая вилку питания из сетевой розетки;

заменять детали устройства, в том числе и предохранители, обязательно после отключения от сети;

нельзя проверять исправность плавких предохранителей в изготавливаемых электронных устройствах путем их замыкания;

после отключения УЭП постоянного напряжения необходимо разрядить электролитические конденсаторы, включенные в емкостный фильтр;

подключать ИП (амперметры, вольтметры) к высоковольтным цепям устройства можно только при обесточенной аппаратуре, предварительно разрядив конденсаторы фильтра. Нельзя держать в руках щупы прибора;

все рабочие инструменты должны иметь изолированные ручки.

Устройства, регулирующие электроосвещение в бытовых помещениях, ограничивают величину тока в момент включения, снижают напряжение до уровня безопасной работы, обеспечивают продление срока эксплуатации электроосветительных и электронагревательных приборов в несколько раз, снижают бесполезные потери электроэнергии и повышают эффективность их эксплуатации. В большинстве этих устройств используются диодные и триодные тиристоры, ППП, ИМС и другие элементы общего применения.

Тиристоры — это ППП с двумя устойчивыми состояниями, которые могут переключаться из закрытого состояния в открытое и наоборот по команде, поступающей с устройства управления.

Основные электрическйе параметры наиболее часто применяемых тиристоров приведены в табл. 3.1, где использованы стандартизованные термины, определения и буквенные обозначения в соответствии с требованиями ГОСТ 20332-92, где / 0.с. ср max — максимально допустимый средний ток в открытом состоянии; I0.c. ср max —

Таблица 3.1. Основные электрические параметры тиристоров, применяемых в устройствах регулирования мощности

максимально допустимый средний ток в открытом состоянии (для симисторов); /3.и — запираемый импульсный ток (для запираемых тиристоров); / о.с.п — повторяющийся импульсный ток в открытом состоянии; и3.€Л1 — повторяющееся импульсное напряжение в закрытом состоянии; U3.c max — максимально допустимое постоянное напряжение в закрытом состоянии; U0тк — наименьшее значение прямого напряжения, необходимое для переключения динистора из закрытого состояния в открытое; Uобр. н — повторяющееся импульсное обратное напряжение; i/обр max — максимально допустимое постоянное обратное напряжение; /о.с.удр — ударный неповторяющийся ток в открытом состоянии; U0.с.и — импульсное напряжение в открытом состоянии; U0.с — постоянное напряжение в открытом состоянии; /З.с.п — повторяющийся импульсный ток в закрытом состоянии; /3.с — постоянный ток в закрытом состоянии; /0бр.п — повторяющийся импульсный обратный ток; /0бр — постоянный обратный ток.

Следует заметить, что форма выходного напряжения тринисторных регуляторов, которые работают от сети переменного тока, является фактором, ограничивающим возможность питания от таких регуляторов низковольтных устройств. Надежная работа устройства с тиристорным регулятором мощности может быть гарантирована только в том случае, когда напряжение питающей сети не превышает номинального напряжения питания нагрузки, т. е. когда тиристорный регулятор мощности используется только для уменьшения напряжения на нагрузке, а условия эксплуатации соответствуют оптимальным режимам.

Сетевые регуляторы мощности, в которых переключатель заменяется ручкой управления нагрузкой, могут работать в жестких условиях воздействия внешних нагрузок — климатических, механических, биологических и др. Основные из них следующие:

Температура окружающей среды, °С:

повышенная …………………………………………. 40

пониженная ………………………………………….. — 20

Смена температур (многократное циклическое

изменение) …………………………………………… — 10…+ 35

Относительная влажность воздуха

при температуре 20 °С, %, не менее …………… 85 + 5

Атмосферное давление воздуха

или другого инертного газа, кПа (мм рт. ст.):

повышенное …………………………………………. 120 (900)

пониженное………………………………………….. 13,3(100)

Вибрационные нагрузки в диапазоне частот

от 5 до 1000 Гц с ускорением, g (м/с2)…. 10 (98,1)

Одиночные удары с ускорением, g (м/с )….. 5 (49,1)

Многократные удары с ускорением, g (м/с2) . .    5 (49,1) Линейные (центробежные) нагрузки

с ускорением, g (м/с2)……………………….. 2 (19,6)

Акустические шумы в диапазоне частот от 50 до 1000 Гц с уровнем звукового

давления, дБ, не более ……………………… 120

Иней, роса, морской туман ………………….. допускаются

Плесневые грибки………………………………. допускаются

Литература:

  Сидоров И. Н. С34 Самодельные электронные устройства для дома: Справочник домашнего мастера.— СПб.: Лениздат, 1996.- 352 е.. ил.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты